Schaltungsanordnung zum Schutz des oder der Transistoren einer Transistorschalteinrichtung
Die Erfindur4g betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutze des oder der Transistoren einer Transistor- schalteinrichtung, über welche mindestens ein Gerät von einer Stromquelle aus Igespeist wird, und mit einer elektronischen Schaltvorrichtung, die beim Auftreten eines mindestens einen solchen Transistor gefährdenden Zustandes mittels einer bistabilen Kippschaltanordnung zum Schutze Dieser Transistoren umgeschaltet wird.
Schaltungsanordnungen dieser Art, in welchen die elektronische Schaltvorrichtung heim Auftreten Ober- ströme, die infolge eines Kurzschlusses oder einer zu starken Widerstands erniedrigung Ides Gerätes auftreten, letzteres von einer Quelle konstanter Spannung abschalten oder zumindest Iden Überstrom auf einen zulässigen Wert erniedrigen, sind bekannt.
Es handelt sich jedoch bei der Erfindung um ein anderes Problem. Wenn ein Gerät über eine Transistorschaltung von einer Quelle konstanten Stromes oder zumindest von einer Stromquelle mit hohem innerem Widerstand gespeist wird, besteht die Gefahr, dass eine Unterbrechung des Stromkreises im Gerät oder eine bedeutende Erhöhung seines inneren Widerstandes zu unzulässigen Spannungserhöhungen in der Transistorschaltung führt, die die Transistoren sofort zerstören.
Abschaltung der Stromquelle ist in diesem Falle nicht zweckmässig. Nicht nur braucht man dann eine elektronische Schaltvorrichtung, Idie die stark erhöhte Spannung ertragen kann, es besteht auch noch Idie Gefahr, dass bei Wiedereinschaltung des Gerätes nach erfolgter Reparatur die Transistoren von Ider Idann noch in der Schaltung vorhandenen erhöhten Spannung zerstört werden.
Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, dass bei einem eine vorbestimmte Grenze überschreitenden Anstieg des durch ,die Basis mindestens eines der Transistoren der Transistorschalteinrichtung fliessenden Stromes ein über einen mit dieser Schalteinrichtung verbundener Steuereingang der Ibistabilen Kippschaltanordnung ein Potenial erhält, das die Kippschaltan ordnung,aus wider ersten Lage, in welcher sie sich während der Speisung des Gerätes oder der Geräte befin det, in ihre andere Lage umkippt, in welcher sie die Schaltvorrichtung stromdurchlässig macht,
wodurch der von einer Stromquelle zur Transistorschalteinrichtung fliessende, mindestens angenähert konstante Strom in solchem Masse auf einen Nebenschlussweg abgeleitet wird, dass auch bei vollständiger Unterbrechung des Stromweges durch das oder die gespeisten Geräte die Stromquelle nach wie vor den mindestens angenähert konstanten Strom abgibt, ohne den Transistor oder die Transistoren der Transistorschalteinrichtung unzulässig zu belasten.
Derartige Schaltungsanordnungen können z. B. mit Vorteil angewendet werden, wenn einzelne Wicklungen der Magnebköpfe eines Trommelspeichens über eine Transistorschaltung die zu speisende Wicklung und/ oder die Stromrichtung in der gespeisten Wicklung wählen kann, von einer Stromquelle mit konstantem Strom gespeist werden sollen. Da die Köpfe frei über der Trommelo;berfläche schweben und dabei Bewegungen ausführen, besteht stets die Gefahr, dass die sehr dünnen Stromzuleitungen auf die Dauer unterbrochen oder beschädigt werden.
Die Anwendung der Erfindung ermöglicht es zu verhindern, dass bei einem Leitungsbruch Transistoren in der Transistorschaltung für die Auswahl einer Kopfwickung oder in der Transistorschaltung für die Auswahl der Stromrichtung zerstört werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeilspiele Ider Erfindung anhand wider Figuren beschrieben werden.
Fig. 1 und 2 zeigen einpolige Biockschaltbiider zweier Ausführungsbeispiele ruder erfindungsgemässen Schaltungsanordnung und Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten von zwei weiteren Ausführungsbeispielen.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung. In dieser Figur ist 105 eine Konstantstromquelle oder mindestens eine Stromquelle mit hohem innerem Widerstand. Zwischen der Stromquelle 105 und einer Transistonschalteinrich- tung 107 ist eine elektronische Schaltvorrichtung 106 angeordnet. Diese Schaltvorrichtung besteht im nach folgend angenommenen einfachsten Falle aus einem einzigen elektronischen Schalter; es kann aber unter Umständen zweckmässig sein, in derselben mehrere elektronische Schalter vorzusehen.
Die Transistorschaltung 107 weist im Biockschaltbild nicht gezeigte Tran sistorschaiter auf, Idie Iden Strom wahlweise einem von drei elektrischen Geräten 108, 109, 110 zuleitet. So wie bei den später anhand von Fig. 3 und 4 näher beschriebenen Ausführunigsformen fliesst der Sdas ,auslge- wählte Gerät speisende Strom über E;mitter und Kol lektor mindestens eines dieser Transistorschalter, ;der durch Potentialänderungen -an seiner Basis gesteuert wird.
