Schaltungsanordnung eines Verzögerungskreises mit Kaltkathodenröhre Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung eines Verzögerungskreises mit Verzögerungskonden sator, Ladewiderstand und Kaltkathodenröhre.
Der komplette Funktionsablauf eines Verzöge rungskreises mit Kaltkathodenröhre setzt sich ber kanntlich aus zwei Teilen zusammen: 1. Arbeitsphase. Nachdem die Speisespannung über einen Schalter an die Verzögerungsschaltung gelegt wurde, ladet sich der Verzögerungskondensator über den Ladewiderstand so lange auf, bis die Starter zündspannung der Kaltkathodenröhre erreicht ist. Darauf zündet die Röhre, und ein Relais zieht an. Die Zeitspanne zwischen dem Anlegen der Speise spannung und Anziehen des Relais bezeichnet man als die Verzögerungszeit.
2. Rückstellphase. Nach vollendeter Arbeitsphase ist der Verzögerungskondensator vollständig zu ent laden, damit die nächste Arbeitsphase keine Ver änderung der Verzögerungszeit erfährt.
Nach erfolgter Entladung kann die Speisiespan- nung zu einem beliebigen Zeitpunkt von der Ver zögerungsschaltung getrennt werden, wodurch das Relais abfällt. Darauf kann der Funktionsablauf wieder von neuem beginnen.
Das Entladen des Verzögerungskondensators er folgte bisher meistens durch Parallelschalter eines R'aaisarbeitskontaktes zum Kondensator, was. bei Verzögerungskreisen mit hochohmigen Ladewider ständen grosse Anforderungen an den Isolations- widerstan'd des Relaiskontaktes stellt.
Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und eliminiert den parallel zum Kondensator liegenden Kontakt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, @dass Schalt mittel an dem dem Ladewiderstand gegenüberliegen den Ende des Verzögerungskondensators vorgesehen sind, die nach erfolgter Starterzündung der Röhre durch Zuschaltung einer zweiten Spannung die ver bleibende Restladung des Verzögerungskondensators über die Röhre abfliessen lassen.
Im nachfolgenden werden Ausführungsbaispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen: Fig.1 einen bekannten Verzögerungskreis zur Erläuterung, Fig. 2 .den Verzögerungskreis nach der Erfindung, Fig. 3 verschiedene Möglichkeiten des Anlegers der zweiten Spannung an den Verzögerungskonden sator, Fig.4 und 5 Schaltungsbeispiele stabilisierter oder unstabilisiierter Verzögerungskreise, Fig. 6,
ein Schaltungsbeispiel eines urstabilisierten Verzögerungskreises mit Rückstellung während ides Ablaufes der Verzögerungszeit.
Der in der Fig. 1 dargestellte Verzögerungskreis besteht aus einer Kaltkathodenröhre 1 mit einem in Reihe geschalteten Relais 2, einem Ladewiderstand 3, einem Verzögerungskondensator 4 und einem Arbeitskontakt 5. Mit Hilfe des ,Schalters 6 wird die Speisespannung von etwa 300 Volt an den Ver zögerungskreis gelegt. Der Isolationswiderstand des Arbeitskontaktes 5 ist gestrichelt idargestellt und mit 7 bezeichnet.
Wenn nun der Schalter 6, wie in Fig. 1 darge stellt, geschlossen ist, ladet isich der Verzögerungs- kondensator 4 (C) über den Widerstand 3 (R) auf, bis die Zündspannung Starter 8-Kathode 9 der Röhre 1 erreicht ist (Zeitkonstante des Ladevor ganges = R - C). Diese Zündspannung kann beispiels weise 130 Volt sein. Wenn nun diese Zündspannung nach geraumer Zeit (z.
