NL9500608A - Matrix network and electrical network element therefor - Google Patents
Matrix network and electrical network element therefor Download PDFInfo
- Publication number
- NL9500608A NL9500608A NL9500608A NL9500608A NL9500608A NL 9500608 A NL9500608 A NL 9500608A NL 9500608 A NL9500608 A NL 9500608A NL 9500608 A NL9500608 A NL 9500608A NL 9500608 A NL9500608 A NL 9500608A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- voltage
- network
- voltage drop
- electrical
- supply voltage
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H67/00—Electrically-operated selector switches
- H01H67/22—Switches without multi-position wipers
- H01H67/24—Co-ordinate-type relay switches having an individual electromagnet at each cross-point
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
- H01H47/223—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil adapted to be supplied by AC
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Matrixnatwerk en electrisch netwerkelement daarvoorMatrix wetwork and electrical network element therefor
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een electrisch netwerkelement voor een matrixnetwerk, en op een uit dergelijke netwerkelementen opgebouwd matrix-netwerk.The present invention relates to an electrical network element for a matrix network and to a matrix network built up from such network elements.
Bij het opnemen van elektrische organen zoals bijvoorbeeld relaisspoelen, signaallampen, remanent magnetische indicatoren en dergelijke in een matrixschakeling doet zich het probleem voor, dat de stroom zich niet tot het aangestuurde element beperkt, doch dat er tevens stromen door alle andere elementen vloeien. Aangezien deze parasitaire stromen tenminste één netwerkelement in een richting, tegengesteld aan de stroomrichting door het aangestuurde element, doorstromen, kan men deze stromen in het geval van gelijkspanning eenvoudig blokkeren door in ieder netwerkelement een diode in de gewenste gelijk-stroomrichting in serie met ieder electrisch orgaan op te nemen.When incorporating electrical devices such as, for example, relay coils, signal lamps, retentive magnetic indicators and the like in a matrix circuit, the problem arises that the current is not limited to the driven element, but that currents also flow through all other elements. Since these parasitic currents flow through at least one network element in a direction opposite to the current direction through the driven element, these currents can be easily blocked in the case of DC voltage by inserting a diode in the desired DC current direction in series with each electrical element in each network element. organ.
In vele toepassingen van matrixnetwerken wordt echter gebruik gemaakt van wisselspanning of van in beide stroomrichtingen aan de netwerkelementen gegeven stuur-pulsen. In deze gevallen is de gelijkstroomoplossing met blokkeringsdioden niet bruikbaar, tenzij men de stroomtoevoer leidingen en de blokkeringsdioden voor ieder element, voor het toevoeren van pulsen van verschillende polariteit, dubbel uitvoert. Deze verdubbeling maakt de matrix- schakeling ingewikkelder, duurder, en moeilijker te bedraden.In many applications of matrix networks, however, use is made of alternating voltage or control pulses given to the network elements in both directions of flow. In these cases, the DC solution with blocking diodes is not usable unless the power supply leads and the blocking diodes are duplicated for each element for supplying pulses of different polarity. This doubling makes the matrix circuit more complicated, more expensive, and more difficult to wire.
De uitvinding beoogt een matrixnetwerk en een electrisch netwerkelement daarvoor te verschaffen, waarin geen parasitaire stromen door de niet aangestuurde net-werkelementen vloeien, die geschikt zijn voor wissel-stroomtoepassingen, en die een eenvoudige opbouw en bedrading hebben.The object of the invention is to provide a matrix network and an electric network element therefor, in which no parasitic currents flow through the non-controlled network elements, which are suitable for alternating current applications, and which have a simple construction and wiring.
Daartoe verschaft de uitvinding een electrisch netwerkelement voor een matrixnetwerk, en een uit dergelijke netwerkelementen opgebouwd matrixnetwerk, waarin elk netwerkelement omvat: een electrisch orgaan, en een span-ningsvalorgaan, dat in serie geschakeld is met het elec-trische orgaan en bij de werkstroom van het electrische orgaan een spanningsval Δν levert.To this end, the invention provides an electrical network element for a matrix network, and a matrix network built up from such network elements, in which each network element comprises: an electrical member, and a voltage drop member, which is connected in series with the electrical member and at the working current of the electrical device supplies a voltage drop Δν.
De uitvinding berust op het inzicht, dat de parasitaire stroomkringen drie of meer netwerkelementen doorlopen, terwijl de gewenste stroomkring slechts het aangestuurde element doorloopt. De spanningsval komt in de gewenste stroomkring slechts éénmaal op de voedingsspanning van het matrixnetwerk in mindering terwijl deze in de parasitaire stroomkringen meerdere malen op de voedingsspanning in mindering komt. Men kan de voedingsspanning en de spanningsval dus zodanig dimensioneren, dat een geschikte werkspanning voor het aangestuurde element overblijft, terwijl de parasitaire stromen nagenoeg volledig afgeknepen worden.The invention is based on the insight that the parasitic circuits run through three or more network elements, while the desired circuit flows only through the controlled element. The voltage drop only subtracts once from the supply voltage of the matrix network in the desired circuit, while it subtracts several times from the supply voltage in the parasitic circuits. The supply voltage and the voltage drop can thus be dimensioned such that a suitable operating voltage remains for the controlled element, while the parasitic currents are almost completely cut off.
Het spanningsvalorgaan kan bijvoorbeeld twee zenerdioden omvatten die met tegengestelde onderlinge polariteit in serie met elkaar en met het electrische orgaan geschakeld zijn. Op deze wijze kan op eenvoudige wijze en zonder hoge kosten een spanningsval worden verkregen die onafhankelijk is van de stroomrichting.The voltage drop member may comprise, for example, two zener diodes connected in series with opposite polarities in series with each other and with the electrical member. In this way, a voltage drop which is independent of the direction of current can be obtained in a simple manner and without high costs.
