DE1121187B

DE1121187B - Transistorgesteuerte Relaisschaltung zur UEberwachung der Abweichungen einer Gleichspannung vom Sollwert

Info

Publication number: DE1121187B
Application number: DEF32206A
Authority: DE
Inventors: Herbert Roderer
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1960-09-27
Filing date: 1960-09-27
Publication date: 1962-01-04
Also published as: NL269614A

Description

Transistorgesteuerte Relaisschaltung zur Überwachung der Abweichungen einer Gleichspannung vom Sollwert Die Erfindung betrifft eine Relaisschaltung zur überwachung der Plus-Minus-Abweichungen einer Gleichspannung von einem Sollwert.
Es ist bekannt, zur Überwachung von Gleichspannungen auf positive und negative Abweichungen Drehspulrelais oder Telegrafenrelais zu verwenden.
Weiterhin werden zur Spannungsüberwachung spannungsempfindliche, mit Transistoren betriebene Relaisschaltungen angewandt, deren Wirkungsprinzip darauf beruht, daß die an einem Spannungsteiler abgegriffene Spannung mit dem Spannungsabfall an einer Zenerdiode verglichen wird, wobei der Ausgleichsstrom über die Emitter-Basis-Strecke eines Transistors fließt, der mit dem Relais in Reihe geschaltet ist und das Ansprechen des Relais bei einer bestimmten Speisespannung bewirkt. Die bekannten Grundschaltungen der spannungsempfindlichen Relaisschaltungen zeigen Fig. la und 1 b. Während im ersten Beispiel, d. h. bei Verwendung von Drehspul-oder Telegrafenrelais als Nachteil zu verzeichnen ist, daß die Relaistypen mechanisch sehr empfindlich sind und daß im allgemeinen nur ein einziger Kontakt geringer Leistung zur Verfügung steht, sind die spannungsempfindlichen Relaisschaltungen wesentlich vorteilhafter, da sie infolge des geringen Temperaturkoeffizienten der Zenerdioden nur eine geringe Temperaturabhängigkeit aufweisen, so daß man mit ihnen ein kleines Halteverhältnis erzielt und robuste Relais mit hochbelastbaren Kontakten verwenden kann. Fig. Ic zeigt die Ansprechcharakteristik der Anordnung.
Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der spannungsempfindlichen Relaisschaltungen für ein Grenzwertrelais zur Oberwachung einer Gleichspannung auf positive und negative Sollwertabweichungen dar. Während die angeführten Nachteile der Drehspul- und Telegraphenrelais vermieden werden, kommen die Vorteile der Spannungsempfindlichkeit der Relaisschaltung mit Transistoren voll zur Geltung, was dadurch erreicht wird, daß der Reihenschaltung des Relais 5 mit der Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 4 ein Widerstand 6 vorgeschaltet wird und die Reihenschaltung des Relais mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten Transistors 7 überbrückt ist, der ebenfalls durch die Spannungsdifferenz zwischen der von einem zweiten, an der zu überwachenden Spannung liegenden Spannungsteiler 8, 9 abgegriffene Spannung und einer mittels einer Zenerdiode 10 erzeugten konstanten Vergleichsspannung gesteuert wird.
Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß sich das Halteverhältnis des transistorgesteuerten Relais stark einengen läßt, wenn durch zusätzliche Anordnung von Widerständen die Voraussetzungen geschaffen werden, mit vorgespannten Zenerdioden zu arbeiten, daß sich eine Empfindlichkeitssteigerung der Schaltanordnung erreichen läßt, wenn statt der Transistoren 4 und 7 je zwei oder mehrere Transistoren in Stromverstärkerschaltung verwendet werden, und daß die Empfindlichkeit extrem wird, wenn statt der einzelnen Transistoren 4 und 7 eine aus mehreren, vorzugsweise zwei Transistoren bestehende Kaskadenschaltung angewendet wird.
Das Prinzip der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert: Fig. 2 a und 2 b zeigen die erweiterte spannungsempfindliche Relaisschaltung, bei der die Spannung des Spannungsteilers 1, 2 mit dem Spannungsabfalt an der Zenerdiode 3 verglichen wird. Obersteigt die Spannung am Teilwiderstand 2 des Spannungsteilers 1, 2 die Spannung der Zenerdiode 3, so fließt über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 4 ein Ausgleichsstrom. Als Folge hiervon fließt über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 4 ein verstärkter Strom, der das Relais 5 zum Ansprechen bringt. Voraussetzung hierzu ist jedoch, daß bei der an die Klemmen angelegten Gleichspannung der Spannungsteiler 8, 9 so eingestellt ist, daß der Spannungsabfall am Teilwiderstand 9 kleiner ist als die Spannung an der Zenerdiode 10. Steigt die an die Klemmen angelegte Spannung, so daß der Spannungsabfall am Teilwiderstand 9 des Spannungsteilers 8, 9 größer wird als die Spannung der Zenerdiode 10, so fließt auch über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 ein Ausgleichsstrom, d. h., der Transistor 7 wird leitend, was zur Folge hat, daß die Reihenschaltung aus Transistor 7 und Relais kurzgeschlossen wird und Relais 5 abfallen läßt. Fig. 2 c zeigt die Ansprechcharakteristik des Grenzwertrelais.
Wird diese Schaltung erfindungsgemäß dahingehend erweitert, daß durch zusätzliche Anordnung von Widerständen die Zenerdiede mit Vorspannung arbeitet, so wird eine starke Einengung des Halteverhältnisses an der unteren bzw. oberen Schaltgrenze erzielt.
Weitere Empfindlichkeitssteigerungen werden erreicht, wenn anstatt der beiden Transistoren 4 und 7 je zwei oder mehrere Transistoren in Stromverstärkerschaltung verwendet werden oder wenn, was zu extremer Empfindlichkeit führt, die Transistorschaltung dahingehend ausgebildet wird, daß sie in mehrstufigen, vorzugsweise zweistufigen Kaskaden ausgeführt wird (Fig. 3 a), d. h., wenn an Stelle der beiden Transistoren 4 und 7 mehrere, vorzugsweise zwei Transistoren 7, 7' und 4, 4' angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-1.
Transistorgesteuerte Relaisschaltung zur überwachung der Abweichungen einer Gleichspannung von einem Sollwert, bei der ein Relais mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors in Reihe geschaltet ist, dessen Steuerspannung durch Vergleich der an einem an der zu überwachenden Spannung liegenden Spannungsteiler abgegriffenen Spannung mit einer mittels einer Zenerdiode erzeugten konstanten Bezugsspannung gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung des Relais (5) mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (4) ein Widerstand (6) vorgeschaltet und die Reihenschaltung des Relais mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten Transistors (7) überbrückt ist, der ebenfalls durch die Spannungsdifferenz zwischen der von einem zweiten, an der zu überwachenden Spannung liegenden Spannungsteiler (8, 9) abgegriffenen Spannung und einer mittels einer Zenerdio& (10) erzeugten konstanten Vergleichsspannung gesteuert wird (Fig. 2 a und 2 b). 2.
Transistorgesteuerte Relaisschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdioden vorgespannt sind. 3. Transistorgesteuerte Relaisschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt jedes Transistors (7) mehrere Transistoren in Stromverstärkerschaltungen angeordnet sind.
4. Transistorgesteuerte Relaisschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt jedes Transistors (7) eine aus mehreren, vorzugsweise zwei Transistoren (7, 7') bestehende Kaskadenschaltung angeordnet ist (Fig. 3 a).