DE2544548A1

DE2544548A1 - Battery charger control circuit - interrupts power supply when fully charged regardless of battery condition

Info

Publication number: DE2544548A1
Application number: DE19752544548
Authority: DE
Inventors: Klaus Hartwig Dipl Ing Rieder
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1975-10-04
Filing date: 1975-10-04
Publication date: 1977-04-07
Also published as: DE2544548C3; DE2544548B2

Abstract

The charging is supervised by an operational amplifier (1) whose inputs are bridged by a resistor (4) and whose inverting input is connected to a capacitor (5). Resistor and capacitor are in parallel with the battery (2). When the battery is charging its voltage is rising, hence a current is flowing through the resistor (4) to charge the capacitor (5), and there is a voltage difference between the amplifier input terminals and therefore also an output. When fully charged the battery voltage ceases to rise, the amplifier inputs become equal and it switches off thereby also switching off the battery power supply (20, 25, etc.). As operation depends only on steady battery voltage, or a predetermined minimum rate or rise, it is not dependent upon battery state. If, due to ageing, the battery voltage no longer reaches the nominal value the charging circuit is still interrupted when steady conditions obtain.

Description

Schaltungsanordnung zum Laden eines Circuit arrangement for loading a

Akkumulators Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Laden eines Akkumulators. Accumulator The invention relates to a circuit arrangement for Charging an accumulator.

Eine bekannte Schaltungsanordnung zum Laden eines Akkumulators besteht im einfachsten Fall aus einem Gleichrichter, welcher bei Doppelweggleichrichtung gerichtete Gleichstromhalbwellen der doppelten Netzfrequenz erzeugt.There is a known circuit arrangement for charging an accumulator in the simplest case from a rectifier, which in the case of full-wave rectification Directed direct current half-waves generated at twice the line frequency.

Ist der Gleichrichter mit dem Akkumulator verbunden, dann fließt solange ein Ladestrom, solange die Spannung am Gleichrichter die EMK des Akkumulators übersteigt.If the rectifier is connected to the accumulator, then flows as long a charging current as long as the voltage at the rectifier exceeds the emf of the accumulator.

Ist der Akkumulator geladen so übersteigt die Spitzenspannung des Gleichrichters die Nennspannung des Akkumulators, und es kann zu einer Überladung kommen.If the accumulator is charged, the peak voltage exceeds the Rectifier the nominal voltage of the battery and it can cause overcharging come.

Eine Oberladung aber vermindert die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer des Akkumulators und soll daher vermieden werden.Overcharging, however, reduces performance and service life of the accumulator and should therefore be avoided.

Um eine Überladung zu verhindern, ist es-bekannt, in einer Schaltungsanordnung eine ein Relais steuernde Zenerdiode anzuordnen. Die Stromzuführung zum Akkumulator wird durch das Relais dann unterbrochen, wenn die der vollen Ladespannung entsprechende Spannung erreicht ist. Hierbei ist wiederum nachteilig, daß die Stromzuführung schon dann unterbrochen ist, wenn der Spitzenwert der Ladestromimpulse die der vollen Aufladung des Akkumulators entsprechende Spannung erreicht, so daß der Akkumulator seine volle Ladekapazität nicht erreichen kann.In order to prevent overcharging, it is known to use a circuit arrangement to arrange a Zener diode controlling a relay. The power supply to the accumulator is interrupted by the relay when the voltage corresponds to the full charge voltage Tension is reached. Here again it is disadvantageous that the power supply beautiful is interrupted when the peak value of the charging current pulses match those of the full Charging of the accumulator reached corresponding voltage, so that the accumulator cannot reach its full loading capacity.

Es sind eine Vielzahl von Schaltungsanordnungen bekannt geworden, mittels welchen der Ladeprozess gesteuert werden kann: So wird beispielsweise eine absolute Spannungssteuerung, ein zeitlich gesteuerter konstanter Strom nach der vollen Entladung des Akkumulators, die gesamte Ladung selbst als Parameter zur Steuerung herangezogen.A large number of circuit arrangements have become known, which can be used to control the charging process: For example, a absolute voltage control, a timed constant current according to the full discharge of the accumulator, the entire charge itself as a parameter for control used.

