DE1065460B

DE1065460B - Arrangement for switching inductances on and off

Info

Publication number: DE1065460B
Application number: DENDAT1065460D
Authority: DE
Inventors: Berlin-Charlottenburg Dr.-Ing. Wilfried Fritzsche
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1959-09-17

Description

Die nachstehend beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Ein- und Ausschalten von Induktivitäten mit großer Leistungsaufnahme, beispielsweise von elektromagnetischen Kupplungen.The invention described below relates to an arrangement for switching on and off Inductors with high power consumption, for example from electromagnetic clutches.

Zum Ein- und Ausschalten elektrischer Kreise wurden ursprünglich ausschließlich mechanisch betätigte Schalter verwendet. Da derartige Schalter zu ihrer Betätigung einer mechanischen Kraft bedürfen und infolge der zu bewegenden Massen der Schaltvorgang nicht beliebig schnell ausgelöst werden kann, ging man zu elektronischen Schaltgliedern über. Die Anwendung derartiger elektronischer Schaltglieder in Form von Elektronenröhren blieb jedoch auf bestimmte Anwendungsfälle beschränkt und war im übrigen mit einem erheblichen Unsicherheitsfaktor behaftet, den die leichte Zerstörbarkeit der Elektronenröhren bedingte. Nachdem die Transistoren als elektronische Schaltelemente einen ausreichenden technischen Entwicklungsstand erreicht hatten, ging man dazu über, auch Transistoren zur Durchführung von Ein- und Ausschaltungen zu verwenden. Für die dafür besonders geeigneten Transistoren wurde die Bezeichnung Schalttransistor geprägt.To switch electrical circuits on and off, they were originally operated exclusively mechanically Switch used. Since such switches require a mechanical force to operate them and due to the masses to be moved, the switching process cannot be triggered at will, one went over to electronic switching elements. The application of such electronic switching elements in The shape of electron tubes remained, however, limited to certain applications and was otherwise with afflicted with a considerable uncertainty factor, which caused the easy destructibility of the electron tubes. After the transistors as electronic switching elements have a sufficient technical level of development had achieved, one went over to also transistors for the implementation of inputs and To use switch-offs. The name was given to the transistors that are particularly suitable for this Switching transistor shaped.

Das Anwendungsgebiet von Schalttransistoren ist jedoch auf die Fälle beschränkt, bei denen die Verlustleistung in den Transistoren die zulässigen Werte nicht überschreitet. Da bei ohmisch induktiver Last der Arbeitspunkt eines Transistors weit in das Gebiet hoher Verlustleistung hineinwandert, lassen sich Induktivitäten nicht ohne weiteres durch Schalttransistoren ein- und ausschalten; denn meist ist die Induktivität so groß, daß der Schalttransistor durch die auftretenden Überspannungen zerstört wird. Die auftretende Verlustenergie, je Schaltzyklus läßt sich auch durch Verkürzung der Schaltzeit nicht beliebig verkleinern, da fast die gesamte Energie an den Transistor abgegeben wird.However, the field of application of switching transistors is limited to those cases in which the power loss in the transistors does not exceed the permissible values. As with ohmic inductive load If the operating point of a transistor migrates far into the area of high power dissipation, inductances can be identified do not simply switch on and off using switching transistors; because mostly the inductance so large that the switching transistor is destroyed by the overvoltages that occur. The occurring Energy loss, per switching cycle cannot be reduced arbitrarily even by shortening the switching time, since almost all of the energy is given off to the transistor.

