WO1995019061A1 - Cargador de acumuladores electricos - Google Patents

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    • Y10S320/31—Plural rectifier systems

Definitions

  • Charger of electric accumulators The sector of the technique of this patent is that of the chargers for electric accumulators, both batteries and batteries, of the type of which are called rechargeable, as of the so-called non-rechargeable ones, which by means of this type of charger accept and maintain the recharge.
  • ES P9101267 per circuit and apparatus for recharging accumulators, batteries or electric batteries and other specific use, of the same applicants as this one, is constituted by a circuit that in direct current provides for consumption in a part of the circuit and a load terminal .
  • US A3391321 per battery charger (batteries) in series holders, which is formed by a battery case attached to a series circuit; It has a resistor and a diode on a branch of the circuit, a warning light and a switch.
  • the present invention aims at a charger of electric accumulators that produces an input current flow of greater voltage than the nominal output of the corresponding accumulator, being provided with a circuit that determines a charge regulation, according to the specific use for batteries, and for batteries of any kind.
  • a traditional battery charger carries out charging by providing a current flow of a stable voltage and decreasing amperage depending on the charge level of said battery.
  • the charging system proposed by this patent carries out the charging by means of a contribution of a current flow whose voltage is higher than that of the battery to be charged, and the. amperage.
  • This charger consists of a circuit in which the output voltage of the transformer is greater than the voltage of the battery to be charged, for example from 5 to 10 volts more than the voltage of the battery to be charged, and from the voltage of the battery, the increase in this voltage determines a significant reduction in charging time, being optimal - this increase from 10 volts, producing a constant charge, derived from the voltage drop that occurs through interleaving well before the transformer or after this, a circuit, such as one or more reactances, a transformer, a set of diodes, a resistor, whose consumption will be in accordance and in relation to the voltage and amperage of the transformer.
  • This system also performs its function because it acts differently from the traditional loaders known today in the following cause effect.
  • a conventional charger that connects to a more or less discharged battery and marks a current input of 10 A. If another charger is connected to the same battery, of the same characteristics, the latter will not add a current input of 10 A As the first one marked, but the two will significantly lower the current input to the battery, when the first one is divided between the two with a minimum increase of the initial 10 A.
  • both the current input would be 20 A., which is the sum of the 10 A. + 10 A. provided by each charger of the same characteristics that we were connecting to the battery, as if we connected to a battery a charger 7 A. where two of 10 A. had already been connected, the sum would be 27 A., with an oscillation of between ⁇ 1 and 3 A for losses not inherent in the charging system.
  • the input current is cut by means of a relay, kit, clock or other technically available means.
  • the principle on which this charging system is based is derived from the possibility of producing a load input that linearly provides during the charging process all the energy that is capable of absorbing the accumulator, according to the corresponding circuit. This determines that the electricity supply does not decrease according to the state of charge, and therefore it is absolutely effective, and obtains the total charge of the accumulators.
  • the battery charging system is carried out in the same way and under the same principle; the voltage drop due to voltage difference.
  • the difference between the two is that for the batteries, the diverter or compensator cutting system of the charging current, acts by means of rectifiers and diodes. In these circuits, when the battery has been charged, the current is diverted by the rectifiers and diodes, not overloading the batteries to be charged.
  • Figure 1 shows an example of a complete circuit.
  • Figure 2 shows a pole of said circuit according to a possible embodiment.
  • Figure 3 shows a pole of said circuit in a third embodiment.
  • Figure 4 shows a second example of a complete circuit.
  • the voltage input to the circuit with 2 a reactance arranged before a transformer 3, the diverting or compensating circuit of the load current is formed by at least one diode bridge or rectifier that is indicated 4, preceded by at least one diode 7, and without being inherent in the system but only a control means, an ammeter 5 is arranged before the load output terminals indicated by 6.
  • the rectifier one or more in series, indicated by 10.
  • Figure 2 has the difference between the embodiment of Figure 1 that the reactance is in the transformed current circuit and is indicated by 2.1; It has the advantage that the reactance of a low voltage current needs less thickness of turns and therefore is lighter.
  • Figure 3 has as characteristic against the previous two that in the same type of circuit, the reactance has been replaced by a set of series diodes that are indicated by 8.
  • This described circuit carries out the charging, preferably of small accumulators. Its principle is based on the fact that the current that has output from terminals 6 is rejected by the accumulator when it is full, and under these conditions it is absorbed by the compensating circuit; on the one hand by the reactance, by the diode bridge, and by the diodes in series in the case of figure 3, determining an energy absorption that does not reach the last part of the circuit if the accumulator is full.
  • Figure 4 shows a circuit essentially similar to the previous one, whose application is intended for charging more powerful accumulators, allocating instead a circuit for the absorption of energy that is no longer provided to the accumulator, a circuit cut by state of charge .
  • the voltage input coming from 1.1 is represented: either from the power grid, or from an alternator or dynamo. With 2 the reactance that can occupy the position 2.1 and possibly be formed by a series set of diodes as indicated by 8 is indicated.
  • the cutting circuit 9 is located in the rectified current circuit, thereby detecting the voltage of the battery, in whose predetermined limit it cuts the power supply.