Alle diese bekannten Maßnahmen jedoch sind nicht zuverlässig genug, da entweder der Akkumulator nicht immer seine volle Ladekapazität erreicht oder aber zur Verhinderung einer Uberladung der Ladestrom auf einen verringerten Wert begrenzt werden muß.However, all these known measures are not reliable enough because either the accumulator does not always reach its full charge capacity or but to prevent overcharging the charging current to a reduced value must be limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Akkumulatoren unabhängig von dem Zustand ihrer Entladung zuverlässig und sicher so aufzuladen, daß erst beim Erreichen der vollen Kapazität der Ladevorgang selbsttätig unterbrochen ist, ohne den Akkumulator zu überladen. Eine Übere ladung soll auch dann vermieden werden, wenn der Akkumulator beispielsweise infolge Alterung nicht mehr seine volle Nennkapazität erreichen kann.The invention is based on the object of making accumulators independent from the state of their discharge reliably and safely so that only when When the full capacity is reached, the charging process is automatically interrupted without to overcharge the accumulator. Overcharging should also be avoided if if the accumulator no longer has its full nominal capacity, for example due to aging can reach.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Operationsverstärker vorgesehen ist, dessen Ausgang in die Stromzuführung zum Akkumulator geschaltet ist, daß parallel zum Akkumulator eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator angeordnet ist, daß der Widerstand mit den beiden Eingängen und der Kondensator mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist, und daß dem Akkumulator eine Diode zugeschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that an operational amplifier is provided whose Output in the power supply to the accumulator is connected that parallel to the accumulator, a series circuit of a resistor and a capacitor is arranged that the resistor with the two inputs and the capacitor connected to the inverting input of the operational amplifier is, and that a diode is connected to the accumulator.

Damit ist gewährleistet, daß der Akkumulator selbsttätig unabhängig von seinem Entlade zustand stets zuverlässig auf seine volle Kapazität geladen wird, ohne überladen zu werden. Solange die Spannung am Akkumulator steigt, bleibt das Potential am Ausgang des Operationsverstärkers unverändert und erlaubt damit einen Strom. .fluß in den Akkumulator. Erst wenn die Spannung am Akkumulator nicht mehr ansteigt bzw. der Spannungsanstieg einen definierten Wert unterschreitet, wird die Stromzufuhr in den Akkumulator unterbrochen. Temperatur- und altersbedingte Anderungen der Ladeschlußspannung des Akkumulators führen weder zu einer vorzeitigen Unterbrechung des Ladevorganges noch zu einer Oberladung. Dies gilt für ebensolche Veränderungen der im Ladegerät verwendeten Bauelemente in gleicher Weise. Anderungen am Akkumulator selbst mit den sich daraus ergebenden Nachteilen zu brauchen nicht vorgenommen/werden. Des weiteren erlaubt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung das Laden von Akkumulatoren mit verschiedenen Betriebsspannungen ohne Umschaltung.This ensures that the accumulator is automatically independent is always reliably charged to its full capacity from its discharge state, without becoming cluttered. As long as the voltage on the accumulator rises, it stays that way Potential at the output of the operational amplifier unchanged and thus allows one Current. .flow into the accumulator. Only when the voltage on the accumulator is no longer increases or the voltage increase falls below a defined value, the Power supply to the accumulator interrupted. Changes in temperature and age the end-of-charge voltage of the accumulator neither lead to a premature interruption of the charging process to an overcharging. This applies to just such changes the components used in the charger in the same way. Changes to the accumulator even with the disadvantages resulting therefrom, there is no need to undertake / be made. Furthermore, the circuit arrangement according to the invention allows accumulators to be charged with different operating voltages without switching.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist bei der Aufladung gasdichter, elektrochemischer Sekundärzellen, wie Nickel-Cadmium-Zellen, besonders vorteilhaft anzuwenden.The circuit arrangement according to the invention is in the process of charging gastight, electrochemical secondary cells, like nickel-cadmium cells, particularly advantageous to use.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.Further features and refinements of the invention are evident from the Characterized subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen: Figur 1 das elektrische Schaltbild eines Lade gerätes; Figur 2 eine Variante zu Figur 1; Figur 3 das elektrische Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Figur 4 das elektrische Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung; Figur 5 eine Variante zu Figur 4.The invention is described in more detail below with the aid of exemplary embodiments explained; The figures show: FIG. 1 the electrical circuit diagram of a charging device; figure 2 shows a variant of FIG. 1; FIG. 3 shows the electrical circuit diagram of a second embodiment the invention; FIG. 4 shows the electrical circuit diagram of a third embodiment the invention; FIG. 5 a variant of FIG. 4.

