DE1171009B

DE1171009B - Electronic pulse relay for supplying a direct current limited by a start and stop pulse to a consumer

Info

Publication number: DE1171009B
Application number: DES83730A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Hitzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-02-14
Filing date: 1963-02-14
Publication date: 1964-05-27

Description

Elektronisches Impulsrelais zur Lieferung eines durch einen Start- und einen Stopimpuls begrenzten Gleichstromes an einen Verbraucher Die Erfindung betrifft ein elektronisches Impulsrelais zur Lieferung eines durch einen Startimpuls eingeleiteten und durch einen Stopimpuls begrenzten Gleichstromes an einen Verbraucher.Electronic pulse relay for supplying a starter and a stop pulse of limited direct current to a consumer. The invention relates to an electronic pulse relay for delivering a start pulse introduced and limited by a stop pulse direct current to a consumer.

Es ist bereits bekannt, für diesen Zweck ein Transfluxorrelais oder eine bistabile Kippstufe anzuwenden. Unter einem Transfluxorrelais versteht man eine Schaltungsanordnung, bestehend aus einem Transfluxorkem mit zwei Schwingtransistoren, deren Kollektorströme einen Schalttransistor ansteuern. Bei der Verwendung eines Transfluxorrelais müssen aber relativ hohe magnetische Feldstärken zum Starten und Stoppen aufgewendet werden. Das bedingt wiederum hohe induktive Gegenspannungen in den Ansteuerwicklungen (Einstell- und Blockierwicklung) und in Verbindung damit eine relativ starke Verformung der Steuerimpulse.It is already known to use a transfluxor relay or for this purpose to use a bistable multivibrator. A transfluxor relay is understood to mean a circuit arrangement consisting of a transflux core with two oscillating transistors, whose collector currents control a switching transistor. When using a Transfluxor relays have to have relatively high magnetic field strengths to start and Stop being expended. This in turn requires high inductive counter voltages in the control windings (setting and blocking windings) and in connection with it a relatively strong deformation of the control pulses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Gleichstromes zu schaffen, die mit niedrigerer Erregung auskommt und durch die die Nachteile der vorgeschlagenen Lösung beseitigt werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei mit je einer Gleichstromvormagnetisierungswicklung und einer Stopwicklung verschenen Magnetringkernen mit rechteckförmiger Hystereseschleife zwei Schalttransistoren zugeordnet sind und daß außerdem auf dem einen Magnetkem noch eine Startwicklung, die Basiswicklung des zugeordneten Schalttransistors und eine im Kollektorstromkreis des anderen Transistors liegende Schreibwicklung angeordnet sind, während auf dem anderen Kein außer der Basiswicklung des zugeordneten Schalttransistors eine im Kollektorstromkreis des dem anderen Kein zugeordneten Transistors liegende Schreibwicklung aufgebracht ist und daß ferner ein Ausgangstransistor vorgesehen ist, über dessen Emitter-Basis-Strecke sich die Kollektorstromimpulse der Schalttransistoren zu einem Steurrstrom zusammensetzen. Für den Betrieb dieser Schaltungsanordnung ist keine Fremdtaktquelle erforderlich. Die Betriebssicherheit ist in einem weiten Temperatur-und Spannungsbereich gewährleistet. Mit dem elektronischen Impulsrelais nach der Erfindung ist vor allem das Starten und Stoppen gegenüber einem Transfluxorrelais mit kürzeren Impulsen und kleineren Erregungen möglich. Darüber hinaus kommt man mit einer einfacheren und billigeren Bewicklung aus.The invention is based on the object of using simple means to create a circuit arrangement for generating a direct current which manages with lower excitation and which eliminates the disadvantages of the proposed solution. This object is achieved in that two magnetic ring cores each with a direct current bias winding and a stop winding with a rectangular hysteresis loop are assigned to two switching transistors and that a start winding, the base winding of the assigned switching transistor and a write winding located in the collector circuit of the other transistor are also arranged on one magnetic core are, while on the other None except the base winding of the assigned switching transistor, a write winding located in the collector circuit of the transistor assigned to the other is applied and that an output transistor is also provided, via the emitter-base path of which the collector current pulses of the switching transistors are combined to form a control current . No external clock source is required for the operation of this circuit arrangement. The operational safety is guaranteed in a wide temperature and voltage range. With the electronic pulse relay according to the invention, especially starting and stopping is possible compared to a transfluxor relay with shorter pulses and smaller excitations. In addition, you can get by with a simpler and cheaper wrapping.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Ausgangstransistors ein Widerstand zur Verminderung des Kollektorstromes im Ruhezustand dieses Transistors vorgesehen. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen enthalten und in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Figuren erläutert.According to a further development of the invention, the path is parallel to the emitter-base path of the output transistor, a resistor to reduce the collector current in the Idle state of this transistor provided. Further details of the invention are contained in the claims and in the following description on hand of the figures explained.