Voor een redelijke benadering van de gewenste spanningsval kunnen zenerdioden worden gebruikt, waarvan de referentiespanning in elke desbetreffende stroomrichting nagenoeg gelijk is aan de gewenste spanningsval Δν, terwijl voor een nauwkeuriger instelling van de werkspanning van het electrische orgaan zenerdioden kunnen worden gebruikt, waarvan de som van de referentiespanning van de ene zenerdiode en de spanningsval over de andere zenerdio-de bij de werkstroom van het electrisch orgaan in elke desbetreffende stroomrichting nagenoeg gelijk is aan de gewenste spanningsval AV.Zener diodes can be used for a reasonable approximation of the desired voltage drop, the reference voltage of which is substantially equal to the desired voltage drop Δν in each relevant direction of current, while zener diodes, the sum of which of the sum of the reference voltage of one zener diode and the voltage drop across the other zener diode at the operating current of the electrical member in each relevant current direction is substantially equal to the desired voltage drop AV.
Opgemerkt wordt, dat het begrip "zenerdiode", zoals in de praktijk gebruikelijk is, in deze beschrijving ruim opgevat wordt, en dat daaronder alle mogelijke typen doorslagdioden verstaan worden, waarbij de referentiespanning in het geval van een lawinediode gelijk is aan de lawinedoorslagspanning en in het geval van een eigenlijke zenerdiode, werkend met het zenereffect, gelijk is aan de zenerdoorslagspanning.It is noted that the term "Zener diode", as is customary in practice, is used broadly in this description, and that it includes all possible types of breakdown diodes, the reference voltage in the case of an avalanche diode being equal to the avalanche breakdown voltage and in the case of an actual zener diode, operating with the zener effect, is equal to the zener breakdown voltage.
Wanneer men het electrisch netwerkelement slechts in een matrixnetwerk met gelijkspanning of met pulsen van gelijke polariteit wil gebruiken, kan men voor het spanningsvalorgaan volstaan met één enkele zenerdiode. Voor een nauwkeurige instelling van de werkspanning van het electrische orgaan kunnen zenerdioden worden gebruikt, waarvan de referentiespanning nagenoeg gelijk is aan de gewenste spanningsval AV.If one wishes to use the electrical network element only in a matrix network with direct voltage or with pulses of equal polarity, a single zener diode can suffice for the voltage drop device. Zener diodes, the reference voltage of which is substantially equal to the desired voltage drop AV, can be used to accurately adjust the operating voltage of the electrical member.
Een matrixnetwerk van electrische netwerkelemen-ten volgens de uitvinding, zal bij voorkeur voorzien zijn van een voedingsspanningsbron die een voedingsspanning Vv levert voor het verschaffen van een werkspanning Vw aan de electrische organen, waarbij Vv = Vw + AV, en AV £ %VW. Hierdoor zal de matrixschakeling de aangestuurde elementen onafhankelijk van de stroomrichting, zowel voor gelijkstroom als voor wisselstroom nauwkeurig voorzien van de gewenste werkspanning, terwijl er geen parasitaire stromen kunnen lopen. Men kan op de voedingsbron besparen door de voedingsspanning zo klein mogelijk te kiezen, dus AV = % Vw te kiezen.A matrix network of electrical network elements according to the invention will preferably include a supply voltage source which provides a supply voltage Vv to provide an operating voltage Vw to the electrical members, Vv = Vw + AV, and AV £% VW. As a result, the matrix circuit will accurately supply the driven elements with the desired operating voltage for both direct current and alternating current, irrespective of the current direction, while no parasitic currents can flow. One can save on the power source by choosing the supply voltage as small as possible, so choosing AV =% Vw.
Wanneer de voedingsspanningsbron een wisselspan-ningsbron is, levert deze bij voorkeur een wisselspanning met een amplitude VA « Vv.When the supply voltage source is an alternating voltage source, it preferably supplies an alternating voltage with an amplitude VA «Vv.
Een matrixnetwerk volgens de uitvinding kan ook voorzien zijn van een voedingsspanningsbron die een gelijkspanning Vv levert voor het verschaffen van een werkspanning Vw aan de electrische organen, waarbij het span-ningsvalorgaan in elk netwerkelement zodanig geschakeld is, dat de spanningsval in de gewenste stroomrichting in mindering komt op de voedingsspanning, waarbij Vv = Vw + Δν, en waarbij Δν £ Vw. Een dergelijke matrixschakeling voorziet de aangestuurde elementen nauwkeurig van gelijkstroom of gelijkstroompulsen met de gewenste werkspanning, terwijl parasitaire stromen vermeden worden. Op de voedingsbron kan bespaard worden door Δν = Vw te kiezen.A matrix network according to the invention may also comprise a supply voltage source which supplies a DC voltage Vv for providing an operating voltage Vw to the electrical members, the voltage drop member in each network element being connected such that the voltage drop in the desired direction of current is reduced comes at the supply voltage, where Vv = Vw + Δν, and where Δν £ Vw. Such a matrix circuit accurately supplies the driven elements with direct current or direct current pulses with the desired operating voltage, while avoiding parasitic currents. The power source can be saved by choosing Δν = Vw.
