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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Stromstärkensteuerung in wählbarer, im wesentlichen linearer Abhängigkeit von einer Steuerspannung, insbesondere in Anwendung als Sollwertgeber in Regeleinrichtungen für Elektrospeicherheizgeräte, wobei als gesteuerter Strom der Kollektorstrom eines Transistors dient, an dessen Emitter eine einen mit einer ersten Skala versehenen Stellwiderstand enthaltende Widerstandskombination angeschlossen ist.
Für Geräte dieser Art ist die Gewinnung eines Signals erforderlich, das proportional ist der Differenz zwischen dem Wert einer Eingangsgrösse und dem Wert einer Bezugsgrösse, geteilt durch die Differenz zweier Bezugsgrössen, also von der Form
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Hiebei bedeutet I den gesteuerten Strom, U die Steuerspannung und Ul, U2 sind die willkürlich wählbaren Bezugswerte. Der Proportionalitätsfaktor K ergibt sich aus der Struktur der Schaltung. Es ist bekannt, zur Erzielung linearer Zusammenhänge zwischen Spannungen und Strömen aus ohmschen Widerständen aufgebaute passive Netzwerke zu verwenden, die jedoch dann, wenn spezielle Bedingungen hinsichtlich der Einstellung bestimmter Werte erfüllt sein sollen, einen umständlichen Aufbau besitzen.
In der DE-OS 1765984 wird eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung von Speicherheizgeräten beschrieben, bei der der Kollektorstrom eines Transistors für diese Regelung verwendet wird, wobei eine Widerstandskombination, mittels der die Steuerspannung eingestellt werden kann, Anwendung findet. In der DE-OS 2145614 wird eine Anordnung für eine selbsttätig arbeitende elektronische witterungs-zeit-abhängige Regelung von Heizanlagen, insbesondere Elektrowärmespeicher-Heizanlagen, beschrieben. Zur Regelung wird der Kollektorstrom eines Transistors herangezogen, wobei an den Emitter eine Widerstandskombination angeschlossen ist.
In der DE-OS 1565657 wird eine Anordnung zur witterungsabhängigen Aufladesteuerung von Nachtstromspeicheröfen und in der DE-OS 2062713 wird eine elektronische Aufladesteuerung, bestehend aus einem zentralen Steuergerät und einer Mehrzahl von mit Ladereglern ausgerüsteten Wärmespeicheröfen beschrieben. Hier werden Hilfsspannungen von Teilwiderständen abgegriffen.
In der Zeitschrift"elektor"Juli/August 1970, S. 149, 150, ist ein photoelektrischer Belichtungsmesser beschrieben, dessen Eingangsstufe einen Transistor in Emitterschaltung mit einer an den Emitter angeschlossenen Widerstandskombination aufweist. Der Kollektorstrom dieses Transistors kann durch zwei einstellbare Spannungen beeinflusst werden.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die angegebene funktionelle Abhängigkeit zwischen Steuerspannung und gesteuertem Strom mit Hilfe eines aktiven Schaltungselementes und mit einer wesentlich einfacheren Schaltung zu erzielen. Ferner soll in einfacher Weise die Aufschaltung einer Bezugsgrösse möglich sein.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zwischen der Basis des Transistors und dem Abgriff eines mit einer zweiten Skala versehenen Stellpotentiometers eine der Differenz zwischen der Steuerspannung und einer einstellbaren Hilfsspannung gleiche oder proportionale Spannung angelegt ist und dass eine Hilfsstromquelle zwischen einer Eingangsklemme und der Basis eines mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im Eingangskreis liegenden Transistors eingeschaltet ist, dessen Kollektorstrom zwischen der Basis des ersten Transistors und dem Abgriff des Stellpotentiometers eingespeist ist, wobei die zweite Eingangsklemme über einen Widerstand mit dem Emitter des im Eingangskreis liegenden Transistors verbunden ist. Das Stellpotentiometer kann mit einer geeigneten Skala versehen und damit der der Bezugsgrösse entsprechende Hilfsstrom eingestellt werden.
Bei einer Variante der erfindungsgemässen Einrichtung zur Stromstärkensteuerung in wählbarer, im wesentlichen linearer Abhängigkeit von einer Steuerspannung, in Anwendung als Sollwertgeber in Regeleinrichtungen für Elektrospeicherheizgeräte, mit Aufschaltung des Aussentemperatureinflusses auf die Aufladung, wobei als gesteuerter Strom der Kollektorstrom eines Transistors dient, an dessen Emitter eine einen mit einer ersten Skala versehenen Stellwiderstand enthaltende Widerstandskombination angeschlossen ist, ergibt sich meist die Notwendigkeit einer Temperaturkompensation.