F i g. 1 zeigt die Schaltung eines' Impulsrelais nach der Erfindung, F i g. 2 eine Hysteresekurve.F i g. 1 shows the circuit of a pulse relay according to the invention, FIG. 2 a hysteresis curve.

In der F i g. 1 sind unter anderem zwei Magnetringkerne K 1, K 2 und drei Transistoren T 1, T 2 und T3 dargestellt. Auf dem Kein Kl sind eine Vormagnetisierungswicklung W 1, eine Startwicklung W 3, eine zwischen Ernitter und Basis des Transistors Tl liegende Wicklung W4, eine Einschreibwicklung W7 und eine Stopwicklung W8 angebracht. Zu dem Kern K2 gehören eine Vormagnetisierungswicklung W2, eine im Kollektorstromkreis des Transistors Tl liegende Wicklung W 5, eine zwischen Emitter und Basis des Transistors T2 liegende Wicklung W6 und eine Stopwicklung W 9. R ist ein Verbraucher, R 1 ein Hilfswiderstand zur Verminderung des Kollektorreststromes des Ausgangstransistors T3 im gestoppten Zustand des Impulsrelais, R 2 ein Widerstand zur Begrenzung der Kollektorströme der Schalttransistoren Tl und T2. Mit - UB ist in bekannter Weise der negative und mit + UB der positive Pol der Batterie bezeichnet.In FIG. 1 shows , among other things, two ring magnet cores K 1, K 2 and three transistors T 1, T 2 and T3 . A bias winding W 1, a start winding W 3, a winding W4 located between the emitter and the base of the transistor Tl, a write-in winding W7 and a stop winding W8 are attached to the no Kl. The core K2 includes a bias winding W2, a winding W 5 in the collector circuit of the transistor T1, a winding W6 between the emitter and base of the transistor T2 and a stop winding W 9. R is a consumer, R 1 is an auxiliary resistor to reduce the residual collector current of the output transistor T3 when the pulse relay is stopped, R 2 is a resistor for limiting the collector currents of the switching transistors T1 and T2. With - UB the negative and with + UB the positive pole of the battery is referred to in a known manner.

In der F i g. 2 ist die Hysteresekurve der Keine K 1 und K 2 mit ihren Arbeitspunkten A 1, A 2 und A 3 dargestellt. Auf der Abszisse ist in üblicher Weise die Feldstärke H und auf der Ordinate die Induktion B aufgetragen.In FIG. 2 shows the hysteresis curve of the none K 1 and K 2 with their working points A 1, A 2 and A 3 . The field strength H is plotted on the abscissa and the induction B is plotted on the ordinate.

Durch die Wicklungen W 1 und W 2 fließt ein Vormagnetisierungsgleichstrom I" der im Ruhezustand des Impulsrelais beide Kerne K 1 und K 2 im Arbeitspunkt A 1 (F i g. 2) festhält. Wenn durch den Widerstand R als Verbraucher für eine zunächst unbestimmte Dauer ein Gleichstrom fließen soll, dann muß über die Startwicklung W 3 des Kernes K 1 ein Startimpuls angelegt werden, der den Kein K 1 nach dem Punkt A 2 in die positive Sättigung ummagnetisiert. Nach Beendigung des Startimpulses magnetisiert der Vonnagnetisierungsstrom I, den Kein K 1 wieder in den Punkt A 1 zurück. Dabei entsteht in der Basiswicklung W4 eine Spannung, die den Schalttransistor TI kurzzeitig leitend steuert. Der über die Wicklung W 5 fließende Kollektorstromimpuls von T 1 wirkt auf den Kein K 2 genauso wie vorher der Startimpuls auf den Kern K 1, d. h., er magnetisiert K 2 nach A 2 um. Auf der Rückflanke des Impulses magnetisiert 1, den Kern K2 wieder nach A 1 zurück. Dabei wird der Transistor T2 leitend. Der Kollektorstrom des Transistors bewirkt am Kein K 1 durch die Wicklung W 7 eine Durchflutung in umgekehrter Richtung zur Vormagnetisierung, so daß der Kern K 1 wieder ummagnetisiert wird. Durch die Rückmagnetisierung dieses Kernes am Ende des Kollektorstromhnpulses entsteht an der Sekundärwicklung W4 wieder eine Spannung, die neuerdings den Schalttransistor Tl leitend macht. So pendelt die anfangs durch den Startimpuls in den Kein K 1 eingespeiste » 1 « ständig von K 1 nach K 2 und von dort wieder nach K 1 zurück. Die Kollektorstromimpulse von T 1 und T 2 fließen über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T3, wo sie sich annäherungsweise zu einem Gleichstrom zusammensetzen. Der Transistor T3 wird also durchgesteuert und kann einen Gleichstrom an einen Verbraucher R, z. B. eine Lampe, ein Relais od. dgl. liefern.A bias direct current I ″ flows through the windings W 1 and W 2, which holds both cores K 1 and K 2 in the operating point A 1 ( FIG. 2) when the pulse relay is idle If a direct current is to flow, then a start pulse must be applied via the start winding W 3 of the core K 1, which reverses the magnetization of the no K 1 into positive saturation after the point A 2. After the end of the start pulse, the off-magnetization current I magnetizes the no K 1 back to point A 1. This creates a voltage in the base winding W4 which briefly makes the switching transistor TI conductive. The collector current pulse from T 1 flowing through the winding W 5 acts on the No K 2 in the same way as the start pulse on the core K 1, i.e. it magnetizes K 2 to A 2. On the trailing edge of the pulse, 1 magnetizes the core K2 back to A 1. In the process, transistor T2 becomes conductive The current of the transistor causes a flow in the opposite direction to the premagnetization at No K 1 through the winding W 7 , so that the core K 1 is remagnetized again. As a result of the reverse magnetization of this core at the end of the collector current pulse, a voltage again arises on the secondary winding W4, which recently makes the switching transistor T1 conductive. The "1" initially fed into the No K 1 by the start pulse oscillates continuously from K 1 to K 2 and from there back to K 1 . The collector current pulses from T 1 and T 2 flow over the emitter-base path of the transistor T3, where they are composed approximately to form a direct current. The transistor T3 is turned on and can supply a direct current to a consumer R, z. B. a lamp, a relay or the like. Deliver.

Durch einen Stopimpuls auf die Wicklungen W 8 und W9 wird das Impulsrelais in Ruhe gesetzt. Die Stoperregung wirkt im gleichen Sinne wie die Gleichstromvonnagnetisierung. Sie verlagert den Ruhepunkt der Keine K 1 und K 2 nach A 3, so daß die Schreibströme in den Wicklungen W 5 bzw. W 7 für eine Ummagnetisierung nach A 2 nicht mehr ausreichen. Infolgedessen werden die Transistoren Tl und T2 nicht mehr leitend und liefern keinen Basisstrom für den AusgangstransistorT3, so daß dieser gesperrt bleibt. Nach Beendigung des Stopimpulses wird durch den Vormagnetisierungsgleichstrom. der Arbeitspunkt der Magnetkerne auf der Hysteresekurve von A3 wieder nach A 1 verschoben.The pulse relay is set to rest by a stop pulse on the windings W 8 and W9. The stop excitation works in the same way as the direct current magnetization. It shifts the rest point of the none K 1 and K 2 to A 3, so that the write currents in the windings W 5 and W 7 are no longer sufficient for a magnetization reversal to A 2. As a result, the transistors T1 and T2 are no longer conductive and do not supply any base current for the output transistor T3, so that it remains blocked. After termination of the stop pulse, the bias DC current. the operating point of the magnetic cores move on the hysteresis curve of A3 after A1.

Der Widerstand R 1 ist erforderlich, damit der Transistor T3 auch bei hoher Umgebungstemperatur ausreichend gesperrt ist. Da die Kollektorrestströme der Transistoren Tl und T2 mit der Temperatur ansteigen, würde ohne den Widerstand R 1 der Basisstrom und damit auch der Kollektorruhestrom von T3 zu hoch werden. So aber fließt der größere Teil der Kollektorrestströme über den Widerstand R 1, der niederohmiger als der Eingangswiderstand des gesperrten Transistors ist. Bei durchgeschaltetem Ausgangstransistor T3 hingegen ist der Widerstand R 1 hochohmiger als der Transistoreingangswiderstand. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist z. B. möglich, statt jeden Kern mit einer Stopwicklung zu versehen, nur eine derartige Wicklung auf einen Kein aufzubringen, wenn man den jeweiligen Stopimpuls entsprechend verlängert. Unter anderem kann auch auf die Verstärkungswirkung durch den Transistor T 1 verzichtet und die in der Wicklung W 4 entstehende Spannung direkt über die Wicklung W5 zur Ummagnetisierung des Kernes K2 verwertet werden.The resistor R 1 is required so that the transistor T3 is sufficiently blocked even at high ambient temperatures. Since the residual collector currents of the transistors T1 and T2 increase with the temperature, the base current and thus also the quiescent collector current of T3 would be too high without the resistor R 1. As it is, however, the greater part of the residual collector currents flows through the resistor R 1, which has a lower resistance than the input resistance of the blocked transistor. When the output transistor T3 is switched through, on the other hand, the resistor R 1 has a higher resistance than the transistor input resistance. The invention is not restricted to the exemplary embodiment described and illustrated. It is Z. B. possible, instead of providing each core with a stop winding, only to apply such a winding to a none, if the respective stop pulse is extended accordingly. Among other things, it is also possible to dispense with the reinforcement effect provided by the transistor T 1 and the voltage arising in the winding W 4 can be used directly via the winding W5 to remagnetize the core K2.

Sollte es für besondere Aufgaben zweckmäßig sein, dann können die Start- und Stopwicklungen W3, W8 und W9, die in der beschriebenen Anordnung für sich allein in der Lage sind, den Magnetkem K 1 bzw. K2 einzustellen bzw. zu blockieren, in je zwei oder mehrere Wicklungen aufgeteilt werden, die dann nach Art eines Gatters die Einstellung bzw. Blockierung vornehmen.Should it be expedient for special tasks, then the start and stop windings W3, W8 and W9, which in the described arrangement are able to adjust or block the magnet core K 1 or K2, in each case two or several windings are divided, which then make the setting or blocking in the manner of a gate.

Falls es die Aufgabenstellung erfordert, kann der Verbraucher R an eine höhere oder niedrigere Gleichspannung gelegt werden als der Widerstand R 2. Es müssen jedoch die positiven Pole beider Batterien mit dem Emitter des Ausgangstransistors T3 verbunden werden.If the task requires it, the consumer R can be connected to a higher or lower DC voltage than the resistor R 2. However, the positive poles of both batteries must be connected to the emitter of the output transistor T3 .

Claims

Patent claims: 1. Electronic pulse relay for supplying a direct current initiated by a start pulse and limited by a stop pulse to a consumer, characterized in that two magnetic ring cores each with a direct current bias winding (W 1, W 2) and a stop winding (W8, W9) (K 1, K 2) with rechteckförrniger hysteresis loop of two switching transistors (T 1, T 2) are assigned and also that on a magnetic core (K 1) nor a start winding (W 3), the base winding (W4) of the associated switching transistor (T 1) and a write winding (W 7 ) located in the collector circuit of the other transistor (T2) are arranged, while on the other core (K2) apart from the base winding (W6) of the associated switching transistor (T2) one in the collector circuit of the other core (K1 ) assigned transistor (T1) lying write winding (W5) is applied and that an output transistor ( T3) is also provided, via its emitter r-base path, the collector current pulses of the switching transistors (T1, T2) combine to form a control current.

2. Electronic pulse relay according to claim 1, characterized in that a resistor (R 1) is provided in parallel to the emitter-base path of the output transistor (T 3 ) to reduce the residual collector current in the idle state of this transistor.