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Elektronische Blinkschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische
Blinkschaltung mit zwei komplementären Transistoren, bei welcher eine Gleichstromquelle,
eine Belastung und der erste Transistor hintereinand--rgeschaltet sind, bei welcher
die Kollektorelektrode des zweiten Transistors mit der Basiselektrode des ersten
Transistors verbunden ist und bei welcher die Kollektorelektrode des ersten Transistors
über einen Kondensator mit der Basiselektrode des zweiten Transistors verbunden
ist. Derartige Blinkschaltungen sind besonders geeignet für Blinklichtwarnlampen,
die dazu dienen, Kraftfahrer auf Straßenreparaturen oder auf betriebsunfähige Fahrzeuge
aufmerksam zu machen.
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Bei einer bekannten Blinkschaltung dieser Art ist der exakte Betrieb
der Schaltung von einem genauen Gleichgewicht zwischen der Verstärkung des ersten
Transistors und dem Wert eines in dessen Stromkreis eingeschalteten Widerstandes
abhängig. Ist der Widerstand zu klein, so wird die als Belastung des zweiten Transistors
dienende Lampe blockiert, ist der Widerstand zu groß, wird die Lampe nicht eingeschaltet.
Die Beziehung zwischen der Verstärkung des.ersten Transistors und dem Wert des Widerstandes
ist daher sehr kritisch. Außerdem erfordert die bekannte Blinkschaltung die Einschaltung
einer Induktivität,-die den Kalt-Widerstand der Lampe ausgleicht. Die bekannte Blinkschaltung
weist ferner den Nachteil auf, daß ihre Betriebssicherheit bei längeren Unterbrechungszeiten
und niedriger Blinkfrequenz nicht gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten
Nachteile der bekannten Blinkschaltung eine Blinkschaltung zu schaffen, die in einem
verhältnismäßig großen Frequenzbereich stabil, nämlich unkritisch, arbeitet und
die eine längere Unterbrechungsdauer und eine geringere Blinkfrequenz gestattet,
als sie mit den bekannten Schaltungen möglich ist. Erreicht wird dies nach der Erfindung
durch einen Spannungsteiler, der zur Gleichstromquelle parallel geschaltet ist,
wobei die Basiselektrode des zweiten Transistors mit einem mittleren Punkt des Spannungsteilers
verbunden ist ' und durch einen zweiten Spannungsleiter, der zwischen der
Kollektorelektrode des ersten Transistors und der Bezugsspannung eingeschaltet ist,
wobei die Emitterelektrode des zweiten Transistors mit einem mittleren Punkt des
zweiten Spannungsteiles verbunden ist.
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Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Blinkschaltung sehr stabil
ist und sehr genau mit einer bestimmten Betriebsfrequenz arbeiten kann und außerdem
die Möglichkeit einer genauen Regelung der Unterbrechungszeit und Blinkfrequenz
auch bei niedrigen Blinkfrequenzen und langen Unterbrechungszeiten gibt. Die Einschaltung
einer Induktivität -wird vermieden. Die Auswirkungen von Veränderungen des inneren
Widerstandes der Transistoren werden auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Es zeigt Fig. 1 ein Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispiels
der Blinkschaltung nach der Erfindung, Fig. 2 ein Schaltschema eines weiteren AusfUhrungsbeispiels
mit einer R#geleinrichtung, Fig. 3 ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels
mit einer Einrichtung zur lichtabhängigen Steuerung der Blinkschaltung.
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In Fig. 1 ist mit 10 ein Transistor bezeichnet, dessen
Kollektor und Emitter12 und 14 über eine Belastung 16 mit der Gleichstromqüelle
18 verbunden sind. Bei der dargestellten Blinkschaltung ist die Stromquelle
vorzugsweise eine 6 V-Batterie, deren negativer Pol mit einer Bezugsspannung
oder mit Erde verbunden ist. Die Belastung 16 wird durch eine elektrische
Glühlampe gebildet, wenn der Stromkreis als eine Blinklichtwarnvorrichtung verwendet-wird.