De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht onder verwijzing naar een uitvoeringsvoorbeeld dat is geïllustreerd in de bijgaande figuren, waarin: figuur 1 een schakelschema is van een matrixnetwerk waarin parasitaire stromen kunnen vloeien; figuur 2 een schakelschema is van een matrixnetwerk volgens de uitvinding, waarin parasitaire stromen worden onderdrukt; figuur 3 een schakelschema is van een matrixnetwerk voor gelijkstroomtoepassingen volgens de uitvinding, waarin slechts door één niet aangestuurd netwerkelement een beperkte parasitaire stroom kan vloeien; en figuur 4 een schakelschema is van een matrixnetwerk met a-symmetrisch met wisselstroom aangestuurde netwerkelementen die verschillende in- en uitschakelstro-men hebben, waarin slechts door één niet aangestuurd netwerkelement een beperkte parasitaire stroom kan vloeien.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the accompanying figures, in which: figure 1 is a circuit diagram of a matrix network in which parasitic currents can flow; Figure 2 is a circuit diagram of a matrix network according to the invention in which parasitic currents are suppressed; Figure 3 is a circuit diagram of a matrix network for direct current applications according to the invention, in which only one non-driven network element can flow a limited parasitic current; and Figure 4 is a circuit diagram of a matrix network with asymmetric AC-driven network elements having different switch-on and switch-off currents in which only one non-controlled network element can flow a limited parasitic current.
In figuur 1 is een matrixnetwerk 1 weergegeven, waarin een aantal electrische netwerkelementen, in rijen en kolommen ingedeeld, geschakeld is. De netwerkelementen kunnen worden aangeduid met indices i en j, zodat eij het element in de ide rij en in de jde kolom voorstelt. Het matrixnetwerk van het voorbeeld van figuur 1 heeft drie rijen en vier kolommen en is dus een 3*4-matrix. Uiteraard heeft de onderhavige uitvinding betrekking op matrixnet-werken met willekeurige afmetingen, dus in het algemeen op een m*n-matrix, waarbij zowel het aantal rijen m als het aantal kolommen n een willekeurige heeltallige waarde groter dan of gelijk aan 1 kunnen hebben.Figure 1 shows a matrix network 1 in which a number of electrical network elements, arranged in rows and columns, are connected. The network elements can be indicated with indices i and j, so that eij represents the element in the ide row and in the jth column. The matrix network of the example of Figure 1 has three rows and four columns and is thus a 3 * 4 matrix. Of course, the present invention relates to arbitrary-sized matrix networks, so generally to an m * n matrix, where both the number of rows m and the number of columns n may have any integer value greater than or equal to 1.
Het matrixnetwerk heeft een aantal (horizontale) rij leidingen 2 en een aantal (verticale) kolomleidingen 3. Elke rijleiding 2 kan door het sluiten van een bijbehorende schakelaar S10, s20, ... worden verbonden met de ene aansluitklem van een spanningsbron 4, en elke kolomleiding 3 kan door het sluiten van een bijbehorende schakelaar S01, S02, ... worden verbonden met de andere aansluitklem van de spanningsbron 4. De schakelaars kunnen van een willekeurig type, mechanisch of electronisch, zijn.The matrix network has a number of (horizontal) row lines 2 and a number of (vertical) column lines 3. Each row line 2 can be connected to the one terminal of a voltage source 4 by closing an associated switch S10, s20, ... each column line 3 can be connected to the other terminal of the voltage source 4 by closing an associated switch S01, S02, ... The switches can be of any type, mechanical or electronic.
Op elk kruispunt van een rij leiding 2 met een kolomleiding 3 bevindt zich een element e^ met het bijbehorende rij- en kolomnummer in de matrix, welk element met zijn ene aansluitklem met de rij leiding 2 en met zijn andere aansluitklem met de kolomleiding 3 verbonden is. Elk netwerkelement e^ omvat een electrisch orgaan 5. Deze electrische organen kunnen bijvoorbeeld relaisspoelen, signaallampen, of remanent magnetische optische indicatoren zijn.At each intersection of a row 2 with a column 3 there is an element e ^ with the corresponding row and column number in the matrix, which element is connected to the row 2 with its one terminal and to the column 3 with its other terminal. is. Each network element e includes an electrical member 5. These electrical members may be, for example, relay coils, signal lamps, or remanent magnetic optical indicators.
De schakeling van figuur 1 werkt als volgt. Elk netwerkelement e^ kan worden geselecteerd door het sluiten van de bijbehorende rij- en kolomschakelaars Si0 en S0j. Wanneer bijvoorbeeld de schakelaars S01 en S10 worden ingeschakeld (terwijl de andere rij- en kolomschakelaars uitgeschakeld blijven), kan een stroom vloeien vanaf de spanningsbron 4 langs de eerste kolomleiding, door het netwerkelement e^ en langs de eerste rij leiding terug naar de spanningsbron 4, of in de tegenovergestelde richting, al naar gelang de polariteit van de voedingsspanning. Er vloeien dan echter ook ongewenste parallelle stromen via de elementen e21-e22-e12, e2i”e23”ei3' e2i-e24”ei4' e3i"e32” e12 enzovoort. Deze parasitaire stromen doorlopen steeds minimaal drie elementen, waarvan er twee in dezelfde richting als het beoogde element elx, en één in daaraan tegengestelde richting doorstroomd wordt. De schakeling van figuur 1 is vanwege de parasitaire stromen niet praktisch bruikbaar.The circuit of figure 1 works as follows. Each network element e ^ can be selected by closing the corresponding row and column switches Si0 and S0j. For example, when the switches S01 and S10 are turned on (while the other row and column switches remain off), a current may flow from the voltage source 4 along the first column line, through the network element e ^ and through the first row line back to the voltage source 4 , or in the opposite direction, depending on the polarity of the supply voltage. However, unwanted parallel currents also flow through the elements e21-e22-e12, e2i ”e23” ei3 'e2i-e24 ”ei4' e3i" e32 ”e12 etc. These parasitic currents always run through at least three elements, two of which are in the same direction when the target element elx, and one flows through in the opposite direction The circuit of figure 1 is not practical because of the parasitic currents.
