CH588153A5 - Contact break arc quenching circuit - has two:pole component with Darlington cascade of transistors with capacitance coupled feedback - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft eine Funkenlöschschaltung für eine Kontaktstelle, die in Reihe mit einer Gleichstromquelle und einer induktiven Last liegt.



   Funkenlöschschaltungen vernichten beim Öffnen der Kontaktstelle die in der Induktivität gespeicherte Energie, so dass sie möglichst keine Lichtbogen oder Glimmentladungen über den Kontakten erzeugt. die einen Kontaktabbrand bewirken.



   Zu diesem Zweck werden insbesondere Halbleiterdioden verwendet, welche die im Schalter entstehende Spannung auf einen Wert begrenzen, welcher nur wenig über der Speisespannung liegt. Mit einer solchen Anordnung lässt sich der Abstand an den Kontakten zwar wesentlich verringern, jedoch nicht vollständig vermeiden. da schon bei sehr geringen Kontaktabständen die volle Speisespannung am Kontakt liegt.



   Die erfindungsgemässe Funkenlöschschaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Kontaktstelle ein den Spannungsanstig an seinen Klemmen begrenzender Zweipol liegt, dass der Zweipol einen über einen Kondensator rückgekoppelten Verstärker enthält, dessen Ausgang an die Klemmen des Zweipols und dessen Eingang über einen Widerstand an das Bezugspotential des Verstärkers angeschlossen ist.



   Diese Schaltungsanordnung bewirkt, dass bei der Öffnung der Kontaktstelle die Spannung an dieser eine bestimmte, durch die Schaltung gegebene und von der Last fast unabhängige Anstiegsgeschwindigkeit enthält. Diese kann so gewählt werden, dass zwischen den Kontakten beim Öffnen keine Funkenbildung auftritt. Dadurch erreichen die Kontakte eine bisher beim Schalten einer induktiven Last nicht erzielte Lebensdauer.



   Im folgenden wird anhand der Figur eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise beschrieben.



   Die einzige Figur zeigt einen Stromkreis mit einer Gleichstromquelle 1. einer induktiven Last. zum Beispiel einem Relais 2, und einer Kontaktstelle 3. welcher ein Relaiskontakt sein kann.



   Parallel zur Kontaktstelle 3 liegt an den Punkten 4 und 5 ein Zweipol. Dieser enthält einen Verstärker, nämlich eine Darlington-Schaltung mit den Transistoren 6 und 7 und einem Emitterwiderstand 8 des Transistors 7. Die Kollektoren der Transistoren sind mit dem Punkt 4, die Emitter mit dem Punkt 5 verbunden. Zwischen den Punkten 4 und 5 liegt ferner ein Spannungsteiler bestehend aus einem Kondensator 8 und einem Widerstand 10. Der Abgriff 11 des Spannungsteilers ist über einen Widerstand 12 mit dem Steuereingang 13 der Darlington-Schaltung verbunden. Eine Diode 14 liegt zwischen dem Steuereingang der Darlington-Schaltung und dem Emitter des Transistors 6: ihre Durchlassrichtung ist entgegengesetzt zu der der Basis-Emitterstrecke der Transistoren.



   Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist die folgende: Ist die Kontaktstelle während genügend langer Zeit geschlossen, so befinden sich alle Punkte der Schaltung auf dem Potential der Klemme 4. Wird die Kontaktstelle 3 geöffnet, sinkt die Spannung an Punkt 5 um etwa 2 Volt gegenüber Punkt 4.



   Dieser Spannungsabfall entspricht im wesentlichen der Basis-Emitterspannung an der Darlington-Verstärkerschaltung. Die Transistoren 6 und 7 leiten und übernehmen den bisher durch die Kontaktstelle 3 fliessenden Strom. Die Spannung über den offenen Kontakten steigt im gleichen Masse an, wie der Kondensator 9 geladen wird. Diese geschieht fast ausschliesslich über den Widerstand 10, an dessen Klemmen eine konstante Spannung liegt, so dass der Spannungsanstieg linear mit der Zeit erfolgt. Die Verstärkung der Darlington-Schaltung ist so gross, dass der Strom durch Widerstand 12 zu vernachlässigen ist.



