DE1175321B

DE1175321B - Circuit arrangement for switching off inductivities

Info

Publication number: DE1175321B
Application number: DE1962ST019609
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Mosch
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1962-08-18
Filing date: 1962-08-18
Publication date: 1964-08-06

Description

Schaltungsanordnung zur Abschaltung von Induktivitäten Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Abschaltung von Induktivitäten.Circuit arrangement for switching off inductances The invention relates to a circuit arrangement for switching off inductances.

Bei der Abschaltung einer induktiven Belastung treten verhältnismäßig hohe Spannungen auf. Diese Induktionsspannungen bewirken bei genügend gespeicherter Energie eine Erhöhung der Spannung am Schalter bis zu dessen elektrischem Durchbruch. Die als Schalter eingesetzten Elemente sind daher einer starken Abnutzung oder überlastung ausgesetzt, die zur Zerstörung dieser Elemente führen kann.When switching off an inductive load occur proportionally high voltages. These induction voltages cause enough stored Energy an increase in the voltage at the switch until its electrical breakdown. The elements used as switches are therefore subject to severe wear and tear or overload exposed, which can lead to the destruction of these elements.

Die als Schalter verwendeten Elemente, wie Relaiskontakte, Transistoren usw. zeigen im nichtleitenden Zustand immer bei charakteristischen Spannungen elektrische Durchbrüche. Eine Schaltungsanordnung zur Abschaltung von -Induktivitäten muß daher so ausgelegt sein, daß die beim Abschalten entstehenden Spannungen unterhalb dieser kritischen Spannungswerte abgefangen werden, so daß die elektrischen Durchbrüche nicht auftreten können. Bei der Dimensionierung einer derartigen Begrenzungsschaltung ist jedoch zu beachten, daß bei kleiner Begrenzungsspannung der Stromabfall in der Induktivität entsprechend langsam vor sich geht. Je kleiner die begrenzende Spannung gewählt wird, desto langsamer erfolgt der Stromabfall in der Induktivität. Dies führt bei der Abschaltung von Relais zu sehr großen Abfallzeiten. Soll der Strom in der Induktivität sehr schnell abfallen, dann soll die Begrenzung der Induktionsspannungen erst bei möglichst hohen Spannungswerten erfolgen.The elements used as switches, such as relay contacts, transistors etc. always show electrical voltages at characteristic voltages in the non-conductive state Breakthroughs. A circuit arrangement for switching off inductivities must therefore be designed so that the voltages generated when switching off below this critical voltage values are intercepted, so that the electrical breakdowns cannot occur. When dimensioning such a limiting circuit however, it should be noted that if the limiting voltage is low, the current drop in the Inductance is correspondingly slow. The smaller the limiting voltage is selected, the slower the current drop in the inductance occurs. this leads to very long fall times when relays are switched off. Should the electricity in the inductance drop very quickly, then the limitation of the induction voltages should only take place when the voltage values are as high as possible.

Es sind verschiedene Anordnungen zur Abschaltung von Induktivitäten bekannt. So zeigt die deutsche Auslegeschrift 1071.133 eine Begrenzungsschaltung mit einer parallel zur Induktivität angeordneten Diode. Eine derartige Begrenzungsschaltung bringt einen guten Schutz für den Schaltkontakt, da die Spannung am Kontakt die Betriebsspannung nie übersteigt. Da die Abschaltspannung jedoch auf diesem Wert begrenzt wird, ist der Stromabfall in der Induktivität entsprechend langsam.Various arrangements for switching off inductances are known. The German Auslegeschrift 1071.133 shows a limiting circuit with a diode arranged parallel to the inductance. Such a limiting circuit provides good protection for the switching contact, since the voltage at the contact never exceeds the operating voltage. However, since the switch-off voltage is limited to this value, the current drop in the inductance is correspondingly slow.

