AT227841B

AT227841B -

Info

Publication number: AT227841B
Application number: AT429061A
Authority: AT
Original assignee: International Standard Electric Corporation
Priority date: 1960-07-30
Filing date: 1961-06-02
Publication date: 1963-06-10

Description

Schaltungsanordnung zur kurzzeitigen Spannungserhöhung an einem Verbraucher
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kurzzeitigen Spannungserhöhung an einem Ver- braucher durch Reihenschaltung eines oder mehrerer aufgeladener Kondensatoren mit der Spannungsquelle über nur schliessende Schaltmittel.

Die Erfindung wird z. B. zum Anwerfen von Relais, Relaisgruppen od. ähnl. elektromagnetischen
Schaltgeräten oder bei Elektronenblitzen verwendet.

In der Elektrotechnik liegt häufig dann, wenn die zur Verfügung stehende Betriebsspannung nicht ausreicht, die Aufgabe vor, eine kurzzeitig höhere Spannung selbst zu erzeugen. Dies geschieht in bekannter Weise mittels eines Kondensators, der durch die Betriebsspannung geladen und mit dieser in Reihe geschaltet wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere derartig aufgeladene Kondensatoren in Reihe zu schalten. Es ist bekannt, die Ladung und Entladung des Kondensators z. B. über Umschaltekontakte eines Flachrelais zu steuern. Werden diese in zentralen Einrichtungen sehr oft betätigt, so wird die zulässige Lebensdauer der Kontakte bald erreicht. Eine grössere Lebensdauer besitzen z. B.

Ankerkontakte im Schutzrohr, die aber zur Zeit in grösseren Mengen nur als Arbeitskontakte zur Verfügung stehen, oder elektronische Schaltmittel, die funktionsmässig einen Arbeitskontakt darstellen können.

Die Erfindung befasst sich nun mit der Aufgabe, die Reihenschaltung eines oder mehrerer aufgeladener Kondensatoren mit der Spannungsquelle über nur schliessende Schaltmittel zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass im Ladestromkreis jedes Kondensators ein Gleichrichter angeordnet ist.

Gemäss weiterer Ausbildung der Erfindung ist als schliessendes Schaltmittel ein elektronischer Schalter vorgesehen, wobei das Schliessen der einen oder mehrere Kondensatoren beinhaltenden Entladestrecke durch Anlegen eines Steuerpotentials an lediglich einem Punkt der Entladestrecke eingeleitet wird und wobei die damit verbundenen aufeinanderfolgenden Potentialverschiebungen in den Steuerkreisen der elektronischen Schalter diese entsperren.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispieles mit, verschiedenen Varianten und eines Anwendungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt : Fig. 1 die Reihenschaltung von zwei Kondensatoren mit der Spannungsquelle über Arbeitskontakte, Fig. 2 den Ersatz der Arbeitskontakte durch elektronische (Transistoren), Fig. 3 eine Verbesserung der Schaltung nach Fig. 2, wobei als Verbraucher ein Relais dargestellt ist.

Im Schaltbild nach Fig. l ist jeder der beiden Kondensatoren Cl und C2 mit dem einen Belag über je einen für den Ladevorgang in Durchlassrichtung geschalteten Gleichrichter Gl bzw. G2 an den Pluspol und mit dem andern Belag über je einen Widerstand Wl bzw. W2 an den Minuspol einer Spannungsquelle Ul angeschlossen. Beide in dieser Weise beschaltete Kondensatoren sind über die Kontakte el - e3 eines nicht dargestellten Relais in Reihe mit der Spannungsquelle Ul mit einem Verbraucher V verbunden. Bei geöffneten Kontakten el - e3 wird der Kondensator Cl über den Gleichrichter Gl und den Widerstand Wl und der Kondensator C2 über den Gleichrichter G2 und den Widerstand W2 aufgeladen.

Werden die Kontakte el - e3 geschlossen, so kann die Ladung der Kondensatoren Cl und C2 über den Verbraucher, dagegen nicht über die von den Kondensatoren Cl und C2 her Sperrspannung erhaltenden Gleichrichter Gl und G2 abfliessen. Der Widerstand WI ist so bemessen, dass über ihn bei geschlossener

Entladestrecke nur ein geringer Teil der Ladung des Kondensators C2 entweicht, während die Bemessung des Widerstandes W2 lediglich von der Belastbarkeit des Kontaktes e3 und der Spannungsquelle Ul abhängt. Selbstverständlich kann auch nur ein Kondensator in Reihe mit der Spannungsquelle betrieben werden, wobei dann die Bauelementengruppe zwischen den Punkten E und E'fortzulassen ist, oder es können auch mehr als zwei Kondensatoren sinngemäss in Reihe geschaltet sein.

In der Fig. 2 entsprechen den Kontakten el - e3 die Transistoren 1 ;'1 und T3. Die Transistoren T3 und T4 mit den zugehörigen Widerständen bilden eine monostabile Kippanordnung, bei der im Ruhezustand der Transistor T3 nichtleitend und der Transistor T4 leitend ist, während sich durch Anlegen von Erdpotential an den Punkt En die Schaltzustände umkehren. Liegt kein Erdpotential am Punkt E", so sind die Transistoren Tl - T3 durch die auf ihre Basiselektroden einwirkende positive Spannung U2 gesperrt, so dass die Kondensatoren - wie schon beschrieben-aufgeladen werden.

Wenn Punkt E" Erdpotential erhält, dann wird Transistor T3 ausgesteuert, über den auch Punkt E'auf Erdpotential gelegt wird. Durch die Spannung des Kondensators C2 erfolgt nun die Aussteuerung des Transistors T2 und nach dessen Durchschaltung die Aussteuerung des Transistors Tl durch die Spannung beider Kondensatoren Cl, C2, die nach Durchschaltung des Transistors Tl sich über den Verbraucher V zu entladen beginnen.