Die Anordnung zum Ein- und Ausschalten von Induktivitäten mit großer Leistungsaufnahme, beispielsweise von elektromagnetischen Kupplungen, nach der Erfindung zeigt nun einen Weg, die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten zu überwinden. Die Anordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei mit ihren Arbeitsstromkreisen in Reihe zu der Induktivität liegenden Transistoren als Schaltglieder, von. denen der eine entsprechend dem Schaltbefehl den Speisestromkreis für die Induktivität öffnet oder schließt und der andere, zu dessen Arbeitsstromstrecke ein Widerstand parallel geschaltet ist, in Abhängigkeit von der Größe des Stromes im Speisestromkreis derart beeinflußt ist, daß er sperrt, wenn die Größe des Speisestromes der Induktivität einen vorgegebenen Wert erreicht, so daß dann der Speisestrom über den Widerstand fließt, der so bemessen ist, daß er den AnordnungThe arrangement for switching inductors with large power consumption on and off, for example of electromagnetic clutches, according to the invention now shows a way that has occurred so far Overcoming difficulties. The arrangement according to the invention is characterized by two with their working circuits in series with the inductance lying transistors as switching elements, of. those one of them opens or closes the supply circuit for the inductance according to the switching command and the other, to whose working current path a resistor is connected in parallel, depending on is influenced by the size of the current in the supply circuit that it blocks when the size of the Feed current of the inductance reaches a predetermined value, so that then the feed current via the Resistance flows, which is dimensioned so that he the arrangement

zum Ein- und Ausschalten
von Induktivitätento switch on and off
of inductors

Anmelder:Applicant:

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

Dr.-Ing. Wilfried Fritzsche, Berlin-Charlottenburg,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Wilfried Fritzsche, Berlin-Charlottenburg,
has been named as the inventor

Strom auf einen für die Transistoren zulässigen Wert begrenzt.Current limited to a value permissible for the transistors.

Zur Steuerung des mit der Induktivität in Reihe liegenden Transistors kann eine von dem Steuerbefehl beaufschlagte Kippstufe dienen, die den Transistor öffnet oder schließt. Die Kippstufe kann in an sich bekannter Weise ebenfalls mit Transistoren ausgelegt sein. Auch für die Steuerung des Transistors, der parallel zu einem in Reihe mit der Induktivität geschalteten Widerstand liegt, kann eine Kippstufe dienen. Wird diese Kippstufe von dem Spannungsabfall an einem Widerstand im Speisestromkreis der Induktivität beaufschlagt, so schließt und öffnet sie den Transistor in Abhängigkeit von dem Strom durch die Induktivität. Dadurch wird eine Begrenzung auf den zulässigen Strom erreicht. Sobald nämlich dieser Strom erreicht ist, wird durch das öffnen des einen Transistors ein zusätzlicher Widerstand eingeschaltet und somit ein weiteres Wachsen des Stromes vermieden, das bedeutet, daß sich auch die Verlustleistungen der Transistoren im zulässigen Rahmen bewegen.To control the transistor in series with the inductance, one of the control command acted upon trigger stage that opens or closes the transistor. The tilting stage can be known per se Way also be designed with transistors. Also for controlling the transistor that is in parallel is connected to a resistor connected in series with the inductance, a flip-flop can be used. This trigger stage is affected by the voltage drop across a resistor in the supply circuit of the inductance applied, it closes and opens the transistor depending on the current through the inductance. This limits the permissible current. As soon as this one Current is reached, an additional resistor is switched on by opening one transistor and thus a further increase in the current avoided, which means that the power losses move the transistors within the permissible range.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung dargestellt. .An den Klemmen 1 und 2 liegt eine nicht dargestellte Spannungsquelle, die zur Speisung der Induktivität 3 dient. Diese mit 3 bezeichnete Induktivität kann beispielsweise die Induktivität einer Magnetpulverkupplung sein. In dem Speisestromkreis liegen der Transistor 4 und die Parallelschaltung von Transistor 5 und Widerstand 6. Die Steuerung des Transistors 4 geschieht durch die Kippstufe 7, die des Transistors'5 durch die Kippstufe 8. Wird auf die Kippstufe 7 über ihren Eingang 9 ein Befehl zum Einschalten der Magnetpulverkupplung gegeben, so bedeutet dies, daßIn the drawing, an embodiment of the circuit according to the invention is shown. A voltage source, not shown, which is used to feed the inductance 3, is connected to terminals 1 and 2. This inductance, denoted by 3, can be, for example, the inductance of a magnetic particle clutch. In the supply circuit are the transistor 4 and the parallel connection of transistor 5 and resistor 6. The transistor 4 is controlled by the flip-flop 7, that of the transistor 5 by the flip-flop 8. If the flip-flop 7 via its input 9 is a command to Turning on the magnetic particle clutch given, it means that