Der elektronische Schalter 106 verbindet in seinem leitenden Zustand den Ausgang wider Stromquelle 105 mit einem Punkt, der ein solches konstantes Potential -a aufweist, idass praktisch der ganze Strom zu diesem Punkt fliesst und somit der der Transistorschaltung 107 zugeleitete Strom sehr niedrig wird. Der Schalter 106, der sich in einem Nebenschlussweg des normalen Stromweges befindet, wird von einer bistabilen Kippschalt anordnung 102 gesteuert.
Nur wenn Diese Kippschaltanondnung sich in zudem nachfolgend als eingestellt bezeichneten Zustand befindet, in dem sie ihrem Aus gang 104 eine bestimmte Spannung liefert, die den elektronischen Schalter 106 undurchlässig macht, kann Strom durch die Transistorschalteinrichtung 107 und eines Ider Geräte 108, 109 oder 110 fliessen. Befindet sich die Kippschaltung in zudem anderen als zurückgestellt bezeichneten Zustand, so macht ihre über den Ausgang 104 dem elektronischen Schalter 106 zugeführte Spannung denselben durchlässig, so dass, wie bereits oben erwähnt, der der Transistorschalteinrichtung
107 zugeleitete Strom einen sehr geringen, für die Transistoren der Transistorschalteinrichtung 107 zulässigen Wert annimmt.
Die Kippschaltanordnung 102 hat zwei Steuereingänge. Dem linksseitigen Steuereingang wind, wenn dem elektrischen Gerät ein ,Strom geliefert werden muss, eine Einschaltspannung über eine Leitung 100 zugeführt. Diese Spannung wird von einem mit einem Widerstand zusammen arbeitenden Kondensator 101 ,differenziert.
Der Impuls, ,der infolge Ides Anlegens der Steuerspannung entsteht, steuert die Kippschaltan- ordnung 102 in den eingestellten Zustand, in dem sie bei 104 Zudem Steuerorgan des elektronischen Schalters 106, beispielsweise seiner Basis, eine solche Spannung liefert, dass der Schalter undurchlässig wird, so dass dem ausgewählten elektrischen Gerät 108, 109 oder 110 Strom zugeleitet wird. Ist Ider Stromkreis in Ondnung, so treten nach dem Empfang Ider ;Einschialtspan- nung und der Zuleitung indes Stromes zu indem ausgewählten Gerät keine Veränderungen mehr auf.
Ist aber der Stromkreis in dem iausgewählten Gerät unterbrochen, so würde ohne Anwendung Wider Erfindung der Speisestrom, wider wegen des Konstantstrom-Charakters der Stromquelle sich nicht ändern will, über den Basiskreis 1des Transistors, über,den in der Transistorschalteinrichtung 107 wider Strom beispielsweise Idem elektrischen Gerät 108 zugeleitet ist, ausweichen; der Basisstrom des Transistors würde dadurch viel zu stark und der Transistor zerstört werden.
Wie anhand von Fig. 3 noch näher gezeigt werden wird, erhält aber infolge wider Stromänderung im Basiskreis eine an einem Widerstand dieses Kreises auftretende Spannung einen hohen Wert und ,diese erhöhte Spannung gelangt über eine Leitung 103 und eine Oder -Schaltung 111 zum zweitenSteuer- eingang der Kippschaltanordnung 102. im Zuge der Leitung 103 können noch weitere Schaltungen angeordnet sein, z. B. Schaltungen zur Verstärkung der Spannung, Schaltungen zum elektrischen Trennen von Kreisen, beispielsweise Und - oder Oder -Schaltungen, Schaltungen zur Impedanzanpassung, Schaltungen zur Anpassung des Sp annungspegeis, Schwellenschaltungen und dergleichen.
Die Spannung, sdie cauf diese Weise den rechtsseitigen Steuereingang der Kippschaltanordnung 102 erreicht, bewirkt sofort das Zurücklstellen der Kippschaltanordnung 102, was zur Folge hat, dass die Spannung am Ausgang 104 einen Wert annimmt, der den Nebenschlussschalter 106 durchlässig macht, so dass kein oder zumindest kein nennenswerter Strom mehr zum ausgewählten Gerät fliesst. Die Kippschaltanondnung 102 muss eine sehr schnell arbeitende Kippschaltanordnung sein,
damit der Strom in der Transistor schalteinrichtung 107 sehr schnell -auf einen geringen Wert oder den Wert Null vermindert wird und demzufolge die Transistoren nicht beschädigt oder zerstört werden können. Wird Idem Eingang 100 eine neue Einschaltspannung zugeleitet, so wiederholt sich ldie obenstehend beschriebene Reihe von Schaltvorgängen. Dies ist durchaus zulässig.
Zwar wird die Schaltungs'anord- nung nach jeder neuen Einschaltspannung dem ausgewählten Gerät Strom zuleiten, doch ist das Intervall, in dem die Transistorschalteinrichtung durch diesen Strom übenbelastet wird, so kurz, Idass eine Beschädigung oder Zerstörung eines Transistors praktisch ausgeschlossen ist.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 hat daneben den Vorteil, ldass gsie immer betriebsbereit Ibleibt. Sollte beispielsweise nur ein einziges elektrisches Gerät gestört sein, während die übrigen Geräte sich noch in einwandfreiem Zustand befinden, so können diese übrigen elektrischen Geräte ohne weitere Massnahmen noch ausgewählt und gespeist werden.
