DE2821149A1 - Verfahren zur ueberwachung einer ueber einen laderegler aufladbaren batterie auf ihren ladezustand - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Uberwachung einer über einen Lade-
• regler aufladbaren Batterie auf ihren Ladezustand" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Uberwachung einer über einen Ladergler aufladbaren Batterie auf ihren Ladezustand.
• Bei Brandmeldeanlagen besteht die Vorschrift, daß die Brandüberwachung auch dann funktionsfähig sein muß, wenn die Netzspannung ausfällt. Zu diesem Zwecke wird zusätzlich ein Satz Batterien vorgesehen, die die Versorgung der Brandmeldeeinrichtung bzw. der Brandmeldeanlage im Netzausfall übernehmen.
• In diesem Falle ist aber eine ausreichende Einsatzbereitschaft nur dann gewährleistet, wenn die Batterien ihre volle Ladekapazität haben. Man benutzt daher die Zeiten, in denen die Anlage vom Netz versorgt wird, dazu, die Batterien dauernd über einen Laderegler aufzuladen. Aus diesem Grunde besteht das Netzgerät für eine Brandmeldeanlage aus einem Spannung regler zur Konstanthaltung der Versorgungsspannung und einem Laderegler zur Aufladung der Batterie.
• Bei bekannten Einrichtungen wird die Batterie über ihren Ladestrom beim Aufladen überwacht. Unterschreitet der Batterieladestrom einen bestimmten Wert, d.h. ist die Batterie praktisch vollständig aufgeladen, dann setzt eine Kapazitätsüberwachung ein, bei der in einem bestimmten zeitlichen Abstand die Batterieladespannung abgesenkt wird, so daß die Batterie teilweise die Versorgung der Verbraucher zu übernehmen hat. Der Batterieentladestrom wird nun zur Aussage t'Batterieausfall" ausgewertet. Ein Problem besteht allerdings darin, daß dann, wenn bei einem Netzausfall oder bei der Ladephase der Batterie ein Nebenschluß der Zellen auftritt, so daß der Ladestrom den oben genannten Mindestwert nicht unterschreiten kann, eine Batteriekapazitätsüberwachung nicht mehr einsetzen kann, so daß der Netzausfallschutz nicht gegeben ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Überwachung auch dann noch arbeitet, wenn Nebenschlüsse in der Batterie auftreten.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels eines Schalters der Laderegler periodisch abgeschaltet und dabei die Batterie über einen Belastungswiderstand belastet wird, und daß die Klemmenspannung während der Abschaltzeiten des Schalters einem Komparator zugeführt und dort mit einem Sollwert derart verglichen wird, so daß bei Unterschreiten des Sollwertes ein Signal abgegeben wird.
• Als Sollwert wird vorzugsweise eine der Zellruhespannung der Batterie entsprechende Spannung verwendet.
• Im Falle eines Netzausfalls wird als Bezugsspannung die Entladeschlußspannung der Batterie verwendet.
• Vorzugsweise benutzt man als Schalter einen freischwingenden RC-Oszillator, welcher periodisch den Laderegler abschaltet.
• Tritt beispielsweise ein Zell-Nebenschluß auf, so wird, da der Laderegler periodisch abgeschaltet wird, auch dann eine Überwachung ermöglicht. Ein Netzausfallschutz ist hiermit auf einfache Weise immer gegeben.
• Wenn bei einem Netzausfall die Batterie entladen ist, dann beginnt bei wiederkehrenden Netz der Ladevorgang. Auch hier kann dauernd der Ladestrom abgeschaltet werden, um während des Ladevorgangs eine eindeutige Kapazitätsüberwachung zu erzielen.
• Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, eine Zeitverzögerungseinrichtung vorzusehen, welche das Abschalten des Ladestroms solange verzögert, bis die Batterie vollständig aufgeladen ist. Im Normalfall beträgt die Ladezeit einer Batterie ca. 24 Stunden; das Zeitverzögerungsglied wird dann die Batterie kapazitätsüberasachung 24 Stunden nach Beginn des Ladevorgangs anlaufen lassen.
• l Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.
• Es zeigt I Fig. 1 den Laderegler für eine Batterie für ein erfindungsgemäßes Netzgerät für eine Brandmeldeanlage und Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Uberwachungsbausteines zur zur Abschaltung des Ladereglers.
• I Ein Netzgerät, welches zur Stromversorgung von Brandmeldeanlagen dient, besteht aus zwei voneinander getrennten Schaltungsteilen. Der erste Schaltungsteil dient dazu, die Netzspannung, die gewissen Schwankungen unterworfen ist, auf eine Konstant-Spannung zu regeln, während der zweite Schaltungsteil, der in der Figur 1 im Blockschaltbild dargestellt ist, zur Laderegelung und Pufferung einer in der Anlage vorhandenen Batterie dient. Die vom Netz herkommende Spannung wird über einen Transformator T1 auf die Anlagenspannung heruntertransformiert und über eine Vierdiodengleichrichterbrücke V5 gleichgerichtet.