B. einer halben bis 30 M nuten) erreicht worden ist, findet die Entladung an der Steuerstrecke 8-9 statt, und die Röhre 1 zündet dadurch zwischen Anode 10 und Kathode 9. Das Potential des Kondensators 4 sinkt auf die Starter sondenspannung zwischen Starter 8 und Kathode 9. Diese Sondenspannung kann z. B. 80 Volt betragen. Infolge Zündung der Röhre 1 zieht das Relais 2 an. Dieses Relais 2 löst die gewünschten SchaltvorL ginge aus, die nach Ablauf der Verzögerungszeit eintreten sollen. Gleichzeitig schliesst der Arbeits kontakt 5, der mit dem Relais 2 wirkungsmässig ver bunden ist, den Verzögerungskondensator 4 kurz, so dass sich dieser entladen kann.
Durch Öffnen des Schalters 6 wird nun die Rückstellung beendet, d. h. die Röhre 1 löscht und das Relais 2 fällt :ab. Sobald der Schalter 6 wieder in die dargestellte Lage gebracht wird, beginnt die Aufladung des nun voll ständig entladenen Verzögerungskondensators 4 in gleicher Weise wie vorhin beschrieben. Der Nach teil dieser bekannten Schaltung ist aber, dass der Arbeitskontakt 5 parallel zum Kondensator 4 ange ordnet ist und deshalb einen sehr hohen Isolations- Widerstand 7 aufweisen muss.
Zum Beispiel bei Lang zeitverzögerungskreisen kann der Widerstand 3 viel grösser als 100 MQ sein. Um nun die richtige Funk tion dieses Verzögerungskreises zu gewährleisten, muss der Arbeitskontakt 5 einen Isolationswiderstand 7 haben, der um mindestens ;eine Zehnerpotenz höher liegt als Widerstand 3.
In Fig.2 ist ein Verzögerungskreis dargestellt. Bezeichnend für den Unterschied gegenüber Fig. 1 ist der Umschaltkontakt 11, mit welchem eine zweite Spannung 12 an das Ende des Verzögerungskonden- sators 4 gelegt wird, das beim Aufladen auf Ka thodenpotential liegt. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in Fig. 1.
Nachdem der Ladevorgang des Kondensators 4 über Iden Widerstand 3 ausge führt die, die Kaltkathodenröhre 1 gezündet und das Relais 2 angezogen hat, wird über den Umschalte kontakt<B>11,</B> der mit dem Relais wirkungsmässig verbunden ist, eine zweite Spannung an (den Kon densator 4 angelegt, .die der Startersondenspannung (Starter 8-Kathode 9) entspricht, denn bekanntlich ist nach Zünden dieser Strecke der Kondensator 4 auf diese Sondenspannung von beispielsweise 80 Volt bereits entladen worden.
Durch das Anlegen dieser zweiten Spannung, die ebenfalls etwa 80 Volt beträgt, wird nun der am Starter 8 liegende Anschluss des Kondensators auf etwa die doppelte Sondenspannung (etwa 160 Volt) gehoben, wodurch er sich über die niederohmige Kopplung des Starters in der Röhre 1 vollständig entladen kann, d. h.
am Ende des Ent- lad-.vorganges befinden sich die beiden Anschluss punkte des Kondensators auf demselben Potential. Die Entladung des Kondensators 4 erfolgt also jetzt mittels eines Kontaktes 11, an dessen Isolations widerstand keine hohen Anforderungen mehr ge stellt werden.
Das Einleiten eines neuen Funktionsablaufs er folgt durch kurzzeitiges öffnen des Schalters 6, wie es bereits für die Fig. 1 beschrieben wurde.
Die Fig.3 zeigt im wesentlichen die gleichen Bauelemente wie die Fig. 2. Allerdings sind hier ver schiedene Möglichkeiten dargestellt, wie die zweite Spannung an den Verzögerungskondensator angelegt werden kann. Diese Möglichkeiten werden im nach folgenden kurz erläutert. Die Bezeichnung der Bau teile stimmt mit derjenigen der beiden anderen Fi guren überein; bei zusätzlichen Bauelementen wur den aber neue Bezugszeichen eingeführt.