Auch wenn ein Gerät gestört ist und Anlass zu dem Zurückstellen der Kippschaltanordnung 102 gegeben hat, ikann trotzdem jede Einschaltspannung die Kippschaltanordnung wieder in den eingestellten Zustand überführen, in dem sie das Zuleiten Ides Stromes zu einem ungestörten Gerät er maglicht; ist das ;dann ausgewählte Gerät nicht gestört, so wird die Kippischialtanordnunig in dem erreichten Zustand bleiben und Idie Stromzuleitung aufrecht erhalten. Diese Tatsache wird von ,der Störung eines nicht gespeisten Gerätes nicht beeinträchtigt.
Soll der Strom wieder unterbrochen werden, so wird dem Eingang 112 der Oder -Schaltung 111 ein Spannungsim puls zugeleitet. Dieser Impuls erreicht über diese Oder Schaltung iden rechten Steuereingang der Kippschaltan ondnung 102, so dass diese wieder zurückgestellt wind und der elektronische Schalter wieder leitend wind.
Die in Ag. 2 Idargestellte Schaltungsanordnung verhindert beim Auftreten einer Störung endgültig das Wiedereinschalten des Stromes. Ihre Verwendung ist zweckmässig, wenn lediglich ein einziges elektrisches Gerät gespeist werden soll, wobei ,die Tnansistorschalt- einrichtunglbeispiellsweise die Umikehrurng des Stromes in dem zu speisenden Gerät steuert. Die Stromquelle 205 ist auch in ,diesem Falle eine Quelle konstanten Stromes.
Der Nebenschlussschalter 206 für den dem elektrischen Gerät 208 zuzuleitenden Strom wird über eine Leitung 204 gesteuert und ist an die Transistorschalteinrichtung 207 angeschlossen, von ,der in diesem Falle angenommen ist, dass sie lediglich sden Strom in dem einzigen in der Anondnung vorhandenen elektrischen Gerät 208 umkehren kann, z. B. iso, wie später anhand von Fig. 3 erläutert werden wind. Die Einschal tung erfolgt mittels einer Spannung, die zudem Eingang 200 zugeleitet wird und die so lange aufrechterhalten wind, als Idem zu speisenden Gerät 208 Strom zugeleitet werden muss.
Diese Spannung liegt an einem Eingang einer Koinzidenzschaltung 213, die den Einschaltbefehl nur dann der Leitung 204 zuleiten kann, wenn der zweite Eingang 214 eine entsprechende Spannung führt. Die Spannung !am zweiten Eingang 214 wird von einer bistabilen Kippschaltanordnung 202 geliefert; sie kann nur dann den für das Durchlassen der Einschalt spannung erforderlichen Wert haben, wenn die Kipp schaltanordnung 202 durch Bedienung eines mit ihrem linksseitigen Steuereingang verbundenen Druckknopfes 215 eingestellt worden ist. Die Kippschaltanordnung ver bleibt so lange in ,dem Durch das Drücken des Knopfes
215 erreichten Zustand, als die Schaltung ungestört ar beitet.
Solange die Kippsch alt anordnung in diesem Zu stand ist, kann die Einschalbspannung demnach den Ne benschlussschalter 206 erreichen und ohne weiteres die
Stromzufuhr zu zudem elektrischen Gerät 208 zustande bringen. Tritt ,aber im 1Gerät 208 eine Störung auf, auf
Grund deren der Widerstand in dem Gerät sehr hoch oder die elelçtrisoheVerbindqlug in dem Gerät sogarvoll ständig geöffnet wird, so besteht die Gefahr, dass ein Transistor in der Transistorschalteinrichtung 207, über den der dem Gerät 208 zugeleitete Strom fliessen muss, einen zu hohen Basisstrom erhält.
Auch bei dieser Schaltung fliesst Ider in dieser Weise über die Basis ausweichende Strom über einen Widerstand, so dass die über diesem Widerstand auftretende Spannung über eine Leitung 203 ,die Kippschaltanordnung 202 in ihren zu rüclçgestellten Zustand überführen dann, wenn der Ba sisstrom zu stark wird. In diesem Zustand legt die Kippschaltanordnung lan die Leitung 214 eine solche
Spannung an, dass die der Leitung 200 zugeführte Ein schaltspannung den Schalter 206 nicht mehr erreichen kann.
Eine noch vorhandene Einschaltspannung wird dadurch unwirksam gemacht, so dass Ider der Transistor schalteinrichtung 207 gelieferte Strom auf Null oder zumindest auf einen sehr geringen Wert vermindert wird. Ein neuer Einschaltbefehl wird von der Koinzi denzschaltung 213 nicht mehr durchgelassen und hat demnach keinen Einfluss Imehr.
Das Auftreten einer Störung kann in an sich be liebiger Weise gemeldet werden. Es wäre beispielsweise möglich, von der Kippschaltanordnuiag 202 über eine von ihr gesteuerte Gasentladungsröhre ein Signal lange ben zu lassen. Das gestörte Gerät 208 kann dann ent weder ersetzt oder ausgebessert werden.
