Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät mit einer Batterie, einem von der Batterie über einen elektronischen Schalter ge¬ speisten elektrischen Verbraucher und einem Display zur Anzeige des Ladezustandes der Batterie.

Batteriebetriebene elektrische Geräte, insbesondere Geräte des Konsumgüterbereichs, wie aufladbare Rasierapparate, werden in zunehmendem Maße mit Displays versehen, die den aktuellen Lade¬ zustand der Batterie oder des Akkumulators anzeigen. Solche Lade¬ zustandsanzeigen erfolgen aus Kostengründen meist auf Zeitbasis, da solche Geräte einen im wesentlichen konstanten Stromverbrauch (konstante Leistung) haben und die Nennkapazität der Batterie be¬ kannt ist.

Auf Grund von Kapazitätsänderungen der Batterie und/oder Schwan¬ kungen im Stromverbrauch des Geräts kann es dabei zu Fehlanzeigen des Displays über den wirklichen Ladezustand der Batterie kommen. Dies ist insbesondere gegen Ende eines Entladezyklus, wenn die Batterie fast leer ist, störend.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Genauigkeit der Ladezu¬ standsanzeige eines batteriebetriebenen elektrischen Geräts gegen Ende des Entladezyklus zu verbessern und die Batterie vor Tief¬ entladungen zu schützen.

Die Lösung der Aufgabe bei einem Gerät der eingangs genannten Art mit einem Zeitglied, das die Anschlußzeit des Verbrauchers an die

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Batterie feststellt, erfolgt dadurch, daß nach Ablauf einer be¬ stimmten Anschlußzeit des Verbrauchers an die Batterie, wenn das Display den Ladezustand "Null" anzeigt, das Zeitglied den elek¬ trischen Verbraucher mittels des elektronischen Schalters von der Batterie trennt.

Die Lösung der Aufgabe bei einem Gerät der eingangs genannten Art mit einem Spannungsdiskriminator, der eine vorgegebene Spannung an der Batterie detektiert, erfolgt dadurch, daß bei Erreichen der vorgegebenen Spannung an der Batterie der Spannungsdiskrimi¬ nator ein Zeitglied startet, welches das Display steuert und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, wenn das Display den Ladezustand "Null" anzeigt, den elektrischen Verbraucher mittels des elek¬ tronischen Schalters von der Batterie trennt.

Ist der elektrische Verbraucher ein Gleichstrommotor, besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, daß das Zeitglied nach Ablauf der vorgegebenen Zeit einen Pulsbreitenmo¬ dulator ansteuert, der das Tastverhältnis der Steuerspannung für den elektronischen Schalter reduziert, so daß die Motordrehzahl stufenweise oder kontinuierlich bis auf Null reduziert wird, um so zu verhindern, daß der Motor schlagartig stehen bleibt, was beispielsweise bei einem elektrischen Rasierapparat oder einer Haarschneidemaschine störend wäre, weil Haare eingeklemmt werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteran¬ sprüchen und der Beschreibung entnehmbar.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungbeispielen näher beschrieben.

Es zei gen :

Fig. 1 ein Blockschaltbild,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einem Motor als elektrischen Verbraucher,

Fig. 3 ein Ausgangssignal des Pulsbreitenmodulators in Fig. 2, wenn die Drehzahl des Motors entsprechend einer fallenden Batteriespannung verringert wird,

Fig. 4 die Motordrehzahl bei Steuerung des Tastverhält¬ nisses des Pulsbreitenmodulators entsprechend Fig. 3.

In Fig. 1 wird über einen Ein-/Ausschalter S und über einen elek¬ tronischen Schalter 21 die Last (der Verbraucher) 2 an die Batte¬ rie (Akkumulator) B geschaltet. Die Batterie B kann über eine nicht dargestellte Ladeschaltung aufgeladen werden. Der elektro¬ nische Schalter 21 wird über eine Treiberschaltung 3 von einem Pulsbreitenmodulator 4 angesteuert.

Der Zähler 5 registriert die Anschlußzeit der einen im wesent¬ lichen konstanten Stromverbrauch aufweisenden Last L über den Schalter S an die Batterie B ab vollgeladener Batterie.