Außerdem ist es bei Relaisschaltstromkreisen bekannt, eine Kombination aus Widerstand und Kondensator der Relaiswicklung parallel zu schalten. Eine derartige Anordnung bringt den Vorteil, daß der Stromabfall in der Induktivität etwas schneller vor sich geht, als bei der bereits erwähnten Anordnung mit Begrenzungsdiode. Diese Anordnung stellt jedoch noch nicht das Optimum dar, da zu Beginn der Abschaltung die Spannung am Schaltkontakt Null ist, obwohl in den meisten Fällen die Betriebsspannung als Kontaktspannung zulässig wäre.It is also known in relay switching circuits to have a combination to connect the resistor and capacitor of the relay winding in parallel. Such a one Arrangement has the advantage that the current drop in the inductance is somewhat faster goes on than in the aforementioned arrangement with a limiting diode. These However, the arrangement is not yet the optimum, since it is at the beginning of the shutdown the voltage at the switching contact is zero, although in most cases the operating voltage as contact voltage would be permissible.

Es wäre auch eine Anordnung bekannt, die neben der parallel zur Induktivität geschalteten Begrenzungsdiode noch einen Parallelzweig aus einer Reihenschaltung von Diode und Kondensator enthält. Die Diode ist dabei noch über einen hochohmigen Widerstand überbrückt, so daß der Kondensator zu Beginn der Abschaltung auf die Betriebsspannung aufgeladen ist. Die Spannung am Kontakt steigt während der Abschaltung der Induktivität bei dieser Anordnung von Null bis zur Betriebsspannung an und wird durch die Begrenzungsdiode bei diesem Spannungswert begrenzt. Der Schutz des Kontaktes ist in dieser Anordnung gegenüber der Abfallzeit des Stromes in der Induktivität begünstigt.An arrangement would also be known which, in addition to being parallel to the inductor connected limiting diode still has a parallel branch from a series circuit Contains diode and capacitor. The diode is still about a high resistance Resistance bridged, so that the capacitor at the beginning of the shutdown on the Operating voltage is charged. The voltage at the contact increases during the shutdown the inductance in this arrangement from zero to the operating voltage and will limited by the limiting diode at this voltage value. The protection of the contact is in this arrangement compared to the fall time of the current in the inductance favored.

Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei der der abzuschaltenden Induktivität ein Kondensator und eine Diode parallel geschaltet ist. Bei dieser Anordnung steigt während der Abschaltung die Spannung am Kontakt von Null auf die Betriebsspannung an. Auch bei dieser Anordnung ist der Schutz des Kontaktes gegenüber der Abfallzeit des Stromes in der Induktivität bevorzugt, da ja die parallel geschaltete Diode einen Kurzschluß der Induktivität darstellt.An arrangement is also known in which the inductance to be switched off a capacitor and a diode are connected in parallel. With this arrangement increases during the shutdown the voltage at the contact from zero to the operating voltage at. With this arrangement too, the contact is protected against the fall time of the current in the inductance is preferred, since the diode connected in parallel represents a short circuit of the inductance.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Abschaltung von Induktivitäten anzugeben, die in bezug auf Kontaktspannung und Abfall des Stromes in der Induktivität ein Optimum darstellt.It is the object of the invention to provide a circuit arrangement for disconnection of inductances to be indicated in relation to contact voltage and drop in current represents an optimum in inductance.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivität eine Reihenschaltung aus Kondensator und Diode parallel geschaltet ist, wobei die Diode so gepolt ist, daß sie durch die Abschaltspannung in den leitenden Zustand versetzt wird. Die Zeichnung zeigt die Anordnung nach der Erfindung.The arrangement according to the invention is characterized in that the Inductance a series circuit of capacitor and diode connected in parallel is, wherein the diode is polarized so that it is through the cut-off voltage in the conductive State is shifted. The drawing shows the arrangement according to the invention.