Sowie die An ordnung wiederhergestellt ist, wird der Druckknopf schalter 215 bedient, um Idie Kippschaltanordnung 202 wieder in den Zustand zu bringen, in Idem sie das Wei terleiten indes Einschaltbefehls ermöglicht. Diese Schal tungsanordnung hat inden Vorteil, dass nach der Fest stellung einer Störung der Strom durch das elektrische
Gerät nicht mehr eingeschaltet werden kann. Sie hat aber den Nachteil, Edass andere, vielleicht noch unge störte, von derselben Transistorschaltung 207 zu spei sende Geräte ebenfalls nicht mehr eingeschaltet werden können.
Es wird nun anhand der Fig. 3 eine Ausführungs form der erfindungsgemässen Schaltanordnung in allen
Einzelheiten beschrieben. In dieser Figur sind einige mit bestimmten Elementen der Fig. 1 Ibzw. 2 ,übereinstim- mende Schaltungsteile !mit den ,gleichen, jedoch zwischen
Klammern stehenden Ziffern wie in Fig. 1 ;bzw. 2 an gedeutet. Links oben befindet sich eine Stromquelle 105 für konstanten Strom, indessen Konstanthaltung von einem Transistor 305 geregelt wird. Der Punkt 316 hat ein bestimmte-s festes positives Potential, das mit + bezeichnet ilst. Von Diesem Punkt fliesst Strom über einen einstellbaren Widerstand 318 zu ,dem Emitter des erwähnten Regeltransistors 305.
Die Basis Idieses Transi stors hat eine feste Spannung mit Bezug auf das an der Leitung 316 liegende Potential, weil idie Basis einerseits über eine Zenerdiode 317 mit Idem Punkt 316 und andererseits über einen Widerstand 319 mit einem Punkt mit dem Potential qb verbunden ist. Es ist zu bemerken, dass sdie Schaltungsanordnung ausser Ides schon erwähnten positiven, mit + Ibezeichneten Potentials noch eine Anzahl verschiedener negativer Potentiale empfängt, die mit wa, -b, Hd, -e Ibezeichnet sind. Die Absolutwerte dieser Potentiale genügen der Gleichung a < b < d < e.
Der Transistor 305 wird Iden Strom immer in solcher Weise regeln, idass der Strom, der in Indem einstellbaren Widerstand 318 fliesst und nahezu dem gelieferten Strom gleich ist, an diesem Widerstand einen Spannungsab- fall hervorruft, der etwa der konstanten Spannung an der Zenerdiode 317 gleich ist. Demzufolge bleibt der gelieferte Strom nahezu konstant.
Ein Schalttransistor 306 (106) stellt im leitenden Zustand eine Nebenschlussverbindung von niedrigem Widerstand zwischen dem Ausgang wider Stromquelle (105) für konstanten Strom und einem Punkt mit dem negativen Potential ma her, wodurch wider Strom von zudem zu speisenden Gerät 308 (208) und der Transistorschalteinrichtnng (207), über die Idieses Gerät gespeist wird, weggeleitet wird. Die Transistorschalteinrichtung (207) und Idas über dieselbe zu speisende Gerät 308 (208) sind in Fig. 3 unter der dick gestrichelten Linie dargestellt.
Solange der Transistor 306 leitet, empfängt das zu speisende Gerät 308 demnach keinen oder nur einen geringen Strom, während die Leitung 356, über die Idie Transistorschalteinrichtung (207) gespeist wird, das Potential -a erhält. Das Potential -a ist so bemessen, dass es von der Transistorschalteinrichtung ohne Schädigung ertragen wenden kann, Isolange alle anderen oder Schaltung zu- geleiteten Spannungen innerhalb ihrer normalen Bereiche fliegen. Nur wenn der Transistor 306 gesperrt ist, kann der von der Quelle l(105) gelieferte Strom zu dem zu speisenden Gerät gelangen. Der Transistor 306 wird von einer Kippschaltanordnung 302 (102) gesteuert, die von einer über die Leitung 300 zugeleiteten Spannung eingestellt wird.
Ein Kondensator 301 differenziert diese Spannung, so dass sowohl beim Anlegen als auch beim Verschwinden der Spannung Ider linke Steuereingang der Kippschaltanordnung 302 einen Impuls empfängt.
Dieser Impuls wird einem Ruhepotential -a überlagert, dlas dem linken Eingang der Kippschaltanordnung 302 über einen Widerstand 321 zugeführt wird. Nur der Impuls, der beim Anlegen der Spannung entsteht, kann die Kippschaltung 302 umschalten und sie dadurch in den eingestellten Zustand bringen. In diesem Zustand ist die Spannung am Ausgang 314 erniedrigt. Ein Teil dieser erniedrigten Spannung wird vom Spannungsteiler 322, 324 auf < die Basis des Schalttransistors 306 übertragen, was zur Folge hlat, ,dass dieser Schalttransistor gesperrt und der von der Quelle gelieferte Strom vollständig dem zu speisenden Gerät geliefert wird.
Um das zu speisende Gerät stromlos zu machen, wird der Leitung 312 eine positive Spannung oder ein positiver Impuls zugeleitet, die tbzw. der den rechten Steuereingang Ider Kippsch alt anordnung 302 über die Oder -Schaltung 311 erreicht und diese Kippschaltan ordnung in Iden zurückgestellten Zustand überführt, in dem die Spannung am Ausgang 314 inden höheren Ruhewert hat.