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Der Transistor 10 ist beispielsweise als pnp-Flächentransistor
ausgebildet, der im Stromkreis mit einem komplementären npn-Flächentransistor 20
zusammenwirkt. Zu diesem Zweck ist der Kollektor 22 des Transistors 20 über einen
Widerstand 24 -mit der Basis 26
des Transistors
10 und die Basis 28 des Transistors 20 über einen Kondensator
30 mit dem Kollektor 12 des Transistors 10 verbunden. Ein aus den
Widerständen 32, 34 gebildeter Spannungsteiler ist zur Batterie
18
parallel geschaltet, und die Basis 28 des Transistors 20 ist mit
der gemeinsamen Verbindung dieser Widerstände verbunden. Ein aus den Widerstanden
36, 38
bestehender zweiter Spannungsteiler ist zwischen dem Kollektor
12 des Transistors 10 und Erde eingeschaltet, Wobei der Emittei40
des Transisförs 20 mit der gemeinsamen Verbindung dieser Widerstände verbunden ist.
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Wenn der Transistor 10 nicht leitend -ist, weist sein Kollektor
12 Bezugsspannung auf, und auch der Emitter 40 des Transistors 20 befindet sich
auf Bezugsspannung. Wenn jedoch der Transistor 10 leitet, trachtet der aus
den Widerständen 36 und 38 bestehende Spannungsteiler, die Spannung
des Emitters 40 auf einen Wert zu erhöhen, der zwischen dem der- Batterie und Erde
liegt. Bevor einer der Transistoren leitend wird, trachtet der aus den Widerständen
32, 34 bestehende Spannungsteiler zusätzlich, die Spannung der Basis
28 des Transistors 20 auf einen Wert zu erhöhen, der zwischen Erde und der
auf den Emitter 40 zur Wirkung gebrachten Spannung liegt, wenn der Transistor
10 leitend ist. Wenn daher der Kollektor 12 auf einer konstanten Spannung
gehalten wird (z. B. wenn der Transistor 10 nicht-leitend ist) und der Regelstrom
von der Basis zum Emitter des Transistors 20 vernachlässigt wird, nähert sich die
Basis 28 stets exponentiell der eben erwähnten Spannung mit einer Zeitkonstante,
die von der Kapazität des Kondensators 30 und einem Widerstand bestimmt wird,
der den paralleIgeschalteten Widerständen 32, 34 gleich ist.
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Die Wirkungsweise des Stromkreises ist folgende: Bei Beginn eines
Arbeitsganges sind beide Transistoren vorübergehend nicht-leitend, und die Basis
28
des Transistors 20 weist eine unterhalb der Bezugsspannung liegende Spannung
auf. Die Batterie 18 liefert Strom über den Spannungsteiler 32, 34,
der Kondensator wird entladen, und die Spannung an der Basis steigt exponentiell
an. Wenn diese Spannung einen oberhalb der Bezugsspannung liegenden Wert erreicht,
wird der Transistor 20 leitend, und infolge der Verbindung zwischen dem Kollektor
22 des Transistors 20 und der Basis 26 des Transistors 10 wird auch
dieser Transistor leitend. Wenn dies geschieht, bewirkt die Verbindung des Kollektors
12 des Transistors 10 über den Kondensator 30 mit der Basis
28
des Transistors 20, daß dieser Transistor mehr Strom zieht, und beide Transistoren
werden infolge der Regenerationswirkung voll leitend.
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Dadurch wird die Spannung des Kollektors 12 des Transistors
10 auf einen Wert erhöht, welcher der Batteriespannung entspricht, so daß
die Lampe 16
ganz eingeschaltet wird. Gleichzeitig bringt der über den Kondensator
30 wirkende Kollektor 12 die Spannung der Basis 28 des Transistors 20 auf
einen der vollen Batteriespannung entsprechenden Wert, und die Spannung des Ermitters
40 dieses Transistors wird infolge ihrer Verbindung mit dem Spannungsteiler
36, 38 auf einen oberhalb der Bezugsspannung liegenden Zwischenwert erhöht.
Die Spannung an der Basis 28 des Transistors 20 beginnt dann exponentiell
abzunehmen, wobei die Zeitkonstante dieser Abnahme hauptsächlich durch die Kombination
der Widerstände 32, 34 geregelt wird, da die Widerstände 36, 38 es
zulassen, daß die Spannung des Emitters 40 etwas über den durch die Folgewirkung
hervorgerufenen Zwischenwert ansteigt und auf diese Weise das Auftreten eines übermäßigen
Regelstromes von der Basis zum Emitter des Transistors 20 verhindern.