   Die Steilheit des Spannungsanstiegs du/dt am Kondensator und damit auch an den Zweipolklemmen 4 und 5 ist gegeben durch i/C, worin i den Strom durch den Widerstand 10 und C die Kapazität des Kondensators 9 darstellt. Die Steilheit wird so gewählt, dass die zulässige Kollektor-Emitter Spannung des Transistors 7 und die gewünschte Abfallverzögerung nicht überschritten wird.



   Die Spannung zwischen den Klemmen 4 und 5 steigt an, bis der Strom in der Induktivität 2 verschwindet und geht schliesslich auf den Wert der Batteriespannung V. Der Kondensator C ist ebenfalls auf diese Spannung geladen und die Transistoren 6 und 7 schalten ab.



   Schliesst die Kontaktstelle, so wird der Kondensator 9 über die Kontaktstelle 3, Diode 14 über Widerstand 12 in Parallelschaltung zu Widerstand 10 schnell entladen. Die schnelle Entladung ist wichtig, damit bei einer Wideröffnung der Kontaktstelle infolge von Prellungen der Kondensator bereits weit genug entladen ist, um eine Funkenlöschung in der vorhin beschriebenen Weise zu bewirken. Die Diode 14 verhindert, dass an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 7 eine zu hohe Sperrspannung auftritt. Die Widerstände 10 und 12 begrenzen den Entladestrom auf einen für die Kontaktstelle 3 unschädlichen Wert.



   Die Wirkung der Schaltung beruht darauf, dass der Kondensatorentladestrom beim Kontaktabschluss sehr klein sein kann, weil der Ladestrom bei der Kontaktöffnung durch den Verstärker vervielfacht wird.



   PATENTANSPRUCH



   Funkenlöschschaltung für eine Kontaktstelle, die in Reihe mit einer Gleichstromquelle und einer induktiven Last liegt, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Kontaktstelle ein den Spannungsanstieg an seinen Klemmen begrenzender Zweipol liegt, dass der Zweipol einen über einen Kondensator rückgekoppelten Verstärker enthält, dessen Ausgang an die Klemmen des Zweipols und dessen Eingang über einen Widerstand an das Bezugspotential des Verstärkers angeschlossen ist.



   UNTERANSPRUCH
Funkenlöschschaltung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker mindestens einen Transistor enthält, dessen Steuereingang mit dem Verstärkereingang über einen Widerstand und mit dem Bezugspotential des Verstärkers über eine Diode verbunden ist.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

   Die Erfindung betrifft eine Funkenlöschschaltung für eine Kontaktstelle, die in Reihe mit einer Gleichstromquelle und einer induktiven Last liegt.

   Funkenlöschschaltungen vernichten beim Öffnen der Kontaktstelle die in der Induktivität gespeicherte Energie, so dass sie möglichst keine Lichtbogen oder Glimmentladungen über den Kontakten erzeugt. die einen Kontaktabbrand bewirken.

   Zu diesem Zweck werden insbesondere Halbleiterdioden verwendet, welche die im Schalter entstehende Spannung auf einen Wert begrenzen, welcher nur wenig über der Speisespannung liegt. Mit einer solchen Anordnung lässt sich der Abstand an den Kontakten zwar wesentlich verringern, jedoch nicht vollständig vermeiden. da schon bei sehr geringen Kontaktabständen die volle Speisespannung am Kontakt liegt.

   Die erfindungsgemässe Funkenlöschschaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Kontaktstelle ein den Spannungsanstig an seinen Klemmen begrenzender Zweipol liegt, dass der Zweipol einen über einen Kondensator rückgekoppelten Verstärker enthält, dessen Ausgang an die Klemmen des Zweipols und dessen Eingang über einen Widerstand an das Bezugspotential des Verstärkers angeschlossen ist.

   Diese Schaltungsanordnung bewirkt, dass bei der Öffnung der Kontaktstelle die Spannung an dieser eine bestimmte, durch die Schaltung gegebene und von der Last fast unabhängige Anstiegsgeschwindigkeit enthält. Diese kann so gewählt werden, dass zwischen den Kontakten beim Öffnen keine Funkenbildung auftritt. Dadurch erreichen die Kontakte eine bisher beim Schalten einer induktiven Last nicht erzielte Lebensdauer.

   Im folgenden wird anhand der Figur eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise beschrieben.

   Die einzige Figur zeigt einen Stromkreis mit einer Gleichstromquelle 1. einer induktiven Last. zum Beispiel einem Relais 2, und einer Kontaktstelle 3. welcher ein Relaiskontakt sein kann.

