DE1055083B - Mechanischer Schalter zum OEffnen elektrischer Stromkreise - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, daß man beim öffnen mechanischer Schalter parallel zum Schalter Nebenwege, beispielsweise Kondensatoren, anordnet, um den öffnungsfunken oder das Ziehen eines Lichtbogens zu unterdrücken. Kondensatoren im Nebenweg haben den Nachteil, daß sie beim Einschalten des Kontaktes kuirzschlußartige Entladeströme über den Kontakt fließen lassen, so daß letzterer durch Lichtbogen oder Stoffwanderung beschädigt wird. Außerdem müssen bei der Unterbrechung größerer Ströme die Kondensatoren verhältnismäßig groß werden, um ihre Aufgabe zu erfüllen.

Nach der Erfindung wird im Nebenweg zu einem Schalter ein Transistor angeordnet, welcher derart geschaltet ist, daß im ersten Augenblick nach der Kontaktoffnung der Strom im Nebenweg vom Emitter zum Block und von hier über einen Kondensator zum anderen Pol des Schalters fließt. Durch diesen im ersten Augenblick fließenden Emitterstrom wird infolge der Transistorwirkung die KoMektorseite des Transistors durchlässig, so> daß jetzt der Nebenwegstrom vom Emitter über den Block zum Kollektor, unter Umgehung des Kondensators, fließen kann. Die Anordnung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß sie mit sehr viel kleineren Kondensatoren auskommt und daß außerdem beim Einschalten des Kontaktes keine kurzschluß artigen Entladungsströme aus dem Kondensator fließen können.

In der Zeichnung ist die Erfindung am Beispiel eines einpoligen Schalters 5 dargestellt. Der Schalter möge in einem Augenblick öffnen, in dem die treibende Spannung des Laststromkreises (Last=L) die bezeichnete Richtung hat. Sobald bei Beginn des Öffnungsvorganges die Spannung am Schalter S die Größenordnung von 0,5 V erreicht hat, kann über den Emitter E zum Block B über den Kondensator K ein Strom fließen. Dieser Emitterstrom öffnet den Weg zum Kollektor C, und zwar fließt zum Kollektor C auch bei kleinerem Kondensator K ein verhältnismäßig großer Strom, solange noch ein geringer Strom im Kondensator fließt, und zwar ist das Verhältnis des Stromes im Kollektor zu dem im Kondensator etwa gleich der Stromverstärkung des Transistors, d. h. bei heutigen Transistoren von der Größenordnung 50. Damit der Kondensator sich bis zu einem folgenden Schaltvorgang wieder entladen kann, ist ein verhältnismäßig hochohmiger Widerstand R parallel zum Kondensator oder auch parallel zur Emitter-Block-Strecke angeordnet. Statt des Kondensators kann auch irgendein anderes Schaltelement verwendet werden, welches im ersten Augenblick möglichst spannungslos stromdurchlässig ist und anschließend sperrt, wie beispielsweise ein mit der Temperatur ansteigender Widerstand. Soll der Schalter

Mechanischer Schalter
zum öffnen elektrischer Stromkreise

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs- G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Floris Koppelmann, Berlin-Siemensstadt, ist als Erfinder genannt worden

Ströme wechselnder Polarität unterbrchen können, so können zwei Transistoren gegensinnig parallel zum Schalter gelegt werden. Die »Öffnungszeit« des Transistors ist, wenn man geeignete Konstruktionen auswählt, von der Größenordnung weniger Mikrosekunden, d. h. es vergeht eine Zeit von wenigen Mikrosekunden von dem Augenblick, in dem die Spannung am Schalter die Größenordnung- von 0,5 V erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Transistor durchlässig wird. Diese Zeit ist so kurz, und außerdem ist die Spannung am Transistor nach seiner Öffnung so gering, nämlich bei geeigneter Wahl des Transistors von der Größenordnung ein oder weniger Volt, daß sich am Schalter keine nennenswerte Entladung und auch keine nennenswerten, Stoffwanderung hervorrufenden Schmelzvorgänge von Metallbrücken ausbilden können. Aus diesem Grund kann der Schalter sehr oft betätigt werden, ohne daß die Kontaktflächen beschädigt werden, soi daß die Anordnung nach der Erfindung auch für periodische Schalter, wie mechanische Stromrichter (Kontaktumformer und Zerhacker), benutzt werden kann. Reicht die Sperrspannung eines Transistors nicht aus, so können mehrere in Reihe geschaltet werden. Man kann auch doppelt oder mehrfach unterbrechende mechanische Schalter benutzen und zu jeder Trennstrecke einen Transistor nach der Erfindung parallel schalten. Die »Anlaufspannung« des Transistors von etwa 0,5 V kann durch eine kleine Zusatzspaniiung Z im Nebenweg ganz oder teilweise derart kompensiert werden, daß der Transistor schon bei geschlossenem Schalter 5 einen gewissen kleinen Dauerstrom führt. Die Zusatzspannung kann auch unmittelbar vor dem

S09 790/381

Claims (4)

Emitter oder an einer anderen geeigneten. Stelle des Nebenweges eingeführt werden. Patentansprüche:

1. Mechanischer Schalter zum öffnen elekfrischer Stromkreise, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Schalter ein Transistor derart angeordnet ist, daß bei Beginn der öffnung des Schalters ein Strom vom Emitter des Transistors zum Block und von hier über einen Kondensator zum anderen Pol des Schalters fließen kann, so daß durch diesen Strom die Kollektorseite des Transistors durchlässig wird und der Transistor als Nebenweg zum Schalter wirkt.

2. Mechanischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Konden-

sator oder an anderer geeigneter Stelle ein Entladewiderstand angeordnet ist.

3. Mechanischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufspannung des Transistors und ebenso auch die gesamte Durchlaßspannung des Transistors durch Zusatzspannungen an geeigneten Stellen des Stromkreises wenigstens teilweise kompensiert ist.

4. Mechanischer Schalter nach Anspruch 1 oder folgenden für große Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schalter mindestens zwei Transistoren in Reihe angeordnet sind oder daß mehrere mechanische Sdhalterstrecken in Reihe mit je einem oder mehreren Transistoren parallel vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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