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Wenn die Spannung an der Basis 28 des Transistors 20 auf einen
Wert absinkt, der unmittelbar oberhalb des auf den Emitter 40 zur Wirkung gebrachten
Zwischenwertes liegt, wird der Transistor 20 nichtleitend, und der durch den Kollektor
22 fließende Strom reicht nicht mehr aus, den Transistor 10 in voll leitendem
Zustand zu halten. Infolgedessen nimm
die Spannung am Kollektor 12 des Transistors
10 ab und bewirkt, daß die Spannung an der Basis 28 des Transistors
20 schneller sinkt, so daß beide Transistoren schnell nicht-leitend werden. Die
Spannung an der Basis 28 sinkt dann auf den unterhalb der Bezugsspannung
liegenden Ausgangswert ab, und ein neuer Arbeitsgang beginnt.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Stromkreis kann das Verhältnis der
Einschaltdauer zur Ausschaltdauer der Lampe durch Einstellung des Verhältnisses
des Widerstandes 32 zum Widerstand 34 geändert werden, um die Spannung der
Basis 28 des Transistors 20 zu variieren, die der Spannungsteiler zu erhöhen
trachtet. Außerdem kann die Blinkfrequenz durch Änderung des Wertes des Kondensators
30 oder durch Veränderung beider Widerstände 32,
34 im gleichen Verhältnis
eingestellt werden. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Widerstand 24
gewöhnlich nicht für längere Unterbrechungen benützt wird, sondern nur, wenn kurze
Unterbrechungen erwünscht sind, weil er eine Betätigung des Transistors 20 bewirkt,
bevor dessen Basis 28 den Wert der vollen Batteriespannung-erreich4 so daß
ein zusätzlicher Strom von der Basis zum Emitter dieses Transistors ffießen kann.
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Fig. 2 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform des Stromkreises,
die eine einstellbare Einrichtung aufweist, welche eine gewisse Unabhängigkeit zwischen
der Blinkfrequenzregelung und dem Verhältnis der Einschaltdauer zur Ausschaltdauer
ermöglicht. Zu diesem Zweck ist der Widerstand 34 durch ein Potentiometer 34' ersetzt
und ein zweites Potentiometer 42 in die Verbindung zwischen dem Potentiometer 34'
und der Basis 28 des Transistors 20 eingeschaltet. Das Potentiometer34' regelt
das Verhältnis der Einschaltdauer zur Ausschaltdauer, und das Potentiometer42 regelt
die Frequenz. Das Potentiometer 34' kann einen verhältnismäßig niedrigen Widerstand
aufweisen.
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Da Blinklichtwarnlampen auf einer Absperrung od. dgl. während mehrerer
Tage ohne Wartung angebracht werden können, wird gemäß Fig. 3 eine
Ausführungsform der Blinkschaltung gezeigt. Die Schaltungsanordnung nach Fig.
3 enthält eine Photozelle, die die Blinkschaltung tagsüber unwirksam macht.
Die Photozelle 44, die eine sich selbst erregende Selenzelle sein kann, ist
zwischen der Basis 28 des Transistors 20 und Erde eingeschaltet. Zwischen
dem Spannungsteiler 32, 34 und der Basis des Transistors 20 kann eine
Diode, 46 angeordnet werden. Wenn in der Umgebung genügend Licht vorhanden ist,
erzeugt die Photozelle 44 einen Strom, der in der gewöhnlich nicht leitenden Richtung
der Zelle fließt, die als eine Diode anzusehen ist. Solange de# Zellenstrom größer
ist als der von der Batterie 18
über den Widerstand 32 zugeführte Strom,
wird der Transistor 20 und demgemäß auch der Transistor 10
nicht
leiten. Die Diode 46 ist für den Betrieb der Schaltung nicht unbedingt erforderlich,
verhindert je-
doch eine BeeMussung der Schaltung durch Ableitung von Strom
in der Durchlaßrichtung der Photozelle (die bei Dunkelheit als eine Diode anzusehen
ist), wenn der Transistor nicht-leitend ist. Die Diode 46 kann unter gewisser Einschränkung
der Wirksamkeit durch einen Widerstand ersetzt werden.
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Die beschriebene Blinkschaltung ist mit einem pnp-Transistor
10 und einem npn-Transistor 20 versehen. Selbstverständlich können aber die
beiden Transistoren in der Schaltungsanordnung vertauscht werden, indem die Polarität
der Batterie, der Diode und der Photozelle umgekehrt werden.