Wanneer men werkt met gelijkspanning, en de gewenste stromen dus slechts in één richting lopen, kunnen de parasitaire stromen eenvoudig worden onderdrukt door in ieder netwerkelement in serie met het electrisch orgaan 5 in de gewenste geleidingsrichting een diode op te nemen. Aangezien de parasitaire stroomkringen tenminste één netwerkelement in de tegengestelde geleidingsrichting doorlopen, worden de parasitaire stromen dan geblokkeerd door de diode in dat element. Deze oplossing werkt echter alleen bij gelijkstroom of gelijkstroompulsen in één richting en is ongeschikt voor wisselstroomtoepassingen. Wanneer men gelijkstroompulsen in beide stroomrichtingen aan elk electrisch orgaan 5 wil kunnen aanbieden, moeten de rij leidingen 2 of de kolomleidingen 3 dubbel worden uitgevoerd en moet elk netwerkelement twee bijbehorend gerichte dioden als hierboven omschreven omvatten voor verbinding met elk van de verdubbelde leidingen voor het afnemen van de gelijkstroompulsen met de bijbehorende polariteit. Een dergelijke leidingsverdubbeling maakt de matrixschakeling echter ingewikkelder, waardoor het bedraden ervan moeizamer wordt.When operating with DC voltage, and the desired currents thus run in only one direction, the parasitic currents can be suppressed simply by including a diode in each network element in series with the electrical member 5 in the desired conduction direction. Since the parasitic circuits run through at least one network element in the opposite direction of conduction, the parasitic currents are then blocked by the diode in that element. However, this solution works only with DC or DC pulses in one direction and is unsuitable for AC applications. In order for DC pulses to be applied to each electrical member 5 in both directions of flow, the row lines 2 or column lines 3 must be duplicated, and each network element must include two associated directional diodes as defined above for connection to each of the doubled lines. of the DC pulses with the corresponding polarity. However, such line doubling complicates the matrix circuit, making wiring more difficult.
In figuur 2 is een voorbeeld van een matrixnet-werk 1 volgens de uitvinding weergegeven, waarin parasitaire stromen worden onderdrukt. Gelijke onderdelen zijn in deze figuur met dezelfde verwijzingstekens aangeduid als in figuur l. De netwerkelementen e±j omvatten in figuur 2 behalve een electrisch orgaan 5 bovendien twee daarmee in serie geschakelde zenerdioden 6 en 7 (aangegeven voor het element e12) . De zenerdioden 6 en 7 zijn met tegengestelde onderlinge polariteit geschakeld.Figure 2 shows an example of a matrix network 1 according to the invention, in which parasitic currents are suppressed. Like parts are indicated in this figure with the same reference signs as in figure 1. In Fig. 2, the network elements e ± j additionally comprise, in addition to an electrical element 5, two zener diodes 6 and 7 connected in series therewith (indicated for element e12). Zener diodes 6 and 7 are connected with opposite polarity.
De voedingsspanning of de amplitude van de wisselspanning van de spanningsbron 4 wordt in het uitvoe- ringsvoorbeeld van figuur 2 voor beide stroomrichtingen met de spanningsval over de twee zenerdioden verminderd, waarbij over de ene zenerdiode de zenerspanning valt en over de andere, die in geleiding geschakeld is, de normale, meestal veel kleinere voorwaartse diodespanningsval staat. De spanning over het beoogde geschakelde electri-sche orgaan is dus in eerste benadering gelijk aan de voedingsspanning verminderd met één zenerspanning. Daarom wordt de voedingsspanning Vv in dit uitvoeringsvoorbeeld aangepast, teneinde de spanningsval Δν over de zenerdioden te compenseren en een werkspanning Vw aan het beoogde orgaan te verschaffen. Hiertoe is Vv * Vw + Δν.The supply voltage or the amplitude of the alternating voltage of the voltage source 4 is reduced in the exemplary embodiment of Fig. 2 for both current directions with the voltage drop across the two zener diodes, the zener voltage falling over one zener diode and the other switching in conduction is normal, usually much smaller forward diode voltage drop. Thus, the voltage across the intended switched electrical member is, in the first approximation, equal to the supply voltage minus one zener voltage. Therefore, the supply voltage Vv in this exemplary embodiment is adjusted to compensate for the voltage drop Δν across the zener diodes and to provide an operating voltage Vw to the target member. For this purpose Vv * Vw + Δν.
Zoals hierboven in verband met figuur 1 reeds is uiteengezet, doorlopen de parasitaire stroomkringen tenminste drie elementen e^. Aangezien de zenerdioden 6 en 7 in elk element tegengesteld gericht zijn draagt elk element, ongeacht de polariteit van de spanning daarover, een spanningsval tot maximaal Δν bij, zodat parasitaire stromen tot een voedingsspanning Vv van maximaal 3Δν kunnen worden onderdrukt. Wanneer Δν > 1/3 * Vv zullen de parasitaire stromen verwaarloosbaar zijn. Met behulp van de bovenstaande voorwaarde voor de werkspanning van de elec-trische organen volgt hieruit dat Δν > %VW en dat Vv > 1%VW. De voedingsspanning zal, om te besparen op omvang en kosten van de voedingseenheid bij voorkeur zo laag mogelijk genomen worden, zodat dan Vv = 1%VW, en Δν = %VW. De uitvinding kan echter ook worden toegepast bij hogere voedingsspanningen en met de bijbehorende zenerdioden met hogere zenerspanningen.As already explained above in connection with Figure 1, the parasitic circuits run through at least three elements e ^. Since the zener diodes 6 and 7 in each element are oppositely oriented, each element, regardless of the polarity of the voltage across it, contributes a voltage drop of up to Δν, so that parasitic currents up to a supply voltage Vv of up to 3Δν can be suppressed. When Δν> 1/3 * Vv the parasitic currents will be negligible. Using the above condition for the operating voltage of the electrical organs, it follows that Δν>% VW and that Vv> 1% VW. The supply voltage will preferably be taken as low as possible in order to save on the size and cost of the power supply, so that Vv = 1% VW, and Δν =% VW. However, the invention can also be applied at higher supply voltages and with the associated zener diodes with higher zener voltages.