Da auch die Nennkapazität der Batterie B bekannt ist, wird das den Ladezustand der Batterie anzeigende Display 9 auf Zeitbasis vom Zähler 5 gesteuert. Wenn eine vorgegebene Anschlußzeit ver¬ gangen ist, die auf Grund des bekannten Stromverbrauchs und der

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bekannten Nennkapazität der Batterie B derart bestimmt wird, daß die Batterie dann nur noch wenig Ladung enthält, gibt der Zäh¬ ler 5 ein Ausgangssignal ab. Zu diesem Zeitpunkt zeigt das Display 9 den Ladezustand "Null" an. Dieses Signal bewirkt, daß der elektronische Schalter 21 angesteuert wird. Diese Ansteuerung kann über einen Pulsbreitenmodulator 4 erfolgen, der das Tastver¬ hältnis der Steuerspannung allmählich bis auf Null reduziert und so den durch die Last 2 fließenden Strom allmählich verkleinert. Der Oszillator 6 stellt die Taktimpulse für den Zähler 5 und den Pulsbreitenmodulator 4 bereit.

In Fig. 2 ist der Verbraucher (die Last) 2 ein Gleichstrommotor M, beispielsweise eines elektrischen Rasierapparates. Die Serien¬ schaltung des Motors M mit dem Schalttransistor 21 wird über den Ein-/AusSchalter S bei Inbetriebnahme an die Batterie B gelegt. Die zum Motor M parallel geschaltete Diode 22 verhindert induk¬ tive Spannungsspitzen. Die Basis des Schalttransistors 21 wird über eine aus den Transistoren 31, 36 und den Widerständen 32, 33, 34, 35, 37, 38 bestehende Treiberschaltung 3 vom Ausgang des Pulsbreitenmodulators 4 angesteuert.

Der Batterie B ist ein Spannungsdiskriminator 8 und der Zähler 5 direkt parallel geschaltet, das heißt nicht über den Ein-/Aus- schalter S. Der Spannungsdiskriminator 8 detektiert eine be¬ stimmte Spannung U an der Batterie B. Diese detektierte Spannung U ist beispielsweise der sogenannte "low Charge" Punkt, das ist eine an der Batterie anstehende Spannung U, wenn die Batterie nur noch 10 bis 20% ihrer Ladung enthält. Bis zum Erreichen dieses low Charge Punktes zeigt das Display 9 den auf Grund der vergan¬ genen Anschlußzeit des Motors M an die Batterie B den Ladezustand an.

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Hat der Spannungsdiskriminator 8 den low Charge Punkt der Span¬ nung U an der Batterie B detektiert, wird der Zähler 5 und eine zweite Anzeigeeinheit des Displays 9 gestartet. Wenn der detek- tierte low Charge Punkt erreicht ist, kann der Motor beispiels¬ weise nur noch 8 Minuten bis zur vollständigen Entladung der Batterie B betrieben werden. Die für den Zähler 5 vorgegebene Zeit beträgt nun beispielsweise 6 Minuten, um eine vollständige Entladung der Batterie mit Sicherheit zu verhindern. Diese 6 Mi¬ nuten können in sechs feste, gleichgroße Zeitintervalle unter¬ teilt werden, so daß jede Minute ein Segment der zweiten Anzeige¬ einheit des Displays 9 angesteuert wird. Diese Segmente können auch die noch verbleibenden Minuten bis zum Ablauf der vorgegebe¬ nen Zeit anzeigen. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit (6 Minuten), das heißt wenn der Zähler 5 auf Null angelangt ist, wird der Pulsbreitenmodulator 4 angesteuert.

Dieser Pulsbreitenmodulator 4 reduziert das Tastverhältnis der dem Treiber 3 zugeführten Steuerspannung auf eine beispielsweise in Fig. 3 dargestellte Weise. Die verschiedenen Tastverhäϊtnisse in Fig. 3 sind mit Ziffern von 1 (volle Steuerspannung) bis 9 (Steuerspannung Null) versehen. In Fig. 4 ist nun die Motordreh¬ zahl (in 1 der Nenndrehzahl) in Abhängigkeit dieser Tastverhält¬ nisse dargestellt, wobei die mit den Ziffern 1 bis 9 angegebenen Tastverhältnisse denen in Fig. 3 entsprechen. Diese Kurve ent¬ spricht im wesentlichen dem Verlauf der Spannung einer Batterie bei angeschaltetem Verbraucher bis zur vollständigen Entladung.

Auf diese Weise wird eine Tiefentladung der Batterie verhindert. Infolge des nicht abrupten Stillstands des Motors wird verhin¬ dert, daß bei einem Rasierapparat oder einer Haarschneidemaschine unvorhergesehen Haare schmerzhaft eingeklemmt werden.

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