Gemäß der Figur 1 ist mit 1 ein Operationsverstärker mit Ausgangsstrombegrenzung und hoher Eingangsimpedanz, welche beispielsweise durch einen Feldeffekttransistor als erste Verstärkerstufe erzielt wird, bezeichnet. Ein zu ladender Akkumulator 2 ist zusammen mit einer vorgeschalteten Diode 3 an den Ausgang des Operationsverstärkers 1 geschaltet. Der Operationsverstärker 1 liefert an seinem Ausgang den Ladestrom für den Akkumulator 2. Die Diode 3 verhindert eine Entladung des Akkumulatorsüber das Ladegerät bei abgeschalteter Betriebsspannung oder bei Stromausfall. Parallel zur Diode 3 und dem Akkumulator 2 ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 4 und einem Kondensator 5 geschaltet. Die beiden Eingänge des Operationsverstärkers 1 sind an den Widerstand 4 angeschlossen, so daß der Widerstand zwischen dem invertierenden und dem nicht invertierenden Eingang zu liegen kommt. Der Kondensator 5 ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden.According to FIG. 1, 1 is an operational amplifier with output current limiting and high input impedance, which for example by a field effect transistor is achieved as the first amplifier stage. An accumulator to be charged 2 is connected to the output of the operational amplifier together with an upstream diode 3 1 switched. The operational amplifier 1 supplies the charging current at its output for the accumulator 2. The diode 3 prevents the accumulator from being discharged the charger when the operating voltage is switched off or when Power failure. In parallel with the diode 3 and the accumulator 2 there is a series circuit of a resistor 4 and a capacitor 5 connected. The two inputs of the operational amplifier 1 are connected to resistor 4 so that the resistor between the inverting and the non-inverting input comes to rest. The capacitor 5 is with connected to the inverting input of the operational amplifier.

Nach dem Anlegen der Betriebsspannung an den Spannungsanschluß s des Operationsverstärkers 1 liegt der invertierende Eingang über den Kondensator 5 am elektrischen Massepotential, während der nicht invertierende Eingang mit der positiven Restspannung am Ausgang des Operationsverstärkers beaufschlagt ist. Infolge des Spannungsabfalls am Widerstand schaltet der Operationsverstärker 1 sofort um, so daß sein Ausgangspotential so hoch ansteigt, wie dies die innere Strombegrenzung und die äußere Beschaltung zulassen. Der Kondensator 5 lädt sich über den Widerstand 4 auf. Solange die Spannung am Akkumulator 2 ansteigt, steigt auch die Spannung am Kondensator 5. Solange die Spannung des Kondensators 5 ansteigt, fließt durch den Widerstand 4 ein Strom, der einen Spannungsabfall am Widerstand 4 und damit eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen des Operationsverstärkers 1 bedingt. Der Ausgang des Operationsverstärkers liegt solange auf hohem Potential, wie die Spann&ig am Akkumulator 2 ansteigt.After applying the operating voltage to the voltage connection s of the Operational amplifier 1 has the inverting input via capacitor 5 electrical ground potential, while the non-inverting input with the positive Residual voltage is applied to the output of the operational amplifier. As a result of the If the voltage drop across the resistor, the operational amplifier 1 switches over immediately, see above that its output potential rises as high as the internal current limit and allow the external wiring. The capacitor 5 charges through the resistor 4 on. As long as the voltage on the accumulator 2 rises, the voltage also rises at the capacitor 5. As long as the voltage of the capacitor 5 rises, flows through the resistor 4 a current, which a voltage drop across the resistor 4 and thus a voltage difference between the two inputs of the operational amplifier 1 conditional. The output of the operational amplifier is at high potential as long as how the voltage on accumulator 2 increases.

Dabei t}ießtZdurch die Strombegrenzung des Operationsverstärkers 1 gegebener Ladestrom in den AkkumulaSPor, Wenn der Akkumulator 2 seine volle~Kapazität erreicht hat, steigt die Spannung am Akkumulator nicht mehr an.Thereby t} flows through the current limitation of the operational amplifier 1 given charging current in the AkkumulaSPor, When the accumulator 2 has reached its full ~ capacity, the voltage on the accumulator no longer increases at.

Dann stellt sich zwischen den beiden Eingängen des Operationsverstärkers 1 Spannungsgleichheit ein, und der Ausgang des Operationsverstärkers schaltet auf ein niedriges Potential um. Die Diode 3 sperrt, und es kann kein Ladestrom mehr in den Akkumulator 2 fließen; der Ladevorgang ist beendet.Then it arises between the two inputs of the operational amplifier 1 voltage equals on, and the output of the operational amplifier switches on a low potential around. The diode 3 blocks and there is no more charging current flow into the accumulator 2; the loading process is finished.

