DE7723267U1 - ELECTRIC BATTERY CHARGER - Google Patents
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Description
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H. D. Girle 32-5 - 3 -H. D. Girle 32-5 - 3 -
Die Erfindung betrifft eine elektrische Batterieladeeinrichtung mit mehreren Aufnahmevorrichtungen zur Aufnahme batteriebetriebener tragbarer elektrischer Geräte und mit Steckervorrichtungen in den Aufnahmevorrichtungen zum An-Schluß der wiederaufladbaren Batterien in den batteriebetriebenen Geräten an die Ladeschaltung der Batterieladeeinrichtung, ferner mit einer gemeinsamen, einen Speicheren kondensator enthaltenden Gleichstromquelle, mit der dip Ladestromzweige für die einzelnen Batterien verbunden sind.The invention relates to an electric battery charger with several receiving devices for receiving battery-operated portable electrical devices and with plug devices in the receptacles for connection the rechargeable batteries in the battery-operated devices to the charging circuit of the battery charger, also with a common, a storage capacitor containing direct current source, with the dip Charging branches for the individual batteries are connected.
Die Erfindung beruht auf einem elektrischen Ladegerät mit mehreren Aufnahmevorrichtungen, in die tragbarer) batteriebetriebenen elektrischen Meßgeräte einsteckbar sind. Die Aufnahmevorrichtungen enthalten Steckervorrichtungen, mittels denen die in den Meßgeräten angeordneten Batterien an die Ladeschaltung des Ladegerätes angeschlossen sind, wenn die Meßgeräte in die Aufnahmevorrichtungen des Ladegerätes eingesteckt sind. Das Ladegerät enthält einen gemeinsamen elektrischen Zeitschalter in der Gestalt einer Schaltuhr, an den die Ladestrompfade zu den einzelnen Aufnahmevorrichtungen angeschlossen sind. Dieser Zeitschalter steuert die mittels eines Schiebeschalters an den Zeitschalter anschalt baren Ladestrompfade gemeinsam und gleichzeitig. Nachteilig an diesem Ladegerät ist jedoch, daß die Batterien der zum Laden in die Aufnahmevorrichtungen eingesteckten Meßgeräte nur gemeinsam und mit der gleichen Ladezeit wiederaufgeladen werden können.The invention is based on an electric charger with several receiving devices, in the portable) battery-operated electrical measuring devices can be plugged in. The receiving devices contain plug devices by means of which the batteries arranged in the measuring devices are connected to the charging circuit of the charger, if the measuring devices are plugged into the mounting devices of the charger. The charger includes a common electrical time switch in the form of a time switch to which the charging current paths to the individual recording devices are connected. This time switch controls the switching on by means of a slide switch on the time switch charging current paths together and at the same time. The disadvantage of this charger, however, is that the batteries of the Charging measuring devices plugged into the receptacles can only be recharged together and with the same charging time can be.
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H. D. Girle 32-5 - 4 -H. D. Girle 32-5 - 4 -
Die Erfindung geht davon aus, daß die Batterien der einzelnen in die Aufnahmevorrichtungen des Ladegerätes eingesteckten elektrischen Geräte individuell' geladen werden sollen, daß also die Zeiten, zu denen die Batterien der einzelnen eingesteckten Geräte geladen werden, beliebig wählbar sind und daß dia Ladezeit für jede Batterie von deren Ladezustand abhängt, der an der Batteriespannung überwacht wird. Demzufolge ist zur individuellen Steuerung der Ladezeit eine überwachungsanordnung erforderlich, die die Batteriespannungen überwacht und dementsprechend den Ladestrom durch die einzelnen Batterien steuert bzw. ein- oder ausschaltet. Bei einem aus einer Gleichstromquelle gespeisten Ladegerät mit mehreren Aufnahmevorrichtungen für Geräte mit wiederaufladbaren Batterien und mit individuell gesteuerter Ladeschaltung besteht jedoch die Gefahr, daß insbesondere beim Einstecken eines weiteren Gerätes mit entladener Batterie oder beim automatischen Abschalten des Ladestromes für ein Gerät, dessen Batterie den vollen Ladezustand erreicht hat, die Überwachungsanordnung durch überkoppelnde Stromstöße nachteilig beeinflußt wird und insbesondere Ladeströme für andere Batterien vorzeitig abschaltet.The invention assumes that the batteries of the individual are plugged into the receptacle of the charger electrical devices are to be charged individually, i.e. the times at which the batteries of the individual plugged-in devices can be charged, freely selectable and that the charging time for each battery depends on its state of charge which