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Abstract

Consiste en un circuito que comprende una reactancia antes o después de un transformador y un rectificador, disponiendo entre ambas ramas del circuito un desviador o compensador formado por al menos un conjunto de diodo y rectificador; puede sustituirse el circuito desviador por un circuito de corte por estado de carga. La carga se produce por caída de tensión por diferencial de voltaje manteniendo el amperaje. De aplicación en la fabricación de cargadores de acumuladores eléctricos.

Description

Cargador de acumuladores eléctricos. El sector de la técnica de esta patente es el de los cargadores para acumuladores eléctricos, tanto pilas como baterías, del tipo de las que son denominadas recargables, como de las denominadas no recargables, que mediante este tipo de cargador aceptan y mantienen la recarga.
Indicación del Estado de la Técnica anterior.
ES P9101267 por circuito y aparato para la recarga de acumuladores, baterías o pilas eléctricas y otro uso específico, de los mismos solicitantes que ésta, está constituida por un circuito que en corriente continua prevé un consumo en un parte del circuito y un borne de carga.
Esta patente fue ampliada en su contenido con la misma esencia por la PCT ES9200044.
US A3391321 por cargador de baterías (pilas) en sujetas en serie, que está formado por una caja portapilas unida a un circuito en serie; dispone una resistencia y un diodo en una rama del circuito, un testigo de funcionamiento y un interruptor.
DE U9100421 por aparato eléctrico con un motor de corriente continua y baja frecuencia, que consiste en un circuito que posee dos ramas alternativas unidas a uno de los polos, dotado de una resistencia, interruptor alternativo y rectificador.
DE A3810397 por suministrador de corriente para un aparato, que se caracteriza por disponer un circuito formado por una rama externa unida en serie a unas baterías y un circuito interno dotado de diodos en uno o dos sentidos.
La presente invención tiene por objeto un cargador de acumuladores eléctricos que produce un flujo de corriente de entrada de mayor voltaje que la nominal de salida del acumulador correspondiente, estando dotado de un circuito que determina una regulación de carga, de acuerdo con la utilización, específica para baterías, y para pilas de cualquier tipo. Un cargador de baterías tradicional lleva a cabo la carga mediante la aportación de un flujo de corriente de un voltaje estable y un amperaje decreciente en función del nivel de carga de dicha batería. El sistema de carga propuesto por esta patente lleva a cabo la carga mediante una aportación de un flujo de corriente cuyo voltaje es mas alto que el de la batería a cargar, y se regula el. amperaje.
En el caso de las pilas eléctricas, de las consideradas no recargables, por ejemplo las de tipo botón, mediante los cargadores tradicionales se produce su explosión, lo cual no ocurre con éste de acuerdo con su sistema específico.
De todos es conocido que actualmente una batería de 6 V. se carga con un cargador cuyo transformador de salida es de 6 V; una de 12 V. con un cargador cuyo transformador de salida es de 12 V. , y las de 24 V. con un cargador cuya salida de transformador es de 24 V. , y así según cada voltaje en la forma correspondiente. Este cargador consiste en un circuito en el que el voltaje de salida del transformador es mayor que el voltaje de la batería a cargar, por ejemplo de 5 a 10 voltios a mas que el voltaje de la batería a cargar, y a partir del voltaje de la batería, el aumento de este voltaje determina una reducción importante en el tiempo de carga, siendo óptimo- este incremento a partir de 10 voltios, produciendo una carga constante, derivada de la caída de tensión que se produce a través de intercalar bien antes del transformador o después de éste, un circuito, como por ejemplo una ó mas reactancias, un transformador, un conjunto de diodos, una resistencia, cuyo consumo estará de acuerdo y en relación con el voltaje y amperaje del transformador. Este sistema, además, lleva a cabo su función porque actúa en forma distinta a la de los cargadores tradicionales conocidos hoy en la siguiente causa efecto.