Die Vorteile dieser Schaltungsanordnung sind darin zu sehen, dass einmal die Entladung durch Anlegen eines Potentiales an lediglich einen Punkt (E oder E'oder E") der Entladestrecke eingeleitet wird, zum andern Transistoren verwendet werden, die eine grosse Lebensdauer der nach der Schaltungsanordnung gefertigten Baugruppe gewährleisten. Die Schaltungsanordnung beschränkt sich nicht nur auf die Verwendung von Transistoren, sondern es können an deren Stelle auch Röhren oder andere elektronische Schalter sinngemäss Anwendung finden.

Die Fig. 3 zeigt eine Verbesserung der Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Soll die Ladezeit der Kondensatoren Cl und C2 sehr klein sein, so müssen auch die Widerstände Wl und W2 kleine Werte besitzen.

Das würde aber nach Fig. 2 bedeuten, dass bei durchgeschalteter Entladestrecke die Ladung des Kondensators C2 vorwiegend über den Widerstand Wl abfliesst und dass der Strom über den Widerstand W2 und den Transistor T2 für letzteren unzulässig gross wird. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist zwischen dem Minuspol der Spannungsquelle Ul und den Widerstand Wl ein n-p-n-Transistor T5 eingefügt, der über einen weiteren Transistor T6 in Abhängigkeit vom Zustand der Entladestrecke am Punkt E gesteuert wird. Beide Transistoren T5, T6 befinden sich bei offener Entladestrecke in leitendem Zustand.

Mit Anlegen des Steuerpotentials an Punkt E'greift das positive Potential des geladenen Kondensators C2 auf die Basis des Transistors T6 über und sperrt diesen, womit auch der Transistor T5 in den nichtleitenden Zustand versetzt wird, so dass kein Strom über den Widerstand Wl fliessen kann. Bei Wiederbeginn der Aufladung
EMI2.1
Transistor T6 gesperrt bliebe. Deshalb ist zwischen dem Punkt E und dem Kondensator Cl ein Gleichrichter G4 eingefügt. Die gleichen Vorgänge erfolgen mit den im unteren Abschnitt der Fig. 3 dargestellten Schaltmitteln, Transistor T7, T8 und Gleichrichter G5, mit der Ausnahme, dass hier lediglich das über Transistor T3 an der Basis des Transistors T8wirksam werdenden Erdpotentials die Sperrung des Transistors T8 bewirkt.

Als Verbraucher ist ein Relais A dargestellt, das z. B. von einem zentralen Markierer durch die Kontakte c und k zugehöriger Relais ausgewählt und durch die Kondensatorenentladung zum Anzug gebracht wird. Nach Beendigung der Ladung oder nach Öffnung der Entladestrecke am Punkt E'hält sich das Relais A über seinen Kontakt a und über einen Gleichrichter G3. Auf diese Weise lassen sich auch Relaisgruppen zum Anzug bringen und mit geringer Erregung halten.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur kurzzeitigen Spannungserhöhung an einem Verbraucher durch Reihenschaltung eines oder mehrerer aufgeladener Kondensatoren mit der Spannungsquelle über nur schliessende Schalter, bei welcher die Kondensatoren zuerst bei der Aufladung parallelgeschaltet sind und bei der Entladung über den Verbraucher in Serie geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Ladestromkreis jedes Kondensators ein Gleichrichter (GI bzw. G2) angeordnet ist.

Claims

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ladestromkreis jedes Kondensators zur Verhinderung eines Kurzschlusses der Spannungsquelle ein Widerstand (Wl b. w. WZ) an denjenigen Belag des Kondensators angeschlossen ist, der nicht mit dem Gleichrichter (GI bzw. G2) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als schliessender Schalter ein Ankerkontakt im Schutzrohr angeordnet ist. <Desc/Clms Page number 3>

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass als schliessender Schalter ein elektronischer Schalter (Tl, T2, T3) vorgesehen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 4 oder 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schliessen der Entladestrecke durch Anlegen eines Steuerpotentials an lediglich einem Punkt (E, E') der Entladestrecke eingeleitet wird und dass die damit verbundene Potentialverschiebung im Steuerkreis der elektronischen Schalter diese entsperrt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 4 und 5 oder 2,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren in Reihe geschalteten Kondensatoren nach Durchschaltung des ersten elektronischen Schalters (T3) eine Potentialverschiebung im Steuerkreis des zweiten elektronischen Schalters (T2) wirksam wird und sinngemäss die weiteren elektronischen Schalter (Tl...) nacheinander durchschalten.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch l, 4,5 und 6 oder 2, 4,5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Reihenschaltung von mehreren Kondensatoren (Cl, C2...) mit der Spannungsquelle in die den Ladewiderstand beinhaltenden Zweige der Ladestromkreise zusätzliche Schalter (T5, T6, G4 bzw. T7, T8, G5) eingefügt sind, die während der Kondensatorenentladung den Widerstand des Ladestromkreises erhöhen und die ebenfalls mit Anlegen des Steuerpotentials an einem Punkt der Entladestrecke beeinflussbar sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbraucher ein Relais (A) vorgesehen ist, in dessen Haltestromkreis ein Gleichrichter (G3) geschaltet ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerimpuls (Eingang E"in Fig. 2 bzw. E'in Fig. 3) kürzer ist als die Entladezeit der mit dem Verbraucher in Reihe geschalteten Kondensatoren, so dass diese nur zum Teil entladen werden und als Transistoren (Tl und T2) keine Leitungstransistoren erforderlich sind.