DE3441403A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SWITCHING OHMS AND INDUCTIVE ELECTRICAL CONSUMERS IN DC AND AC CIRCUITS - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SWITCHING OHMS AND INDUCTIVE ELECTRICAL CONSUMERS IN DC AND AC CIRCUITS

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DE3441403A1
DE3441403A1 DE19843441403 DE3441403A DE3441403A1 DE 3441403 A1 DE3441403 A1 DE 3441403A1 DE 19843441403 DE19843441403 DE 19843441403 DE 3441403 A DE3441403 A DE 3441403A DE 3441403 A1 DE3441403 A1 DE 3441403A1
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Abstract

Circuit arrangement for switching resistive and inductive electric users in d.c. and a.c. circuits with an electronic control system which is driven by an emitter, in particular a proximity switch, with a short-circuit and overloading fuse, in which a shunt regulator is provided as the load switch, with a power field-effect transistor T1 as the setting element.

Description

Schaltungsanordnung zum Schalten ohmscher Circuit arrangement for switching ohmic

und induktiver elektrischer Verbraucher in Gleich- und Wechselstromkreisen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schalten ohmscher und induktiver elektrischer Verbraucher in Gleich- und Wechselstromkreisen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. and inductive electrical loads in DC and AC circuits The invention relates to a circuit arrangement for switching ohmic and inductive switching electrical consumers in DC and AC circuits according to the generic term of claim 1.

Aus der DE-PS 31 15 214 ist eine Schaltungsanordnung zum Schutze eines elektronischen Zweidraht-Wechselstromschalters gegen Überlastung mit einer Steuerelektronik bekannt, die allerdings nur Verbraucher in Wechselstromkreisen zu schalten in der Lage ist. Sie verwendet dazu einen von einem Geber und einer Steuerelektronik beaufschlagten Thyristor, der zwar zu beliebigen Zeiten eingeschaltet werden kann, nach der durch den Geber veranlaßten Ausschaltung den elektrischen Verbraucher aber erst beim Nulldurc-hgang der angelegten Wechselspannung abschalten kann. Durch den verzögerten Ausschaltzeitpunkt ist eine direkte Kurzschluß- und Überlastsicherung durch Steuerung des Thyristors nicht erreichbar, so daß zum Zwecke des Kurzschluß- und Uberlastungsschutzes im Strompfad des. Thyristors ein zusätzliches Halbleiter-Bauelement, z. B. ein Transistor, eingeschalte.t sein muß.From DE-PS 31 15 214 a circuit arrangement for the protection of a electronic two-wire alternating current switch against overload with control electronics known, however, only to switch loads in AC circuits in the Location is. To do this, it uses one that is acted upon by a transmitter and control electronics Thyristor, which can be switched on at any time, after the through the encoder caused the switch-off of the electrical consumer, but only at zero passage can switch off the applied AC voltage. Due to the delayed switch-off time is a direct short-circuit and overload protection by controlling the thyristor not attainable, so that for the purpose of short-circuit and overload protection in Current path of the. Thyristor an additional semiconductor component, z. B. a transistor, must be switched on.

Des weiteren kann der Thyristor nicht gleichzeitig als Lastschalter und als Spannungsquelle für nachgeschaltete Elektronikteile, insbesondere die Steuerelektronik dienen. Schließlich kann der Thyristor im ausgeschalteten Zustand auch nicht als Uberspannungsbegrenzer arbeiten. Eine Verwendung der bekannten Schaltungsanordnung zum Schalten elektrischer Verbraucher auch in Gleichstromkreisen, ist zwar grundsatzlich denkbar, würde jedoch einen erheblichen zusatzlichen Schaltungsaufwand erfordern, der einem kompakten Aufbau der Schaltungsanordnung abträglich wäre.Furthermore, the thyristor cannot act as a load switch at the same time and as a voltage source for downstream electronic parts, in particular the control electronics to serve. After all, the thyristor cannot be used as a Surge suppressors work. A use of the known circuit arrangement for switching electrical consumers in DC circuits, is fundamental conceivable, but would require considerable additional circuit complexity, which would be detrimental to a compact design of the circuit arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in kompakter Bauform herstellbare überlastsichere Schaltungsanordnung anzugeben, die zum Schalten ohmscher und induktiver Verbraucher in Gleich- und Wechselstromkreisen geeignet ist.The invention is based on the object of a compact design Specify manufacturable overload-proof circuit arrangement that is used for switching ohmic and inductive loads in DC and AC circuits.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous refinements and developments of the invention go from the subclaims.

