DE3021204C2 - Ladeanzeigeschaltung für ein Batterieladesystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ladeanzeigeschaltung für ein Batterieladesystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiges Batterieladesystem ist in der DE-OS 09 012 beschrieben. Dort ist eine Anzeigelampe zur Anzeige einer Unterspannung zwischen die Batteriespannung und Masse geschaltet, wobei in ihrem Strompfad ein Transistor und ein Widerstand vorgesehen sind. Der Transistor wird durchgeschaltet, wenn zwischen der Batteriespannung einerseits und der Ausgangsspannung des Hilfsgleichrichters andererseits ein vorgegebener Spannungsabfall an einem Widerstand und einer Diode auftritt. Dieser Spannungsabfall stellt also das Kriterium für das Aufleuchten der Warnlampe dar. Um dabei einen ausreichenden Stromfluß über die Diode und den Widerstand sicherzustellen, ist die Größe eines zwischen dem Ausgang des Hilfsgleichrichters und Masse vorgesehenen Widerstands nach oben begrenzt. Somit fließt bei dieser bekannten Schaltung beim Auftreten einer Unterspannung bzw. bei jedem Einschalten der Zündung ein höherer Strom als er für das Aufleuchten der Lampe benötigt würde. Zusätzliche Nebenstromkreise erhöhen diesen Stromverbrauch ebenfalls.

Aus der US-Patentschrift 33 21 754 ist ein Schwellwertschalter für Unterspannung bekannt, ohne daß diese Schrift im übrigen eine Anregung dazu geben könnte, bei einer Ladeanzeigeschaltung der eingangs genannten Art den Stromverbrauch zu verringern.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Ladeanzeigeschaltung der eingangs genannten Art eine sichere und helle Anzeige einer Unterspannung, etwa beim Einschalten der Zündung, bei einem Spannungsabfall im Betrieb oder bei einer Unterbrechung im Feldwicklungskreis, zu gewährleisten, wobei ein möglichst geringer Stromfluß und eine möglichst geringe Verlustleistung sowohl im Störungsfall als auch beim normalen Betrieb auftreten sollen.

Erfindungsgemäß wird dies« Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst-

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher «läutert. Die einzige Figur zeigt

ein Schaltbild eines Batterieladesystems mit einer Ladeanzeigeschaltung gemäß der Erfindung.

Die Zeichnung veranschaulicht eine Ladeanzeigeschaltung bei einem Batterieladesystem. Dabei weist ein Dreiphasen-Synchrongenerator 1, der durch eine nicht dargestellte, in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine angetrieben wird, eine Dreiphasen-Ausgangswicklung 101 in Sternschaltung und eine Feldwicklung 102 auf. Ein Vollweg-Gleichrichter 2 zur Vollweggleichrichtung der Ausgangs wechselspannung des Synchrongenerators 1 weist eine erste und eine zweite Ausgangsklemme 201 bzw. 202 und eine an Masse liegende Klemme 203 auf. Ein Spannungsregler 3 regelt die Ausgangsspannung des Generators 1 auf eine vorbestimmte Größe durch Regelung des durch die Feldwicklung 102 fließenden Feldstroms; dieser Spannungsregler umfaßt eine über die Feldwicklung 102 geschaltete Stromstöße absorbierende Diode 301, Leistungstransistoren 302 und 303, die in Darlington-Schaltung angeordnet sind und den durch Feldwicklung fließenden Strom durchlassen und sperren, einen den Basiskreis der Transistoren 302 und 303 bildenden Widerstand 304, einen Steuertransistor 305 zur Steuerung der Leistungstransistoren 302, 303 im Sinne eines Durchschaltens und Sperrens derselben, eine Zehnerdiode 306, die durchschaltet bzw. durchbricht, wenn die Ausgangsspannung an der zweiten Ausgangsklemme 202 eine vorbestimmte Größe erreicht, in Reihe geschaltet und einen Spannungsteiler bildende Widerstände 307 und 308 und einen Anfangs-Erregungswiderstand 309, der parallel zu einer Ladeanzeigelampe 6 geschaltet ist und der auch bei getrennter Anzeigelampe 6 den den Anfangs-Erregungsstrom zum Generator 1 liefert. Die Anlage umfaßt weiterhin eine Batterie 4 und einen Zündschalter 5.

