DE1105062B

DE1105062B - Electronic relay

Info

Publication number: DE1105062B
Application number: DEK32840A
Authority: DE
Inventors: Herbert Muehe
Original assignee: Keller Spezialtechnik GmbH
Current assignee: Keller Spezialtechnik GmbH
Priority date: 1957-09-02
Filing date: 1957-09-02
Publication date: 1961-04-20

Description

Elektronisches Relais Die Erfindung betrifft ein elektronisches Relais, bei dem ein elektromagnetisches Relais durch den durch eine gezündete, gittergesteuerte Gasentladungsröhre mit Kaltkathode fließenden Strom betätigt wird. Ein bekanntes elektronisclhes Relais weist eine derartige Steuerröhre und ein elektromagnetisches Relais auf. Die Steuerröhre kennt nur die beiden Möglichkeiten »gezündet« oder »nicht gezündet« und ist somit dem normalen Relais gleichwertig. Die Steuerung ihrer beiden Zustände geschieht praktisch leistungslos über ein bekanntes Gitter. Liegt die Steuerspannung unter dem zur Zündung notwendigen Wert, so kann ein kurzzeitiges Ansteigen der Wechselspannung die Röhre in einer Halbwelle zünden, während sie in der nächsten Halbwelle, sofern die Netzspannung wieder ihren Normalwert erreicht hat, urigezündet bleibt. Ähnlich ist es bei Unterspannung. Ist die Röhre auf Grund der Steuerspannung gezündet, so kann sie bei Unterspannung während einer Halbwelle urigezündet bleiben. Kurzzeitige Netzspannungsschwankungen, wie sie in Industriebetrieben häufig vorkommen, wirken sich, wenn die Steuerspannung nahe der Zündspannung liebt, als Flattern des Relais aus. Dieses Flattern ist sowohl für das Relais selbst als auch vor allem für die vom Relais gesteuerten Organe nachteilig.Electronic relay The invention relates to an electronic relay, in which an electromagnetic relay is triggered by a grid-controlled relay Gas discharge tube with cold cathode flowing current is operated. A well-known one electronic relay has such a control tube and an electromagnetic one Relay on. The control tube only knows the two options “ignited” or “not” ignited «and is therefore equivalent to the normal relay. Controlling both of you States happens practically without power over a known grid. Is the control voltage below the value required for ignition, there may be a brief increase in the alternating voltage ignite the tube in one half-wave, while in the next half-wave, provided the mains voltage has reached its normal value again, remains ignited. Similar it is at undervoltage. If the tube is ignited due to the control voltage, so in the event of undervoltage, it can remain primed for a half-wave. Short term Mains voltage fluctuations, as they often occur in industrial companies, have an effect If the control voltage is close to the ignition voltage, the relay will flutter the end. This flutter is both for the relay itself and especially for the organs controlled by the relay disadvantageous.

Ein Parallelkondensator zum Relais, der in gewissen Grenzen Abhilfe schaffen kann, darf bei Kaltkathodensteuerröhren im Wechselstrombetrieb nur dann verwendet werden, wenn die Summe aus Ladespannung des Kondensators und der Spitzenspannung der entgegengesetzten Halbwelle die Rückzündungsgrenze nicht übersteigt. Das bedingt eine Herabsetzung der Betriebsspannung oder die Anordnung eines Vorwiderstandes vor der Parallelschaltung von Relais und Kondensator. Anordnungen dieser Art sind bekannt. Bei ihnen wird die ausnutzbare Leistung der Steuerröhre wesentlich herabgesetzt.A parallel capacitor to the relay, the remedy within certain limits can create, with cold cathode control tubes in AC operation only then used when the sum of the charging voltage of the capacitor and the peak voltage the opposite half-wave does not exceed the reignition limit. That requires a reduction in the operating voltage or the arrangement of a series resistor before the parallel connection of relay and capacitor. Arrangements of this type are known. With them, the usable power of the control tube is significantly reduced.