Die Figur 2 unterscheidet sich hinsichtlich der Figur 1 darin, daß zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 1 und der Reihenschaltung aus der Diode 3 und dem Akkumulator 2 ein Widerstand 7 geschaltet ist. In der Schaltung gemäß der Figur 1 ist der Ladestrom des Akkumulators zu einem gewissen Maße durch den Operationsverstärker stabilisiert und infolge des begrenzten Stromes des Operationsverstärkers gegeben. Durch Einfügen des Widerstandes 7 gemäß der Figur 2 kann der Ladestrom im Bedarfsfall verringert werden. Der Widerstand 7 arbeitet auch als Konstantstromquelle; er kann beispielsweise auch durch eine Anzeigelampe ersetzt sein.FIG. 2 differs with respect to FIG. 1 in that between the output of the operational amplifier 1 and the series circuit from the Diode 3 and the accumulator 2 a resistor 7 is connected. In the circuit according to FIG. 1, the charging current of the accumulator is through to a certain extent stabilized the operational amplifier and due to the limited current of the operational amplifier given. By inserting the resistor 7 according to Figure 2, the charging current can be reduced if necessary. The resistor 7 also works as a constant current source; it can, for example, also be replaced by an indicator lamp.

In der Figur 3 ist mit 8 ein Operationsverstärker bezeichnet, welcher im Vergleich zu dem in den Schaltungen gemaß der Figuren t und 2 invers arbeitet, d.h. sein Ausgangspotenial ist während des Ladevorgangs niedrig Mfld steigt beim Abschalten des Ladestroms auf den Maximalwert an. Am Ausgang des Operationsverstärkers 8 ist die Basis-Kollektor-Strecke eines Transistors 9 zusammen mit einem Widerstand 10 als Längswiderstand an der Basis angeordnet. Der Transistor 9 ist über einen Widerstand 11 am Emitter und einem Widerstand 12 an der Basis zusammen mit dem Spannungsanschluß 6 für den Operationsverstärker 8 an die Betriebsspannung geschaltet. Der Akkumulator 2 ist zusammen mit der Diode 3 an dem Kollektor des Transistors 9 geschaltet. Infolge des Transistors 9 wird der Akkumulator stets mit konstantem Ladestrom geladen. Der Transistor 9 arbeitet als Konstantstromquelle. Der Widerstand 11 und der aus den Widerständen 10 und 12 gebildete Spannungsteiler bestimmen dabei die Größe des Ladestromes. Mittels dieser Schaltung können Akkumulatoren mit beliebigen Ladeströmen aufgeladen werden. Parallel zum Akkumulator 2 und der Diode 3 ist die Reihenschaltung aus einem Widerstand 14 und einem Kondensator 15 angeordnet, wobei der Widerstand 14 zwischen den invertierenden und den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 8 geschaltet ist. Zwischen dem Ausgang des Operae tionsverstärkers 8 und dem Widerstand 10 kann eine Leuchtdiode 16 angeordnet sein. Sie übernimmt die Funktion einer Zenderdiode und macht Restspannungen am Ausgang des Operationsverstärkers 8 unschädlich. Ausserdem leuchtet sie während des Ladevorgangs und erlischt, wenn der Ladevorgang beendet ist.In FIG. 3, 8 denotes an operational amplifier, which works inversely compared to that in the circuits according to Figures t and 2, i.e. its output potential is low during the charging process Switching off the charging current to the maximum value. At the output of the operational amplifier 8 is the base-collector path of a transistor 9 together with a resistor 10 as series resistance on the Arranged base. The transistor 9 is composed of a resistor 11 on the emitter and a resistor 12 on the base with the voltage connection 6 for the operational amplifier 8 to the operating voltage switched. The accumulator 2 is together with the diode 3 on the collector of the Transistor 9 switched. As a result of the transistor 9, the accumulator is always with charged with constant charging current. The transistor 9 works as a constant current source. The resistor 11 and the voltage divider formed from the resistors 10 and 12 determine the size of the charging current. Using this circuit, accumulators can be charged with any charging current. In parallel with the accumulator 2 and the Diode 3 is the series circuit made up of a resistor 14 and a capacitor 15 arranged, the resistor 14 between the inverting and the non-inverting Input of the operational amplifier 8 is switched. Between the exit of the Operae tion amplifier 8 and the resistor 10, a light emitting diode 16 can be arranged. It takes on the function of a zender diode and creates residual voltages at the output of the operational amplifier 8 harmless. It also lights up during the charging process and goes out when the charging process is finished.