is monitored at the battery voltage. As a result, the charging time can be controlled individually A monitoring arrangement is required that monitors the battery voltages monitors and accordingly controls or switches the charging current through the individual batteries on or off. In the case of a charger supplied from a direct current source with several receptacles for devices with rechargeable Batteries and with individually controlled charging circuitry, however, there is a risk that especially when Plug in another device with a discharged battery or when the charging current is switched off automatically for a Device, the battery of which has reached the full state of charge, the monitoring arrangement by overcoupling current surges is adversely affected and in particular switches off charging currents for other batteries prematurely.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Eatterieladeeinrichtung der eingangs angegebenen Art derart auszugestalten, daß trotz individuellen Ladezeiten der Batterien der einzelnen in die Aufnahmevorrichtungen der Batterieladeeinrichtung eingesteckten elektrischen Geräte keine Beeinflussung des Ladevorganges durch Ein- oder Ausschalten des Ladestromes in anderen Ladestromzweigen entsteht.The invention is based on the object of providing an electric battery charger of the type specified at the outset to design that despite individual charging times of the batteries of the individual in the receptacles of the battery charger plugged-in electrical devices do not influence the charging process by switching them on or off of the charging current arises in other charging current branches.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für jede Aufnahmevorrichtung eine eigene, von den anderen unabhängige Ladeschaltung vorgesehen ist, die je eine im Ladestromzweig angeordnete Anordnung mit einem Schalttransistor und einem Begrenzungswiderstand, eine dazu parallel angeordnete Ladeerhaltungs- und Anzeigeanordnung und eine die Schalttransistoranordnung steuernde überwachungsanordnungThis object is achieved according to the invention in that for each receiving device its own, independent of the others Charging circuit is provided, each having an arrangement with a switching transistor arranged in the charging branch and a limiting resistor, one arranged in parallel therewith Charge maintenance and display arrangement and a monitoring arrangement controlling the switching transistor arrangement
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H. D. Girle 32-5 - 5 -H. D. Girle 32-5 - 5 -
enthält, daß in unmittelbarer Nähe der beiden Anschlüsse des Speicherkondensators zwei Sammelpole angeordnet sind, von denen der eine Sammelpol der Bezugspol ist, daß die je. eine Ladeschaltung enthaltenden Ladestromzweige an diese Sammelpole angeschlossen sind und außerhalb der Sammelpole elektrisch isoliert voneinander in der Ladeeinrichtung angeordnet sind, daß die Uberwachungsleitung einer Ladeschaltung in unmittelbarer Nähe des das Ladepotential führenden Steckerteils der Steckervorrichtung an den zugehörigen Ladestromzweig angeschlossen ist, daß ferner die Bezugspotentialleitung der Steueranordnung einer Ladeschaltung in unmittelbarer Nähe des das Bezugspotential führenden Steckerteils der zugehörigen Steckervorrichtung an den Ladestromzweig angeschlossen ist, daß für die Versorgung der Steueranordnungen der Ladeschaltungen wenigstens eine von der Gleichstromquelle für die Ladestromzweige getrennte Gleichspannungsquelle vorgesehen ist, deren Bezugspotentialleitung unmittelbar an den Bezugspol angeschlossen ist.contains that two collective poles are arranged in the immediate vicinity of the two connections of the storage capacitor, of which the one collective pole is the reference pole, that the ever. a charging circuit containing charging current branches to this Collector poles are connected and arranged outside the collector poles electrically isolated from one another in the charging device are that the monitoring line of a charging circuit in the immediate vicinity of the leading the charging potential Connector part of the connector device is connected to the associated charging branch, that also the reference potential line the control arrangement of a charging circuit in the immediate vicinity of the connector part carrying the reference potential the associated connector device is connected to the charging branch that for the supply of the control arrangements of the charging circuits at least one direct voltage source separate from the direct current source for the charging current branches is provided whose reference potential line is directly connected to the reference pole.
Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich die Ladestromzweige gegenseitig in keiner Weise stören, da Stromstoßkopplungen weitgehend ausgeschaltet sind. Außerdem wird es durch die Maßnahmen der z-v Erfindung möglich, die Batterien einer größeren Anzahl batteriebetriebener elektrischer Geräte gleichzeitig aus einer gemeinsamen Gleichstromquelle gleichzeitig und dennoch individuell wiederaufzuladen und gleichzeitig die elektrische Verlustleistung der Ladeeinrichtung zu senken.The advantages associated with the invention are in particular that the charging current branches are mutually in do not interfere in any way, since surge couplings are largely switched off. Also, it is through the action of the z-v invention possible the batteries of a larger number of battery-operated electrical devices from a common direct current source simultaneously and yet individually recharge and at the same time reduce the electrical power loss of the charging device.
Eine besonders einfache und preiswerte Ausbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die Ladeschaltungen auf einer gemeinsamen Schaltungsplatte angeordnet sind, auf der die elektrischen Leitungen zwischen den elektrischen Bauelementen als gedruckte Leiterbahnen ausgebildet sind, auf der ferner die Sammelpole als gedruckte Leiterflächen ausgebildet sind, und daß zwischen den Steckerteilen der Steckervorrich- tungen und den beiden Anschlüssen des SpeicherkondensatorsA particularly simple and inexpensive embodiment of the invention is achieved in that the charging circuits are arranged on a common circuit board on which the electrical lines between the electrical components are designed as printed conductor tracks, on which the collective poles are also designed as printed conductor surfaces , and that between the plug parts of the plug devices and the two connections of the storage capacitor
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einerseits und den Anschlußelementen auf den Leiterflachen der Sammelpole und den Enden der Leiterbahnon andererseits kurze Drahtleitungen elektrisch leitend befnstigt sind.on the one hand and the connection elements on the conductor surfaces the collective poles and the ends of the conductor track on the other hand short wire lines are attached to be electrically conductive.
Eine weitere Vereinfachung wird durch eine Ausbildung der Erfindung erreicht, nach der für die Gleichstromquelle und die Gleichspannungsquelle ein gemeinsamer Wechselstromtransformator mit getrennten Sekundärwicklungen vorgesehen ist.A further simplification is achieved by an embodiment of the invention, according to which for the direct current source and the DC voltage source a common AC transformer with separate secondary windings is provided.
Die Erfindung wird anhand eines vorteilhaften AusfUhrungsbeispiels einer Batterieladeeinrichtung näher erläutert, ^-v 10 das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Das Gehäuse dieser Batterieladeeinrichtung ist durch die strichpunktierte Umrandung 1 schematisch dargestellt. Das Gehäuse 1 enthält mehrere Aufnahmevorrichtungen 2A, 2B, 2K. In einige von diesen sind batteriebetriebene tragbare elektrisehe Geräte 3 eingesteckt, deren wiederaufladbare Batterie 4 über Steckerstifte 5 der elektrischen Geräte und Steckerbuchsen 6 und 7 in den Aufnahmevorrichtungen der Batterieladeeinrichtung an die Schaltung dieser Einrichtung angeschlossen sind.The invention is based on an advantageous exemplary embodiment a battery charger explained in more detail, ^ -v 10 which is shown schematically in the drawing. The case this battery charger is shown schematically by the dash-dotted border 1. The case 1 contains several receiving devices 2A, 2B, 2K. Some of these are battery powered portable electric marriages Devices 3 plugged in, their rechargeable battery 4 via plug pins 5 of the electrical devices and sockets 6 and 7 in the receptacles of the battery charger connected to the circuit of this device are.