Die Erfindung bietet insbesondere folgende Vorteile.In particular, the invention offers the following advantages.

Durch die Verwendung eines Shunt-Reglers, der einen Leistungsfeldeffekttransistor als Stellglied aufweist, als Lastschalter, können elektrische Verbraucher in Gleich- und Wechselstromkreisen geschaltet werden.By using a shunt regulator that has a power field effect transistor as an actuator, as a load switch, electrical consumers can be and AC circuits are switched.

Dabei ist es möglich, die zu schaltenden Gleich- und Wechselstromkreise mit einem sehr großen Spannungsbereich zu betreiben, z. B. den Gleichstromkreis zwischen 10 und 350 V und den Wechselstromkreis zwischen 10 und 255 V.It is possible to switch the DC and AC circuits to operate with a very large voltage range, e.g. B. the DC circuit between 10 and 350 V and the AC circuit between 10 and 255 V.

Auf besonders vorteilhafte Weise kann der Leistungsfeldeffekttransistor im abgeschalteten Zustand die Funktion einer Spannungsquelle für eine Maximalspannung übernehmen und dadurch einlaufende Spannungspitzen auf zulässige Maximalwerte begrenzen. Dadurch kann auf weitere Dämpfungs- oder Spannungsbegrenzer-Bauteile verzichtet werden, um die nachfolgenden elektronischen Bauteile vor Zerstörung zu schützen.In a particularly advantageous manner, the power field effect transistor when switched off, the function of a voltage source for a maximum voltage take over and thereby limit incoming voltage peaks to permissible maximum values. This means that further damping or voltage limiter components can be dispensed with to protect the following electronic components from destruction.

Im durchgeschalteten Zustand übernimmt der Leistungsfeldeffekttransistor einerseits die Funktion eines Schalters für den elektrischen Verbraucher und zum anderen den einer Spannungsquelle zum Betreiben einer nachgeschalteten Elektronik.When switched through, the power field effect transistor takes over on the one hand the function of a switch for the electrical consumer and for the other is that of a voltage source to operate downstream electronics.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Figur im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing explained. The figure shows an exemplary embodiment in the block diagram Invention.

Die Schaltungsanordnung umfaßt die Untergruppen Shunt-Regler, Längsregler, Temperaturschutz, Überstromschutz und Betriebszustandsanzeige, die im folgenden näher beschrieben werden.The circuit arrangement comprises the subgroups shunt regulator, series regulator, Temperature protection, overcurrent protection and operating status display, the following are described in more detail.

Shunt-Regler Der Lastschalter zum Schalten des elektrischen Verbrauchers wird gebildet von einem umschaltbaren Shunt-Regler, der als Stellglied einen Leistungsfeldeffekttransistor T1 aufweist. Der Shunt-Regler wird gebildet aus dem Feldeffektleistungstransistor T1, dem Verstarker V, den Widerständen RO, RE, RA, dem Schalter Sl und der Referenzspannungsquelle UREF.Shunt regulator The load switch for switching the electrical consumer is formed by a switchable shunt regulator, which acts as an actuator using a power field effect transistor T1 has. The shunt regulator is formed from the field effect power transistor T1, the amplifier V, the resistors RO, RE, RA, the switch S1 and the reference voltage source UREF.