Diese Spannungserhöhung führt auch zu einer Potentialerhöhung der Basis des Schalttansistors 306, so dass dieser Schalttransistor leitend wird und den Strom von dem zu speisenden Gerät ableitet. Offen- sichtlich erhält das zu speisende Geräte so lange Strom, als die Kippschaltanordnung 302 sich im eingestellten Zustand befindet, während < das Gerät stromlos ist oder nur einen;sehr geringen Strom zugeführt erhält, wenn die Kippschaitanordnung 302 sich in dem zurückgestellten Zustand befindet. Die Stromzufuhr zu dem zu speisenden Gerät kann demnach durch Anlegen von Spannungen an die Eingänge 300 und 312 gesteuert werden.
Der Strom soll im vorliegenden Fall in der einen oder in der anderen Richtung Idurch das zu speisende Gerät 308 geleitet werden können. Die Transistoren der Schalteinrichtung (207), welche diese Rich tungsumkehr des Stromes steuert, werden in der vorliegenden Schaltungs anordn'ung nicht beschädigt oder zerstört, wenn die elektrische Verbindung durch das zu speisende Gerät 308 unterbrochen wird oder einen zu hohen Widerstand annimmt. Diese Transistorschalteinrichtung (207) umfasst unter anderem vier Schalttransistoren 346, 347, 352 und 353, die so gesteuert werden, Idass immer nur zwei Dieser Transistoren leitend sind, und zwar zwei Transistoren, die in der Schalteinrichtung einander diametral gegenüberliegen,
beispielsweise die Transistoren 346 und 353. Der von der Stromquelle (105) Igelieferte Strom fliesst über einen Widerstand 320, leder eine geeignete Spaunungsver teilung gewährleistet und !die Leitung 356 zu demjenigen der beiden Schalttransistoren 346 und 347, der in diesem Augenblick gerade leitend ist, weiter durch das eu speisende Gerät 308, und zwar von links nach rechts, wenn der Schalttransistor 346 leitend ist, und von rechts nach links, wenn der Schalttransistor 347 leitend ist.
Sodann fliesst der Strom weiter über einen der beiden Schalttransistofen 352 oder 353 und iiber die Leitung 357 zu einem Punkt mit negativem Potential d. Die Leitungen 342 und 343 empfangen Spannungsimpulse mit Bezug iauf einen Ruhepegel. Die Impulse haben dieselbe Länge wie die Impiulsintervalle, wobei die Impulse, die dem Eingang 342 zugeleitet werden, gerade in die Impulsintervalle der der Leitung 343 zugeleiteten Spannung passen und umgekehrt.
Die an der Leitung 342 liegende Spannung erreicht über einen Schutzwi derstand 340, der zur Erhöhung der Reakfionsgeschwin digkeit mit einem kleinen Kondensator überbrückt ist, die Basis des als Emitterfolger geschalteten Transistors 344. Dieser Transistor 344 leitet der Basis des Schalt transistors 346 jeweils den bei 342 erhaltenen Impulsspannungen entisprechende Spannungen zu.
Bei normaler Spannungsverteilung im Speisekreis Ides zu spei senden Gerätes ist Ider Schalttransistor 346 leitend, wenn die Spannung am Eingang 342 ihren niedrigsten Wert hat, und ist,der Schalttransistor Gesperrt, wenn Idie eu- geleitete Spannung ihren höchsten Wert hat. Über einen zweitenSchutzwiderstand 358, der zurErhöhung derRe- aktionsgeschwindigkeit ebenfalls mit einem kleinen Kon densator überbrückt ist, erreichen die der Leitung 342 zugeleiteten Impulse die Basis eines Venstärkertransi- stors 354.
Eine Verstärkung ist in diesem Fall erfor derlich, weil infolge ,der Spannungsverteilung im Spei sestromkreis die Sperrung des Transistors 352 eine höhere Spannung erfondert als die Sperrung Ides Transistors 346. Der Transistor 354 liefert mittels seines Kollektorwiderstandes 350 der Basis des Schlalttran- sistors 352 eine verstärkte Impulsspannung. Überdies arbeitet der Verstärker 354 phasenurnkehrend, so dass die Basis des Transistors 352 ihre niedrigste Spannung in dem Augerlbliok er hält, in dem wider Basis des Transistors 346 die höchste Spannung zugeleitet wird und umgekehrt.
Daneben < sind die Spannungspegel in solcher Weise bestimmt, dass wider Schalttransistor 352 bei normaler Spannungsverteilung im Speisekreis leitend ist, wenn Iseine Basisspannung den niedrigsten von den zwei möglichen Werten aufweist und Igesperrt ist, wenn diese Basisspannung den höchsten dieser beiden Werte hat.