Das Gehäuse 1 der Batterieladeeinrichtung umfaßt einen Wechselspannungstransformator 8, eine an eine sekundäre Wicklung 9 des Transformators angeschlossene Gleichstromquelle 10 und eine Schaltungsplatte 11. Die Primärwicklung 12 des Transformators 8 ist über Anschlüsse 13 an ein Wechselspannungsnetz, z. B. das Lichtnetz angeschlossen. Auf der Schaltungsplatte 11 ist für jede Aufnahmevorrichtung 2A bis 2K eine Ladeschaltung 14A bis 14K angeordnet. Jede Ladeschaltung enthält eine Anordnung 15 mit einem Schalttransistor und mit einem Begrenzungswiderstand 16 im Ladestromweg, eine Ladeerhaltungs- und Anzeigeanordnung 17 parallel zur Anordnung und eine überwachungsanordnung 18, die die Batteriespannung der Batterie 4 des in der zugehörigen AufnahmevorrichtungThe housing 1 of the battery charger comprises an AC voltage transformer 8, a DC power source 10 connected to a secondary winding 9 of the transformer and a circuit board 11. The primary winding 12 of the transformer 8 is connected to an AC voltage network, e.g. B. connected to the lighting network. A charging circuit 14A to 14K is arranged on the circuit board 11 for each receiving device 2A to 2K. Each charging circuit contains an arrangement 15 with a switching transistor and with a limiting resistor 16 in the charging current path, a charge retention and display arrangement 17 in parallel with the arrangement and a monitoring arrangement 18 that monitors the battery voltage of the battery 4 in the associated receiving device
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H. D. Girle 32-5 "" "- 7-H. D. Girle 32-5 "" "- 7-
befindlichen elektrischen Gerätes 3 über eine Überwachungsleitung 19 überwacht und die Anordnung 15 dementsprechend steuert. Die Ladeschaltung 14A ist in der Zeichnung ausführlicher dargestellt, während die zur Ladeschaltung 14A gleichartigen Ladeschaltungen 14B und 14K nur als Blöcke dargestellt sind.located electrical device 3 is monitored via a monitoring line 19 and the arrangement 15 accordingly controls. The charging circuit 14A is shown in more detail in the drawing, while the charging circuit 14A similar charging circuits 14B and 14K are shown only as blocks.
Jeder Aufnahmevorrichtung 2A bis 2K ist ein Ladestromzweig 2OA bis 2OK zugeordnet, der von einem gemeinsamen Sammelpol 27 ausgeht und aus einer Leiterbahn 21 auf der Schaltungsplatte, der Anordnung 15 der Ladeschaltung, einer Leiterbahn 22 auf der Schaltungsplatte, zwei Drahtleitungen 23 und 24 mit der dazwischen liegenden Batterie 4 des in der zugehörigen Aufnahmevorrichtung befindlichen elektrischen Gerätes, und ferner aus einer weiteren Leiterbahn 25 auf der Schaltungsplatte besteht und mit dieser Leiterbahn 25 in einem zweiten gemeinsamen Samroelpol 26 endet. Die Drahtleitunge-ij23 und 24 sind an Anschlußelementen 28 und 29 - beispielsweise Lötösen - an den Enden der Leiterbahnen 22 und 25 und den Steckerbuchsen 6 und 7 elektrisch leitend befestigt und bestehen aus kurzen Drahtstücken. Die beiden Sammelpole 26 und 27 sind auf der Schaltungsplatte als Leiterflächen ausgebildet und enthalten je ein Anschlußelement 30, an dem sie über kurze Drahtleitungen 31 mit ausgangsseitigen Anschlußelementen 32 der Gleichstromquelle 10 elektrisch leitend verbunden sind. Außerhalb der Sammelpunkte 26 und 27 sind die Ladestromzweige vollkommen elektrisch isoliert voneinander angeordnet. Die Gleichstromquelle 10 enthält eine Gleichrichteranordnung 33 und einen Speicherkondensator 34 sehr großer Kapazität. Der Querschnitt der kurzen Drahtleitung 23 und 24 sowie 31 ist so stark bemessen, daß an ihnen bei den zu erwartenden Stromsprüngen keine störenden Spannungssprünge auftreten.Each receiving device 2A to 2K is assigned a charging current branch 2OA to 2OK, from a common collective pole 27 goes out and from a conductor track 21 on the circuit board, the arrangement 15 of the charging circuit, a conductor track 22 on the circuit board, two wire lines 23 and 24 with the intermediate battery 4 of the in the associated receiving device located electrical device, and also from a further conductor track 25 exists on the circuit board and ends with this conductor track 25 in a second common Samroelpol 26. The wireline-ij23 and 24 are on connection elements 28 and 29 - for example soldering lugs - at the ends of the conductor tracks 22 and 25 and the sockets 6 and 7 attached in an electrically conductive manner and consist of short pieces of wire. The two Collective poles 26 and 27 are formed on the circuit board as conductor surfaces and each contain a connection element 30, on which it is electrically connected via short wire lines 31 to connection elements 32 of the direct current source 10 on the output side are conductively connected. Outside the collecting points 26 and 27, the charging current branches are completely electrically isolated arranged from each other. The direct current source 10 contains a rectifier arrangement 33 and a storage capacitor 34 very large capacity. The cross section of the short wire line 23 and 24 and 31 is dimensioned so strong that no disruptive voltage jumps occur on them with the expected current jumps.