Außerdem ist eine Diode 8 mit Anode und Kathode zwischen die Ladeanzeigelampe 6 und die zweite Richtausgangsklemme 202 geschaltet. Eine Spannungsdetektorschaltung 9 zur Feststellung einer Abtrennung der Felderregungsschaltung und zum Einschalten der Anzeigelampe legt die Ladeanzeigelampe 6 an Spannung, indem sie durchschaltet, wenn die Spannung an der zweiten Ausgangsklemme 202 unter einer zweiten vorbestimmten Größe liegt, die kleiner ist als eine erste vorbestimmte Größe, welche durch den Spannungsteilerkreis aus den Widerständen 307 und 308 bestimmt wird. Die Spannungsdetektoi schaltung 9 umfaßt als Schaltelement einen Transistor 901, der über einen strombegrenzenden Widerstand 902 zwischen eine Masseklemme und eine Verzweigung zwischen der Ladeanzeigelampe 6 und der Diode 8 eingeschaltet ist, einem mit der Basis des Transistors 901 verbundenen Widerstand 903, einen Transistor 901 im Sinne eines Durchschaltens und Sperrens ansteuernden Transistor 904, einer Zener-Diode 905 als Detektorelement, welches die Spannung an der zweiten Ausgangsklemme 202 des Synchrongenerators 1 mißt und die durchschaltet, wenn die Spannung an dieser Klemme 202 die /weite vorbestimmte Größe erreicht, sowie in Reihe geschalte-

te und einen Spannungsteilerkreis bildende Widerstände 906 und 907.

Die beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt: Wenn der Zündschalter 5 beim Anlassen der nicht dargestellten Brennkraftmaschine geschlossen wird, fließt der Feldstrom durch die Feldwicklung 102 von der Batterie 4 über einen Strompfad aus dem Zündschalter 5, der Reihenschaltung der Ladeanzeigelampe 6 und der Diode 8 oder des Widerstands 309, der Feldwicklung 102 und den Transistoren 302 und 303, so daß in der FsIdwicklung ejae magnetomotorische Kraft erzeugt wird. Da zu diesem Zeitpunkt jedoch die Spannung an der zweiten Ausgangsklemme 202 unterhalb der zweiten vorbestimmten Größe liegt, wird der Basisstrom von der Batterie 4 über den Zündschalter 5 und den Widerstand 903 zum Transistor 901 geleitet und dieser dadurch durchgeschaltet Bei durchgeschaltetem Transistor 901 fließt der Strom von der Batterie 4 über den Zündschalter 5, die Ladeanzeigelampe 6, den Widerstand 902 und den Transistor 901 zur Erregung der Ladeanzeigelampe 6 für die Anzeige des Nichtladezustands der Batterie 4. Abgesehen davon wird die Ladeanzeigelampe 6 zur Anzeige des Nichtladezustands der Batterie 4 auch dann an Spannung gelegt, wenn die Feldwicklung 102, die Transistoren 302 und 303 oder die einen Teil der Felderregungsschaltung bildende Verdrahtung abgetrennt sind, weil die Spannung an der zweiten Ausgangsklemme 202 in diesem Fall ebenfalls unter der zweiten vorbestimmten Größe liegt, so daß die Zener-Diode 905 und der Transistor 904 sperren und damit der Transistor 901 durchschaltet

Wenn die Spannung an den Ausgangsklemmen nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine durch den Spannungsregler 3 auf die erste vorbestimmte Größe geregelt wird, so daß der Synchrongenerator 1 eine Ausgangsspannung liefert, liegt die Spannung an der zweiten Ausgangsklemme 202 über der zweiten vorbestimmten Größe, die ihrerseits kleiner ist als die erste vorbestimmte Größe.

