蓄電池的電子線路、蓄電池、鼓風機過濾裝置以及用于給鼓風機過濾裝置的蓄電池充電的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于給鼓風機過濾裝置的蓄電池充電的電子線路，所述蓄電池可以由外部的電的能源來供給能量。此外，本發(fā)明涉及一種鼓風機過濾裝置的蓄電池、一種具有蓄電池的鼓風機過濾裝置以及一種用于給鼓風機過濾裝置的蓄電池充電的方法。
【背景技術】
[0002]鼓風機過濾系統(tǒng)用于輕型的和中型的呼吸護具(Atemschutz)并且支持呼吸護具過濾器的使用者，其方法是:它們與常規(guī)的氣體面具相比降低了呼吸阻力并且就這樣可以使人較長時間地無疲倦地使用。鼓風機過濾系統(tǒng)包括以下主要組件:通常攜帶在皮帶處的鼓風機過濾裝置和構造為面罩或者面具的頭部件(Kopfstilck)。這兩個組件通常通過連接軟管彼此相連接。被污染的空氣借助于所述鼓風機過濾裝置由過濾器吸入，由此將有害物質從所述空氣中除去。隨后將經(jīng)過凈化的空氣通過所述連接軟管來導送給所述頭部件并且輸送給呼吸護具配戴者。
[0003]所述鼓風機過濾裝置尤其具有風機單元，該風機單元具有通過馬達來驅動的風扇葉輪并且具有(螺旋)殼體。用于所述風機單元的能量一般來說通過蓄電池來提供。所述鼓風機過濾裝置額外地具有中心的控制單元，該中心的控制單元控制著所述風機單元的馬達并且可以處理使用者的輸入。一個殼體通常包圍著所述風機單元、所述控制單元和所述蓄電池?？梢詫⒅辽僖粋€過濾器聯(lián)接到所述殼體處。
[0004]鼓風機過濾系統(tǒng)在極為不同的環(huán)境條件下使用。這也可以包括具有潛在能爆炸的氣體或者粉塵的情況，所述情況向所使用的組件提出特殊的要求。在防爆時，必須將兩個引起潛在的點燃的原因排除在外:一方面是多半通過對于在故障情況中會釋放的能量的限制來加以防止的火花點燃，并且另一方面是將自燃排除在外的溫度限制。
[0005]如果在所述蓄電池或者所述鼓風機過濾裝置處設置用于給所述蓄電池充電的插口，那就必須無電壓地切換這個插口，用于避免火花點燃或者無焰燃燒點燃(Glimmzundung)。這通常通過串聯(lián)二極管的使用來進行，所述串聯(lián)二極管按所需要的容許誤差來單重地或者雙重地冗余地設計而成。因此，在充電接頭處產(chǎn)生I到3根二極管的串聯(lián)連接，其被充電電流流過。
[0006]對于鼓風機過濾裝置的使用者來說，較短的充電時間有利于達到鼓風機過濾系統(tǒng)的盡可能好的利用效果。為此需要應用相應高的充電電流。鼓風機過濾裝置常常具有蓄電池或者蓄電池組，所述蓄電池或者蓄電池組包括一個或者多個具有50_70Wh的能量容量的單池。如果假定14.4V的常見電壓，那么這個能量容量大致相當于3.5-5Ah。如果要在一個小時之內(nèi)充電，那么在一個小時里必須應用平均3.5-5A的電流。
[0007]通過已知的在充電線路中串聯(lián)1-3根二極管的解決方案產(chǎn)生的缺點在于在充電時在所述二極管中實現(xiàn)的損耗功率。所述損耗功率在上面所提到的方案中處于2.5與7.5W之間。這種較大的熱量可能導致所述蓄電池的或者蓄電池組的損壞，并且因此不能實施。
[0008]在DE 10 2005 059 571 Al中公開了一種電氣線路，該電氣線路能夠在小型裝置、比如牙刷中以感應的方式對蓄電池進行充電。所述線路包含用于給蓄電池充電的充電線路，該充電線路具有用于產(chǎn)生交流電的充電線圈并且具有整流二極管，其中所述蓄電池與所述整流二極管及所述充電線圈串聯(lián)。但是，用于鼓風機過濾裝置的蓄電池由于能量傳輸?shù)男瘦^差而難以以感應的方式來充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的任務是，在給用于鼓風機過濾裝置的蓄電池或者蓄電池組充電時至少部分地消除前面所描述的缺點。尤其本發(fā)明的任務是，提供一種用于給蓄電池或者蓄電池組充電的電子線路、一種具有用于充電的電子線路的蓄電池或者蓄電池組、一種具有用于充電的電子線路和蓄電池的鼓風機過濾裝置以及一種用于給鼓風機過濾裝置的蓄電池充電的方法，所述電子線路、蓄電池或者蓄電池組、鼓風機過濾裝置以及方法能夠以成本低廉的并且簡單的方式對所述鼓風機過濾裝置的蓄電池或者蓄電池組進行快速而無損壞的充電。
[0010]前述任務通過一種具有權利要求1的特征的電子線路、一種具有權利要求6的特征的蓄電池、一種具有權利要求9的特征的鼓風機過濾裝置并且通過一種具有權利要求11的特征的、用于給鼓風機過濾裝置的蓄電池充電的方法得到解決。本發(fā)明的其它細節(jié)由從屬權利要求、說明書和附圖中獲得。在此就按本發(fā)明的電子線路而言所描述的特征和細節(jié)當然也就按本發(fā)明的蓄電池、按本發(fā)明的鼓風機過濾裝置和按本發(fā)明的方法而言適用并且相應地反之亦然，從而關于與各個發(fā)明方面有關的公開內(nèi)容始終相互參照或者可以相互參照。