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Die Uberwachungsleitung 19 der Uberwachungsanordnungen 18 und deren Bezugspotentialleitung 35 sind ebenfalls als Leiterbahnen auf der Schaltungsplatte ausgebildet und sind an die Enden der Leiterbahnen 22 und 25 angeschlossen, d. h. in unmittelbarer Nähe der Steckerbuchsen 6 und 7 für die zu überwachenden Batterien 4.The monitoring line 19 of the monitoring arrangements 18 and their reference potential line 35 are also formed as conductor tracks on the circuit board and are connected to the ends of the conductors 22 and 25, d. H. in the immediate vicinity of the sockets 6 and 7 for the batteries to be monitored 4.
Zur unabhängigen Versorgung der Überwachungsanordnungen 18 sind auf der Schaltungsplatte 10 zwei Gleichspannungsquellen 36 und 37 angeordnet, die eine stabilisierte Gleichspannung erzeugen. Die Gleichspannungsquellen sind eingangs- %J seitig über Leitungsdrähte 38 und 39 an zwei weitere Sekundärwicklungen 40 und 41 des Transformators 8 angeschlossen. Ihre ausgangsseitigen Bezugspotentialleitungen 42 und 4 3 sind als gedruckte Leiterbahnen auf der Schaltungsplatte getrennt an den Sammelpol 26 geführt, der als Bezugspol das Bezugspotential der Batterieladeeinrichtung definiert.For the independent supply of the monitoring arrangements 18, two DC voltage sources 36 and 37 are arranged on the circuit board 10, which generate a stabilized DC voltage. The DC voltage sources are input J% other via lead wires 38 and 39 more two secondary windings 40 and 41 connected to the transformer. 8 Their output-side reference potential lines 42 and 43 are routed separately as printed conductor tracks on the circuit board to the collective pole 26, which defines the reference potential of the battery charger as the reference pole.
Das Versorgungspotential wird über die Leiterbahnen 44 und 45 auf der Schaltungsplatte von den Gleichspannungsquellen 36 und 37 an die Uberwachungsanordnungen 18 geleitet. Die in diesen Leiterbahnen befindlichen Leiterbrücken 46 überbrücken isolierend diese kreuzende Leiterbahnen.The supply potential is via the conductor tracks 44 and 45 on the circuit board from the DC voltage sources 36 and 37 to the monitoring arrangements 18. the Conductor bridges 46 located in these conductor paths bridge these intersecting conductor paths in an insulating manner.
Die gestrichelte unterbrochene Darstellung der Leiterbahnen zwischen den Ladeschaltungen 14B und 14K in der Zeichnung deutet an, daß zwischen diesen beiden Ladeschaltungen weitere Ladestromzweige in der gleichen Ausbildung vorgesehen werden können, wie sie für die dargestellten Ladezweige 2OA, 2OB und 2OK gezeigt ist.The dashed and broken representation of the conductor tracks between the charging circuits 14B and 14K in the drawing indicates that further charging current branches of the same design are provided between these two charging circuits can be, as shown for the illustrated loading branches 2OA, 2OB and 2OK.
Mit den in denn dargestellten Ausführungsbeispiel beschriebenen konstruktiven Maßnahmen wird erreicht, daß die Uberwachungsanordnung 18 von Stromschaltstößen in anderen Ladestromzweigen nicht beeinflußt wird.With the structural measures described in the illustrated embodiment it is achieved that the monitoring arrangement 18 is not influenced by current switching surges in other charging current branches.
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Verwendete BezugszeichenReference symbols used
matorAC voltage transformer
mator
zeigeanordnungCharge retention and an
display arrangement
ül-8-812ul-8-812
- 10 - - 10 -
H. D. Glrle 32-5H. D. Glrle 32-5
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Verwendete BezugszeichenReference symbols used
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Ir - bi
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