DE1173128B

DE1173128B - Elektrische Fernschaltanordnung mit einem Schalttransistor

Info

Publication number: DE1173128B
Application number: DEC26536A
Authority: DE
Original assignee: Charbonnages de France CDF
Current assignee: Charbonnages de France CDF
Priority date: 1961-03-21
Filing date: 1962-03-20
Publication date: 1964-07-02
Also published as: GB992644A; FR1292303A; BE615307A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/18

Nummer: 1173 128

Aktenzeichen: C 26536 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 20. März 1962

Auslegetag: 2. Juli 1964

Die Erfindung betrifft eine elektrische Fernschaltanordnung mit einem Schalttransistor, in dessen Ausgangskreis das zu schaltende Gerät und ein Speiseakkumulator liegen und an dessen Basis über eine durch eine Schaltanordnung am Ende mit einer Steuerspannungsquelle verbundene zweiadrige Leitung wahlweise eine Steuerspannung angelegt werden kann.

Elektronische Schaltungen, bei denen die Schließung oder Öffnung eines Verbraucherkreises durch einen Schalttransistor gesteuert wird, sind bekannt. Die Schließung oder Öffnung des Kreises erfolgt dabei durch geeignete Vorspannung der Basis des Transistors. Diese Vorspannung wird bei einer Femschaltanordnung von der Steuerspannungsquelle am Ende der Leitung geliefert.

Der Strom für das zu schaltende Gerät kann vom Netz, von einer Trockenbatterie oder von einem wiederaufladbaren Akkumulator geliefert werden. Während ein Netzanschluß nicht überall zur Verfügung steht, hat eine Trockenbatterie den Nachteil der be-: grenzten Lebensdauer. Ein mit einer Trockenbatterie ausgerüstetes Gerät muß zur Auswechselung dei Batterie ständig zugänglich sein.

Demgegenüber bietet die Verwendung eines wiederaufladbaren Akkumulators einerseits den Vorteil der Netzunabhängigkeit; andererseits kann auf die bei Trockenbatterien erforderliche häufige Auswechselung verzichtet werden, wenn für die Möglichkeit einer Wiederaufladung Sorge getragen wird.

Ziel der Erfindung ist eine elektrische Fernschaltanordnung der obengenannten Art, bei der ohne zusätzliche Verbindungsleitungen der Speiseakkumulator in den Schaltpausen des Schalttransistors vom Steuerende der Leitung aus aufgeladen werden kann.

Hierzu sieht die Erfindung vor, daß in den Steuerkreis für die Basisvorspannung des Schalttransistors eine erste Diode eingeschaltet ist, welche einen den Transistor leitend machenden Strom durchläßt, daß der Speiseakkumulator über eine zweite Diode, welche den den Transistor leitend machenden Strom sperrt, an die zweiadrige Leitung angeschlossen ist, und daß die Polarität der zweiadrigen Leitung mittels der Schaltanordnung umkehrbar ist, so daß in der einen Schalterstellung der Transistor leitet und in der anderen Schalterstellung, bei der der Transistor nicht leitet, der Speiseakkumulator durch die Steuerspannungsquelle geladen wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Polumschalter eine Zwischenstellung aufweist, bei der die Spannungsquelle nicht mit der zweiadrigen Leitung verbunden ist. Weiter kann die Elektrische Fernschaltanordnung mit einem
Schalttransistor

Anmelder:

Charbonnages de France, Paris

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs,

Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 1

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 21. März 1961 (856 325)

Fernschaltanordnung gemäß der Erfindung auch so ausgebildet sein, daß in an sich bekannter Weise eine Diode in Stromflußrichtung in den Emitterkreis des Transistors eingeschaltet ist. Schließlich kann vorgesehen sein, daß eine Diode entgegengesetzt der Stromflußrichtung in den Auslösekreis des Transistors eingeschaltet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsformen der Fernschaltanordnung gemäß der Erfindung an Hand der in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung gezeigten Schaltbilder.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform wird mit Vorteil dort verwendet, wo die Steuerung eines durch eine eingebaute wiederaufladbare Batterie gespeisten Gerätes über eine zweiadrige Leitung von Ferne erfolgen soll. Die Schaltung ermöglicht die Wiederaufladung der Batterie durch die gleiche zweiadrige Steuerleitung.