Diese Variante ist daher erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Basis des Transistors und dem Abgriff eines mit einer zweiten Skala versehenen Stellpotentiometers eine der Differenz zwischen der Steuerspannung und einer einstellbaren Hilfsspannung gleiche oder proportionale Spannung angelegt ist, dass die Steuerspannung über eine der Temperaturkompensation dienende Diodenstrecke an die Basis des (ersten)
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Transistors angelegt ist, wobei als Diodenstrecke die Emitter-Basis-Strecke eines zweiten Transistors dient, die betriebsmässig etwa den gleichen Spannungsabfall aufweist wie die Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors,
und dass als Quelle für die Hilfsspannung eine regelbare Stromquelle an einen Teilwiderstand des Stellpotentiometers angeschlossen ist und dass der Steuereingang der regelbaren Stromquelle an einen im Emitterkreis des ersten Transistors liegenden Widerstand geschaltet ist. Hier kann die Skalierung des Stellwiderstandes und des Stellpotentiometers in Temperaturwerten erfolgen.
Vorteilhaft ist hier insbesondere, dass nicht nur eine Strom-Spannungs-Charakteristik mit unterdrücktem Nullpunkt erzielbar ist, sondern auch eine Veränderung der Charakteristik durch voneinander unabhängige Einstellung des oberen und des unteren Endpunktes der Charakteristik ermöglicht ist. Man kann also den oberen Endpunkt der Charakteristik verschieben, ohne den unteren zu verändern und umgekehrt. Dies entspricht einer Drehung der Charakteristik um den jeweils festgehaltenen Punkt (Niveau- und Steilheitseinstellung). Dies wird durch die Verwendung eines aktiven, d. h. einen Transistor enthaltenden Netzwerkes erzielt.
Einrichtungen zur Stromstärkensteuerung sind in den Zeichnungen dargestellt. Zur Erläuterung deren Wirkungsweise dient Fig. 1. Die Fig. 2 bis 4 zeigen erfindungsgemässe Schaltungsvarianten und in Fig. 5 ist eine komplette Steuerschaltung dargestellt.
Das in Fig. 1 gezeigte Prinzipschaltbild zeigt einen Transistor --1--, dessen Kollektorstrom I in
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und ein Potentiometer --6--, über welches ein von einer Konstantstromquelle --7-- gelieferter Hilfsstrom in den Emitterkreis eingespeist wird. Der in diesem Kreis fliessende Emitterstrom, der praktisch gleich
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angeführte Beziehung
EMI2.3
Wenn die Schaltung in einem Sollwertgeber mit Aufschaltung des Aussentemperatureinflusses auf die Aufladung Verwendung findet, dann ergibt sich die Notwendigkeit, den Einfluss der Temperatur auf die Transistoreigenschaften zu kompensieren. Hiezu dient, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein zweiter Transistor - -8--, der zusammen mit einem Widerstand --9-- in einer Spannungsteilerschaltung angeordnet ist.
Der Transistor --8-- weist den komplementären Leitungstyp zum Transistor-1--auf. Die Steuerspannung U wird hiebei an die Basis des Transistors --8-- gelegt, dessen Emitter mit der Basis des Transistors-lverbunden ist.
Der Temperaturkompensation dient hier somit die Emitter-Basis-Strecke des Transistors--8--, die betriebsmässig etwa den gleichen Spannungsabfall aufweist wie die Emitter-Basis-Strecke des Transistors
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zusammen mit einer Konstantspannungsquelle n11-- an die Eingänge eines Operationsverstärkers --12-- geschaltet ist.
Bei der Schaltung nach Fig. 4 liefert die den Hilfsstrom liefernde Stromquelle zusätzlich auch noch eine Bezugsspannung an die Basis eines mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im Eingangskreis liegenden Transistors-13-.
Eine komplette Steuerschaltung zeigt Fig. 5. Bei dieser sind, soweit vorhanden, die Schaltelemente, die solchen in den vorhergehenden Figuren entsprechen, mit den gleichen Ziffern bezeichnet. Als Hilfsstromquelle dient bei dieser Schaltung ein Transistor --14-- und für die Weiterverarbeitung des aus
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dem Transistor-l-gewonnenen Signals dient eine Verstärkerschaltung--15--. Mit dieser Schaltung wird eine in manchen Anwendungsfällen erwünschte Nichtlinearität zwischen Steuerspannung und gesteuertem Strom ausserhalb des vorgesehenen linearen Bereiches erzielt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Stromstärkensteuerung in wählbarer, im wesentlichen linearer Abhängigkeit von einer Steuerspannung, insbesondere in Anwendung als Sollwertgeber in Regeleinrichtungen für Elektrospeicherheizgeräte, wobei als gesteuerter Strom der Kollektorstrom eines Transistors dient, an dessen Emitter eine einen mit einer ersten Skala versehenen Stellwiderstand enthaltende Widerstands-
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Transistors (1) und dem Abgriff eines mit einer zweiten Skala versehenen Stellpotentiometers (6) eine der Differenz zwischen der Steuerspannung (U) und einer einstellbaren Hilfsspannung (U2) gleiche oder proportionale Spannung angelegt ist und dass eine Hilfsstromquelle (7) zwischen einer Eingangsklemme und der Basis eines mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im Eingangskreis liegenden Transistors (13)
eingeschaltet ist, dessen Kollektorstrom zwischen der Basis des ersten Transistors (1) und dem Abgriff des Stellpotentiometers (6) eingespeist ist, wobei die zweite Eingangsklemme über einen Widerstand mit dem Emitter des im Eingangskreis liegenden Transistors (13) verbunden ist (Fig. 4).
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