Wechselspannungsstabilisierungen sind meistens kostspielig und wegen ihrer verzerrten Kurvenform oftmals unbrauchbar.AC voltage stabilizations are mostly expensive and because of their distorted curve shape is often unusable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten elektronischen Relais mit Kaltkathodensteuerröhren im Wech,selspannungsbetrieb bei Verwendung wenig aufwendiger Schaltmittel bezüglich der Flatterneigung zu beseitigen und gleichzeitig durch Verwendung eines Wechselspannungsvorverstärkers eine wesentliche Empfindlichkeitssteigerung zu erzielen.The invention is based on the disadvantages of the known electronic relay with cold cathode control tubes in alternating voltage operation To eliminate the use of less complex switching means with regard to the tendency to flutter and at the same time an essential one by using an AC voltage preamplifier To achieve an increase in sensitivity.

Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß ein zusätzliches Vorverstärkerröhrensystem vorgesehen ist, von dessen Anode dem Zünder der Kaltkathodensteuerröhre über einen Widerstand, d. h. galvanische Kopplung, die Vorspannung zugeführt wird, und daß bei gezündeter Kaltkathodensteuerröhre am Kathodenwiderstand derselben eine Gleichspannung entsteht, die durch einen Kondensator geglättet wird, wobei die Höhe der Gleichspannung durch die Zeitkonstante, gebildet aus dem Kathodenwiderstand und dem Kondensator, beeinflußt und sie der Kathode des Vorverstärkers zugeleitet wird, wodurch sich der Arbeitspunkt der Vorverstärkerröhre so verschiebt, daß die Spannung an der Anode der Vorverstärkerröhre steigt und die Gleichspannung über einen Widerstand dem Zünder der Kaltkathodensteuerröhre zugeführt wird, wodurch der Zündpunkt sicher überschritten wird.For this purpose, the invention consists in that an additional Preamplifier tube system is provided, from the anode of which the igniter of the cold cathode control tube via a resistor, d. H. galvanic coupling, the bias voltage is applied, and that with ignited cold cathode control tube at the cathode resistance of the same one DC voltage is created, which is smoothed by a capacitor, whereby the height the DC voltage through the time constant, formed from the cathode resistance and the capacitor, and fed them to the cathode of the preamplifier is, whereby the operating point of the preamplifier tube shifts so that the Voltage at the anode of the preamplifier tube rises and the DC voltage rises a resistor is supplied to the igniter of the cold cathode control tube, whereby the ignition point is surely exceeded.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Höhe der am Kathodenwiderstand der gezündeten Kaltkathodensteuerröhre entstehenden Gleichspannung durch die Größe des Widerstandes und/oder des Kondensators beeinflußbar ist, so daß sowohl die volle Höhe als auch ein Teilbetrag (Spannungsteiler) der Gleichspannung der Kathode des Vorverstärkers zuführbar ist.Another feature of the invention is that the height of the DC voltage generated at the cathode resistance of the ignited cold cathode control tube can be influenced by the size of the resistor and / or the capacitor, so that both the full amount and a partial amount (voltage divider) of the DC voltage the cathode of the preamplifier can be fed.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist an Hand eines Schaltungsschemas dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is given a circuit diagram shown.