Un cargador convencional que se conecta a una batería mas o menos descargada y marque una entrada de corriente de 10 A. si se le conecta otro cargador a la misma batería, de las mismas características, éste último no sumará una entrada de corriente de 10 A. como marcaba el primero, sino que los dos bajarán considerablemente la entrada de corriente a la batería, al repartirse la carga del primero entre los dos con un aumento mínimo de los 10 A. iniciales.
Con el sistema propuesto en esta patente, en el caso descrito, cargarían los dos a 10 A. por lo que entre los dos la entrada de corriente sería de 20 A. , que es la suma de los 10 A. + los 10 A. aportados por cada cargador de las mismas características que fuéramos conectando a la batería, como si conectáramos a una batería un cargador de 7 A. donde ya hubiesen conectados dos de 10 A. la suma sería de 27 A. , con una oscilación de entre ± 1 y 3 A por pérdidas no inherentes al sistema de carga.
Una vez cargada la batería se corta la corriente de entrada por medio de un relé, kit, reloj u otros medios técnicamente disponibles.
El principio en el que se basa este sistema de carga está derivado de la posibilidad de producir una entrada de carga que linealmente aporta durante el proceso de carga toda la energía que es capaz de absorber el acumulador, de acuerdo con el circuito correspondiente. Ello determina que la aportación eléctrica no decrece de acuerdo con el estado de carga, y por ello es absolutamente eficaz, y obtiene la carga total de los acumuladores.
El sistema de carga en pilas, se efectúa en la misma forma y bajo el mismo principio; la caída de tensión por diferencia de voltaje. La diferencia entre ambos estriba en que para las pilas, el sistema de corte desviador o compensador de la corriente de carga, actúa mediante rectificadores y diodos. En estos circuitos, cuando se ha cargado la pila, la corriente se desvía por los rectificadores y diodos, no sobrecargando las pilas a cargar.
Con objeto de hacer mas clara la explicación que va a seguir, se acompaña una hoja de dibujos que en dos figuras representa la esencia de la presente invención.
La figura 1 muestra un ejemplo de circuito completo. La figura 2 muestra un polo de dicho circuito de acuerdo con una realización posible.
La figura 3 muestra un polo de dicho circuito en una tercera realización.
La figura 4 muestra un segundo ejemplo de circuito completo.
En la figura 1 vemos indicado por 1 la entrada de tensión al circuito, con 2 una reactancia dispuesta antes de un transformador 3, el circuito desviador o compensador de la corriente de carga está formado por al menos un puente de diodos o rectificador que se indica por 4, precedida por al menos un diodo 7, y sin ser inherente al sistema sino únicamente un medio de control, se dispone un amperímetro 5 antes de los bornes de salida de carga que se indican por 6. El rectificador, uno o varios en serie, se indica por 10.
La figura 2 posee como diferencia entre la realización de la figura 1 que la reactancia se halla en el circuito de corriente transformada y se indica por 2.1; tiene la ventaja de que la reactancia de una corriente de bajo voltaje necesita menos grosor de espiras y por tanto es mas ligera.