Parallel zum Widerstand 14 an den Eingängen des Operationsverstärkers 8 ist eine aus einem Widerstand 17 und einer Diode 18 gebildete Reihenschaltung angeordnet. Diese Schaltungsmaßnahme kann auch in den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 1 und 2 entsprechend angewandt werden. Wenn ein vollgeladener oder nur sehr wenig entladener Akkumulator an das Ladegerät angeschlossen wird, so müßte sich der Kondensator 5 bzw. 15 über den Widerstand 4 bzw. 14 erst wieder aufladen, bevor der Ladevorgang unterbrochen werden kann. Durch die Diode 18 läßt sich die Ladezeit des Kondensators 5 bzw. 15 verkürzen, ohne die übrige Funktionsweise der Schaltung zu beeinflusssen. Der Widerstand 17 begrenzt dabei den Strom, um die Diode 18 nicht zu überlasten.In parallel with resistor 14 at the inputs of the operational amplifier 8 is a series circuit formed from a resistor 17 and a diode 18 arranged. This circuit measure can also be used in the exemplary embodiments according to FIG Figures 1 and 2 are applied accordingly. If a fully charged or just very little discharged accumulator connected to the charger is, the capacitor 5 or 15 would have to be via the resistor 4 or 14 first recharge before charging can be interrupted. Through the diode 18, the charging time of the capacitor 5 or 15 can be shortened without the rest To influence the functioning of the circuit. The resistor 17 limits it the current so as not to overload the diode 18.

Bei den Schaltungen gemäß der Figuren 1 bis 3 kann der Operationsverstärker 1 bzw. 8 mittels eines Eingangsfehlspannungsabgleiches so eingestellt werden, daß sich kurz vor dem Erreichen der Spannungsgleichheit.an den Eingängen das Ausgangspotential verändert. Damit wird erreicht, daß nach Beendigung des Ladevorgangs und der darauf folgenden Entladung des Kondensators 5 bzw. 15 keine selbsttätige unerwünschte wLedereinschaltung des Ladevorganges eintritt.In the circuits according to FIGS. 1 to 3, the operational amplifier 1 or 8 can be adjusted by means of an input voltage adjustment so that shortly before the voltage equality is reached, the output potential at the inputs changes. This ensures that after the end of the loading process and the subsequent subsequent discharge of the capacitor 5 or 15 no automatic undesired wLeather switch-on the charging process occurs.

Gemäß der Figur 4 ist wiederum mit 1 der Operationsverstärker bezeichnet, bei welchem, wie in den Schaltungsbeispielen gemäß der Figuren 1 und 2, das Ausgangspotential während des Ladevorgangs hoch und beim Abschalten des Ladestroms niedrig ist. An den Ausgang des Operationsverstärkers 1 ist über einen Widerstand 19 die Basis eines Transistors 20 geschaltet. Das Basispotential ist durch einen Widerstand 21 bestimmt. Der Transistor 20 und die Widerstände 19, 21 können Bestandteil des Operationsverstärkers 1 sein. Sie sind jedoch zur Verdeutlichung der Funktion gesondert dargestellt. Parallel zum Ausgang des Transistors 20 sind ein Widerstand 22 und ein seriengeschalteter Kondensator 23 angeordnet.According to FIG. 4, 1 again denotes the operational amplifier, in which, as in the circuit examples according to Figures 1 and 2, the output potential is high during charging and low when the charging current is switched off. At the output of the operational amplifier 1 is the base of a resistor 19 Transistor 20 switched. The base potential is determined by a resistor 21. The transistor 20 and the resistors 19, 21 can be part of the operational amplifier Be 1. However, they are shown separately to clarify their function. Parallel to the Output of transistor 20 are a resistor 22 and a series-connected capacitor 23 arranged.

Die eine Ausgangselektrode des Transistors 20 ist über einen Widerstand 24 und die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors 25 an die Betriebsspannung gelegt. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors 25 ist ein Widerstand 26 angeordnet. Der Spannungsanschluß 6 des Operationsverstärkers sowie eine hier als Widerstand 27 ausgebildete Konstantstromquelle liegen über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 25 an der Betriebsspannung. An die als Widerstand 27 ausgebildete Konstantstromquelle ist wiederum der Akkumulator 2 zusammen mit der Diode 3 geschaltet, und parallel dazu ist die Reihenschaltung aus dem Widerstand 4 und dem Kondensator 5 angeordnet. Der Widerstand 4 ist wiederum zwischen den invertierenden und den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1 geschaltet.One output electrode of transistor 20 is through a resistor 24 and the base-emitter path of a transistor 25 connected to the operating voltage. A resistor 26 is arranged parallel to the base-emitter path of the transistor 25. The voltage connection 6 of the operational amplifier and one here as a resistor 27 trained constant current source are across the collector-emitter path of the Transistor 25 at the operating voltage. To the constant current source designed as a resistor 27 the accumulator 2 is in turn connected together with the diode 3, and in parallel for this purpose, the series circuit comprising the resistor 4 and the capacitor 5 is arranged. The resistor 4 is in turn between the inverting and the non-inverting Input of the operational amplifier 1 switched.

