Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des Ausfalls einer oder mehrerer Leuchten, wobei jede Leuchte mit einem Widerstand in Serie geschaltet ist.
Es sind bereits verschiedene Warnungssysteme zur Anzeige des Ausfalls einer Leuchte vorgeschlagen worden.
Diese Systeme weisen aber alle einen oder mehrere der folgenden Nachteile auf: übermässige Wärmeerzeugung, durch erhebliche überwachungsbedingte Spannungsabfälle verursachter Lichtstärkenverlust, übermässiger Stromverbrauch der überwachenden Bereitschafts -Schaltkreise, Unzuverlässigkeit, fälschliche Impulsauslösung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jede Leuchte mit einem ersten Halbleiterschalter verbunden ist, der bei normalem Funktionieren der Leuchte, bzw. Leuchten, im nichtleitenden Zustand vorgespannt ist und der bei Ausfall einer Leuchte im leitenden Zustand vorgespannt ist, und dass ein mit dem ersten und mit einem elektrischen Anzeigegerät verbundener zweiter Halbleiterschalter vorgesehen ist, derart, dass das elektrische Anzeigegerät anspricht, wenn der erste Halbleiterschalter im leitenden Zustand ist.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung eignet sich zur Überwachung des kontinuierlichen Arbeitens von Leuchten in Strassenfahrzeugen und zum optischen Anzeigen des Ausfalls einer oder mehrerer der Leuchten.
Die Zeichnung veranschaulicht vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung,
Fig. 2 und 3 Schaltbilder weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung.
In Fig. l sind die positiven sowie negativen Klemmen der Batterie 10 an die Speisungsleitungen 11 und 12 des Kreises angeschlossen. Der Verdrahtungswiderstand zwischen der Batterie 10 und dem Kreis ist durch den Widerstand 13 ausgedrückt; der Kreis ist durch die Sicherung 14 geschützt.
Die beiden zu überwachenden Leuchten, z. B. Fahrzeugschlussbremsleuchten, sind durch die Bezugszeichen 15A bzw. 15B dargestellt und sind jeweils in Serie mit den Widerständen 16A bzw. 16B und durch Hand bediente zwischen den Leitungen 11 und 12 angeordnete Schalter 1 7A bzw.
17B geschaltet. Die Übergänge zwischen den Leuchten 15 und ihren zugehörigen Widerständen 16 sind über die Dioden 18A bzw. 18B an den Emitter eines pnp-Transistors 19 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 19 ist über ein Paar in Serie geschaltete Widerstände 20 und 21 an die Leitung 12 angeschlossen. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die Basis des Transistors 19 über einen Widerstand 22 an die Leitung 12 und über ein Paar in Serie geschaltete Dioden 23 und 24 an die Leitung 11 angeschlossen. Die beiden Dioden 23 und 24 dienen zum Ausgleich des Durchlass-Spannungsabfalls an den Dioden 18A bzw. 18B und dem Emitter.Basis Übergang des Transistors 19.
Im Schaltkreis ist ein npn-Transistor 25 vorgesehen, dessen Basis mit dem Übergang zwischen den Widerständen 20 und 21, dessen Emitter unmittelbar mit der Leitung 12 und dessen Kollektor mit der Leitung 11 über eine Anzeigelampe 26 und ein Lampenschutz-Widerstand 27 verbunden sind. Bei offener Stellung der beiden Schalter 17A, 17B und richtig funktionierenden Leuchten 15 ist die Spannung an den jeweiligen Anoden der beiden Dioden im wesentlichen gleich der Spannung der Leitung 12. Der Transistor ist daher in der Aus -Stellung vorgespannt. Wird jetzt einer der beiden oder werden beide Schalter 17A, 17B geschlossen, so steigt die Spannung an den Anoden der Dioden 18A, 18B auf einen durch den Spannungsabfall an den Widerständen 16 gegebenen Wert an. Die Widerstände 16 sind so bemessen, dass der Transistor 19 in der Aus -Stellung verbleibt.
Versagt einer der Leuchten, z. B. 15A, so steigt die Spannung an der Anode der zugehörigen Diode 18A so lange an, bis diese Diode durchlassend vorgespannt ist und der Transistor 19 eingeschaltet wird. Sobald der Transistor 19 durchschaltet, fliesst Strom von der Leitung 11 über die Dioden 18A bzw. 18B zum Kollektor des Transistors. Der durch die Widerstände 20 und 21 fliessende Strom verursacht, dass die Spannung an der Basis des Transistors 25 über den Wert der Spannung der Leitung 12 hinaus ansteigt.