Demzufolge schalten die Zener-Diode 905 und der Transistor 904 durch, und der Transistor 901 sperrt, während der Potentialunterschied zwischen den Spannungen an der zweiten Ausgangsklemnie 202 und an der Batterie 4 vernachlässigbar klein wird, so daß die Ladeanzeigelampe 6 zur Anzeige eines Ladezustands der Batterie 4 abgeschaltet wird. Wenn die Feldwicklung 102, die Transistoren 302 und 303 oder die genannte Verdrahtung als Teil der Felderregungsschaltung abgetrennt werden, während sich das Batterieladesystem im genannten Zustand befindet, fällt die Ausgangsspannung an der zweiten Ausgangsklemme 202 unter die zweite vorbestimmte Größe ab, so daß die Zener-Diode 905 und der Transistor 904 sperren und der Transistor 901 durchschaltet Demzufolge wird die Ladeanzeigelampe 6 zur Anzeige des Nichtladezustands der Batterie 4 an Spannung gelegt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Widerstand 309 zwischen dem Zündschalter 5 und der zweiten Richtausgangsklemme 202 eingeschaltet, doch kann er auch unter Gewährleistung derselben Wirkung mit der Ladeanzeigelampe 6 parallel ω geschaltet sein.

Im Gegensatz zu den bisherigen Ladeanzeigeschaltungen wird somit erfindungsgemäß ein vorbestimmter Spannungswert der Spannungsdetektorschaltung eingestellt. Wenn ein Teil der Felderregungsschaltung abgetrennt ist, wird die Ladeanzeigelampe 6 über den Transistor 901 an Masse gelegt, ohne daß dies zu einem unzulässigen Abfall der Spannung an der zweiten Ausgangsklemme führt welche der Spannung am Teilungspunkt des Spannungsteilers aus der Ladeanzeigelampe

6 und dem Widerstand 7 gleich ist so daß die Ladeanzeigelampe 6 mit ausreichender Helligkeit aufleuchtet Der Widerstand 7 kann somit mit einem größeren Wert ausgelegt werden, woraus sich der Vorteil ergibt, daß die Anfangs-Einschaltdrehzahl des Synchrongenerators 1 herabgesetzt werden kann, während die Eigenverluste des Generators und die Verlustleistung des Widerstands

7 herabgesetzt werden. Außerdem ist auch die Wärmeentwicklung im Widerstand 7 geringer, so daß das Batterieladesystem insgesamt mit verkleinerten Abmessungen und mit geringeren Kosten hergestellt werden kann, und darüber hinaus erhöhte Zuverlässigkeit gewährleistet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ladeanzeigeschaltung für ein Batterieladesystem mit einem eine Feldwicklung sowie eine Ausgangswicklung aufweisenden Wechselstromgenerator, mit einem den Ausgangswechselstrom gleichrichtenden Vollweg-Gleichrichter mit einer ersten und einer zweiten Gleichspannungs-Ausgangsklemme sowie einer Masseklemme, mit einer an die erste Ausgangsklemme angeschlossenen und über diese aufladbaren Batterie, einem zwischen die zweite Ausgangsklemme und Masse geschalteten Widerstand,
   mit einem mit der Feldwicklung in Reihe geschalteten Spannungsregler, wobei die Feldwicklung über den Spannungsregler von der zweiten Ausgangsklemme des Gleichrichters gespeist wird,
   mit einer Spannungsdetektorschaltung zum Durchschalten eines Strompfades von der massefernen Batterieklemme über eine Ladeanzeigelampe und einen Schalter zur Masseklemme beim Unterschreiten eines vorgegebenen Spannungswertes an der zweiten Ausgangsklemme, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Verbindungspunkt zwischen der Ladeanzeigelampe (6) und dem Schalter (901) ein weiterer Strompfad über eine Diode (8) an die Ausgangsklemme geschaltet ist,
   daß die Spannungsdetektorschaltung die Spannung zwischen der zweiten Ausgangsklemme (202) und der Masseklemme abgreift und mit einem Bezugswert vergleicht