Im abgeschalteten Zustand - Schalter S1 ist geschlossen - übernimmt der Shunt-Regler die Funktion einer Spannungsquelle für eine Maximalspannung UA, die mindestens 10 % über der Betriebs-Spitzenspannung liegt. Einlaufende Spannungsspitzen (Transienten) werden auf diesen Wert begrenzt. Dabei dient der Lastwiderstand RL als Vorwiderstand. Liegt keine Überspannung vor, so fließt über den Lastwiderstand nur noch ein Ruhestrom IR, der für nachfolgende, später noch beschriebene Schaltungsteile, insbesondere auch die Steuerelektronik,notwendig ist.When switched off - switch S1 is closed - takes over the shunt regulator functions as a voltage source for a maximum voltage UA, which is at least 10% above the peak operating voltage. Incoming stress peaks (Transients) are limited to this value. The load resistance RL is used here as a series resistor. If there is no overvoltage, it flows through the load resistor only a quiescent current IR, which is used for the following circuit parts, which will be described later, especially the control electronics is necessary.

Im durchgeschalteten Zustand - Schalter Sl ist geöffnet - übernimmt der Shunt-Regler die Funktion eines Schalters für den elektrischen Verbraucher und die Funktion einer Spannungsquelle für die noch zu versorgenden Schaltungsteile, wobei die an ihm anstehende Spannung UE (Restspannung) erheblich unter der Betriebsspannung UB liegt.In the switched-through state - switch Sl is open - takes over the shunt regulator has the function of a switch for the electrical consumer and the function of a voltage source for the circuit parts still to be supplied, whereby the voltage UE (residual voltage) applied to it is considerably below the operating voltage UB lies.

Die Spannung UE dient wiederum zur Versorgung der später noch beschriebenen Schaltungsteile. Um einen zuverlässigen Betrieb der Schaltungsanordnung zu gewährleisten, wird die am Transistor Tl abgegriffene Versorgungsspannung zunächst in einer Regelschaltung (Längsregler) stabilisiert.The voltage UE in turn serves to supply the voltage that will be described later Circuit parts. To ensure reliable operation of the circuit arrangement, the supply voltage tapped at transistor Tl is initially in a control circuit (Series regulator) stabilized.

Längsregler Der Längsregler erzeugt eine stabilisierte Betriebsspannung UST für die Steuerelektronik. Der Längsregler besteht im einfachsten Fall aus einem Längstransistor T2 und einer Referenzspannungsquelle UREF.Line regulator The line regulator generates a stabilized operating voltage UST for the control electronics. In the simplest case, the series regulator consists of one Series transistor T2 and a reference voltage source UREF.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Längsregler noch einen zusätzlichen Verstärker VST umfassen, mit dem auf zweckmäßige Weise außer besserer Regelung auch dafür gesorgt wird, daß die stabilisierte Spannung UST beim Anlegen der Betriebsspannung UB an die Schaltungsanordnung nicht schlagartig aufgebaut wird, sondern über URp rampenförmig erst nach Ablauf einer vorgebbaren Minimalzeit ihren Sollwert erreicht; beispielsweise erst innerhalb eines Zeitintervalls von 25 ms bis 100 ms, vorzugsweise nach 50 ms. Zweckmäßig wird in diesem Zusammenhang auch noch ein Spannungswächter UW vorgesehen, der ein Richtsignal abgibt, welches den Shunt-Regler erst dann über G3 einschaltbar macht (Last-ein), wenn die stabilisierte Betriebsspannung UST hinter dem Längsregler mit ihrem Sollwert ansteht und somit die Steuerelektronik betriebsbereit ist.In a further embodiment of the invention, the series regulator still include an additional amplifier VST, with which except in an expedient manner Better regulation also ensures that the stabilized voltage UST at Applying the operating voltage UB to the circuit arrangement does not build up suddenly but only in a ramp-shaped manner via URp after a specifiable minimum time has elapsed has reached its setpoint; for example only within a time interval of 25 ms to 100 ms, preferably after 50 ms. It is useful in this context also a voltage monitor UW is provided, which emits a directional signal, which only makes the shunt regulator switchable via G3 (load on) when the stabilized Operating voltage UST is present behind the series regulator with its setpoint and thus the control electronics are ready for operation.