<I>Beispiel A</I> Der Verzögerungskondensator 4 soll die Röhre 1 gezündet haben und liegt nun auf der Startersonden- spannung. Die Entladung des Kondensators 4 wird bei diesem Beispiel dadurch vorgenommen, dass eine gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie a die Anodenbrennspannung (Anode 10 - Kathode 9), die etwa 105 Volt beträgt, über den Umschaltekontakt 11 an den Kondensator legt. Der Kondensator 4 entladet sich somit auf etwa -25 Volt (80 - 105 V = 25 Volt).
Der dadurch verursachte Zeitfehler bei einer Speisespannung von 300 Volt beträgt etwa + 10 ö. Dieser Fehler ist aber für die meisten prak tischen Anwendungen in Langzeitverzögerungskreisen belanglos. Der Widerstand 15 bestimmt zu einem gewissen Teil die Entladezeitkonstante des Verzöge rungskondensators 4.
(In analoger Weise kann die Verbindungslinie a anstatt auf die Anode auf eine weitere gezündete Elektrode, z. B. Hilfsanode, geführt werden, wobei deren Zündung und Betrieb über einen hochohmigen, mit dem Speisepotential verbundenen Widerstand erfolgt.) <I>Beispiel B</I> Das Entladen des Kondensators 4 wird in der Weise vorgenommen, dass nach Betätigen des Um schaltekontaktes 11 über die gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie b das Sondenpotential einer zweiten Starterelektrode 13, an den Kondensator 4 angelegt wird.
Da nun die Kopplung Starter 13-Starter 8 geringer ist als die Kopplung des Starters 8-Anode 10, erfolgt die Entladung wesentlich langsamer als beim Beispiel A. <I>Beispiel C</I> Der Kondensator 4 wird dadurch entladen, dass über den angezogenen Umschaltkontakt 11 und die gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie c das Son denpotential einer zusätzlichen Hilfsanode 14 ange legt wird. Die Entladung erfolgt auch hierbei wesent lich langsamer als beim Beispiel A.
<I>Beispiel D</I> Dieses Beispiel ist ähnlich dem Beispiel A mit einer Ausnahme, dass zwischen der Anode 10, der gestrichelt gezeichneten Verbindungslinie d und dem Umschaltekontakt <B>11</B> eine Zenerdiode 27 und der Widerstand 19 eingeschaltet ist. Da die gewählte Zenerdiode 27 einen Spannungsabfall von etwa 25 Volt hab, weist die zweite Spannung, die nun an den Verzögerungskondensator 4 gelegt ist, ein gleich grosses Potential wie die Startersondenspannung auf, also 80 Volt.
Auf diese Weise erfolgt die Entladung des Verzögerungskondensators 4 vollständig.
<I>Beispiel E</I> Über die gestrichelt gezeichnete Verbindungs leitung e gelangt mittels einer Stabilisierungsröhre 16 und über Widerstand 17 eine zweite Spannung auf den Verzögerungskondensator 4, die gleich der Startersondenspannung ist, d. h. dass auch in diesem Falle der Kondensator 4 nach Anlegen dieser Span nung vollständig entladen wird.
Fig. 4 zeigt einen gleichen Verzögerungskreis, wie er in den früheren Figuren beschrieben worden ist. Allerdings ist hierbei der Umschaltekontakt 11 durch einen Arbeitskontakt 18 und einen Widerstand 19 ersetzt worden. Der Wert dieses Widerstandes be trägt maximal etwa 1/10o [des Ladewiderstandes 3.
In der Fig. 5 handelt es sich um einen Verzöge rungskreis, bei welchem zur Stabilisierung,der Lade spannung des Verzögerungskondensators 4 zwei Sta bilisierungsröhren 20, 21 in bekannter Weise ange ordnet sind. Hierbei soll die Brennspannung der Stabilisierungsröhre 21 gleich der Startersondenspan- nung sein. Der Arbeitskontakt 22 ist nun zwischen den beiden Stabilisierungsröhren und am unteren Ende des Verzögerungskondensators 4 angeordnet.
Der Verzögerungskondensator 4 kann also ohne Mehraufwand mittels des Kontaktes 22 ebenfalls vollständig entladen werden.