   Parallel zur Kontaktstelle 3 liegt an den Punkten 4 und 5 ein Zweipol. Dieser enthält einen Verstärker, nämlich eine Darlington-Schaltung mit den Transistoren 6 und 7 und einem Emitterwiderstand 8 des Transistors 7. Die Kollektoren der Transistoren sind mit dem Punkt 4, die Emitter mit dem Punkt 5 verbunden. Zwischen den Punkten 4 und 5 liegt ferner ein Spannungsteiler bestehend aus einem Kondensator 8 und einem Widerstand 10. Der Abgriff 11 des Spannungsteilers ist über einen Widerstand 12 mit dem Steuereingang 13 der Darlington-Schaltung verbunden. Eine Diode 14 liegt zwischen dem Steuereingang der Darlington-Schaltung und dem Emitter des Transistors 6: ihre Durchlassrichtung ist entgegengesetzt zu der der Basis-Emitterstrecke der Transistoren.

   Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist die folgende: Ist die Kontaktstelle während genügend langer Zeit geschlossen, so befinden sich alle Punkte der Schaltung auf dem Potential der Klemme 4. Wird die Kontaktstelle 3 geöffnet, sinkt die Spannung an Punkt 5 um etwa 2 Volt gegenüber Punkt 4.

   Dieser Spannungsabfall entspricht im wesentlichen der Basis-Emitterspannung an der Darlington-Verstärkerschaltung. Die Transistoren 6 und 7 leiten und übernehmen den bisher durch die Kontaktstelle 3 fliessenden Strom. Die Spannung über den offenen Kontakten steigt im gleichen Masse an, wie der Kondensator 9 geladen wird. Diese geschieht fast ausschliesslich über den Widerstand 10, an dessen Klemmen eine konstante Spannung liegt, so dass der Spannungsanstieg linear mit der Zeit erfolgt. Die Verstärkung der Darlington-Schaltung ist so gross, dass der Strom durch Widerstand 12 zu vernachlässigen ist.

   Die Steilheit des Spannungsanstiegs du/dt am Kondensator und damit auch an den Zweipolklemmen 4 und 5 ist gegeben durch i/C, worin i den Strom durch den Widerstand 10 und C die Kapazität des Kondensators 9 darstellt. Die Steilheit wird so gewählt, dass die zulässige Kollektor-Emitter Spannung des Transistors 7 und die gewünschte Abfallverzögerung nicht überschritten wird.

   Die Spannung zwischen den Klemmen 4 und 5 steigt an, bis der Strom in der Induktivität 2 verschwindet und geht schliesslich auf den Wert der Batteriespannung V. Der Kondensator C ist ebenfalls auf diese Spannung geladen und die Transistoren 6 und 7 schalten ab.

   Schliesst die Kontaktstelle, so wird der Kondensator 9 über die Kontaktstelle 3, Diode 14 über Widerstand 12 in Parallelschaltung zu Widerstand 10 schnell entladen. Die schnelle Entladung ist wichtig, damit bei einer Wideröffnung der Kontaktstelle infolge von Prellungen der Kondensator bereits weit genug entladen ist, um eine Funkenlöschung in der vorhin beschriebenen Weise zu bewirken. Die Diode 14 verhindert, dass an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 7 eine zu hohe Sperrspannung auftritt. Die Widerstände 10 und 12 begrenzen den Entladestrom auf einen für die Kontaktstelle 3 unschädlichen Wert.

   Die Wirkung der Schaltung beruht darauf, dass der Kondensatorentladestrom beim Kontaktabschluss sehr klein sein kann, weil der Ladestrom bei der Kontaktöffnung durch den Verstärker vervielfacht wird.

   PATENTANSPRUCH

   Funkenlöschschaltung für eine Kontaktstelle, die in Reihe mit einer Gleichstromquelle und einer induktiven Last liegt, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Kontaktstelle ein den Spannungsanstieg an seinen Klemmen begrenzender Zweipol liegt, dass der Zweipol einen über einen Kondensator rückgekoppelten Verstärker enthält, dessen Ausgang an die Klemmen des Zweipols und dessen Eingang über einen Widerstand an das Bezugspotential des Verstärkers angeschlossen ist.

   UNTERANSPRUCH Funkenlöschschaltung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker mindestens einen Transistor enthält, dessen Steuereingang mit dem Verstärkereingang über einen Widerstand und mit dem Bezugspotential des Verstärkers über eine Diode verbunden ist.