FI109567B - Pikalatausjärjestely - Google Patents

Description

109567

Pikalatausjärjestely - Snabbladdningsanordning

Esillä oleva keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdan-5 non mukaiseen pikalatausjärjestelyyn laturin ja akkukäyttöi-sen laitteen välillä.

i

Erityisesti kannettavissa laitteissa, kuten radiopuhelimissa, laitteen virtalähteenä käytetään ladattavaa akkua, esim. 10 Ni-Cd-akkua. Tällaiset akut on säännöllisesti varattava, ja tavallisesti tähän tarkoitukseen käytetään erillistä laturia mm. siksi, että siirrettävä tai kannettava laite pysyisi mahdollisimman kevyenä.

15 Tunnetuissa pikalatausjärjestelyissä käytetään laturin ja ladattavan laitteen välillä kolmijohtimista liitäntää, jolloin johtimet ovat plus (virransyöttöjohdin), maa (paluu-johdin) ja akun lämpötilamittauksen signaalijohto. Lämpöti-lasignaalilla ohjataan akun varausvirta pikalatauksesta 20 ylläpitovaraukseen, kun lämpötila on saavuttanut ennalta asetetun maksimiarvon. Varausvirtaa voidaan myös ohjata akun jännitteen perusteella, mutta tällöinkin on akun lämpötilaa valvottava, koska lataus ei ole mahdollinen liian kuumalla tai liian kylmällä akulla. Lämpötilan ja jännitteen 25 valvontaa varten vaaditaan ohjauspiirit, jotka tähän saakka on sijoitettu laturin tai laturin sisältävän pöytätelineen yhteyteen. Tämän johdosta latauksen ohjauslogiikan ja ladattavan akun välillä vaaditaan useampia johtimia. Tämä on tähän saakka toteutettu kolmijohtimisella liitännällä latu-... 30 rin ja akkukäyttöisen laitteen välillä. Sellainen on kallis ja joissakin tapauksissa epäkäytännöllinen, koska liittimet •· sitä varten eivät ole kovin tavallisia.

·... Keksinnön tavoitteena oli siten yksinkertaisemman pikala- .· 35 tausjärjestelyn aikaansaaminen pikalaturin ja akkukäyttöisen laitteen välille, jossa voitaisiin käyttää tavallisempia ja edullisempia liittimiä.

2 109567

Tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkein.

Kaksijohtiminen liitäntä on kolmijohtimiseen verrattuna huomattavasti edullisempi, koska kaksijohtiminen virtaliitin on yleisempi standardi. Keksinnön mukaisella järjestelyllä 5 myös laturi on rakenteeltaan edullisempi, koska siinä ei tarvita ohjauslogiikkaa.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa ylläpitola-taukseen käytetään laturia, jonka vakiovirtageneraattorin 10 tuottama vakiovirta on yhtä suuri kuin ladattavan laitteen ylläpitolatausvirta. Tällaisena laturina voidaan käyttää halvinta standardilaturia, jolloin akku latautuu hitaasti.

Keksinnön muita edullisia suoritusmuotoja on esitetty pa-15 tenttivaatimuksissa, ja erästä edullisena pidettyä suori- tusesimerkkiä selitetään seuraavassa oheiseen kuvioon viitaten, jossa kaaviollisesti esitetään pikalatausliitännän oleelliset komponentit ja liitännät.

.'. 20 Kuviossa on laturi 20, joka oleellisesti sisältää vain .··· vakiovirtageneraattorin 22. Laturi liitetään tarvittaessa !!! kaksijohtimisen johdon 10 kautta ladattavaan akkukäyttöiseen "... laitteeseen 30, esim. radiopuhelimeen. Johdossa 10 ja lait teessa 30 on vastaavat kaksinapaiset liittimet 12.

' " 25

Yksinkertaisessa muodossa laturina 20 voidaan käyttää yksinkertaista ja halpaa verkkojohdon pistokkeeseen asennettavaa muuntaja/vakiovirtageneraattori-rakennetta. Laturi voi myös olla pöytätelineessä, jolloin johtoa 10 ei tarvita, vaan .... 30 laitteen 30 liitin 12 asetetaan suoraan telineessä (ei esitetty) olevaan liittimeen. Laturi 20 liitetään käytön ajaksi verkkovirtaan ja siinä voi olla toimintaa osoittavat ‘ merkkivalot (ei esitetty).

: .· 35 Akkukäyttöinen laite 30 sisältää kuormaa (load) syöttävän akun 36, tässä Ni-Cd-akku, joka purkauduttuaan on ladattava laturilla. Keksinnön mukaisesti laturiliitäntään 12 on piirissä kytketty ohituskytkin 34, jonka suljettuna ollessa 3 109567 akkuun 36 johdetaan pikalatausvirta laturiliitännästä. Liitännästä 12 saa virtaa myös vakiovirtageneraattori 32, joka tuottaa akun 36 ylläpitolatausvirran, kun sen ohitus-kytkin 34 on auki.