De matrixschakeling 1 van figuur 2 wordt dus zodanig gedimensioneerd, dat de parasitaire stroomkringen door de zenerdioden worden geblokkeerd, terwijl de voedingsspanning voor het beoogde geschakelde electrische orgaan 5 door de bijbehorende zenerdioden 6 en 7 wordt gereduceerd tot op de werkspanning van dit geselecteerde orgaan. Er loopt derhalve uitsluitend stroom door het geselecteerde element e^.The matrix circuit 1 of Figure 2 is thus dimensioned such that the parasitic circuits are blocked by the zener diodes, while the supply voltage for the intended switched electrical member 5 is reduced by the associated zener diodes 6 and 7 to the operating voltage of this selected member. Therefore, only current flows through the selected element e ^.
Het matrixnetwerk van figuur 2 werkt zowel met wisselstroom als met gelijkstroom en gelijkstroompulsen in beide stroomrichtingen, zonder dat er parasitaire stromen lopen.The matrix network of Figure 2 operates with alternating current as well as direct current and direct current pulses in both directions of flow, without parasitic currents running.
Het principe van de uitvinding kan echter voor gelijkstroom of gelijkstroompulsen in één richting ook worden toegepast in een vereenvoudigd matrixnetwerk, waarin slechts één enkele zenerdiode (6 of 7) in elk net-werkelement in serie met het electrisch orgaan 5 is opgenomen, en wel zodanig, dat de zenerspanning in de gewenste stroomrichting in mindering komt op de voedingsspanning. De parasitaire stromen doorlopen tenminste twee zenerdio-den in de gewenste stroomrichting die een zenerspannings-val oplevert, dus voor volledige onderdrukking van de parasitaire stromen geldt Vv < 2AV en dus AV > %Vv. De voorwaarde voor de gewenste werkspanning levert nu op Av > Vw, en Vv > 2VW. De laagst mogelijke voedingsspanning waarbij geen parasitaire stromen vloeien is nu Vv = 2VW, waarbij AV = Vw. Hierbij blijven de omvang en kosten van de voedingseenheid zo laag mogelijk. Het principe van de uitvinding kan echter ook worden toegepast bij hogere voedingsspanningen met de bijbehorende zenerdioden met hogere zenerspanningen.However, the principle of the invention can also be applied for direct current or direct current pulses in one direction in a simplified matrix network, in which only a single zener diode (6 or 7) is included in each network element in series with the electrical member 5, such that that the zener voltage is subtracted from the supply voltage in the desired current direction. The parasitic currents pass through at least two zener diodes in the desired current direction which produces a zener voltage drop, so for complete suppression of the parasitic currents Vv <2AV and therefore AV>% Vv. The condition for the desired operating voltage now yields Av> Vw, and Vv> 2VW. The lowest possible supply voltage at which no parasitic currents flow is now Vv = 2VW, where AV = Vw. The size and costs of the power supply remain as low as possible. However, the principle of the invention can also be applied at higher supply voltages with the associated zener diodes with higher zener voltages.
Het hierboven besproken vereenvoudigde matrixnetwerk voor gelijkstroom of gelijkstroompulsen kan ook zodanig geschakeld worden, dat de enkele zenerdiode (6 of 7) in elk netwerkelement met zijn zenerspanning in de gewenste stroomrichting niet in mindering komt op de voedingsspanning. De parasitaire stromen doorlopen tenminste één zenerdiode in de aan de gewenste stroomrichting tegengestelde richting die een zenerspanningsval oplevert, dus voor volledige onderdrukking van de parasitaire stromen geldt dat AV £ Vv. De gewenste werkspanning Vw wordt nu bereikt als Vv = Vw (geen spanningsval in de gewenste stroomrichting), zodat AV > Vw. Deze gelijkstroomoplossing werkt op dezelfde wijze als de hierboven besproken oplossing met blokkeringsdioden.The simplified matrix network for direct current or direct current pulses discussed above can also be switched such that the single zener diode (6 or 7) in each network element with its zener voltage in the desired current direction does not subtract from the supply voltage. The parasitic currents pass through at least one zener diode in the opposite direction to the desired current direction, which produces a zener voltage drop, so for complete suppression of the parasitic currents, AV £ Vv. The desired operating voltage Vw is now achieved if Vv = Vw (no voltage drop in the desired current direction), so that AV> Vw. This DC solution works in the same way as the blocking diode solution discussed above.
De uitvinding kan bijvoorbeeld worden toegepast in matrixnetwerken van relaispoelen voor het in- en uitschakelen van verlichtingsarmaturen in fabriekshallen en grote kantoorruimten. De hiervoor toegepaste relais zijn vaak van het type met twee standen die respectievelijk door een positieve of een negatieve spanningspuls worden aangestuurd en ingesteld. Na een stuurpuls blijft het relais in de aangestuurde stand (aan of uit) staan.The invention can be applied, for example, in matrix networks of relay pools for switching lighting fixtures on and off in factory halls and large office spaces. The relays used for this are often of the two-position type which are driven and adjusted by a positive or a negative voltage pulse, respectively. After a control pulse, the relay remains in the activated position (on or off).