Demzufolge bewirken Idie dem Punkt 342 zugeleiteten Impulsspannungen, dass der Schalttransistor 352 leitet und der Schlalttransistor 346 gesperrt ist, wenn diese Spannungen ihren höchsten Wert haben und die Ver hältnisse umgekehrt sind, wenn Idie zugeleiteten Spannungen ihren niedrigsten Wert haben. Die rechte Seite der Schaltung arbeitet in der gleichen Weise. Die Basis des Emitterfolger-Transistors 345 empfängt Impulse über einen Schutzwiderstand 341 und liefert der Basis des Schalttransistors 347 eine wider zugeleiteten Impulsspannung entsprechende Spannung, so dass der Schalttransistor abwechselnd leitend und gesperrt ist.
Dieselbe Impulsspannung wird über einen Schutzwiderstand 359 der Basis des Verstärkertransistors 355 zugeleitet, der eine Phasenuskehrung bewirkt und mittels seines Kollektorwiderstandes 351 eine Spannung liefert, die der Basis des Schalttransistors 353 zugeführt wird, der demzufolge ebenfalls abwechselnd leitet oder gesperrt ist.
Auch in diesem Falle werden infolge der Phasenumkehrung im Verstärkertransistor 355 Idie beiden Schalttransistoren 347 lund 353 nie gleichzeitig leiten. Weil überdies die Idem Punkt 342 zugeleiteten Impulse in den Impulsintervallen wider dem Punkt 343 zugeleiteten Spannung liegen, werden auch die Schalttransistoren 346 und 347 niemals Igleichzeitig leiten.
Infolgedessen sind nur zwei Zustände möglich: ta) Die Spannung an der Leitung 342 hat ihren niedrigsten Wert und während desselben Intervalles hat die Spannnng an der Leitung 343 ihren höchsten Wert; die Transistoren 346 und 353 leiten und die Transistoren 347 und 352 sind gesperrt. Der Strom fliesst dann im zu speisenden Gerät in der Figur von links nach rechts.
b) Die Spannung an der Leitung 342 hat ihren höchsten Wert und während desselben Intervalles hat die Spannung !agn Ider Leitung 343 ihren niedrigsten Wert; die Transistoren 347 und 352 leiten und die Tran sistoren 346 und 353 sind gesperrt. Der Strom ver läuft in der Figur von rechts nach links durch das zu speisende Gerät 308.
Die Transistorschaltung (207) kann demnach den
Strom in Idem gespeisten Gerät 308 umkehren. Da die der Leitung 342 zugeleitete Impuisreihe tatsächlich die Inversion der !der Leitung 343 zugeleiteten Reihe ist, kann nie ein Zustand eintreten, bei zudem alle vier Schalttransistoren gesperrt ,sind. Ein solcher Zustand darf niemals auftreten, weil dann ,der von der Konstant stromquelle gelieferte Strom keinen DuTchgang mehr finden könnte. Ebensowenig dürfen alle Schalttransisto ren zu gleicher Zeit leitend sein, weil sie in diesem
Fall die Stromquelle kurzschliessen würden. Auch dies wird yaber ,durch den Verlauf der den Leitungen 342 und
343 zugeleiteten Impulse verhindert.
Wenn der Stromkreis in ,dem zu speisenden Gerät 308 tbeispielsweise vollständig unterbrochen wird, geschieht folgendes: Der von der Stromquelle für konstanten Strom (105) gelieferte Strom findet, nachdem er einen der oberen Schalttransistoren 346 oder 347 durchlaufen hat, seinen Weg über Idas zu speisende Gerät 308 und auch Iden Weg über Iden an derselben Seite liegenden unteren Schalttransistor 352 oder 353 versperrt.
Die Stromquelle will aber zden Strom konstant halten, und der Strom wird Idemzufolge einen Ausweg suchen.
Der beste ihm zur Verfügung stehende Ausweg verläuft über den Basiskreis des oberen Schaltranlsistors 346 oder 347, der in diesem Augenblick leitet. Der Strom fliesst dann weiter über inden Transistor 344 oder 345 und den Widerstand 338 oder 339 zu einem Punkt mit dem negativen Potential -b zurück. Unter normalen Betriebsbedingungen liegt ,die Kollektorspannung des Transistors 334 oder 345 innerhalb eines ziemlich engen Gebietes, das von dem Spannungsabfail an dem Kollektorwiderstand 338 oder 339 bestimmt wird.
Der Strom, der infolge einer Störung auftritt, hat aber einen solchen Wert, ldass die Spannung an der Leitung 336 oder 337 in ziemlich starkem Masse im positiven Sinne von dem Ruhewert abweicht. Demzufolge wind eine der beiden Schwellendioden 334 oder 335 durchlässig und die Kollektorspannung einer der beiden Verstärkertran- sistoren 330 oder 331 höher. Infolgedessen wird die Spannung am Kollektorwiderstand 326 oder 329 im Kollektorkreis des Verstär,kertransistor,s 330 oder 331 erhöht. Diese erhöhte Spannung wird über eine Oder Schaltung mit inden Dioden 327 und 328 und dem Widerstand 325 der Leitung 303 (103) zugeleitet und erreicht über eine zweite Oder -Schaltung 311 den rechten Steuereingang der Kippschaltanordnung 302, die sie zurückstellt.
Das Zurückstellen dieser Kippschal- tung 302 führt au einer Erhöhung der von ,deren Ausgang gelieferten Spannung und Idemzufolge zu einer Erhöhung der Basisspannung des Schalttransistors 306, der die elektronische Schaltvorrichtung (106) bildet.