Für alle bis jetzt besprochenen Figuren (Fig. 1 bis 5) ist noch folgende Tatsache interessant: Diese Schaltungen weisen keine Rückstellmöglichkeiten während der Arbeitsphase auf, d. h. wenn der Schal ter 6 während des Ablaufes der Verzögerungszeit geöffnet wird, - also während der Aufladedauer des Kondensators 4 - findet keine .Entladung ides Kon- densators 4 statt.
Dies bedeutet, dass, wenn der Schalter 6 wiederum in der gezeigten Lage ist, sich der Kondensator 4 vom vorher erreichten Niveau ausgehend weiter aufladet, bis dass er die Zündspan- nung Starter 8-Kathode 9 erreicht hat und die Röhre 1 zündet.
In der Fig. 6 hingegen ist ein Verzögerungskrens mit Rückstellung während der Arbeitsphase darge stellt. Dies bedeutet, dass der Kondensator 4 durch Umlegen des Schalters 6 auch während der Verzöge rungszeit entladen werden kann. Zu diesem Zwecke ist ein weiterer Kondensator 24 mit einem nieder- ohmigen Strombegrenzungswiderstand 25 vorgesehen. Die Spannung dieses Kondensators wird nach Um legen des Schalters 6 über eine Diode 26 auf die Anode 10 der Röhre 1 und auf die untere Seite des Kondensators 4 gegeben.
Wenn also der Schalter 6 in die entgegengesetzte Lage als in Fig. 6 darge stellt gebracht wird, liegt die volle Speisespannung von z. B. 300 Volt an der Röhre 1 und der Ver zögerungskondensator 4, der ;sich noch nicht voll aufgeladen hat, erhält die Summe von Speisespannung und Ladespannung. Dies verursacht die Zündung der Starterstrecke. Die Strecke Anode 10-Kathode 9 zündet dadurch ebenfalls. Das Relais 2 zieht aber wegen der parallel geschalteten Diode 26 nicht an und bewirkt also keine Schaltfunktionen.
Der Kon densator 4 kann sich nun wieder entladen, und zwar ähnlich wie in Beispiel A auf minus 25 Volt.
Selbstverständlich können in vorteilhafter Aus bildung der Erfindung Verzögerungskreise, wie sie in den Figuren beschrieben sind, mit oder ohne Rück stellung während .der Arbeitsphase in Kombination mit den verschiedenen Arten des Anlegers der zwei ten Spannung an Iden Verzögerungskondensator be trieben werden, ohne Rücksicht darauf, ob es sich nun um urstabilisierte oder stabilisierte Verzöge rungskreise handelt.
Circuit arrangement of a delay circuit with a cold cathode tube The invention relates to a circuit arrangement of a delay circuit with a delay capacitor, charging resistor and cold cathode tube.
The complete functional sequence of a delay circuit with a cold cathode tube is known to consist of two parts: 1. Working phase. After the supply voltage has been applied to the delay circuit via a switch, the delay capacitor is charged via the charging resistor until the starter ignition voltage of the cold cathode tube is reached. The tube then ignites and a relay picks up. The time between applying the supply voltage and picking up the relay is known as the delay time.
2. Reset phase. After the work phase has been completed, the delay capacitor must be fully discharged so that the next work phase does not experience any change in the delay time.
After the discharge has taken place, the supply voltage can be disconnected from the delay circuit at any point in time, causing the relay to drop out. The functional sequence can then begin again.
The discharge of the delay capacitor he has so far mostly followed by a parallel switch of a R'aais work contact to the capacitor, what. In the case of delay circuits with high-resistance charging resistors, great demands are placed on the insulation resistance of the relay contact.
The invention avoids this disadvantage and eliminates the contact lying parallel to the capacitor. It is characterized by the fact that switching means are provided at the end of the delay capacitor opposite the charging resistor, which, after the starter ignition of the tube, allows the remaining charge of the delay capacitor to flow through the tube by connecting a second voltage.