Die Widerstände 20 und 21 sind so bemessen, dass der Transistor eingeschaltet wird und die Lampe 26 zum Aufleuchten bringt.
Es wurde gefunden, dass der an den Widerständen 16 benötigte Spannungsabfall bei Benutzung von marktgängigen Bauteilen eine Grössenordnung von 100 bis 300 Millivolt beträgt. Dies kann sich z. B. dann nachteilig auswirken, wenn die Speisespannung niedrig ist und der Spannungsabfall an den Widerständen 16 ein erheblicher Bruchteil der ganzen zur Verfügung stehenden Spannung beträgt.
Ein Vorteil beider in den Fig. 2 und 3 abgebildeten Weiterbildungen der Erfindung besteht darin, dass jeder von ihnen so angeordnet ist, dass der Widerstandswert der mit den zu überwachenden Leuchten in Serie geschalteten Widerständen erheblich reduziert werden kann. Diejenigen Teile des in der Fig. 2 dargestellten Schaltkreises, die den in der Fig. 1 gezeigten Teilen entsprechen, wurden mit dem selben Bezugszeichen versehen.
Die Übergänge zwischen den Leuchten 15A, 15B und den Widerständen 16A, 16B sind in der Schaltungsanordnung unmittelbar mit jeweiligen Übergängen des Emitters eines Multiemitter-Transistors 30 gekoppelt, dessen Basis durch einen die einzige Diode 31 und den Widerstand 22 enthaltenden Spannungsteiler vorgespannt ist. Die Emitter-Basis Übergänge des Transistors 30 führen die Sperrfunktion der in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 benutzten Dioden 18A, 18B aus.
Die Arbeitsweise des in der Fig. 2 veranschaulichten Schaltkreise ist im wesentlichen die gleiche wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform. Ein Ausfall einer der beiden Leuchten 15 führt zum Anstieg der Spannung an einem der Emitter des Transistors 30, so dass dieser eingeschaltet wird. Der Kollektorstrom des Transistors 30 erzeugt eine Spannung an der Basis des Transistors 25, bringt diesen Transistor in die Ein -Stellung und somit die Lampe 26 zum Aufleuchten.
Es ist ersichtlich, dass durch das Weglassen der Dioden 18A, 18B und das Ersetzen der Dioden 23 und 24 durch eine einzige Diode 31 die Schwierigkeit des an ihnen eintretenden Durchlass-Spannungsabfalls behoben wird. Es wurde gefunden, dass bei der Schaltkreis-Ausführungsform gemäss Fig. 2 unter Benutzung der integrierten Schaltkreisbauweise der benötigte Spannungsabfall geringer als 100 Millivolt ist.
Ein Merkmal der bisher beschriebenen zwei Schaltkreise ist, dass die Anzeige des Leuchtenausfalls nur ausgelöst wird, während die entsprechenden Prüfschalter 17A, 17B geschlossen sind. Die in der Fig. 3 abgebildete modifizierte Schaltkreisanordnung zeigt eine Methode um den Ausfall ständig anzuzeigen.
Die im Schaltkreis gemäss Fig. 3 zu überwachenden Leuchten bestehen aus einem Paar von Leuchten 33A und 33B, die mit jeweiligen Widerständen 34A und 34B in Serie geschaltet sind. Diese zwei Leuchten werden durch einen einzigen Schalter 35, z. B. ein Strassenfahrzeug.Bremsleuchten- schalter, kontrolliert. Ein zweiter Schalter 36 speist über einen Widerstand 37 einem oder anderen zweier Leuchten 38A und 38B in Abhängigkeit von der Einstellung eines Wechselschalters 39, z. B. einem Scheinwerfer-Abblendschalter, Strom zu.
Die Übergänge zwischen den Leuchten 33A bzw. 33B und den Widerständen 34A bzw. 34B sind unmittelbar mit den Emittern zweier pnp-Transistoren 40A bzw. 40B verbunden. Der Übergang zwischen dem Widerstand 37 und dem Schaltbereich des Schalters 39 ist in ähnlicher Weise mit dem Emitter eines pnp-Transistors unmittelbar verbunden.