Voor het schakelen van verlichtingsarmaturen is een matrixnetwerk gebouwd, werkend met een wisselspanning met een amplitude van ongeveer 34 volt als voedingsspanning, en met een spanningsvalorgaan bestaande uit twee anti-serie geschakelde zenerdioden met een zenerspanning van ongeveer 12 volt in elk netwerkelement. Door middel van aansturingsschakelaars in serie met een gewone diode kon een gewenste stroomrichting door het aangestuurde relais worden geselecteerd. De polariteit van de aanstu-ringspulsen was dus bepalend voor het (over één schakel-draad) aan- respectievelijk uitschakelen van de bijbehorende armatuur. Van de amplitude van de aansturingspulsen resteerde na de spanningsval ongeveer 22 volt als werkspanning voor de relaisspoelen. Doordat de parasitaire stromen door de zenerdioden werden afgeknepen, werden er geen niet-aangestuurde schakeloperaties waargenomen. Ongewenste dubbele bedieningen traden dus niet op.A matrix network has been built to switch lighting fixtures, operating with an alternating voltage with an amplitude of approximately 34 volts as the supply voltage, and with a voltage drop device consisting of two anti-series switched zener diodes with a zener voltage of approximately 12 volts in each network element. By means of control switches in series with a regular diode, a desired current direction could be selected by the controlled relay. The polarity of the control pulses was therefore decisive for switching the associated luminaire on or off (over one switching wire). After the voltage drop, about 22 volts of the amplitude of the driving pulses remained as the operating voltage for the relay coils. Because the parasitic currents were pinched by the zener diodes, no non-controlled switching operations were observed. Therefore, unwanted double controls did not occur.
Relaisspoelen voor het in- en uitschakelen van verlichtingsarmaturen, zoals die hierboven beschreven zijn, zijn in de praktijk vaak a-symmetrisch in hun scha-kelgedrag. Dat wil zeggen, dat voor het uitschakelen van het relais een veel kleinere schakelstroom en schakelspan-ning voldoende zijn dan voor het inschakelen ervan. Daarom kunnen voor dit soort relaisspoelen vooral parasitaire stromen in de uitschakelstroomrichting tot ongewenste schakeloperaties leiden. De hierdoor ondervonden problemen kunnen worden ondervangen met het matrixnetwerk met a-symmetrisch met wisselstroom aangestuurde netwerkelementen volgens figuur 4, waarin slechts door één niet aangestuurd netwerkelement een beperkte parasitaire stroom kan vloeien. Ditzelfde is het geval in het matrixnetwerk voor gelijkstroomtoepassingen van figuur 3.Relay coils for switching lighting fixtures on and off, as described above, are often asymmetrical in practice in their switching behavior. That is, a much smaller switching current and switching voltage are sufficient for switching off the relay than for switching it on. Therefore, for this type of relay coil, especially parasitic currents in the tripping current direction can lead to unwanted switching operations. The problems encountered by this can be overcome with the matrix network with asymmetrical AC elements controlled network elements according to figure 4, in which only one non-driven network element can flow a limited parasitic current. The same is the case in the matrix network for direct current applications of figure 3.
Het matrixnetwerk van figuur 3 heeft geen wis-selspanningsbron 4 zoals die van de figuren l en 2, doch een gelijkspanningsbron 8. Verder hebben de rijschakelaars S10 en S2q van figuur 3 elk een parallel daaraan, tegen de gelijkstroomrichting in, geschakelde zenerdiode 9. Het element e^ kan nu worden aangestuurd door de schakelaars S01 en S10 te sluiten. Het door een parasitaire stroom schakelen van het element e21 wordt nu belemmerd door de zenerspanning in element e21 en door de zenerspanning over S20. Wanneer alle zenerspanningen de helft van de voedingsspanning bedragen loopt er geen stroom door e21. Wanneer de zenerspanningen echter kleiner zijn dan de halve voedingsspanning, loopt er een kleine parasitaire stroom door e21. Bij een juiste dimensionering van de zenerspanningen blijft deze parasitaire stroom beneden de aanspreekstroom van e21. Op de tweede rij leiding naar S20 staat in dat geval de zenerspanning van de zenerdiode 9 die over S20 geschakeld is. Wanneer nu alle zenerspanningen in figuur 3 gelijk groot gekozen worden, blokkeren de zenerdioden van de elementen e12 en e13 de parasitaire stromen via de elementen e22, respectievelijk e23. Er loopt dus slechts door het element e21 een beperkte parasitaire stroom en geen parasitaire stroom door de andere elementen.The matrix network of Figure 3 does not have an alternating voltage source 4 like that of Figures 1 and 2, but a DC voltage source 8. Furthermore, the row switches S10 and S2q of Figure 3 each have a zener diode 9 connected in parallel to it in the DC direction. element e ^ can now be controlled by closing switches S01 and S10. Switching the element e21 by a parasitic current is now hindered by the zener voltage in element e21 and by the zener voltage across S20. When all zener voltages are half the supply voltage, no current flows through e21. However, when the zener voltages are less than half the supply voltage, a small parasitic current flows through e21. With correct sizing of the zener voltages, this parasitic current remains below the response current of e21. In that case, the zener voltage of the zener diode 9, which is connected across S20, is on the second row to S20. When all the zener voltages in Figure 3 are chosen to be equal, the zener diodes of the elements e12 and e13 block the parasitic currents via the elements e22 and e23, respectively. Thus, only a limited parasitic current flows through the element e21 and no parasitic current flows through the other elements.