Ein Gerät 1 soll durch eine Gleichstromquelle 2 gespeist werden. Der Emitter eines Schalttransistors 3 ist mit dem positiven Pol eines Akkumulators 2 über eine in Stromflußrichtung geschaltete Siliziumdiode 4 verbunden. Der Kollektor des Transistors 3 ist mit dem negativen Pol des Akkumulators 2 über das Gerät 1 verbunden. Die Basis des Transistors 3 steht über einen Widerstand 5 mit dem positiven Pol der Quelle 2 in Verbindung. Die Basis des Transistors 3 ist außerdem mit dem Draht 6 b der zweiadrigen Leitung 6 verbunden. Der Draht 6 α der gleichen Leitung steht mit dem negativen Pol des Akkumulators 2 in Verbindung.

Am Ende der Leitung 6 ist ein Umkehrschalter Ta, Ib vorgesehen, welcher es ermöglicht, diese Leitung

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an den Klemmen einer Gleichstromquelle 8 umzuschalten, deren Stromfluß durch einen Widerstand 9 begrenzt ist.

In die Leitung von dem negativen Pol der Stromquelle 2 zu dem Draht 6 a ist zweckmäßigerweise eine Diode 10 eingeschaltet, um den Durchgang des Stromes aus dem Akkumulator 2 zu unterbinden. Von dem gleichen Draht 6 a zweigt eine Leitung 12 ab, welche mit dem positiven Pol des Akkumulators 2 verbunden ist. In diese Leitung ist eine Diode 11 eingeschaltet, welche ebenfalls den Durchgang des Stromes aus dem Akkumulator 2 verhindert.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist wie folgt: Wenn der Umkehrschalter la, Ib offen ist, fließt ein sehr geringer Strom von einigen Mikroampere in dem Sinne 5-3-1. Wegen der großen Impedanz der Diode 4 bei geringen Strömen fließt kein Ruhestrom, so daß der Transistor 3 gesperrt bleibt, und das Gerät 1 nicht gespeist wird. Wenn der Umkehrschalter la, 1 b so umgelegt wird, daß der Draht 6 a an dem positiven Pol der Quelle 8 anliegt (s. die von einem Kreis umgebenen Zeichen » + «, » —«), fließt ein Strom aus der Stromquelle 8 in dem Sinne 6a-ll-12-5-6&. Wegen der zweckmäßig gerichteten Potentialdifferenz an den Klemmen des Widerstandes 5 fließt nunmehr ein Strom von dem Emitter zu der Basis des Transistors 3, wodurch der Transistor leitend wird und schließlich die Speisung des Gerätes 1 durch den Akkumulator 2 in dem Sinne 2-4-3-1-2 ermöglicht.

Wenn der Umkehrschalter la, Ib so geschaltet ist, daß sein Arm la an dem Draht 6b und sein Arm Ib an dem Draht 6 c anliegt, welcher mit dem Draht 6 a in Verbindung steht, ist die Polarität an den Leitungsklemmen umgekehrt (s. die nicht von einem Kreis umgebenen Zeichen » + «, » —«). Die Folge ist ein Aufladungsstrom für den Akkumulator 2 in dem Sinne 8-70-60-5-2-10-60-76-9-8. Da das Potential an der Basis des Transistors 3 höher als das Potential an der positiven Klemme der Diode 4 und folglich höher als das Potential am Emitter des Transistors 3 liegt, fließt in dem Transistor 3 kein Ruhestrom. Der Transistor bleibt also gesperrt, und das Gerät 1 wird nicht gespeist.

Durch einfache Betätigung des Umkehrschalters 7 α, Ib ist es also möglich, entweder die Speisung des Gerätes 1 zu steuern oder den Akkumulator 2 aufzuladen oder auch die gesamte Schaltung ohne Aufladung und ohne gesteuerten Betrieb im Ruhezustand zu belassen.

Im Falle eines Kurzschlusses auf der Leitung 6 begrenzt der Widerstand 9 den Kurzschlußstrom, und die Basis des Transistors 3 wird auf dem Potential der positiven Klemme des Akkumulators 2 gehalten; die Speisung des Gerätes 1 wird also abgeschaltet. Auf diese Weise wird ein unkontrollierter Stromfluß aus dem Akkumulator 2 verhindert. Der Fall der Unterbrechung der Leitung 6 entspricht dem in F i g. 1 dargestellten Fall mit geöffnetem Schalter. Auch in diesem Fall wird die Speisung des Gerätes 1 unterbrochen.

Nach der in Fig. 2 dargestellten abgewandelten Ausführungsform kann der Energieverbrauch vollständig zu Null gemacht werden, wenn sich die Schaltung in der Unterbrechungsstellung befindet. Zu diesem Zweck ist der in den Auslösekreis des Transistors 3 eingeschaltete Widerstand 5 nach F i g. 1 hier durch eine im umgekehrten Sinne in den Kreis eingeschaltete Diode 13 ersetzt. In den gleichen Kreis wird weiter ein Widerstand 14 zwischen die Basis des Transistors 3 und die Steuerklemme 6 b des Kreises 6 geschaltet. Die weiteren Schaltelemente in Fig. 2 sind mit denen der Schaltung nach Fig. 1 identisch; sie sind auch in der gleichen Weise geschaltet.