5

Kytkintä 34 ohjataan ohjauslogiikalla 38 johdon 40 kautta. Logiikka toimii sinänsä tunnetun periaatteen mukaisesti akun jännitteen 39 ja lämpötilan 37 perusteella. Purkautunut akku 36 ladataan yleensä kahdessa vaiheessa, joista ensim-10 mäistä sanotaan pikalataukseksi. Tässä vaiheessa logiikka 38 ohjaa kytkimen 34 kiinni, ohittaen vaihtovirtageneraatto-rin 32. Tällöin akkuun johdetaan suoraan laturin 20 tuottama maksimivirta Is = C/lh, jossa C on akun kapasiteetti (yksikkönä Ah), eli virta Is vastaa akun täyteen varaamista yhden 15 tunnin aikana. Riippuen akun kapasiteetin vaihtelusta ja akun varaustilasta pikalatauksen alussa pikalatausta virralla Is voi jatkaa vain, kunnes akun mitattu lämpötila 37 on saavuttanut latauksen lopettamisrajän tai kun lämpötila on noussut sallitun määrän. Vaihtoehtoisesti pikalataus .·. 20 lopetetaan, kun akun jännite 39 on kääntynyt laskuun tai kun akkuun 36 on syötetty ennalta määrätty varaus. Kaikissa i !!! vaihtoehdoissa on akun lämpötila mitattava, koska lataus ei ole mahdollinen liian kuumalla tai liian kylmällä akulla.

'··· Lataus tavalla ei ole keksinnölle ratkaisevaa merkitystä.

' " 25 ·.· Pikalatausvaiheen jälkeen ohjauslogiikka 38 ohjaa kytkimen 34 auki, jolloin akkuun 36 johdetaan laitteen 30 oman va-kiovirtageneraattorin 32 tuottama ylläpitolatausvirta Im = C/lOh. Vaihtoehtoisesti ylläpitolatausvirta voidaan saada • .·30 aikaan myös kytkintä 34 pulssittamalla.

• · Keksinnön mukaisella latausliitännällä laturina voidaan ' käyttää yksinkertaista rakennetta, jossa ei tarvita aikai- semmin tavallista ohjauslogiikkaa. Laturin 20 ja laitteen : .-35 30 välinen liitäntä on yksinkertainen kaksijohtiminen lii täntä 12, jossa voidaan käyttää edullista kaksinapaista, standardin mukaista virtaliitintä. Myös laitteen 30 rakenne tulee yksinkertaisemmaksi aikaisempiin verrattuna, koska 4 109567 erillistä ohjaus- tai takaisinkytkentälinjaa (37, 39) ei tarvitse johtaa ulos laitteesta. Laitteessa 30 pikalatauksen ohjauslogiikka voidaan edullisesti yhdistää laitteen muuta toimintaa ohjaavaan logiikkaan, esim. mikroprosessoriin.

5 i i j f · ·

Claims (6)

109567 Patenttivaatimukset 1. Pikalatausjärjestely, joka sisältää: - akkukäyttöisen radiopuhelinlaitteen (30), jossa on ladattava akku (36), jota voidaan ladata joko ylläpitolatausvirralla (Im) tai siihen nähden merkittävästi suurem- 5 maila pikalatausvirralla (Is), - laturin (20) akkukäyttöisen radiopuhelinlaitteen (30) akun (36) lataamiseksi, joka laturi (20) olennaisesti muodostuu vakiovirran (Is, Im) kehittävästä vakiovirtagene-raattorista (22), ja - laturin (20) ja akkukäyttöisen radiopuhelinlaitteen (30) toisiinsa yhdistävän tavalli-10 sen kaksijohtimisen liitännän (10, 12), tunnettu siitä, että akkukäyttöinen radiopuhelinlaite (30) sisältää: - liitännän (12) ja akun (36) väliin rinnan kytkettyinä virrangenerointikytkennän (32) ja ohituskytkimen (34), joka ollessaan suljettuna kytkee laturin (20) antaman vakio-virran (Is, Im) suoraan lataamaan akkua (36), jolloin virrangenerointikytkennän (32) 15 tehtävänä on tuottaa akulle (36) ylläpitolatausvirta (Im) ohituskytkimen (34) ollessa avattuna, - logiikkajärjestelyn (38) ohituskytkimen (34) ja virrangenerointikytkennän (32) ohjaamiseksi (40) ainakin akun (36) varaustilan (39) ja lämpötilan (37) perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pikalatausjäijestely, tunnettu siitä, että laturi (20) olennaisesti muodostuu pikalatausvirran (Is) kehittävästä vakiovirtageneraatto- '.. rista (22).

» · * «« •: ·. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen pikalatausjärjestely, tunnettu siitä, että vir- r · · ·, 25 rangenerointikytkentä (32) on ylläpitolatausvirran (Im) kehittävä vakiovirtageneraat-tori.

• · ‘ ’ 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen pikalatausjärjestely, tunnettu siitä, että vir- rangenerointikytkentä (32) on toteutettu muodostamaan ylläpitolatausvirta (Im) la- t ..! i ’ 30 tutin (20) syöttämästä virrasta (Is) kytkintä (34) pulssittamalla.

.·. : 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pikalatausjärjestely, tunnettu siitä, että laturi ’ · ’ (20) olennaisesti muodostuu ylläpitolatausvirran (Im) kehittävästä vakiovirtagene- ’:' raattorista (22). .;[ 35

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen pikalatausjärjestely, tunnettu siitä, että ladattava akku (36) on nikkeli-kadmium-akku tai nikkeli-hydridi-ak-ku. 109567