Der Widerstand 17 und die Diode 18 haben dieselbe Anordnung und Funktionsweise, wie sie zur Figur 3 beschriefluß ben sind. Als Anzeige für den Ladestrom/kann eine nicht näher dargestellte Leuchtdiode verwendet sein, welche entweder in Reihe mit dem Widerstand 27 oder anstelle dieses Widerstands in der Schaltung angeordnet ist.The resistor 17 and the diode 18 have the same arrangement and functionality, as described in relation to FIG. 3. A light emitting diode not shown, which either in series with the resistor 27 or instead of this resistor is arranged in the circuit.

Nach dem Anlegen der Betriebsspannung wird der Kondensator 23 über die Widerstände 26, 24, 22 und über die 25 Basis-Emitter-Strecke des Transistorstgeladen. Während des Ladevorgangs am Kondensator 23 wird der Transistor 25 leitend und schaltet über seine Emitter-Kollektor-Strecke die Betriebsspannung an den Operationsverstärker 1 und den Widerstand 27. Der Widerstand 27 bestimmt den Ladestrom des Akkumulators 2. Es fließt ein konstanter Ladestrom in den Akkumulator 2. Der Kondensator 5 lädt'sich über den Widerstand 4 entsprechend der am Akkumulator 2 auftretenden Spannung auf. Durch den am Widerstand 4 auftretenden Spannungsabfall wird der Operationsverstärker/so geschaltet, daß an seinem Ausgang ein hohes Potential auftritt. Dadurch wird der Transistor 20 leitend, der seinerseits den Transistor 25 nach der Aufladung des Kondensators 23 solange im leitenden Zustand hält, bis der Akkumulator 2 seine volle Ladekapazität erreicht hat. Das Abschalten bei beendeter Ladung erfolgt, wie zu den Schaltungen gemäß der Figuren 1 bis 3 beschrieben.After the operating voltage has been applied, the capacitor 23 is over the resistors 26, 24, 22 and charged via the 25 base-emitter path of the transistorst. During the charging process on the capacitor 23, the transistor 25 becomes conductive and switches the operating voltage to the operational amplifier via its emitter-collector path 1 and the resistor 27. The resistor 27 determines the charging current of the accumulator 2. A constant charging current flows into the accumulator 2. The Capacitor 5 charges itself via resistor 4 in accordance with that on accumulator 2 occurring voltage. Due to the voltage drop occurring at resistor 4 the operational amplifier / is switched so that its output has a high potential occurs. This makes the transistor 20 conductive, which in turn turns the transistor 25 after charging the capacitor 23 holds in the conductive state until the accumulator 2 has reached its full charge capacity. The shutdown when finished Charging takes place as described for the circuits according to FIGS. 1 to 3.

In der Schaltung gemäß der Figur 5 ist dem Operationsverstärker 1 ein Doppelfeldeffekttransistor 28 vorgeschaltet. Mit dieser Maßnahme läßt sich auch bei Operationsverstärkern einfacherer und billigerer Art ein sehr hoher Eingangswiderstand erzielen. Die Funktion der Transistoren 25 und 20 in der Figur 4 ist gemäß der Figur 5 durch ein an den Ausgang des Operationsverstärkers geschaltetes Relais 29 ersetzt. Ein an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1 geschaltetes Potentiometer 30 ermöglicht die Kompensation sowohl der Eingangsfehlspannung und des endlichen Eingangswiderstandes des Operationsverstärkers als auch des Isolationswiderstandes des Kondensators 5. Da der die Betriebsspannung an die Schaltung schaltende Relaiskontakt 31 des Relais 29 offen ist, muß der Relaiskontakt zum Ingangsetzen des Ladevorganges kurzzeitig überbrückt werden. Dies wird bei anliegender Betriebsspannung selbsttätig durch einen Transistor 32 übernommen. Dazu ist die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 32 parallel zum Relaiskontakt 31 geschaltet, die Basis über einen Widerstand 33 und einen Kondensator 34 an das elektrische Massepotential gelegt und die Basis-Emitter-Strecke durch einen Widerstand 75 überbrückt. Der Transistor 32 zusammen mit den zugeschalteten Bauelementen kann durch einen manuell betätigbaren Drucktaster, der parallel zum RelaiskoSakt geschaltet ist, ersetzt sein (nicht näher dargestellt).In the circuit according to FIG. 5, the operational amplifier 1 a double field effect transistor 28 connected upstream. With this measure can also in the case of operational amplifiers of a simpler and cheaper type, a very high input resistance achieve. The function of the transistors 25 and 20 in FIG. 4 is according to the figure 5 is replaced by a relay 29 connected to the output of the operational amplifier. A potentiometer connected to the inverting input of the operational amplifier 1 30 allows compensation for both the input voltage error and the finite Input resistance of the operational amplifier as well as the insulation resistance of the capacitor 5. As the relay contact that switches the operating voltage to the circuit 31 of the relay 29 is open, the relay contact must start the charging process be bridged briefly. This is done automatically when the operating voltage is applied taken over by a transistor 32. For this purpose, the emitter-collector path is des Transistor 32 connected in parallel to relay contact 31, the base via a resistor 33 and a capacitor 34 connected to the electrical ground potential and the base-emitter path bridged by a resistor 75. The transistor 32 together with the switched Components can be activated by a manually operated push button that runs parallel to the RelaiskoSakt is switched, be replaced (not shown in detail).