Ein elektromagnetisches Relais ER und eine Kaltkathodensteuerröhre Rö 2 sowie eine Vorverstärkerröhre Rö 1 sind folgendermaßen geschaltet: Der Vorverstärkerröhre Rö 1 wird eine Steuerspannung von einem Geber od. dgl. über die Leitung 1, die mit dein Gitter der Röhre Rö 1 verbunden ist, zugeführt. An der Anode A 1 der Röhre Rö 1 wird die verstärkte Spannung abgenommen und über die Leitung 2, in der ein Widerstand R4 angeordnet ist, dem Zünder Z der Kaltkathodensteuerröhre Rö 2 zugeführt. Bei entsprechender Spannung am Zünder wird die Steuerröhre leitend, und der durch sie sowie die Leitung 3 und das Relais ER fließende Strom läßt letzteres ansprechen.. Um Netzspannungsschwankungen unwirksam zu machen, ist die Kathode K2 der Kaltkathodensteuerröhre Rö2 einmal über die Leitung 4 und einen darin liegenden Widerstand R5 und zum anderen über die Zweigleitung 5 und einen darin angeordneten Kondensator C 3 sowie über die Leitung .6 mit der Masse @1, d. h. mit einem Pol der Wechselspannung, verbunden. Die Kathode K 1 der Röhre Rö 1 ist über eine Leitung 7 und einen darin angeordneten ZU"iderstand R3 sowie eine Zweigleitung 8 und einen darin angeordneten Kondensator C 1 und über die Leitung 9 mit der Kathode 112 der Röhre Rö2 verbunden. Die Steuerspannung liegt am Widerstand R1, d. h. zwischen Leitung 1 und Masse 1.1. Die Anode A 1 der Röhre Rö 1 ist über Leitung 10 und einen darin . -in,e - ordneten Widerstand R2 mit dem zweiten Pol O der Wechselspannungsquelle verbunden. Der Zünderz der Röhre Rö2 ist über die Leitung 11 und einen darin angeordneten Kondensator C2 in üblicher Weise zur Erhöhung der Zündsicherheit mit Masse M verbunden.An electromagnetic relay ER and a cold cathode control tube Rö 2 as well as a preamplifier tube Rö 1 are connected as follows: The preamplifier tube Rö 1 is supplied with a control voltage from a transmitter or the like via the line 1, which is connected to the grid of the tube Rö 1 . The increased voltage is picked up at the anode A 1 of the tube Rö 1 and fed to the igniter Z of the cold cathode control tube Rö 2 via the line 2, in which a resistor R4 is arranged. When the voltage at the igniter is appropriate, the control tube becomes conductive, and the current flowing through it, line 3 and relay ER causes the latter to respond lying resistor R5 and on the other hand via the branch line 5 and a capacitor C 3 arranged therein and via the line .6 to the ground @ 1, ie to one pole of the alternating voltage. The cathode K 1 of the tube Rö 1 is connected to the cathode 112 of the tube Rö2 via a line 7 and a ZU "resistor R3 arranged therein as well as a branch line 8 and a capacitor C 1 arranged therein and via the line 9 to the cathode 112 of the tube Rö2 resistor R1, that is, between the line 1 and ground 1.1 the anode a 1 of the tube Ro 1 is connected via line 10 and a -in therein, e -.. associated resistor R2 to the second terminal O connected to the AC voltage source the Zünderz the tube ROE2 is. Connected to ground M via line 11 and a capacitor C2 arranged therein in the usual way to increase the ignition reliability.

Das elektronische Relais nach der Erfindung wirkt in folgender Weise: Hat die Kaltkathodensteuerröhre gezündet, so baut sich am Kathodenwiderstand eine pulsierende Gleichspannung auf. Diese Gleichspannung wird durch den Kondensator geglättet. Auch in der negativen Halbwelle (Anode negativ gegen Kathode) steht also an diesem Kondensator eine Gleichspannung. Der Kathode der Vorverstärkerröhre wird also eine positive Vorspannung zugeführt. Dadurch verschiebt sich der Arbeitspunkt dieser Röhre, d. h., es fließt weniger Anodenstrom. Der geringere Anodenstrom ruft am Arbeitswiderstand einen geringeren hervor, d. h., die Spannung der Anode steigt. Da die Anode der Röhre 1 aber galvanisch, d. h. leitend mit dem Zünder der Steuerröhre verbunden ist; steigt gleichzeitig die Vorspannung am Zünder. Der Zündpunkt wird also bei einmal erfolgter Zündung sicher überschritten. Sinkt die Netzspannung und damit die Spannung an der Anode der Röhre 1 kurzzeitig unter ihren Sollwert, so reicht die Differenz nicht aus, um die Kaltkathodensteuerröhre zum Erlöschen zu bringen.The electronic relay according to the invention works in the following way: If the cold cathode control tube has ignited, one builds up at the cathode resistor pulsating DC voltage. This DC voltage is generated by the capacitor smoothed. So also in the negative half-wave (anode negative against cathode) stands a DC voltage across this capacitor. The cathode of the preamp tube will be so a positive bias applied. This shifts the operating point this tube, d. that is, less anode current flows. The lower anode current calls a lower work resistance, d. that is, the voltage of the anode increases. Since the anode of the tube 1 is galvanic, i. H. conductive with the igniter of the control tube connected is; at the same time, the preload on the igniter increases. The ignition point will thus surely exceeded once ignition has taken place. If the mains voltage drops and so that the voltage at the anode of tube 1 briefly falls below its setpoint, so the difference is not sufficient to cause the cold cathode control tube to extinguish bring.