909 628/267909 628/267

durch die Induktivität 3 ein Strom fließen muß, damit sie das notwendige Magnetfeld aufbauen kann, das zum Ansprechen der Magnetpulverkupplung erforderlich ist. Zu diesem Zeitpunkt sei der Transistor 5 durch die ihn steuernde Kippstufe 8 in einen Zustand versetzt, der einen Stromfluß durch den Transistor 5 ermöglicht, d. h., dieser Transistor sei geschlossen. Der auf die Kippstufe 7 wirkende Steuerbefehl bewirkt nun ein Schließen des Transistors 4, so daß ein Stromfluß von der Klemme 1 über die Transistoren 4 und 5 durch die Induktivität 3 zur Klemme 2 möglich ist. Dieser Stromfluß bewirkt das Auftreten eines Span-₍nungsabfalles an dem Widerstand 10. Sobald dieser Strom seinen zulässigen Grenzwert erreicht, reicht der an dem Widerstand 10 auftretende Spannungsabfall aus, um in der Kippstufe 8 einen Steuerbefehl auszulösen, der den Transistor 5 öffnet. Das bedeutet, daß der Strom nicht mehr über diesen Transistor, sondern über den Widerstand 6 fließen muß. Dieser Widerstand ist nun so bemessen, daß er den Strom auf den zulässigen Wert begrenzt und somit eine Überbeanspruchung der Schalttransistoren verhindert. Zusätzlich ist in dieser Schaltung noch ein über einen Gleichrichter 11 geführter Ausgleichsstromkreis vorgesehen, über den die beim Abschalten der Induktivität auftretenden Ausgleichsströme fließen können. Das Abschalten der Induktivität geschieht in analoger Weise dadurch, daß der die Kippstufe 7 beaufschlagende Steuerbefehl ein Öffnen des Transistors 4 und damit eine Unterbrechung des Stromflusses bewirkt.A current must flow through the inductance 3 so that it can build up the necessary magnetic field that is required to respond to the magnetic particle clutch. At this point in time the transistor 5 is put into a state by the trigger stage 8 which controls it, which enables a current to flow through the transistor 5, that is to say that this transistor is closed. The control command acting on the trigger stage 7 now causes the transistor 4 to close, so that a current flow from the terminal 1 via the transistors 4 and 5 through the inductance 3 to the terminal 2 is possible. This flow of current causes the occurrence of a chip _(voltage drop across the resistor 10. As soon as this current reaches its maximum permissible level, the occurring at the resistor 10 the voltage drop is sufficient to trigger a control command in the flip-flop 8, which opens the transistor. 5 This means that the current no longer has to flow through this transistor, but through the resistor 6. This resistor is now dimensioned in such a way that it limits the current to the permissible value and thus prevents the switching transistors from being overloaded A rectifier 11 is provided compensating circuit through which the compensating currents that occur when the inductance is switched off can flow. The inductance is switched off in an analogous manner in that the control command applied to the flip-flop 7 causes the transistor 4 to open and thus an interruption of the current flow.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for switching inductors with large power consumption on and off, for example electromagnetic clutches, characterized by two with their working circuits u transistors lying in series with the inductance as switching elements, one of which according to the switching command, the supply circuit for the inductance opens or closes and the other, to whose working current path a resistor is connected in parallel, as a function is influenced by the size of the current in the supply circuit that it blocks when the size of the feed current of the inductance reaches a predetermined value, so that then the feed current flows through the resistor, which is dimensioned so that it transfers the current to one for the transistors permissible value limited

2. Arrangement according to claim 1, characterized by one acted upon by the control command Flip-flop for controlling the transistor in series with the inductance, which makes the transistor opens or closes.

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized by one of the voltage drop a resistor in the supply circuit of the inductance acted upon flip-flop to control the Transistor, which is parallel to a resistor connected in series with the inductance, which the Transistor closes and opens.

1 sheet of drawings