In the following exemplary embodiments of the invention are tert erläu with reference to drawings. 1 shows a known delay circuit for explanation, FIG. 2 the delay circuit according to the invention, FIG. 3 different options for applying the second voltage to the delay capacitor, FIGS. 4 and 5 circuit examples of stabilized or unstabilized delay circuits, FIG. 6,
a circuit example of an originally stabilized delay circuit with reset during the course of the delay time.
The delay circuit shown in Fig. 1 consists of a cold cathode tube 1 with a series-connected relay 2, a charging resistor 3, a delay capacitor 4 and a working contact 5. With the help of the switch 6, the supply voltage of about 300 volts to the delay circuit Ver placed. The insulation resistance of the normally open contact 5 is shown in dashed lines and denoted by 7.
If the switch 6 is closed, as shown in Fig. 1, the delay capacitor 4 (C) is charged via the resistor 3 (R) until the ignition voltage starter 8-cathode 9 of the tube 1 is reached ( Time constant of the charging process = R - C). This ignition voltage can, for example, be 130 volts. If now this ignition voltage after a long time (e.g.
B. half a to 30 M slots) has been reached, the discharge takes place at the control path 8-9, and the tube 1 ignites between anode 10 and cathode 9. The potential of capacitor 4 drops to the starter probe voltage between starter 8 and cathode 9. This probe voltage can e.g. B. 80 volts. As a result of the ignition of the tube 1, the relay 2 picks up. This relay 2 triggers the desired switching processes that should occur after the delay time has elapsed. At the same time, the working contact 5, which is effectively connected to the relay 2, shorts the delay capacitor 4 so that it can discharge.
By opening the switch 6, the reset is now ended, i. H. the tube 1 extinguishes and the relay 2 drops out:. As soon as the switch 6 is brought back into the position shown, the charging of the now fully discharged delay capacitor 4 begins in the same way as described above. The disadvantage of this known circuit, however, is that the normally open contact 5 is arranged in parallel with the capacitor 4 and must therefore have a very high insulation resistance 7.
For example, in the case of long delay circuits, the resistance 3 can be much greater than 100 MΩ. In order to ensure the correct function of this delay circuit, the normally open contact 5 must have an insulation resistance 7 that is at least one power of ten higher than resistance 3.
A delay circuit is shown in FIG. The changeover contact 11, with which a second voltage 12 is applied to the end of the delay capacitor 4 which is at cathode potential during charging, is indicative of the difference from FIG. 1. The reference numerals are the same as in FIG. 1.
After the charging process of the capacitor 4 leads out via the resistor 3, the cold cathode tube 1 has ignited and the relay 2 has picked up, a second voltage is generated via the switchover contact 11, which is effectively connected to the relay to (the capacitor 4 applied,. Which corresponds to the starter probe voltage (starter 8-cathode 9), because it is known that after igniting this path, the capacitor 4 has already been discharged to this probe voltage of 80 volts, for example.
By applying this second voltage, which is also about 80 volts, the connection of the capacitor on the starter 8 is now raised to about twice the probe voltage (about 160 volts), which means that it is completely located in tube 1 via the low-resistance coupling of the starter can discharge, d. H.
At the end of the discharge process, the two connection points of the capacitor are at the same potential. The discharge of the capacitor 4 is now carried out by means of a contact 11, on whose insulation resistance no more high requirements are ge.
A new functional sequence is initiated by briefly opening the switch 6, as has already been described for FIG.
FIG. 3 shows essentially the same components as FIG. 2. However, different possibilities are shown here as to how the second voltage can be applied to the delay capacitor. These options are briefly explained below. The designation of the components matches that of the other two figures; however, new reference numerals were introduced for additional components.
<I> Example A </I> The delay capacitor 4 should have ignited the tube 1 and is now at the starter probe voltage. In this example, the capacitor 4 is discharged in that a dashed connecting line a applies the anode voltage (anode 10 - cathode 9), which is approximately 105 volts, to the capacitor via the switchover contact 11. The capacitor 4 thus discharges to about -25 volts (80-105 V = 25 volts).