Figuur 4 toont nu een uitvoeringsvoorbeeld waarin het principe van het matrixnetwerk van figuur 3 wordt toegepast in een matrix voor a-symmetrisch met wisselstroom aangestuurde netwerkelementen die verschillende in- en uitschakelstromen hebben. Het matrixnetwerk van figuur 4 bevat weer een wisselspanningsbron 4. De kolomschakelaars S01, S02 en S03 zijn in figuur 4 dubbel uitgevoerd met in in- respectievelijk uitschakelstroom-richting in serie daarmee geschakelde gelijkrichtdioden. Wanneer bijvoorbeeld een relaisspoel op de eerste kolom ingeschakeld moet worden wordt de in-schakelaar S01i van S01 gesloten. Bij uitschakeling wordt de uit-schakelaar Sqiu van soi gesloten. De zenerdioden 6 van de elementen van figuur 4 staan met omgekeerde polariteit ten opzichte van die van figuur 3. Voor het inschakelen worden pulsen met de volle wisselspanningsamplitude gebruikt, terwijl voor het uitschakelen pulsen worden gebruikt met tegengestelde amplitude, die ten opzichte daarvan met de zener-spanning van het betreffende element verlaagd zijn. Teneinde kortsluiting van de rij schakelaars S10 en S20 in de uitschakelrichting te voorkomen is een blokkeringsdiode 10 in anti-serie met elke zenerdiode 9 parallel aan elke betreffende rijschakelaar geschakeld.Figure 4 now shows an exemplary embodiment in which the principle of the matrix network of Figure 3 is applied in a matrix for asymmetric AC-driven network elements having different switching on and off currents. The matrix network of figure 4 again contains an alternating voltage source 4. The column switches S01, S02 and S03 are double-formed in figure 4 with rectifying diodes connected in series in the switch-off current direction respectively. For example, if a relay coil on the first column is to be turned on, the on switch S01i of S01 is closed. When switched off, the Sqiu of soi off switch is closed. The zener diodes 6 of the elements of Figure 4 are in reverse polarity to that of Figure 3. Turning on uses pulses of full AC amplitude while turning off uses pulses of opposite amplitude, which are relative to the zener voltage of the affected element. In order to prevent short-circuiting of the row switches S10 and S20 in the tripping direction, a blocking diode 10 in anti-series with each zener diode 9 is connected in parallel with each respective row switch.
Door het sluiten van kolominschakelaar S01i en rijschakelaar S10 wordt element e^ aangestuurd. Het schakelen van element e21 wordt nu belemmerd door de zenerdiode 9 over schakelaar S20. Deze is, zoals in het voorbeeld van figuur 3, zodanig gedimensioneerd dat er een kleine parasitaire stroom door element e21 loopt. Op de tweede rij leiding naar S20 staat dus weer de zenerspanning over de betreffende zenerdiode 9 (vermeerderd met de verhoudingsgewijs kleine voorwaartse spanningsval over de bijbehorende blokkeringsdiode 10). De parasitaire stromen door e22 en e12 en door e23 en e13 worden nu door de zenerdioden van e22 en e23 geblokkeerd.Element e ^ is controlled by closing column switch S01i and travel switch S10. Switching of element e21 is now inhibited by the zener diode 9 across switch S20. As in the example of figure 3, it is dimensioned such that a small parasitic current flows through element e21. The second row to S20 thus again shows the zener voltage across the respective zener diode 9 (plus the relatively small forward voltage drop across the associated blocking diode 10). The parasitic currents through e22 and e12 and through e23 and e13 are now blocked by the zener diodes of e22 and e23.
ïn de uitschakelrichting worden de zenerdioden 6 van de elementen werkzaam voor het verlagen van de uit-schakelspanning ten opzichte van de inschakelspanning. Wanneer de uit-schakelaar S01u van S10 gesloten wordt, wordt element e21 met verlaagde negatieve pulsen aangestuurd om uit te schakelen. De parasitaire stroomwegen door e12-e22-e21 en ei3-e23-e21 worden nu geblokkeerd door de zenerspanningen van e12 en e21, respectievelijk e13 en e21, zodat er geen parasitaire uitschakelstromen vloeien. De blokkeringsdiode 10 van S20 blokkeert de parasitaire stroomwegen over de tweede rijleiding. Aldus wordt een matrixnetwerk voor asymmetrische aansturing van netwerke-lementen met een lage uitschakelspanning verkregen, waarin de parasitaire uitschakelstromen op doelmatige wijze worden onderdrukt.In the turn-off direction, the zener diodes 6 of the elements become effective for decreasing the turn-off voltage relative to the turn-on voltage. When the off switch S01u of S10 is closed, element e21 with reduced negative pulses is driven to turn off. The parasitic current paths through e12-e22-e21 and ei3-e23-e21 are now blocked by the zener voltages of e12 and e21, e13 and e21, respectively, so that no parasitic tripping currents flow. The blocking diode 10 of S20 blocks the parasitic current paths across the second line. Thus, a matrix network for asymmetric control of network elements with a low switch-off voltage is obtained, in which the parasitic switch-off currents are effectively suppressed.