• Der positive Abgriff geht auf den Eingang eines Ladereglers A2 und der negative Abgriff ist mit dem Minuspol der Batterie (-Klemme) verbunden; letztere ist gleichzeitig der Minuspol der Anlage. An Klemme 7 ist ein sogenannter Prüfimpuisgeber angeschlossen, der in bestimmten Zeitabständen den Laderegler A2 abschaltet. Der Pluspol 5 der Batterie, die selbst nicht gezeichnet ist, ist über eine Diode V21 mit dem Pluspol des Anlagenteils verbunden; letzterer trägt die Bezugsziffer 8.
• An den Pluspol 8 ist gleichzeitig auch ein nicht gezeigter Spannungsregler (erster Schaltungsteil) angeschlossen, der die Anlage bei vorhandener Netzspannung versorgt. Diese Anschlußleitung ist mit der Bezugsziffer 9 (Anlageregler) bezeichnet.
• Im Normalzustand ist die Anlagenspannung, die von dem nicht dargestellten Spannungsregler zur Versorgung der Anlage bei vorhandener Netzspannung geregelt wird, geringfügig höher als die Ausgangsspannung der Batterie, so daß die Diode V21 immer in Sperrichtung vorgespannt ist.
• Über den Abschaltausgang 7 wird der Laderegler A2 abgeschaltet, um den Ladezustand der Batterie zu überprüfen. Dabei befindet sich parallel zur Batterie ein Belastungswiderstand 23, wobei ein Ende dieses Widerstandes über den Transistor V13 und der Leitung 24 an die Batterieklemme 5 und das andere Ende an die -Klemme geschaltet ist (Fig. 2). Der Spannungsabfall der Batterie wird gemessen und mit einem Sollwert verglichen (siehe weiter unten).
• Die Einrichtung, die den Laderegler abschaltet, ist, wie erwähnt, an dem Abschaltausgang 7 angeschlossen; es ist dies ein sogenannter freischwingender RC-Oszillator, der vorzugsweise periodisch alle ca. 5 Sekunden für die Dauer von ca. 200 mS den Ladestromregler abschaltet und auf diese Weise die Batterie belastet. Im Blockschaltbild ist der freischwingende RC-Oszillator mit der Bezugsziffer 21 bezeichnet; sein Ausgang geht auf die Basis des Abschalttransistors V13, der über die Leitung 22 den Laderegler abschaltet und den Pluspol (Batterieklemme 5) der Batterie dem Belastungswiderstand 23 aufschaltet.
• Die an der Batterieklemme 5 dann anstehende Spannung wird über die Leitung 25 einem Komparator 26 zugeführt, wo sie mit einer Referenzspannung V Ref verglichen wird. Der Ausgang des Komparators 26 gibt dann, wenn die Batteriespannung die Referenzspannung V Ref unterschreitet, ein Signal ab, welches in einem sogenannten retriggerbaren Monoflop 27 von 200 mS auf ca. 15 Sekunden verlängert wird; dieses Signal wird über eine Batterieausfallklemme 28 als Dauersignal angezeigt.
• Zur Feststellung eines Netzausfalls wird die vom Gleichrichter V5 herkommende unstabilisierte Gleichspannung über die Diode V2 und der Klemme 10 (Fig. 1 und 2) einem Komparator 30 aufgegeben, in welchem sie mit einer Referenzspannung V Ref 1 verglichen wird. Über ein Zeitverzögerungsglied 31 wird das bei einem Netzausfall am Komparatorausgang anstehende Signal um ca. 10 Sekunden verzögert und erst danach über eine Leitung 32 dem Oszillator 21 bzw. über eine Leitung 33 einer Anzeigeeinrichtung Netzausfalldauersignal (Klemme 34) zugeführt. Dadurch wird ebenfalls die periodische Belastung der Batterie bei Netzausfall abgeschaltet. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, die Verbindungsleitung 32 nicht vorzusehen, wodurch erreicht wird, daß die Batterie auch beim Ladevorgang belastet wird.
• Der Ausgang des Zeitverzögerungsgliedes 31 ist außerdem noch über einen Widerstand 11 mit dem Komparator 26 verbunden, um im Falle eines Netzausfalls eine zusätzliche Vergleichs spannung bzw. Referenzspannung zu erhalten.

Claims (4)

1. Ansprüche 1. erfahren zur Überwachung einer über einen Laderegler aufladbaren Batterie auf ihren Ladezustand, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Schalters der Laderegler periodisch abgeschaltet und dabei die Batterie über einen Belastungswiderstand belastet wird, und daß die Klemmenspannung während der Abschaltzeiten des Schalters einem Komparator zugeführt und dort mit einem Sollwert derart verglichen wird, so daß bei Unterschreiten des Sollwertes ein Signal abgegeben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollwert eine der Zellruhespannung der Batterie entsprechende Spannung verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Netzausfall als Bezugsspannung die Entladeschlußspannung verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter ein freischwingender RC-Oszillator periodisch den Laderegler abschaltet.