Wie aus der Figur ersichtlich, werden die Basis-Spannungen der drei Transistoren 40A, 40B, 40C durch die aus den Dioden 41A, 41B bzw. 41C und den Widerständen 42A, 42B bzw. 42C gebildeten Spannungsteilerkreisen ausgelöst. Die
Kollektors der drei Transistoren 40A, 40B, 40C sind über die
Dioden 43 an eine gemeinsame Leitung angeschlossen, die einen durch die Widerstände 45 und 46 gebildeten Spannungsteiler enthält. Der Übergang zwischen diesen beiden Widerständen ist an die Steuerelektrode eines Schwachstrom Siliziumstromtors 47 angeschlossen, dessen Anode an die Leitung 11 über zwei Lampen 48 angeschlossen ist. Die Kathode des Silizium-Stromtors 47 ist an die Leitung 12 über den Widerstand 49, der über einen einen Widerstand 50, eine Diode 51 und eine elektrolytische Zelle 52 enthaltenen in Serie geschalteten Kreis geshuntet ist, angeschlossen.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist eine Kapazität über den Widerstand 49 gekoppelt.
Während des Gebrauches führt der Ausfall einer der beiden Leuchten 33A, 33B zum Anstieg der Emitterspannung des entsprechenden Transistors 40A bzw. 40B und schaltet diesen somit ein. Der Kollektor des durchschaltenden Transistors speist jetzt der Leitung 44 Strom zu und erzeugt eine Spannung am Widerstand 46. Diese Spannung ist so bemessen, dass sie das Siliziumstromtor 47 einschaltet. Befindet sich das Siliziumstromtor 47 im leitenden Zustand, so bringt es die Lampe 48 zum Aufleuchten und erzeugt es eine Spannung am Widerstand 49. Der die elektrolytische Zelle 52 enthaltene Kreis nimmt dadurch bedingt Strom auf und die Aufladungsanzeige der Zelle 52 gibt die Zeitspanne an, die seit dem Aufleuchten der Warnungslampe 48 vergangen ist.
In ähnlicher Weise wird bei Versagen einer der Leuchten 38A oder 38B der Transistor 40C eingeschaltet und leitet das Arbeiten des Siliziumstromtors 47 ein.
Die Kapazität 53 ist vorgesehen, um Hochfrequenzimpulse über den Widerstand 46 nebenzuschalten und das Einschalten des Siliziumstromtors 47 bei momentanem Ansprechen einer der Transistoren 40A, 40B, 40C zu verhindern. Arbeitete nämlich der Schalter 39 beispielsweise in der Reihenfolge Unterbrechen-Einschalten, so würde der Transistor 40C bei jeder Betätigung dieses Schalters 39 kurzweilig eingeschaltet werden.
Es ist ersichtlich, dass die Anordnung eines Siliziumstromtors anstatt des Transistors 25 eine Anzeige des Leuchtenaus falls bewirkt, nachdem der die versagte Leuchte kontrollierende Schalter sich öffnet. Der Transistor 25 kann innerhalb des Rahmens der Erfindung durch ein anderes wechselseitiges Zustandsgerät, z. B. einen Flip-Flop, ersetzt werden.
Die elektrolytische Zelle 52 vermittelt effektiv eine Integrierung bzw. Zählung des durch sie fliessenden Stromes. Es folgt, dass sie durch irgendein anderes eine ähnliche Funktion ausübendes Gerät ersetzt werden kann, beispielsweise einen Akkumulator oder sogar einen in geeigneter Weise angeschlossenen einen Zähler betätigenden Impulsschaltkreis.
Die oben beschriebenen Schaltkreise können bei Anwendung in einem Strassenfahrzeug eine über die Leitungen 11 und 12 nebengeschaltete Zenerdiode enthalten, um die durch Zündstosswellen erzeugten Spannungs- Spitzen aufzu nehmen. Bei Anordnung geeigneter Vollweg- bzw. Einweg Gleichrichtanordnungen können die Schaltkreise auch eine bzw. mehrere durch Wechselstrom betätigte Leuchte(n) überwachen.
Es ist weiterhin ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf nur ein oder zwei Leuchten überwachende Schaltkreise beschränkt ist, sondern dass durch geeignete Verbindungsanordnungen eine beliebige Anzahl von Leuchten kontrolliert werden kann. Auch ist es nicht unerlässlich, die Anzeige optisch auszulösen; beispielsweise kann sie durch die Betätigung einer Sirene, einer Klingel oder eines Summers akustisch erfolgen.
Schliesslich ist es ersichtlich, dass die anhand der Figuren veranschaulichte Ausführungsform unter der Annahme beschrieben wurde, dass das Strassenfahrzeug ein Fahrzeug vom Minuspol-Masse-Verbindungstyp ist. Ist statt dessen eine Pluspol-Masse-Verbindung vorhanden, so muss die Schaltungsanordnung in geeigneter Weise angepasst werden, u. a.
durch den Ersatz von pnp-Transistoren durch npn-Transistoren und umgekehrt. Auch sollen die angefügten Zeichnungen in diesem Sinn verstanden werden.