The time error caused by this at a supply voltage of 300 volts is about +10. However, this error is irrelevant for most practical applications in long-term delay circuits. The resistor 15 determines to a certain extent the discharge time constant of the delay capacitor 4.
(In an analogous manner, the connecting line a can be led to a further ignited electrode, e.g. auxiliary anode, instead of to the anode, with its ignition and operation taking place via a high-ohmic resistor connected to the supply potential.) <I> Example B < The capacitor 4 is discharged in such a way that, after the switching contact 11 has been actuated, the probe potential of a second starter electrode 13 is applied to the capacitor 4 via the connecting line b shown in dashed lines.
Since the coupling of the starter 13-starter 8 is now less than the coupling of the starter 8-anode 10, the discharge takes place much more slowly than in example A. <I> Example C </I> The capacitor 4 is discharged through the attracted changeover contact 11 and the dashed connection line c the Son denpotential an additional auxiliary anode 14 is applied. The discharge takes place much more slowly than in example A.
<I> Example D </I> This example is similar to example A with the exception that a Zener diode 27 and the resistor 19 are switched on between the anode 10, the connecting line d shown in dashed lines and the changeover contact 11 is. Since the selected Zener diode 27 has a voltage drop of about 25 volts, the second voltage that is now applied to the delay capacitor 4 has the same potential as the starter probe voltage, ie 80 volts.
In this way, the delay capacitor 4 is completely discharged.
<I> Example E </I> A second voltage, which is equal to the starter probe voltage, is applied to the delay capacitor 4 via the dotted connection line e by means of a stabilization tube 16 and via resistor 17. H. that in this case too, the capacitor 4 is completely discharged after this voltage has been applied.
Fig. 4 shows the same delay circuit as has been described in the earlier figures. However, the changeover contact 11 has been replaced by a normally open contact 18 and a resistor 19. The value of this resistor is a maximum of about 1 / 10o [of the charging resistor 3.
In Fig. 5 is a delay circle, in which to stabilize the charging voltage of the delay capacitor 4, two Sta bilisierungsröhren 20, 21 are arranged in a known manner. The operating voltage of the stabilization tube 21 should be the same as the starter probe voltage. The normally open contact 22 is now arranged between the two stabilization tubes and at the lower end of the delay capacitor 4.
The delay capacitor 4 can therefore also be completely discharged by means of the contact 22 without additional effort.
For all the figures discussed so far (FIGS. 1 to 5), the following fact is also of interest: These circuits do not have any possibility of resetting during the working phase; H. if the switch 6 is opened during the expiry of the delay time - that is, during the charging period of the capacitor 4 - no discharge of the capacitor 4 takes place.
This means that when the switch 6 is again in the position shown, the capacitor 4 continues to charge from the level previously reached until it has reached the ignition voltage starter 8-cathode 9 and the tube 1 ignites.
In Fig. 6, however, a delay wheel with reset during the work phase is Darge provides. This means that the capacitor 4 can be discharged by throwing the switch 6 during the delay approximately time. For this purpose, a further capacitor 24 with a low-ohmic current limiting resistor 25 is provided. The voltage of this capacitor is applied to the anode 10 of the tube 1 and to the lower side of the capacitor 4 after order the switch 6 via a diode 26.
So if the switch 6 is brought into the opposite position than in Fig. 6 Darge provides, the full supply voltage of z. B. 300 volts at the tube 1 and the Ver delay capacitor 4, which has not yet fully charged, receives the sum of the supply voltage and charging voltage. This causes the ignition of the starter circuit. The anode 10-cathode 9 path also ignites as a result. The relay 2 does not pick up because of the diode 26 connected in parallel and therefore does not cause any switching functions.
The Kon capacitor 4 can now discharge again, similar to Example A to minus 25 volts.
Of course, in an advantageous embodiment of the invention, delay circuits as described in the figures can be operated with or without resetting during the working phase in combination with the various types of application of the second voltage to the delay capacitor, regardless of whether it is about originally stabilized or stabilized deceleration circles.