Der ladestrombestimmende Widerstand 27 als Konstantstromquelle in der Figur 4 ist gemäß der Figur 5 durch einen Transistor 36 ersetzt, an dessen Basis ein aus den beiden, eine Zenerdiode ersetzenden Dioden 37, 38 und einem Widerstand 39 gebildeter Spannungsteiler geschaltet ist. Als Außenwiderstand ist ein Widerstand 40 vorgesehen. Die Schaltung gemäß der Figur 5 arbeitet analog zu der gemäß der Figur 4. Nach der selbsttätigen Beendigung des Ladevorgangs wird die Schaltung stromlos.The charging current-determining resistor 27 as a constant current source in FIG. 4 is replaced by a transistor 36 according to FIG. 5, at its base one of the two diodes 37, 38 replacing a zener diode and a resistor 39 formed voltage divider is connected. As an external resistance is a resistance 40 provided. The circuit according to FIG. 5 works analogously to that according to FIG Figure 4. After the automatic termination of the charging process, the circuit is de-energized.

Der Kondensator 5 entlädt sich über die Gate-Source-Strecke bzw. die Gate-Drain-Strecke des Doppelfeldeffekttransistors 28. Das Ladegerät ist damit erneut startbereit für einen Ladevorgang. Zur Begrenzung des Gatestromes des Doppelfeldeffekttransistors 28 sind Widerstände 41, 42 an dem Gate vorgesehen. Die Widerstände 41, 42 können entfallen, wenn anstelle eines Doppelfeldeffekttransistors 28 ein doppelter MOS-Feldeffekttransistor bzw. ein integrierter Operationsverstärker mit MOS-Feldeffekttransistor-Eingangsbeschaltung verwendet ist. Der Kondensator 5 kann sich dann über den Widerstand 4, die Kollektor-Basis-Strecke des Transistors 36 und den Widerstand 39 entladen. Falls eine Entladung des Kondensators 5 über den Widerstand 4 zu lange dauert, kann die Diode 18 der Reihenschaltung 17, 18, ohne Einfluß auf die sonstige Funktion der Schaltung mit einer weiteren Diode antiparallel überbrückt werden. Zur Anzeige der Ladetätigkeit bzw. zur Beendigung des Ladevorganges kann analog zur Figur 4 oder an einer anderen geeigneten Stelle eine Leuchtdiode oder eine Glühbirne in die Schaltung eingefügt sein.The capacitor 5 discharges via the gate-source path or the Gate-drain path of the double field effect transistor 28. The charger is thus again ready to start a charging process. To limit the gate current of the double field effect transistor 28 resistors 41, 42 are provided on the gate. The resistors 41, 42 can omitted if, instead of a double field effect transistor 28, a double MOS field effect transistor or an integrated operational amplifier with MOS field effect transistor input circuitry is used. The capacitor 5 can then be connected via the resistor 4, the collector-base path of transistor 36 and resistor 39 are discharged. If a discharge of the capacitor 5 takes too long via the resistor 4, the diode 18 of the Series connection 17, 18, without affecting the other function of the circuit be bridged in anti-parallel with another diode. To display the loading activity or to terminate the charging process can be analogous to Figure 4 or another appropriate place a light emitting diode or a light bulb inserted into the circuit be.