Kurzschluß- und Überlastsicherung Temperaturs chut z Der Temperaturschutz arbeitet nach dem Prinzip der Zweipunktregelung. Er soll bei erhöhten, aber noch ungefährlichen Kris talltemperaturen am Leistungsfeldeffekttransistor T1 den Shunt-Regler auf den Zustand "Last-aus" schalten (Schalter S1). Zweckmäßig wird dieser Zustand dem Bedienungspersonal durch eine geeignete, später noch beschriebene Alarmeinrichtung mitgeteilt. Nach Unterschreiten der Maximaltemperatur wird der Shunt-Regler wieder auf den Zustand "Last-ein" geschaltet (Schalter S1), wenn ein ungefährdeter Betrieb der Schaltungsanordnung möglich ist.Short-circuit and overload protection Temperature protection The temperature protection works on the principle of two-point control. He's supposed to be elevated, but still harmless crystal temperatures at the power field effect transistor T1 the shunt regulator switch to the "load-off" state (switch S1). This state becomes useful the operating personnel by means of a suitable alarm device, which will be described later communicated. When the temperature falls below the maximum, the shunt regulator is activated again switched to the "load-on" state (switch S1) when safe operation the circuit arrangement is possible.

Um diese Schaltmaßnahmen durchzuführen, ist ein Temperaturmeßwiderstand RT thermisch mit dem Leistungsfeldeffekttransistor T1 gekoppelt, in dem er unmittelbar auf dem Gehäuse des Leistungsfeldeffektransistors T1 oder in dessen engster Nachbarschaft angeordnet ist.In order to carry out these switching measures, a temperature measuring resistor is required RT thermally coupled to the power field effect transistor T1, in which it is directly on the housing of the power field effect transistor T1 or in its immediate vicinity is arranged.

Bei Eigenerwärmung des Transistors T1 oder bei unzulässiger Wärmezufuhr durch eine externe Wärmequelle, wodurch die obere zulässige Temperaturgrenze am Transistor T1 erreicht wird, wird die Schwellenspannung UT des Schwellwertschalters ST überschritten, was zur Folge hat, daß der Shunt-Regler vermittels der Verknüpfung G1 und des Schalters S1 auf "Last aus" geschaltet wird. Nach hinreichender Abkühlung des Transistors T1 auf einen niedrigeren und zulässigen Temperaturwert, wird der Shunt-Regler vermittels G1 und S1 wieder auf "Last ein" geschaltet.With self-heating of transistor T1 or with impermissible heat supply by an external heat source, whereby the upper permissible temperature limit on Transistor T1 is reached, the threshold voltage UT of the threshold switch ST exceeded, which has the consequence that the shunt regulator by means of the link G1 and the switch S1 is switched to "load off". After cooling down sufficiently of the transistor T1 to a lower and permissible temperature value, the Shunt regulator switched back to "load on" by means of G1 and S1.

Dieser Vorgang kann - falls erforderlich - beliebig oft wiederholt werden, bis nach hinreichender Absenkung der Temperatur ein zulässiger Betriebszustand erreicht ist.This process can be repeated as often as required, if necessary become a permissible operating state until the temperature has dropped sufficiently is reached.

Uberstromschutz Das Stellglied des Shunt-Reglers, Transistor T1, wird zweckmäßig durch eine Schutzschaltung vor Überschreitung der zulässigen Stromgrenzwerte geschützt, und zwar derart, daß bei Stromüberlastungen in Höhe des zehnfachen Nennwerts eine Umschaltung des Shunt-Reglers vom Betriebszustand "Last-ein" auf den Betriebszustand Last-aus" erfolgt. Zweckmäßig wird dabei durch externe Widerstandsbeschaltung der Abschaltstrom ab einem bestimmten Grenzwert, beispielsweise 4 A abwärts programmierbar ausgebildet. Die Schutzschaltung ist dabei so ausgelegt, daß sie mit einer geeigneten Wiederholfrequenz nach Uberlastung selbsttätig wieder einschaltet und notfalls erneut abschaltet, wenn der Überlastzustand noch andauert. Dadurch wird die Endstufe des Shunt-Reglers absolut kurzschlußfest, was zur hohen Betriebssicherheit der Schaltungsanordnung beiträgt.Overcurrent protection The actuator of the shunt regulator, transistor T1, is expediently by means of a protective circuit against exceeding the permissible current limit values protected in such a way that in the event of current overloads in the amount of ten times the nominal value a switchover of the shunt regulator from the "load-on" operating state to the operating state Load-off "takes place. The Shutdown current from a certain limit value, for example 4 A down programmable educated. The protective circuit is designed so that it can be used with a suitable The repetition frequency switches on again automatically after overload and again if necessary switches off if the overload condition persists. This will make the output stage of the Shunt regulator absolutely short-circuit proof, which leads to the high operational reliability of the circuit arrangement contributes.