The invention relates to a circuit arrangement for indicating the failure of one or more lights, each light being connected in series with a resistor.
Various warning systems have been proposed to indicate the failure of a lamp.
However, these systems all have one or more of the following disadvantages: excessive heat generation, loss of luminous intensity caused by considerable voltage drops caused by monitoring, excessive power consumption of the monitoring standby circuits, unreliability, incorrect triggering of pulses.
The invention is based on the object of avoiding the above disadvantages.
This object is achieved according to the invention in that each lamp is connected to a first semiconductor switch, which is biased in the non-conductive state during normal functioning of the lamp or lamps and which is biased in the conductive state in the event of failure of a lamp, and that one with the first and second semiconductor switch connected to an electrical display device is provided, in such a way that the electrical display device responds when the first semiconductor switch is in the conductive state.
The circuit arrangement according to the invention is suitable for monitoring the continuous operation of lights in road vehicles and for optically displaying the failure of one or more of the lights.
The drawing illustrates advantageous exemplary embodiments of the circuit arrangement according to the invention, which are described in more detail below. Show it:
1 shows the circuit diagram of a first embodiment of a circuit arrangement,
2 and 3 circuit diagrams of further embodiments of the circuit arrangement according to the invention.
In Fig. 1, the positive and negative terminals of the battery 10 are connected to the supply lines 11 and 12 of the circuit. The wiring resistance between the battery 10 and the circuit is expressed by the resistor 13; the circuit is protected by fuse 14.
The two lights to be monitored, e.g. B. vehicle brake lights, are represented by the reference numerals 15A and 15B and are each in series with the resistors 16A and 16B and manually operated between the lines 11 and 12 arranged switches 1 7A and
17B switched. The junctions between the lights 15 and their associated resistors 16 are connected to the emitter of a pnp transistor 19 via the diodes 18A and 18B, respectively. The collector of transistor 19 is connected to line 12 through a pair of resistors 20 and 21 connected in series. As can be seen from the figure, the base of the transistor 19 is connected to the line 12 via a resistor 22 and to the line 11 via a pair of diodes 23 and 24 connected in series. The two diodes 23 and 24 serve to compensate for the forward voltage drop across the diodes 18A or 18B and the emitter-base transition of the transistor 19.
An npn transistor 25 is provided in the circuit, the base of which is connected to the junction between the resistors 20 and 21, the emitter of which is directly connected to the line 12 and the collector of which is connected to the line 11 via an indicator lamp 26 and a lamp protection resistor 27. When the two switches 17A, 17B are in the open position and the lights 15 are properly functioning, the voltage at the respective anodes of the two diodes is essentially equal to the voltage of the line 12. The transistor is therefore biased in the off position. If one of the two or both switches 17A, 17B is now closed, the voltage at the anodes of the diodes 18A, 18B rises to a value given by the voltage drop across the resistors 16. The resistors 16 are dimensioned so that the transistor 19 remains in the off position.
If one of the lights fails, e.g. B. 15A, the voltage at the anode of the associated diode 18A rises until this diode is forward biased and the transistor 19 is turned on. As soon as the transistor 19 turns on, current flows from the line 11 via the diodes 18A and 18B to the collector of the transistor. The current flowing through the resistors 20 and 21 causes the voltage at the base of the transistor 25 to rise above the value of the voltage on the line 12.
The resistors 20 and 21 are dimensioned so that the transistor is switched on and the lamp 26 lights up.
It has been found that the voltage drop required across the resistors 16 when using commercially available components is of the order of magnitude of 100 to 300 millivolts. This can e.g. B. then have a disadvantageous effect when the supply voltage is low and the voltage drop across the resistors 16 is a significant fraction of the total available voltage.
An advantage of both developments of the invention shown in FIGS. 2 and 3 is that each of them is arranged in such a way that the resistance value of the resistors connected in series with the lights to be monitored can be reduced considerably. Those parts of the circuit shown in FIG. 2 which correspond to the parts shown in FIG. 1 have been given the same reference numerals.
The junctions between the lights 15A, 15B and the resistors 16A, 16B are directly coupled to the respective junctions of the emitter of a multiemitter transistor 30, the base of which is biased by a voltage divider containing the single diode 31 and the resistor 22. The emitter-base junctions of the transistor 30 perform the blocking function of the diodes 18A, 18B used in the embodiment according to FIG.