Dieser Transistor 306 wird Idann durchlässig und schliesst einen A'bieitungsweg mit niedrigem Widerstand für Iden Strom, der vorher über die Transistorschalteinrichtung (207) dem zu ispeisenden Gerät 308 zugeleitet wurde. Demzufolge empfängt Idas Gerät selbst keinen nennenswerten Strom mehr. Da Transistoren bei Uber- belastung sehr schnell zerstört werden, muss Idie obenbeschriebene Schutzmassnahme sehr schnell Sdurchge- führt werden.
Deshalb ist erstens sdie Kippschaltanord- nung 302 als eine sehr schnell arbeitende Kippschaltanondnung lausge±ühr,t. Überdies ist der obere Widerstand 322 ,des Spannungsteilers 322, 324 mit einem kleinen Kondensator 323 überbrückt. Andererseits muss verhindert werden, sdass die Schutzschaltung auf jeden kurzen zufälligen Impuls anspricht.
Solche kurzen Spannungsimpulse können Ibesondens beim Ausschwingen der den Leitungen 342 und 343 zugeleiteten Impulsspannungen auftreten und aus diesem Grunde sind die Kol lektorwiderstände 338 und 339 der Emitterfolger 344 und 345 mit kleinen Kondensatoren überbrückt.
Fig. 4 zeigt, dass eine derartige Schaltunigsanordnung auch angewandt werden kann, wenn die Transistorschalteinrichtunlg nicht nur tden Strom in ;dem Gerät selbst umkehren, Bondern auch ,das zu speisende Gerät auswählen kann. Die Figur muss unter dem über der dick gestrichelten Linie liegenden oberen Teil ,der Fig.
3 angefügt werden. Sie entspricht der Transistorschaltung 107 von Fig. 1, wobei Idie wahlweise speisbaren Geräte A1, A2, B2 usw. den Geräten 108, 109 und 110 entsprechen. Um dies zu verdeutlichen, ist das Gerät A2 zusätzlich auch mit 408 bezeichnet. Derjenige Teil der Transistorschalteinrichtung 107 von Fig. 3, der die Stfomumkehrung zustande bringt, arbeitet grundsätz- lich iniderselben Weise wie der entsprechende Teil der Fig. 3. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die letzten zwei Ziffern der Bezugszahien Ider entsprechenden Schalterelemente und Leitungen in diesen Teilen Ider Fig. 3 und 4 gleich sind.
Die Wirkungsweise dieses Teiles der Schaltung der Fig. 4 ist daher anhand der Beschreibung der Fig. 3 zu verstehen, wenn nur die letzten zwei Ziffern wider Bezugsziffern beibehalten werden. Im oberen Teil der Fig. 4 sind zwei Schalttransistoren 446, 447 dargesbellt, Idie an der Stromumkehrung im gespeisten Gerät beteiligt sind und fdie den oberen Schalttransistoren 346, 347 in Fig. 3 entsprechen. Diese Schalttransistoren sind für alle zu speisenden Geräte gemeinsam. Es lässt sich auch eine Schaltungsanordnung bauen, bei der auch das zweite, den Transistoren 352, 353 ,entsprechende Schalttransistorenpaar für die Umkehrung der Stromrichtung aller zu speisenden Geräte gemeinsam dienen.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde dagegen bevorzugt, diese Transistoren an ruder Auswahl des zu Ispeisenden Gerätes zu beteiligen.
Abhängig von den in dem betreffenden Augenblick zugeleiteten Impuls spannungen fliesst der von der Stromquelle gelieferte Strom entweder über den Schalttransistor 446 zu der oberen Leitung ,des Leitungspaares 473 oder über den Schalttransistor 447 zu der unteren Leitung dieses Leitungspaares. Die zu speisenden Geräte sind in zwei Gruppen angeordnet, von denen die eine über ein Leitungspaar 474 spund die andere über ein Leitungspaar 475 gespeist wird. Das Leitungspaar 474 ist über ein Transistorenpaar A, das Leitungspaar 475 ist über ein Transistorenpaar B mit dem Leitungepaar 473 verbunden.
Durch das Anlegen einer Spannung an die Leitung 460 oder die Leitung 461 wird entweder das Transistorenpaar A oder das Transistorenpaar B entsperrt und demnach die entsprechende Gerätegruppe ausgewählt.
Wenn das Transistorenpaar A leitet und das Transistorenpaar B gesperrt ist, ist es nicht mehr möglich, die Geräte B1 oder B2 einzuspeisen, demgemäss kann nur noch aus dem Gerätepaar A1 und A2 (408) ausgewählt werden. Der übrige Teil der Auswahl wird dadurch zustande gebracht, dass entweder alle in diesen Paaren links liegenden Geräte A1, B1 oder alle in denselben rechtsiiegenden Geräten A2, B2 ausgewählt werden.