In geeigneter, später noch erläuterter Weise, kann ein festgestellter Überlastzustand dem Bedienungspersonal durch geeignete Alarmgabe auch angezeigt werden.In a suitable manner, which will be explained later, a determined Overload status is also indicated to the operating personnel by appropriate alarm signaling will.

Zur Überwachung des Laststroms IL ist in die Source-Leitung des Transistors T1 ein Meßwiderstand RM eingeschaltet. Die an ihm abfallende Spannung UM1 aktiviert über einen zugeordneten Schwellwertschalter SMl über Verknüpfung G4 den monostabilen Multivibrator MF1, der wiederum über G1 den Schalter S1 schließt und somit den Shunt-Regler in den Betriebszustand t'Last-aus" versetzt. Nach Ablauf der vorgebbaren Pausenzeit, die einige Sekunden, zweckmäßig ca.To monitor the load current IL is in the source line of the transistor T1 switched on a measuring resistor RM. The voltage UM1 dropping across it is activated the monostable via an assigned threshold switch SMl via link G4 Multivibrator MF1, which in turn closes switch S1 via G1 and thus the shunt regulator in the Operating state t'Last-Aus "offset. After the specified Break time of a few seconds, expediently approx.

3 sek betragen kann, wird Schalter S1 wieder geöffnet und der Shunt-Regler nimmt den Betriebszustand "Last-ein" ein.3 seconds, switch S1 is opened again and the shunt regulator assumes the "load-on" operating state.

Liegt der festgestellte Überlastfall immer noch vor, beaufschlagt der Schwellwertschalter SM1 den monostabilen Multivibrator HFl wiederum, um durch Schließen des Schalters S1 den Betriebszustand "Last-aus" des Shunt-Reglers herzustellen. Dieser Vorgang kann sich bis zum Erreichen eines zulässigen Betriebszustands beliebig oft wiederholen.If the detected overload case is still present, applied the threshold switch SM1 the monostable multivibrator HFl turn to through Close the switch S1 to establish the "load-off" operating state of the shunt regulator. This process can take place arbitrarily until a permissible operating state is reached repeat often.

Zur Uberwachung eines Überlastfalles von ca. 3 x IL bis 10 x IL sind zusätzlich zum Temperaturschutz der Meßwiderstand 0,3 RM, der Schwellwertschalter SM2, der monostabile Multivibrator MF2 und die Verknüpfung G5 vorgesehen. der Schwellwertschalter SM2 reagiert auf einen Überlaststrom ab ca. 3 x IL (0,3 RU'IM = UM2) und triggert den monostabilen Multivibrator MF2 an, der für eine Laufzeit von ca. 100 ms die Verknüpfung G5 sperrt, so daß das getriggerte Signal über die Leitung L für ca. 100 ms nicht auf die Verknüpfung G4 gelangen kann. Der Integrations-Kondensator C verhindert für den ps-Schaltbereich des MF2 die Verknüpfungsbedingung an G5. Nach einer Laufzeit von ca. 100 ms schaltet der monostabile Multivibrator MF2 zurück und falls dann noch der Überlastfall vorliegt, ist über die Leitung L an G5 die Verknüpfungsbedingung gegeben und somit wird über G4, MFl und G1 der Schalter S1 gesteuert, der wiederum den Transistor Tl auf den Betriebszustand "Last aus" schaltet. Nach Ablauf der vorgebbaren Pausenzeit des MFl, die einige Sekunden, zweckmäßig ca. 3 Sek. betragen kann, wird Schalter S1 wieder geöffnet und der Shunt- Regler nimmt den Betriebszustand "Last ein" an. Liegt der festgestellte Überlastfall immer noch vor, wird ein erneuter Abschaltvorgang wie vor beschrieben nach ca.To monitor an overload case of approx. 3 x IL to 10 x IL are In addition to the temperature protection, the measuring resistor 0.3 RM, the threshold value switch SM2, the monostable multivibrator MF2 and the link G5 are provided. the threshold switch SM2 reacts to an overload current from approx. 3 x IL (0.3 RU'IM = UM2) and triggers the monostable multivibrator MF2, which for a running time of approx. 100 ms the Link G5 blocks so that the triggered signal via line L for approx. 100 ms cannot get to link G4. The integration capacitor C prevents the link condition at G5 for the ps switching range of the MF2. To The monostable multivibrator MF2 switches back after a running time of approx. 100 ms and if there is still an overload, the line L to G5 is the Linking condition is given and thus switch S1 controlled, which in turn switches the transistor Tl to the "load off" operating state. After the predetermined pause time of the MFl, which is a few seconds, expedient can be approx. 3 seconds, switch S1 is opened again and the shunt Regulator assumes the operating state "load on". If the detected overload case is always there before, a new shutdown process as described above is carried out after approx.