Die dargestellte Schaltungsanordnung bringt bei Verwendung nur eines Verstärkersystems mit galvanischer Kopplung als Nachteil eine gewisse Minderung der Empfindlichkeit bzw. der Regelgenauigkeit mit sich. Bei der Dimensionierung ist deshalb durch entsprechende Wahl des Kathodenwiderstandes bzw. der der Kathode der Röhre 1 (Spannungsteiler) zu= geführten Spannung ein Kompromiß zwischen Abhän= gigkeit von Netzspannungsschwankungen und Emp= findlichkeit zu schließen.The circuit arrangement shown brings when only one is used Amplifier system with galvanic coupling as a disadvantage a certain reduction the sensitivity or the control accuracy with it. When dimensioning is therefore through the appropriate choice of the cathode resistance or that of the cathode the tube 1 (voltage divider) to = led voltage a compromise between depending = the possibility of mains voltage fluctuations and sensitivity.

Die Empfindlichkeit läßt sich jedoch durch zusätz= liehe Anordnung eines oder mehrerer Vorverstärkersysterne wesentlich steigern. Da der Vorverstärker ein Wechselspannungsverstärker ist, kann die Verstärkung durch entsprechende Maßnahmen (z. B. durch Gegenkopplung) konstant gehalten werden, so daß sich trotz höherer Eingangsempfindlichkeit die Flatterneigung des Relais durch Netzspannungsschwankungen nicht erhöht.The sensitivity can, however, by additional = borrowed arrangement increase one or more preamplifier systems significantly. As the preamp If an AC voltage amplifier is used, the amplification can be increased by taking appropriate measures (e.g. by negative feedback) are kept constant, so that despite higher Input sensitivity the tendency of the relay to flutter due to mains voltage fluctuations not increased.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electronic relay in which an electromagnetic relay is actuated by the current flowing through an ignited, grid-controlled gas discharge tube with cold cathode, characterized in that an additional preamplifier tube system (Rö 1) is provided, the anode of which is the igniter (Z) Cold cathode control tube (Rö2) via a resistor (R4). i.e. galvanic coupling, the bias voltage is supplied, and that when the cold cathode control tube is ignited, a DC voltage is generated at the cathode resistor (R5) of the same, which is smoothed by a capacitor (C3), the level of the DC voltage being determined by the time constant, formed from the cathode resistor (R5) and the capacitor (C3), and it is fed to the cathode (K 1) of the preamplifier (Rö 1), whereby the operating point of the preamplifier tube (Rö 1) shifts so that the voltage at the anode (A1) of the preamplifier tube (Rö 1) increases and the DC voltage is fed to the igniter (Z) of the cold cathode control tube via the resistor (R4), whereby the ignition point is surely exceeded.

2. Electronic relay avenge claim 1. characterized in that the level of the cathode resistor (R5) of the ignited Cold cathode control tube resulting DC voltage due to the size of the resistor (R5) and / or the capacitor (C3) can be influenced, so that both the full height as well as a partial amount (voltage parts) of the equal voltage of the cathode (111) of the Preamplifier (Rö 1) can be fed. Publications considered: Kretzmann, "Industrial Electronics", 1952, p. 94; K r e t z m a n n, »Circuit book of the industrialists Electronics ”, 1955, p. 24; Electronics magazine, 1957, No. 8, p. 243.