Aus Fig. 2 geht sofort hervor, daß, wenn die Schaltung sich in der Ruhestellung befindet, d.h., wenn der Umkehrschalter la, Ib sich in der Aus-Stellung befindet, die Diode 13 jeden Stromfluß in

ίο dem Sinne 13-3-1 verhindert und daß durch die Sperrung des Transistors 3 auf Grund der großen Impedanz der Diode 4 folglich in diesem Zustand kein Energieverbrauch stattfindet.

Wenn der Umkehrschalter la, Ib so umgelegt ist, daß der Draht 6 a an dem positiven Pol der Quelle 8 anliegt, ist das Potential an der Basis des Transistors 3 geringer als das Potential der positiven Klemme der Diode 4 und folglich des Emitters des Transistors 3. Es entsteht also ein Strom im Sinne Emitter—Basis.

Somit wird der Transistor 3 leitend und ermöglicht schließlich die Speisung des Gerätes 1 durch den Akkumulator 2 in dem Sinne 2-4-3-1-2.

Wenn dagegen der Umkehrschalter la, Ib so umgelegt ist, daß sein Arm la in Berührung mit dem Draht 6 b und sein Arm7Z> in Berührung mit dem Draht 6 c steht, wird die Polarität an den Klemmen der Leitung 6 umgekehrt, und es entsteht ein Aufladungsstrom für den Akkumulator 2 in dem Sinne 8-70-60-14-13-2-10-60-76-9-8. Da das Potential an der Basis des Transistors 3 in diesem Zustand größer als das Potential an der positiven Klemme der Diode 4, also größer als das Potential an dem Emitter des Transistors 3 ist, bleibt der Transistor gesperrt, und das Gerät 1 wird nicht weiter gespeist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich die sehr große Betriebssicherheit der beschriebenen Vorrichtungen. Die Einschaltung der Diode 4 bewirkt einen deutlichen Fortschritt gegenüber bekannten Vorrichtungen, welche nur einen einfachen in Reihe mit dem Emitter liegenden Widerstand aufweisen, und bezüglich üblicher Vorrichtungen mit einfacher Gegenvorspannung der Basis. Es ist bekannt, daß die bekannten Vorrichtungen nicht temperaturstabil sind, wenn ein beträchtlicher Strom durch das Gerät 1 fließen soll, weil in den Emitter kein großer Widerstand eingesetzt werden kann. Die Erfindung ermöglicht die Erfüllung beider bis jetzt entgegenstehender Forderungen: Starker Verbraucherstrom im leitenden Zustand und hoher Widerstand im Emitter im Sperrzustand. Außerdem ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung temperaturstabil, da ihre Steuerung offensichtlich nur von der Verteilung der Potentiale und nicht von irgendwelchen temperaturbedingten Widerstandsänderungen abhängt.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Fernschaltanordnung mit einem Schalttransistor, in dessen Ausgangskreis das zu schaltende Gerät und ein Speiseakkumulator liegen und an dessen Basis über eine durch eine Schaltanordnung am Ende mit einer Steuerspannungsquelle verbundene zweiadrige Leitung wahlweise eine Steuerspannung angelegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerkreis für die Basisvorspannung des Schalttransistors eine erste Diode (11) eingeschal-

tet ist, welche einen den Transistor leitend machenden Strom durchläßt, daß der Speiseakkumulator (2) über eine zweite Diode (10), welche den den Transistor leitend machenden Strom absperrt, an die zweiadrige Leitung angeschlossen ist und daß die Polarität der zweiadrigen Leitung mittels der Schaltanordnung (la, 7 b) umkehrbar ist, so daß in der einen Schalterstellung der Transistor (3) leitet und in der anderen Schalterstellung, bei der der Transistor nicht leitet, der Speiseakkumulator (2) durch die Steuerspannungsquelle (8) geladen wird.

2. Elektrische Fernschaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polumschalter (Ja, Ib) eine Zwischenstellung aufweist, bei der die Spannungsquelle (8) nicht mit der zweiadrigen Leitung verbunden ist.

3. Elektrische Fernschaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Diode (4) in Stromflußrichtung in den Emitterkreis des Transistors eingeschaltet ist.

4. Elektrische Fernschaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (13) entgegengesetzt der Stromflußrichtung in den Auslösekreis des Transistors eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1057 172.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen