DE1170044B

DE1170044B - Arrangement for influencing the holding ratio of a direct current relay

Info

Publication number: DE1170044B
Application number: DEL35387A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedel Schmitz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-02-17
Filing date: 1960-02-17
Publication date: 1964-05-14

Description

Anordnung zum Beeinflussen des Halteverhältnisses eines Gleichstrom-Relais Jedes Relais hat einen bestimmten Einstellwert, den sog. Sollwert des Anzugs- oder Abfallwertes, der innerhalb eines gewissen Einstellbereiches auf einen bestimmten Wert eingestellt werden kann. Das Verhältnis zwischen Anzugs- und Abfallwert ist das Halteverhältnis, welches immer größer als 1 ist. Wird nun berücksichtigt, daß schon die Einstellwerte einen gewissen Streubereich aufweisen, d. h., daß ein Relais nicht genau beim Abfall- oder Anzugswert anspricht, so ist leicht zu sehen, daß eine Annäherung des Halteverhältnisses zum Werte 1 mit normalen Relaisschaltungen nicht möglich ist. Für eine gewünschte, beliebige Feineinstellung eines Relais kommt noch erschwerend die Erschütterungsempfindlichkeit hinzu. Für technische Anwendungen eines üblichen Relais ist das Halteverhältnis, welches das Intervall zwischen Ansprechen und Abfallen darstellt und allgemein in der Größenordnung 3:1 liegt, häufig zu groß. Demnach ist ein Halteverhältnis, dessen Werte gegen 1 strebt, wünschenswert.Arrangement for influencing the holding ratio of a direct current relay Each relay has a certain setting value, the so-called setpoint of the pick-up or drop-off value, which can be set to a certain value within a certain setting range. The ratio between the pull-in and drop-out value is the hold ratio, which is always greater than 1 . If it is now taken into account that the setting values already have a certain scatter range, i. That is, that a relay does not respond exactly at the drop-out or pick-up value, it is easy to see that an approximation of the hold ratio to the value 1 is not possible with normal relay circuits. For a desired, arbitrary fine adjustment of a relay, the vibration sensitivity makes it even more difficult. For technical applications of a conventional relay, the hold ratio, which represents the interval between response and dropout and is generally in the order of 3: 1, is often too large. Accordingly, a hold ratio tending towards 1 is desirable.

Durch Vergrößern der Trennhöhe mittels Ankertrennschraube kann eine Änderung des Halteverhältnisses in gewissen Grenzen an üblichen Relais vorgenommen werden. Mit der gewünschten Verkleinerung des Halteverhältnisses wächst jedoch die Erschütterungsempfindlichkeit stark an, so daß letztlich von genau definierten Ansprechwerten nicht mehr gesprochen werden kann.By increasing the separation height using the anchor separation screw, a Change of the holding ratio within certain limits made on conventional relays will. However, with the desired reduction in the holding ratio, the Vibration sensitivity strongly increases, so that ultimately of precisely defined response values can no longer be spoken.

Die in der Erfindung vorgeschlagene transistorisierte Schaltungsanordnung weist gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil auf, daß die Ansprechwerte, der Anzugs- und der Abfallwert, sehr genau definiert sind und entsprechend genau eingestellt werden können und damit ein Halteverhältnis gegen den Wert 1 praktisch erreicht werden kann. Die vorgeschlagene Schaltung genügt bezüglich der technischen Anwendbarkeit den in der Technik auftretenden Ansprüchen.The transistorized circuit arrangement proposed in the invention has the advantage over the known arrangements that the response values, the pull-in value and the drop-out value, are very precisely defined and can be set accordingly, so that a holding ratio of 1 can be achieved in practice. In terms of technical applicability, the proposed circuit satisfies the technical requirements.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Beeinflussen des Halteverhältnisses eines Gleichstrom-Relais und besteht darin, daß die das Relais steuernde Aus angsspannung durch eine Zenerdiode in ihrer 9 " Höhe begrenzt ist, daß zwischen dem das Basispotential für den Eingangstransistor erzeugenden Spannungsteiler und dem Spannungsbegrenzer ein Strombegrenzungswiderstand liegt und daß das positive Potential des Relais auf die Basis des Eingangstransistors rückgekoppelt ist.The invention relates to an arrangement for influencing the holding ratio of a direct current relay and consists in the fact that the relay controlling from angssvoltage is limited by a Zener diode in its 9 "height, that between the voltage divider generating the base potential for the input transistor and the voltage limiter, a current limiting resistor and that the positive potential of the relay is fed back to the base of the input transistor.

Der Schaltungsaufbau und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels gezeigt und erläutert. Die Spannung, welche das Relais aussteuert, liegt am Eingang 10. Wenn sich die an den Klemmen 10 anliegende Gleichspannung positiv oder negativ ändert und zwar so, daß die festgelegten Ansprechwerte überschritten werden, dann zieht das Relais 3 an oder fällt ab, je nach dem Vorzeichen der Änderung. Mit diesem Ansprechen des Relais 3 kann irgendeine Schalthandlung vorgenommen werden, die z. B. dem Schutze oder der Regelung einer zu überwachenden Anlage dient. Die Zenerdiode 4 wirkt spannungsbegrenzend, während der vorgeschaltete Widerstand 9 den Strom begrenzt.The circuit structure and the mode of operation of the circuit arrangement according to the invention are shown and explained using the exemplary embodiment shown in the figure. The voltage that controls the relay is at input 10. If the DC voltage applied to terminals 10 changes positively or negatively in such a way that the specified response values are exceeded, relay 3 picks up or drops out, depending on the Sign of change. With this response of the relay 3 , any switching action can be carried out, the z. B. is used to protect or regulate a system to be monitored. The Zener diode 4 has a voltage- limiting effect, while the upstream resistor 9 limits the current.

Die Transistoren sind Flächentransistoren des pnp-Typ und in Emitterschaltung verwendet. Zur Aussteuerung wird somit eine negative Spannung an Basis und eine größere an Kollektor gegenüber Emitter benötigt. Die Spannung an Basis 1 wird über den Spannungsteiler 5, 5' erzeug Liegt das Potential des Punktes C und damit des Emitters des Transistors 1 höher als das des Punktes A der Basis des Transistors 1, dann ist Transistor 1 stromführend. Wird nun die anliegende Spannung an den Klemmen 10 größer, so wird das Potential des Punktes A positiver, während der Punkt B verinittels der Zenerdiode 4 auf gleichem Potential gehalten wird. Wenn das Potential des Punktes A positiver als das Potential des Punktes C ist, so wird der Transistor 1 gesperrt. Der Transistor 2 wird stromführend, wenn das Potential des Punktes E seines Emitters höher als das Potential des Punktes D der Basis des Transistors 2 und zugleich des Kollektors des Transistors 1 ist. Bei üblichen bisher in der Technik verwendeten Kaskadenschaltungen mit Transistoren wird mit einer stetigen, langsamen Änderung einer zu überwachenden Spannungsquelle auch ein stetiges, langsames Einsteuern der Transistoren verursacht, so daß der Transistor 1 entgegen dem Transistor 2 entsprechend dem Vorzeichen der Eingangspannungsänderung geöffnet oder geschlossen wird.The transistors are junction transistors of the pnp type and are used in common emitter circuits. A negative voltage at the base and a higher voltage at the collector with respect to the emitter is therefore required for control. The voltage at base 1 is generated via the voltage divider 5, 5 ' . If the potential of point C and thus of the emitter of transistor 1 is higher than that of point A of the base of transistor 1, transistor 1 is live. If the voltage applied to the terminals 10 increases, the potential of point A becomes more positive, while point B is kept at the same potential by means of the Zener diode 4. If the potential of the point A is more positive than the potential of the point C , the transistor 1 is blocked. The transistor 2 is energized when the potential of the point E of its emitter is higher than the potential of the point D of the base of the transistor 2 and at the same time the collector of the transistor 1 . In conventional cascade circuits with transistors previously used in technology, a steady, slow change in a voltage source to be monitored also causes a steady, slow activation of the transistors, so that transistor 1 is opened or closed against transistor 2 according to the sign of the input voltage change.

Beginnt der Transistor 1 zu sperren, dann wird das Potential des Punktes D (Kollektor von Transistor 1 bzw. Basis von Transistor 2), bei entsprechender Bemessung der Widerstände 6 und 8, negativ gegenüber dem des Punktes E (Emitter von Transistor 2) und somit beginnt Transistor 2 Strom zu führen. Dieser Strom ruft am Widerstand des Relais 3 einen Spannungsabfall hervor, der nun wiederum ein Positiverwerden des Potentials am Punkte F (Kollektor von Transistor 2) bewirkt. Das Potential des Punktes F rückt näher an das Potential des Punktes C heran, d. h. F wird weniger negativ gegenüber C und zugleich wird der Strom durch Basis-Emitter des Transistors 1 und über den Widerstand 7 kleiner, dadurch schließt der Transistor 1 noch mehr. Infolge dieses Vorganges wird das Potential des Punktes D (Basis von Transistor 2) noch negativer gegenüber dem des Punktes E (Emitter von Transistor 2) und damit wird der Strom durch den Transistor 2 gleichzeitig größer. Dieser im Widerstand 8 einen Spannungsabfall erzeugende Strom bewirkt über diesen Spannungsabfall ein Negativerwerden des Abgriffes C. Im Endzustand dieses Schaltvorganges sind die Potentiale der Punkte A und C sowie der Punkte F und E ungefähr gleich. Da die Summe der Widerstände 8, 8' des Transistors 2 und des Relais 3 viel kleiner ist als die Summe der Widerstände 5 und 5', fließt der Hauptteil des Stromes über die Widerstände 8 und 8', den Transistor 2 und das Relais 3 und bringt somit das Relais 3 zum Ansprechen.If transistor 1 begins to block, then the potential of point D (collector of transistor 1 or base of transistor 2), with appropriate dimensioning of resistors 6 and 8, becomes negative compared to that of point E (emitter of transistor 2) and thus transistor 2 begins to carry current. This current causes a voltage drop across the resistor of relay 3 , which in turn causes the potential at point F (collector of transistor 2) to become more positive. The potential of the point F moves closer to the potential of the point C , i.e. H. F becomes less negative compared to C and at the same time the current through the base-emitter of the transistor 1 and via the resistor 7 becomes smaller, as a result of which the transistor 1 closes even more. As a result of this process, the potential of point D (base of transistor 2) becomes even more negative compared to that of point E (emitter of transistor 2) and thus the current through transistor 2 increases at the same time. This current, which generates a voltage drop in resistor 8, causes tap C to become negative via this voltage drop. In the final state of this switching process, the potentials of points A and C and points F and E are approximately the same. Since the sum of the resistors 8, 8 'of the transistor 2 and the relay 3 is much smaller than the sum of the resistors 5 and 5', the main part of the current flows through the resistors 8 and 8 ', the transistor 2 and the relay 3 and thus brings relay 3 to respond.

Der Strom durch den Transistor 1 ist im durchgesteuerten Zustand grundsätzlich klein gegenüber dem Strom durch den Transistor 2 in durchgesteuertem Zustand, da der Widerstand 6 sehr viel größer ist als der Widerstand des Relais 3. Der Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 5 und 5', gibt die Möglichkeit, zusammen mit der Größe des Widerstandes 8 die Ansprechschwelle zu wählen.The current through transistor 1 in the switched-on state is basically small compared to the current through transistor 2 in the switched-on state, since resistor 6 is much greater than the resistance of relay 3. The voltage divider, consisting of resistors 5 and 5 ', gives the possibility to choose the response threshold together with the size of the resistor 8.

Beim Einschalten des Relais 3 sind die Bedingungen, daß das Potential des Punktes A höher als das des Punktes B ist, während beim Ausschalten des Relais 3 das Potential des Punktes A niedriger als das des Punktes C ist. Der Wert des Widerstandes 7 ist durch den geforderten Anzugswert des Relais 3 nach unten begrenzt und durch den zugelassenen Basisstrom des Transistors 1 nach oben begrenzt. Die Rückkopplung über den Widerstand 7 bewirkt, daß die Umschaltung der in Kaskade angeordneten Transistoren nicht langsam und stetig vor sich geht, sondern als Kippvorgang. Exakt definiert und frei gewählte Anzugs- und Abfallwerte des Relais werden also über die genaue EinsteRbarkeit der Ansprechschwelle und über die durch den Widerstand 7 in einen Kippvorgang umgewandelte Umschaltung Transistorkaskade bewirkt. Der für den Abfall des Relais 3 maßgebende Faktor ist der Potentialunterschied zwischen den Punkten B und C. Rückt das Potential des Punktes C gegen das des Punktes B, so resultiert ein Halteverhältnis, das gegen den Wert 1 strebt und somit ein ideales Relais darstellt.When the relay 3 is switched on, the conditions are that the potential of the point A is higher than that of the point B, while when the relay 3 is switched off, the potential of the point A is lower than that of the point C. The value of the resistor 7 is limited downwards by the required pull-in value of the relay 3 and upwards limited by the permitted base current of the transistor 1. The feedback via the resistor 7 has the effect that the switching of the cascaded transistors does not take place slowly and steadily, but rather as a toggle process. Exactly defined and freely selected pull-in and drop-out values of the relay are thus effected via the precise setting of the response threshold and via the transistor cascade switching that is converted into a toggle by the resistor 7. The decisive factor for the drop in relay 3 is the potential difference between points B and C. If the potential of point C moves towards that of point B, the result is a holding ratio that tends towards the value 1 and thus represents an ideal relay.

Claims

Claim: Arrangement for influencing the hold ratio of a direct current relay, characterized in that the output voltage (10) controlling the relay (3) is limited in its level by a Zener diode (4), between which the base potential for the input transistor (1 ) generating voltage divider (5, 5 ') and the voltage limiter has a current limiting resistor (9) , and that the positive potential of the relay is fed back to the base (A) of the input transistor (1).