Die zu diesem Zwecke vorhandenen Wahlsohaltungen sind nur für Idie rechtsseitigen Geräte A2, B2 in allen Einzelheiten dargestellt. Die Leitungen, ldie Eden Strom von diesen Geräten A2, B2 wegleiten, sind über das Leitungenpaar 463 mit einem Schalttransistorenpaar 465 verbunden. Die Transistoren 452, 453 dieses Paares 465 bewirken nicht nur ,die Auswahl der Geräte A2, B2, sondern auch die Auswahl der Stromrichtung im jeweils ausgewählten Gerät; sie entsprechen für Idie Geräte A2 und B2 den Transistorschaltern 352 und 353 in Fig. 3. Angenommen, ,das Transistorenpaar A sei leitend und das Transistorenpaar 465 sei für das Zustandebringen der Verbindung ausgewählt; ,dann kann nur noch ,das Gerät A2 eingespeist werden.
Das Gerät B2 kann nämlich nicht mehr gespeist werden, weil das Transistorenpaar B nicht leitend ist, während die linksseitigen Geräte A1 und B1 deshalb nicht gespeist werden können, weil der Weg über ,das Transistorenpaar 464 gesperrt ist. Das Zu- und Wegleiten des Stromes ge schieht bei jedem der Geräte Al, A2, B1, B2 über vier jeweils zu einem solchen Gerät gehörenden Dioden gleicher Durchlassrichtung. Diese Dioden sind bei dem Gerät A2 mit den Bezugszeichen 469, 470, 471 und 472 bezeichnet. Sie sind unerlässlich, weil sonst ein Teil des Stromes über Nebenwege zu Geräten fliessen könnte, die nicht gespeist wenden sollen. Durch Ausprobieren verschiedener scheinbar möglicher Wege kann festgestellt werden, dass diese Dioden eine solche unerwünschte Speisung tatsächlich verhindern.
Das Transistorschalterpaar 465 wind durch Verändern der Rasisspan- nung gesteuert. Diese Basisspannung wird durch eine der Leitung 468 zugeleitete Wahispannung gesteuert. Wenn die Wahispannung niedrig ist, sind die beiden Verstärkertransistoren 466 und 467 leitend, so dass ,die Basisspannungen der Schalttransistoren 465 in solchem Masse erhöht werden, dass diese Transistoren sicher gesperrt bleiben. Liegt,das Ider Wahileitung 468 zugeleitete Potential oberhalb einer bestimmten Grenze, dann üben die Kollektorkreise der Transistoren 466 und 467 keinen spannungserhöhenden Eirifluss mehr auf die Basiskreise der Schalttransistoren 465 aus.
Demzufolge können die den Leitungen 442 und 443 zugeleiteten Impulse, die auch die Schalttransistoren 446 und 447 steuern, über die Verstärkertransistoren 454 und 455 Idie Schalttransistoren 452 und 453 gdes Schalttransistorenpaares 465 abwechselnd entsperren. Das kann aber nur bei dem Schalttransistorenpaar, das über die Leitung 468 ausgewählt wurde, geschehen. Die Schaltung von Fig. 4 wird nur beschrieben, um zu zeigen, ,dass die Erfindung auch bei komplizierteren Transistorschaltungen ange- wandt werden kann. Eine vollständige Beschreibung der Wirkung Ider Transistorschaltung gemäss Fig. 4 ist jedoch überflüssig.
Es genügt festzustellen, dass beim Unterbrechen des Stromweges im ausgewählten Gerät oder bei Erhöhung des Widerstandes dieses Weges der Strom über die Basiskreise der Transistoren 446 und 447 ausweichen will und demzufolge in Ider anhand der Fig.
3 beschriebenen Weise das Potential zumindest einer der Leitungen 436 und 437 erhöhen wird, so dass die Schutzschaltung über eine Ider Leitungen 336 und 337 und eine wider Schwellendioden 334 und 335 sowie einen der Transistoren 330 und 331 wirksam gemacht wird. Yede der beiden Gerätegruppen Al, A2 und B1 B2 konnte auch mehr als nur zwei Geräte enthalten, wobei entsprechend mehr Wahlschialtungen wie 465 und 464 und Leitungspaare wie 462 und 463 hinzugeftigt werden müssten.
Die beschriebenen Schutzschaltungsanordnungen können natürlich auch verwendet werden, wenn das zu speisende Gerät mit konstanter Spannung über einen hohen Widerstand gespeist wird, da dies im wesentlichen der Speisung aus einer Konstantstromquelle entspricht.
Selbstverständlich sind die beschriebenen Schutz schaltungsanordnun,gen auch wirksam, wenn ausserhalb des gespeisten Gerätes, jedoch innerhalb Ides Bereiches der Tran6istorschalteinrichtung Ider Widerstand des Stromkreises erhöht oder dieser Stromkreis unterbrochen wird.
Bei den beschriebenen 5 chutzschaitungs anordnun- gen kann eine Stromunterbrechung auch dadurch veranlasst werden, ldass die der Leitung 342 (442) zuge- leitete Impulsspannung nicht völlig der Inversion der Spannung !an der Leitung 343 (443) entspricht. Unter diesen Umständen ist es möglich, dass entweder die Transistoren 346 und 347 (446 und 447) oder die Transistoren 352 und 353 (452 und 453) zu gleicher Zeit gesperrt sind. Auch eine solche Unterbrechung kann zu unzulässigen Spannungs erhöhungen an den Transistoren Anlass geben. Im nilgemeinen wird die Schutzschaltungsanordnung jedoch auch in Idiesem Fall in ,der beschriebenen Weise verhüten können, dass Transistoren beschädigt werden.