Verzeichnis der Bezugszeichen 1 Operationsverstärker 2 Akkumulator 3 Diode 4 Widerstand 5 Kondensator 6 Spannungsanschluß 7 Widerstand 8 Operationsvers tärker 9 Transistor 10, 11, 12 Widerstand 14 Widerstand 15 Kondensator 16 Leuchtdiode 17 Widerstand 18 Diode 19 Widerstand 20 Transistor 21, 22 Widerstand 23 Kondensator 24 Widerstand 25 Transistor 26, 27 Widerstand 28 Doppelfeldeffekttransistor 29 Relais 30 Potentiometer 31 Relaiskontakt 32 Transistor 33 Widerstand 34 Kondensator 35 Widerstand 36 Transistor 37, 38 Diode 39, 40, 41, 42 Widerstand 16 Patentansprüche 2 Blatt Zeichnungen List of Reference Numbers 1 operational amplifier 2 accumulator 3 Diode 4 Resistor 5 Capacitor 6 Voltage connection 7 Resistor 8 Oper stronger 9 transistor 10, 11, 12 resistor 14 resistor 15 capacitor 16 light-emitting diode 17 resistor 18 diode 19 resistor 20 transistor 21, 22 resistor 23 capacitor 24 resistor 25 transistor 26, 27 resistor 28 double field effect transistor 29 Relay 30 Potentiometer 31 Relay contact 32 Transistor 33 Resistor 34 Capacitor 35 resistor 36 transistor 37, 38 diode 39, 40, 41, 42 resistor 16 claims 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims 1. Circuit arrangement for charging an accumulator, d a -u d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that an operational amplifier (1, 8) is provided, the output of which is connected to the power supply to the accumulator (2) is that a series circuit of a resistor (4, 14) and a capacitor (5, 15) is arranged that the resistor with the two Inputs and the capacitor with the inverting input of the operational amplifier is connected, and that a diode (3) is connected to the accumulator.

2.) Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that between the output of the operational amplifier, (1, 8) and the accumulator (2) a constant current source is arranged, which the accumulator with constant charging current provided.

3.) Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that that the constant current source is formed from a resistor (7, 27).

4.) Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that that the constant current source is formed from a transistor (9), the control electrode of which Via a resistor (10) to the output of the operation an amplifier (1, 8) and whose / output electrode is connected to the accumulator (2).

5.) Circuit arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that that the resistor (4, 14) is a series circuit of a resistor (17) and a for the charging current of the capacitor (5, 15) in the forward direction polarized diode (18) is connected in parallel.

6.) circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the diode (18) is bridged in anti-parallel by another diode.

7.) Circuit arrangement according to claims 1, 2 and 5, characterized in that that a switch is arranged in the power supply of the arrangement, which with is connected to the output of the operational amplifier and controlled by it.

8.) Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the switch is formed from two transistors (25, 20) that the emitter-collector path of the one transistor (25) connected to the power supply and the base-emitter path is bridged by a resistor (26), the collector with the voltage connections of the operational amplifier and the constant current source connected and the base across a resistor (24) connected to the output electrode of the other transistor (20) whose base is connected to the output of the operational amplifier via a resistor (19) (1, 8) and its emitter-collector path connected in series its resistor (22) and a capacitor (23) is bridged, so that the capacitor can be charged via the resistors (26, 24, 23).

9.) Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that that the switch is switched by a to the output of the operational amplifier (1, 8) Relay (29) is formed, the relay contact (31) connected to the power supply is.

10.) Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that that parallel to the relay contact (31) the collector-emitter path of a transistor (32) is connected, whose base-emitter path is bridged by a resistor (35) and its base with a series connection of a resistor (33) and a capacitor (34) is connected so that the capacitor can be charged via the resistors (35, 33) is.

11.) Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that that a button is arranged parallel to the relay contact (31).

12.) Circuit arrangement according to claims 2 and 7, characterized in that that the constant current source is formed from a transistor (36) whose base voltage divider from two diodes (37, 38) connected in series or from a zener diode on the one hand and a resistor (39) is formed on the other hand, and its one output electrode is connected to the accumulator.

13.) Circuit arrangement according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the operational amplifier (1, 8) is a double field effect transistor is upstream.

14.) Circuit arrangement according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the inverting input of the operational amplifier a potentiometer (30) is connected.

15.) Circuit arrangement according to at least one of the preceding Claims, characterized in that at the output of the operational amplifier (1, 8) a light emitting diode (16) is arranged.

16.) Circuit arrangement according to claims 3 and 15, characterized in that that instead of the resistor (7, 27) a light emitting diode is arranged.