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Kontaktlose Schaltungsanordnung zum schnellen Wiederentladen von RC-Kombinationen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, die es ermöglicht, eine RC-Kombination (z. B. eines Verzögerungsrelais) bei Beendigung des Eingangssignals schnell zu entladen.
Es ist bekannt, dass Schaltzeitverzögerungen von Relais z. B. dadurch erreicht werden können, dass man ein RC-Glied als verzögerndes Element verwendet. Dabei wird bekannterweise die Spannung am Kondensator mit einer Norm alsp annung verglichen. Dieser VergleIch 1st dann das Kriterium, ob das nachgeschaltete Relais anspricht oder nicht. Bleibt aber das Signal aus, bevor die Kondensatorspannung den Wert der Vergleichsspannung erreicht hat, erfolgt die nun stattfindende Entladung über den Aufladewiderstand. Die Entladezeitkonstante liegt also in der Grössenordnung der Aufladezeitkonstante. Die Totzeit des Relais - also die Zeit, welche vergeht, bis das RC-Glied so weit entladen ist, dass bei einem neuen Signal keine Zeitverfälschungen infolge der Restladungen auftreten, ist verhältnismässig gross. Dadurch ist z.
B. die Anwendung einer solchen Anordnung in industriellen Steuerungsanlagen nicht möglich. Es ist natürlich möglich, durch die zusätzliche Verwendung eines Relais diese Totzeit herabzusetzen. Da hier aber bewegliche Kontakte verwendet wurden, treten Schwierigkeiten hinsichtlich der Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen, genügender Lebensdauer u. ähnl. auf. Weiterhin ist es bekannt, den Widerstand des RC-Gliedes durch einen richtungsabhängigen Widerstand (Diode) bei Beendigung des Signals zu überbrücken. Der charakteristische Unterschied zwischen Sperr- und Durchlassrichturlg eines solchen Widerstandes ist aber nur bei Spannungen oberhalb der Knickspannung vorhanden. Im stark nichtlinearen Bereich der Kennlinie liegt der Durchlasswiderstand in der Grössenordnung des Sperrwiderstandes.
Das bedeutet, dass gerade auf das Ende des zeitlichen Verlaufes der Köndensatorentladung zu der ohmsche Widerstand des RC-Gliedes für die Entladung bestimmend ist. So kann eine Restladung über längere Zeit erhalten bleiben. Dadurch wird die Zeitgenauigkeit stark herabgesetzt.
Analoge Überlegungen gelten auch für die Schnellwiederentladung der Glättungs-bzw. Integrationglieder von Eingangskreisen in der Relaisschutztechnik.
Erfindungsgemäss werden diese Mängel durch die Steuerung des Nebenschlusses mit Hilfe eines zusätzlichen RC-Gliedes und eines Spannungsteilers beseitigt. Die Steuerung des Nebenschlusses erfolgt mit Hilfe eines zusätzlichen RC-Gliedes und eines Spannungsteilers. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass der Nebenschluss durch die Ausgangsgrösse einer Hilfs-RC-Kombination und einer weiteren von dem Eingangssignal abgeleiteten Grösse gesteuert wird ;
dabei ist die Entladezeitkonstante der Hilfs-RC-Kombination grösser als die der Haupt-RC-Kombination, dass weiterhin der als steuerbarer Nebenschluss angeordnete Transistor während eines vorhandenen Eingangssignals durch eine von diesem abgeleitete, negative Emittervorspannung gesperrt ist und erst nach dem Ausbleiben des Eingangssignales als Entladewiderstand für die Hauptkapazität dient. Weiterhin wird in den Aufladekreis der Hilfs-RC-Kombination eine Diode so eingeschaltet, dass eine Entladung nur über die Basis des als steuerbarer Nebenschluss angeordneten Transistors erfolgen kann. Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäss wird der als steuerbarer Nebenschluss verwendete Transistor während des ganzen Entladevorganges der Haupt-RC-Kombination bis zur Sättigung ausgesteuert.
Die Erfindung soll an Hand der in Fig. l und 2 dargestellten Schaltbilder erläutert werden.
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RC-Kreises ist. Bei vorhandener Eingangsgrösse wirkt also der Nebenschluss nicht, und die Spannung des Haupt-RC-Kreises gelangt an den Vergleichskreis. Hat die Spannung des Haupt-RC-Gliedes den Spannungswert des Vergleichskreises noch nicht erreicht und xe wird zu Null, nimmt der steuerbare Nebenschluss den Widerstandswert Null an. Der Haupt-RC-Kreis wird nun schnell entladen. Die Entladezeitkonstante des Hilfs-RC-Kreises ist so gewählt, dass der steuerbare Nebenschluss mit Sicherheit seinen Widerstandswert Null so lange behält, bis der Entladevorgang des Haupt-RC-Kreises abgeschlossen ist.
Der Vorgang der Schnellwiederentladung des RC-Gliedes eines Zeitrelais wird an Hand von Fig. 2 gezeigt.
Der Schalter S wird für kurze Zeit geschlossen, und C2 lädt sich über Ry und die Diode Dl auf. Der
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- hier ein Transistor - hat den Widerstand 00,ist so bemessen, dass er ein Aussteuern des Transistors Tl bei einem Widerstand RE bis zur Sättigung garantiert. Dabei wird RE durch die geforderte Schnellwiederentladezeit bestimmt. Diese geforderte Zeit bestimmt auch annähernd den Hilfskondensator C. Es muss die Bedingung erfüllt sein : T ent2 > Tentl.
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erfolgt jetzt zum grössten Teil über den Kreis C1 - T1 - R#. Die Diode D.. ist so in dem Hilfskreis eingeschaltet, dass sie sein Entladen über R,.. bei offenem Schalter S verhindert.
Wird das Verzögerungsglied durch "L" oder "O" - Signal einer vorgeschalteten Kippstufe - gesteuert, darf die Entladung des Kondensators Cl nicht über das Ausgangselement dieser Stute erfolgen (Schäden
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ClPATENTANSPRÜCHE : 1. Kontaktlose Schaltungsanordnung zur Schnellwiederentladung einer RC-Kombination durch einen
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die Entladezeitkonstante der Hilfs-RC-Kombination grösser als die der Haupt-RC-Kombination (3) ist.