[0011]按照本發(fā)明的第一方面，所述任務通過一種用于給鼓風機過濾裝置的蓄電池充電的電子線路得到解決，所述蓄電池可以由外部的電的能源來供給能量。所述電子線路的特征在于，它具有第一充電接頭和第二充電接頭，其中所述第一充電接頭能夠通過第一電線與所述蓄電池的正極相連接，并且其中所述第二充電接頭能夠通過第二電線與所述蓄電池的負極相連接。此外，所述電子線路的特征在于，在所述第一電線中或者在所述第二電線中布置了至少一條由電阻元件、尤其是具有至少I千歐姆的電阻或者二極管與開關元件構成的并聯(lián)線路，所述電氣線路包括測量裝置，該測量裝置構造用于測量流經(jīng)所述電線之一的充電電流或者所述充電接頭之間的電壓，并且在所述開關元件與所述測量裝置之間設置了至少一個控制電子裝置，該控制電子裝置構造用于對流經(jīng)所述電線的電流進行監(jiān)控。為此，可以由所述控制電子裝置來接收所述測量裝置的、也就是關于充電電流或者電壓的測量信號。此外，控制單元如此構成，使得其在缺少充電電流時將所述開關元件切換為高阻抗狀態(tài)或者斷開狀態(tài)，并且所述控制電子裝置如此構成，使得其在存在充電電流時將所述開關元件切換為低阻抗狀態(tài)或者閉合狀態(tài)。也就是說，在充電電壓加載在所述充電接頭處并且隨之出現(xiàn)充電電流時，如此切換所述開關元件，使得所述充電電流完全被接通。也就是說，所述充電電流流經(jīng)所述電線、所述被切換為低阻抗狀態(tài)或者閉合狀態(tài)的開關元件以及所述蓄電池，由此所述開關元件上的損耗功率能夠忽略。
[0012]所述開關元件可以布置在所謂的(+)電線、也就是所述第一電線中或者布置在所謂的(_)電線、也就是所述第二電線中。所述測量裝置優(yōu)選布置在這樣的電線中，在該電線中沒有布置所述開關元件。但是在所述線路的一種作為替代方案的實施方式中也能夠考慮，所述測量裝置布置在與所述開關元件相同的電線中。如果規(guī)定兩個或者更多開關元件彼此串聯(lián)，那就可以在每個開關元件與所述測量裝置之間分別布置一個控制電子裝置。由此每個開關元件都能夠通過自身的控制電子裝置來操控。
[0013]通過如此構造的電子線路，能夠以成本低廉的并且簡單的方式來實現(xiàn)對于鼓風機過濾裝置的蓄電池的快速的并且無損的充電。
[0014]所述電子線路可以被聯(lián)接到所述蓄電池上、尤其是被連接到所述蓄電池的正極和負極上。優(yōu)選所述電子線路是所述蓄電池的一部分，也就是持久地與其相連接。所述電子線路的第一電線與所述蓄電池的正極相連接，并且由此通過所述第一充電接頭代表著所述蓄電池的正極的延長部。所述電子線路的第二電線與所述蓄電池的負極相連接，并且由此通過所述第二充電接頭代表著所述蓄電池的負極的延長部。
[0015]在所述第一電線中或者在所述第二電線中，按所需要的容許誤差而布置了至少一條由電阻元件、尤其是具有至少I千歐姆的電阻或者二極管與開關元件構成的并聯(lián)線路，其分別通過控制電子裝置與所述第一或者第二電線中的測量裝置相連接。通過所述至少一個開關元件來無電壓地切換所述蓄電池的斷開的觸頭，用于在沒有外部的電的能源被聯(lián)接在所述電線的充電接頭上并且沒有給所述蓄電池充電時阻止電流。在給所述蓄電池充電時，也就是說在外部的電的能源被聯(lián)接在所述電子線路的電線的充電接頭上時，將所述蓄電池的觸頭通過至少一條由控制電子裝置來操控的并聯(lián)線路切換為低阻抗狀態(tài)，其中所述至少一條并聯(lián)線路在實際上實現(xiàn)無損耗功率。
[0016]用于接通所述并聯(lián)線路或者開關元件的標準優(yōu)選不是所述開關元件上面的電壓差而是電流方向。因此，一旦流經(jīng)所述開關元件的用于給蓄電池組充電的電流開始流動，則接通所述開關元件。
[0017]所述電子線路的這種解決方案提供以下優(yōu)點:在同時使用蓄電池觸頭(負極和正極)用于充電和放電時，電流限制能夠容易地通過相同的電子裝置、也就是說所述至少一條由電阻元件和開關元件構成的并聯(lián)線路來實現(xiàn)，并且電流測評能夠容易地通過所述至少一個控制電子裝置來實現(xiàn)。在此，所述至少一條并聯(lián)線路或者所述至少一個開關元件可以實現(xiàn)非?？斓倪^電流保護的特性。
[0018]如果將外部的電的能源、也就是充電器聯(lián)接到所述電子線路的充電接頭上，那么在第一時刻充電電流就流經(jīng)所述電阻元件，所述電阻元件尤其是構造為二極管、尤其是構造為本征二極管(intrinsisch D1de)或者構造為電阻。由此在所述測量裝置處產(chǎn)生電壓降，通過所述至少一個控制電子裝置來對所述電壓降進行測評。所述測量裝置優(yōu)選是低阻抗的電阻，該電阻用于測量電流。流經(jīng)所述測量裝置的電流引起與其成比例的電壓降，要對所述電