The operation of the circuit illustrated in Figure 2 is essentially the same as in the previously described embodiment. A failure of one of the two lights 15 leads to an increase in the voltage at one of the emitters of the transistor 30, so that it is switched on. The collector current of the transistor 30 generates a voltage at the base of the transistor 25, brings this transistor into the on position and thus the lamp 26 to light up.
It can be seen that by eliminating diodes 18A, 18B and replacing diodes 23 and 24 with a single diode 31, the difficulty of the forward voltage drop that occurs across them is eliminated. It has been found that in the circuit embodiment according to FIG. 2 using the integrated circuit construction, the required voltage drop is less than 100 millivolts.
A feature of the two circuits described so far is that the display of the lamp failure is only triggered while the corresponding test switches 17A, 17B are closed. The modified circuit arrangement shown in FIG. 3 shows a method for continuously indicating the failure.
The lights to be monitored in the circuit according to FIG. 3 consist of a pair of lights 33A and 33B which are connected in series with respective resistors 34A and 34B. These two lights are activated by a single switch 35, e.g. B. a street vehicle. Brake light switch, controlled. A second switch 36 feeds one or the other two lights 38A and 38B via a resistor 37, depending on the setting of a changeover switch 39, e.g. B. a headlight dimmer switch, power to.
The junctions between the lights 33A and 33B and the resistors 34A and 34B are directly connected to the emitters of two pnp transistors 40A and 40B. The transition between the resistor 37 and the switching area of the switch 39 is similarly directly connected to the emitter of a pnp transistor.
As can be seen from the figure, the base voltages of the three transistors 40A, 40B, 40C are triggered by the voltage divider circuits formed by the diodes 41A, 41B and 41C and the resistors 42A, 42B and 42C. The
The collector of the three transistors 40A, 40B, 40C are across the
Diodes 43 connected to a common line containing a voltage divider formed by resistors 45 and 46. The transition between these two resistors is connected to the control electrode of a low-voltage silicon current gate 47, the anode of which is connected to the line 11 via two lamps 48. The cathode of the silicon current gate 47 is connected to the line 12 via the resistor 49, which is shunted via a series-connected circuit containing a resistor 50, a diode 51 and an electrolytic cell 52.
As can be seen from the figure, a capacitance is coupled across the resistor 49.
During use, the failure of one of the two lights 33A, 33B leads to an increase in the emitter voltage of the corresponding transistor 40A or 40B and thus switches it on. The collector of the switching transistor now feeds current to line 44 and generates a voltage across resistor 46. This voltage is dimensioned such that it switches silicon current gate 47 on. If the silicon current gate 47 is in the conductive state, it causes the lamp 48 to light up and generates a voltage across the resistor 49. The circuit contained in the electrolytic cell 52 takes up current as a result and the charge display of the cell 52 indicates the time span that has passed since the warning lamp 48 was lit.
Similarly, if one of the lamps 38A or 38B fails, the transistor 40C is switched on and initiates the operation of the silicon current gate 47.
The capacitance 53 is provided in order to bypass high-frequency pulses via the resistor 46 and to prevent the silicon current gate 47 from being switched on when one of the transistors 40A, 40B, 40C responds momentarily. If the switch 39 worked, for example, in the sequence interrupt-switch-on, the transistor 40C would be switched on for a short time each time this switch 39 is actuated.
It can be seen that the placement of a silicon current gate instead of the transistor 25 causes an indication of the failure of the lamp after the switch controlling the failed lamp opens. The transistor 25 may, within the scope of the invention, be replaced by another mutual state device, e.g. B. a flip-flop to be replaced.
The electrolytic cell 52 effectively provides an integration or counting of the current flowing through it. It follows that it can be replaced by any other device performing a similar function, for example an accumulator or even an appropriately connected counter-actuating pulse circuit.
When used in a road vehicle, the circuits described above can contain a Zener diode connected in parallel via lines 11 and 12 in order to take up the voltage peaks generated by ignition shock waves. If suitable full-wave or one-way rectifying arrangements are arranged, the circuits can also monitor one or more alternating current operated light (s).
It can also be seen that the invention is not limited to just one or two lights monitoring circuits, but that any number of lights can be controlled by suitable connection arrangements. It is also not essential to trigger the display optically; for example, it can be done acoustically by activating a siren, a bell or a buzzer.
Finally, it can be seen that the embodiment illustrated with reference to the figures has been described on the assumption that the road vehicle is a vehicle of the negative pole-ground connection type. If instead a positive-pole-ground connection is available, the circuit arrangement must be adapted in a suitable manner, u. a.
by replacing pnp transistors with npn transistors and vice versa. The attached drawings should also be understood in this sense.