Zu Beginn der Abschaltung ist der Kondensator C nicht geladen und die Diode D wirkt voll als Begrenzungsschaltung. Die Spannung am Kontakts ist gleich der Betriebsspannung U. Nimmt während des Abschaltvorganges die Ladespannung des Kondensators C zu, dann steigt entsprechend die Spannung am Kontakts und damit auch die Stromänderung in der Induktivität. Die Stromänderung ist ja um so größer, je größer die Spannung am Kontakt ist. Der zeitliche Spannungsanstieg am Kontakt s ist zulässig, da auch die kritische Spannung für den Schaltkontakt mit der Zeit zunimmt. Betrachtet man z. B. einen Relaiskontakt, dann ändert sich beim Abschaltvorgang mit der Zeit der Kontaktabstand, der im wesentlichen die kritische Spannung bestimmt. Ähnliche Verhältnisse liegen auch bei elektronischen Schaltern, z. B, bei Tranistoren, vor. Mit abnehmender Aussteuerung eines Transistors erhöht sich dessen Durchbruchspannung. Der Ladekreis des Kondensators C, d. h. der Spannungsanstieg am Kontakt, kann durch die Bemessung des Kondensators C so ausgelegt werden, da,ß während des Abschaltvorganges die Spannung am Kontakt in gleichem Verhältnis zunimmt, wie die kritische Spannung des Kontaktes. Damit ist gewährleistet, daß der Stromabfall in der Induktivität mit Rücksicht auf die Spannung am Kontakt am schnellsten erfolgen kann. Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, daß zur Kompensation des Diodenreststromes ein Widerstand parallel zum Kondensator geschaltet ist. Dieser Widerstand R stellt sicher, daß zu Beginn der Abschaltung der Kondensator C wirklich keine Ladespannung aufweist.At the beginning of the shutdown, the capacitor C is not charged and the diode D acts fully as a limiting circuit. The voltage at the contact is the same the Operating voltage U. Takes the charging voltage of the capacitor during the switch-off process C increases, then the voltage at the contact increases accordingly and with it the change in current in inductance. The change in current is greater, the greater the voltage is on contact. The temporal increase in voltage at contact s is permissible, because also the critical voltage for the switch contact increases over time. If you look at z. B. a relay contact, then changes over time during the shutdown process Contact distance, which essentially determines the critical voltage. Similar proportions are also with electronic switches, z. B, for transistors. With decreasing When a transistor is modulated, its breakdown voltage increases. The loading circuit of the capacitor C, d. H. the increase in voltage at the contact can be determined by the dimensioning of the capacitor C can be designed so that, ß the voltage during the shutdown process at the contact increases in the same proportion as the critical voltage of the contact. This ensures that the current drop in the inductance with regard to the voltage at the contact can be applied the fastest. Another embodiment the arrangement according to the invention provides that to compensate for the residual current of the diode a resistor is connected in parallel with the capacitor. This resistor R represents sure that at the beginning of the disconnection of the capacitor C really no charging voltage having.

Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet es, bei vorgegebenen Kontakteigenschaften den schnellsten Abschaltvorgang herbeizuführen, ohne daß der Schaltkontakt überlastet oder zerstört wird.The arrangement according to the invention allows for given contact properties bring about the fastest shutdown without overloading the switch contact or is destroyed.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for switching off inductances, characterized in that the inductance (L) is a series circuit of a capacitor (C) and diode (D) is connected in parallel, the diode being polarized so that it is switched to the conductive state by the switch-off voltage.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that to compensate for the residual diode current a resistor (R) is connected in parallel to the capacitor.

3. Circuit arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the voltage rise over time at the capacitor (C) by appropriate dimensioning to the temporal increase of the critical Voltage of the switch (s) is adjusted.

4. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the discharge time of the determined by the resistor (R) Capacitor (C) selected smaller by appropriate choice of the size of the resistor is called the charging time of the capacitor over the smallest blocking resistance of the diode (D). Considered publications: German Patent Specifications No. 557 653, 604 911; Swiss patent specification No. 319 034.