La figura 3 posee como característica frente a las dos anteriores que en un mismo tipo de circuito, la reactancia ha sido sustituida por un conjunto de diodos en serie que se indican por 8.
Este circuito descrito, con cualquiera de sus variantes, lleva a cabo la carga, preferentemente de pequeños acumuladores. Su principio está basado en que la corriente que tiene salida por los bornes 6 es rechazada por el acumulador cuando éste está lleno, y en estas condiciones se absorbe por el circuito compensador; por una parte por la reactancia, por el puente de diodos, y por los diodos en serie en el caso de la figura 3, determinando una absorción de la energía que no llega a la última parte del circuito si el acumulador está lleno.
La figura 4 muestra un circuito esencialmente similar al anterior, cuya aplicación está destinada a carga de acumuladores mas potentes, destinando en lugar de un circuito para la absorción de la energía que ya no es aportada al acumulador, un circuito de corte por estado de carga.
En dicha figura se representa por 1.1 la entrada de tensión procedente: bien de la red eléctrica, o bien de un alternador o dínamo. Con 2 se indica la reactancia que puede ocupar la posición 2.1 y eventualmente estar formada por un conjunto en serie de diodos como los indicados por 8. El circuito de corte 9, se sitúa en el circuito de corriente rectificada, con lo cual detecta el voltaje de la batería, en cuyo límite predeterminado corta el suministro de red.
Explicación de un modo de realización: Con un transformador de entrada a 220 V y salida a 24 V. y 720 W intercalando entre red y transformador una reactancia de 220 V y 400 produce una caída de tensión, cuya consecuencia produce una entrada de corriente constante de 24 A/h en una batería de 12 voltios y 55 A/h, por lo que teóricamente en 137 minutos la batería queda totalmente cargada partiendo de una batería totalmente descargada.
Con un transformador de entrada a 220 V y salida de 24 V. y 480 W intercalando entre red y transformador una reactancia de 250 produce una caída de tensión cuya consecuencia produce una entrada de corriente constante de 15 A/h en una batería de 12 V. y 55 A/h por lo que teóricamente en 220 minutos la batería queda totalmente llena partiendo de una batería totalmente descargada.
Es aplicable en la industria de fabricación de cargadores de baterías de cualquier voltaje y amperaje, y para la recarga de baterías de automóviles de tracción eléctrica y de maquinaria eléctrica.

Claims
R E I V I N D I C A C I O N E S 1.- Cargador de acumuladores eléctricos, del tipo que comprende un circuito que determina la tensión de carga, procedente de una fuente de corriente alterna (1, 1.1) o continua, que posee testigo de funcionamiento, y amperímetro (5), caracterizado por que la carga se produce por caída de tensión manteniendo el amperaje por diferencial de voltaje, hallándose dicho circuito formado por una reactancia (2) o resistencia antes o después del eventual transformador (3), o un conjunto de diodos (8) en serie dispuestos en una de sus ramas después del circuito compensador o desviador de la corriente de carga. -7 2.- Cargador de acumuladores eléctricos, según la reivindicación 1 caracterizado por que dispone entre ambas ramas principales del cargador, un circuito compensador formado por uno o varios conjuntos de diodo (7) y rectificador (4) .
3.- Cargador de acumuladores eléctricos, según la reivindicación 1 caracterizado por que dispone un circuito interruptor por estado de carga (9), unido a los bornes de salida de continua del rectificador (4) correspondiente.
4.- Cargador de acumuladores eléctricos, según las reivindicaciones 1 y 3 caracterizado por que la tensión de carga para el acumulador es de 5 ó 10 voltios a más que el acumulador a cargar.
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