Verder kan de uitvinding bijvoorbeeld worden toegepast in matrixnetwerken van remanent magnetische optische indicatoren die bijvoorbeeld in mededelingenborden voor verkeerssignalering of voor reclamedoeleinden gebruikt worden. Dergelijke mededelingenborden bestaan uit een zeer groot aantal remanent magnetische optische indicatoren die zich in een tweedimensionele matrix bevinden en als beeldelementen (pixels) van het weergeefbeeld aan en uit gezet kunnen worden. In deze toepassing is het van groot voordeel dat de matrixbedrading volgens de uitvinding eenvoudig gehouden kan worden.Furthermore, the invention can be applied, for example, in matrix networks of remanent magnetic optical indicators which are used, for example, in traffic sign or advertising notice boards. Such notice boards consist of a very large number of remanent magnetic optical indicators which are contained in a two-dimensional matrix and which can be switched on and off as picture elements (pixels) of the display image. In this application it is of great advantage that the matrix wiring according to the invention can be kept simple.
Het schakelen van een indicator vindt plaats door het met een spanningspuls met een bepaalde polariteit formeren (of omdraaien) van een magnetisch veld in één van twee mogelijke richtingen, waardoor een optisch element in de bijbehorende pixelstand (aan of uit) gaat staan. Na afloop van de puls blijft de indicator door het remanent magnetische veld in de aangestuurde stand staan. Praktische remanente indicatoren van deze soort werken bij een stuurpulsamplitude (werkspanning) van de orde van 4,5 volt. Voor het overige is deze toepassing analoog aan die voor het schakelen van verlichting.Switching of an indicator takes place by forming (or reversing) a magnetic field in one of two possible directions with a voltage pulse of a certain polarity, whereby an optical element is placed in the corresponding pixel position (on or off). At the end of the pulse, the indicator remains in the controlled position due to the remanent magnetic field. Practical remanent indicators of this kind operate at a control pulse amplitude (operating voltage) of the order of 4.5 volts. For the rest, this application is analogous to that for switching lighting.
Verder bieden het matrixnetwerk en het elec-trisch netwerkelement volgens de uitvinding voordelen in alle toepassingen die geschikt moeten zijn voor wisselstroom, waarin parasitaire stromen moeten worden onderdrukt, of die een zo eenvoudig mogelijke bedrading vereisen.Furthermore, the matrix network and the electrical network element according to the invention offer advantages in all applications which must be suitable for alternating current, in which parasitic currents must be suppressed, or which require the simplest possible wiring.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9500608A NL9500608A (en) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | Matrix network and electrical network element therefor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9500608 | 1995-03-30 | ||
| NL9500608A NL9500608A (en) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | Matrix network and electrical network element therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9500608A true NL9500608A (en) | 1996-11-01 |
Family
ID=19865772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9500608A NL9500608A (en) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | Matrix network and electrical network element therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL9500608A (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3535692A (en) * | 1966-05-04 | 1970-10-20 | Siemens Ag | Switching matrix |
| JPS5489410A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-16 | Nec Corp | Magnetism holding-type relay selection system |
| NL9000010A (en) * | 1990-01-03 | 1991-08-01 | Verheul Elektrotechniek B V | Switching system for modular lighting installations - allows on=off control locally, in groups or via central control unit |
| JPH04332421A (en) * | 1991-05-07 | 1992-11-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Drive circuit for relay matrix |
-
1995
- 1995-03-30 NL NL9500608A patent/NL9500608A/en active Search and Examination
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3535692A (en) * | 1966-05-04 | 1970-10-20 | Siemens Ag | Switching matrix |
| JPS5489410A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-16 | Nec Corp | Magnetism holding-type relay selection system |
| NL9000010A (en) * | 1990-01-03 | 1991-08-01 | Verheul Elektrotechniek B V | Switching system for modular lighting installations - allows on=off control locally, in groups or via central control unit |
| JPH04332421A (en) * | 1991-05-07 | 1992-11-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Drive circuit for relay matrix |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 003, no. 111 (E - 138) 17 September 1979 (1979-09-17) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 178 (E - 1347) 7 April 1993 (1993-04-07) * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR960703489A (en) | ALTERNATING CURRENT GENERATOR FOR CONTROLLING A PLASMA DISPLAY SCREEN | |
| EP0660648A1 (en) | Dimming circuit for a LED | |
| EP1195741A3 (en) | Active matrix type display device and a driving method thereof | |
| EP1542200A3 (en) | Apparatus for and method of driving a sustain-discharge circuit of a plasma display panel | |
| DE69214372T2 (en) | Liquid crystal display device | |
| KR960035405A (en) | Liquid crystal display | |
| JPH03165491A (en) | El drive circuit | |
| EP1505650A3 (en) | Display apparatus | |
| KR950019867A (en) | Liquid crystal display device | |
| KR970055023A (en) | Electric leakage prevention device and method | |
| US4349816A (en) | Drive circuit for matrix displays | |
| KR960035406A (en) | Driving circuit | |
| KR930015433A (en) | Electrical controls to switch multiple electrical loads | |
| KR940015635A (en) | Active liquid crystal display device | |
| JP2016225612A (en) | Active-matrix backplane formed by using thin film optocoupler | |
| NL9500608A (en) | Matrix network and electrical network element therefor | |
| NL9301510A (en) | Electronic ballast for a discharge lamp. | |
| GB2126403A (en) | Mos driver for liquid crystal displays | |
| US3500456A (en) | Light responsive electrical lamp dimming circuit | |
| US7176877B2 (en) | High voltage pulse driver with capacitive coupling | |
| HU191072B (en) | Coupling system for coupling and demagnetization of d.c. electromagnets | |
| KR100600693B1 (en) | Method for driving a liquid crystal display | |
| JPS6241540Y2 (en) | ||
| EP0821337A1 (en) | Active matrix pixel drive circuit with switching device and symmetrical follower circuit | |
| KR20000021265A (en) | Scanning drive circuit for plasma display panel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1C | A request for examination has been filed | ||
| BN | A decision not to publish the application has become irrevocable |