100 ms erneut eingeleitet. Dieser Vorgang kann bis zum Erreichen eines zulässigen Betreiebszustandes oder bis zum Ansprechen des Temp-eraturschutzes beliebig oft wiederholt werden.100 ms initiated again. This process can take until a permissible operating status or up to the response of the temperature protection be repeated many times.

Zweckmäßig wird das Tastverhältnis zwischen den beiden Betriebszuständen des Sh-unt-Reglers hinsichtlich ihrer Zeitdauer so gehalt-en-, daß eine Eigenerwärmun-g von Tl, über zulässige Werte hinaus nicht eintritt. Sobald die Belast-ung unter den zulässigen Grenzwert reduziert wird, also beispielsweise weniger als das 3-fache bzw.The pulse duty factor between the two operating states is expedient of the Sh-unt controller with regard to its duration so held that self-heating of Tl, does not occur beyond permissible values. As soon as the load is below the permissible limit value is reduced, for example less than 3 times respectively.

10-fache~des Nennwerte: beträgt, verbleibt der Shunt-Regler im Betriebszustand "Last-ein".10 times the nominal value: the shunt regulator remains in the operating state "Last-on".

Betriebszustandsanz'eig'e In der Schaltungsanordnung ist weiter eine Betriebszustandsanzeige vorgesehen, die trotz ihres verhältnismäßig einfachen Aufbaus alle vorkommenden Betriebszustände der Schaltungsanordnung anzeigen kann und dabei gleichzeitig eine Alarmfunktion ausübt, sofern die Schaltungsanordnung die oben beschriebenen Kurzschluß- bzw. Uberlastzustände einnimmt.Operating status indicators are also included in the circuit arrangement Operating status display is provided, despite its relatively simple structure can display all occurring operating states of the circuit arrangement and thereby at the same time exercising an alarm function, provided that the circuit arrangement is the above short-circuit or overload conditions described assumes.

Die Betriebszustandsanzeige umfaßt eine Leu-chtdiode LED mit einem Vorwiderstand RV, die - abhängig vom jeweiligen Betriebszustand des Shunt-Reglers - entweder ständig ein- bzw. ausgeschaltet ist oder die, bei Vorhandensein eines Überlastzustands, zwecks Alarmgabe von Taktgeneratoren TGl bz». TG2 mit einer vorgegebenen Taktfrequenz angesteuert wird.The operating status display includes a light-emitting diode LED with a Series resistor RV, which - depending on the respective operating state of the shunt regulator - is either permanently switched on or off or the, if one is available Overload condition, for the purpose of alarming clock generators TGl bz ». TG2 with a given Clock frequency is controlled.

So ist im Betriebszustand "Last-aus" die Leuchtdiode LED ausgeschaltet. Im Betriebszustand "Last-ein" ist die Leuchtdiode LED kontinuierlich eingeschaltet. Im Betriebszustand "Last-ein" und Uberlastsituation infolge zu hoher Temperatur, blinkt die Leuchtdiode LED mit einer Frequenz von ca. 10 Hz. Im Betriebszustand "Last-ein" und llberlastzustand durch zu hohen Laststrom blinkt die Leuchtdiode LED mit einer Frequenz von ca. 2 Hz.The light-emitting diode LED is switched off in the "load-off" operating state. In the "load-on" operating state, the light-emitting diode LED is continuously switched on. In the "load-on" operating state and overload situation due to excessively high temperature, the light-emitting diode LED flashes at a frequency of approx. 10 Hz. In the operating state "Load-on" and overload condition due to excessive load current, the light-emitting diode flashes LED with a frequency of approx. 2 Hz.

Auf diese Weise können alle vorkommenden Betriebszustände der Schaltungsanordnung mit einem einzigen Anzeigelelement zweckmäßig überwacht werden.In this way, all operating states of the circuit arrangement that occur can be monitored appropriately with a single display element.

Bezugszeichenliste Tl Leistungsfeldeffekttransistor RO Widerstand RE Widerstand RA Widerstand S1 Schalter UREF Referenzspannunsquelle V Verstärker UA Maximalspannung RL Lastwiderstand UE Minimal spannung UB Betriebs spannung UST Betriebsspannung stabilisiert T2 Längs trans is tor VST Verstärker RT Temperaturmeßwiderst and UT Schwellenspannung ST Schwellwertschalter RM Strommeßwiderstand SM Schwellwertschalter MF1/MF2 monostabile Multivibratoren LED Leuchtdiode RV Vorwiderstand TG1 Taktgenerator TG2 Taktgenerator STE Steuerelektronik NS Näherungsschalter IL Laststrom URP Rampen-Spannungs-Generator Gl, G3, G5 Und-Verknüpfungen G2, G4, Oder-VerknüpfungenLIST OF REFERENCE NUMERALS T1 power field effect transistor RO resistor RE resistor RA resistor S1 switch UREF reference voltage source V amplifier UA maximum voltage RL load resistance UE minimum voltage UB operating voltage UST Operating voltage stabilizes T2 series trans is tor VST amplifier RT temperature measuring resistor and UT threshold voltage ST threshold switch RM current measuring resistor SM threshold switch MF1 / MF2 monostable multivibrators LED light-emitting diode RV series resistor TG1 clock generator TG2 clock generator STE control electronics NS proximity switch IL load current URP ramp voltage generator Eq, G3, G5 and links G2, G4, or links

Claims (9)

P a t e n t a n s p r ü c h e » Schaltungsanordnung zum Schalten ohmscher und induktiver-elektrischer Verbraucher in Gleich- und Wechselstromkreisen mit einer von einem Geber, insbesondere Näherungsschalter, beaufschlagbaren Steuerelektronik, einer zur Versorgung der Steuerelektronik dienenden Spannungsversorgung, sowie mit einer Kurzschluß- und Überlastsicherung, d a d u r ch g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Lastschalter ein Shunt-Regler mit einem Leistungsfeldeffekttransistor (T1) als Stellglied vorgesehen ist. P a t e n t a n s p r ü c h e »Circuit arrangement for switching Ohmic and inductive electrical loads in DC and AC circuits with control electronics that can be acted upon by a transmitter, in particular a proximity switch, a power supply used to supply the control electronics, as well as with a short-circuit and overload protection, d u r ch e k e n n n -z e i c h n e t that the load switch is a shunt regulator with a power field effect transistor (T1) is provided as an actuator. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein vorzugsweise elektronisch betätigbarer Schalter (S1) vorgesehen ist, der über einen Verstärker (V) derart mit der Gate-Elektrode des Leistungsfeldeffekttransistors (T1) verbunden ist, daß bei geöffnetem Schalter (S1) die Schaltungsanordnung den Betriebszustand "Last-ein" und bei geschlossenem Schalter (S1) den Betriebszustand "Last-aus" einnimmt.2. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n it is clear that a preferably electronically operated switch (S1) is provided is connected to the gate electrode of the power field effect transistor via an amplifier (V) (T1) is connected that when the switch (S1) is open, the circuit arrangement is the "Load-on" operating state and, with the switch (S1) closed, the operating state "Last-off" assumes. 3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (S1) über eine Verknüpfung (G1) einerseits über eine Steuerelektronik (STE) von einem Näherungsschalter (NS), andererseits von einem monostabilen Multivibrator (MF1) und von diesem vorzugsweise taktweise betätigbar ist.3. Circuit arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that that the switch (S1) via a link (G1) on the one hand via control electronics (STE) from a proximity switch (NS), on the other hand from a monostable multivibrator (MF1) and can be actuated by this preferably cyclically. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Schaltungsanordnung Mittel vorgesehen sind zur Feststellung von Überlastzuständen, wie beispielsweise unzulässig hoher Temperatur des Transistors (T1) oder unzulässig hoher Laststrom (IL), die bei Vorliegen eines Überlastzustands die monostabilen Multivibratoren MF1 oder MF2 mit dem Ziel einer Betätigung des Schalters (S1) mit einem Steuersignal beaufschlagen.4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that means are provided in the circuit arrangement are used to determine overload conditions, such as impermissibly higher Temperature of the transistor (T1) or impermissibly high load current (IL), which when present an overload condition the monostable multivibrators MF1 or MF2 with the aim act upon actuation of the switch (S1) with a control signal. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Feststellung eines Überlastzustands einen Temperaturmeßwiderstand (RT) umfassen, der thermisch leitend mit dem Transistor (T1) verbunden ist, sowie einen vom Laststrom (IL) durchflossenen Strommeßwiderstand (RM) sowie die Schwellwertschalter (ST) bzw. (SM1, SM2), die jeweils zwischen den Temperaturmeßwiderstand (RT) bzw. die Strommeßwiderstande (07 RM) und (03 RM) und den monostabilen Multivibratoren (MF1) bzw. (MF2) geschaltet sind.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h e k e k e n n n n e i n e t that the means for determining an overload condition a temperature measuring resistor (RT) which is thermally conductive with the transistor (T1) is connected, as well as a current measuring resistor through which the load current (IL) flows (RM) as well as the threshold value switches (ST) or (SM1, SM2), each between the Temperature measuring resistor (RT) or the current measuring resistors (07 RM) and (03 RM) and the monostable multivibrators (MF1) or (MF2) are connected. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Spannungsversorgung der Steuerelektronik (STE) und des Näherungsschalters (NS) ein mindestens einen Langstransistor (T2) und eine Referenzspannungsquelle (UREF) umfassender Längsregler vorgesehen ist, dem die an Transistor (T1) anstehende Spannung (UE bzw. UA) zugeführt wird und der diese stabilisiert.6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that for the voltage supply of the control electronics (STE) and the proximity switch (NS) have at least one long transistor (T2) and a series regulator comprising a reference voltage source (UREF) is provided, to which the voltage (UE or UA) applied to transistor (T1) is fed and the this stabilized. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Längsregler Mittel vorgesehen sind (URp), die die vom Längsregler abgegebene stabilisierte Spannung (UST) rampenförmig auf den Sollwert ansteigen lassen.7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that means are provided in the series regulator (URp), the stabilized voltage (UST) output by the series regulator is ramped up let the setpoint increase. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Mittel vorgesehen sind zur Anzeige des Betriebszustands der Schaltungsanordnung.8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that means are provided for displaying the operating status the circuit arrangement. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Anzeige des Betriebszustands der Schaltungsanordnung eine Leuchtdiode (LED) mit Vorwiderstand (RV) umfassen, sowie Taktgeneratoren (TGl, TG2), die die Leuchtdiode (LED) zwecks Alarmgabe und Unterscheidung unterschiedlicher Uberlastzustände mit deutlich erkennbarer unterschiedlicher Taktfrequenz über eine Verknüpfung (G2) ansteuern.9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, d a d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the means for displaying the operating status the circuit arrangement include a light-emitting diode (LED) with a series resistor (RV), as well as clock generators (TGl, TG2), which the light emitting diode (LED) for the purpose of alarm and Differentiation of different overload conditions with clearly recognizable different ones Control the clock frequency via a link (G2).
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