DE1192253B - Elektronischer Umschalter mit mindestens zwei in Serie geschalteten Schaltstrecken und einem gemeinsamen Ausgang in der Mitte der Schaltstrecken - Google Patents

Elektronischer Umschalter mit mindestens zwei in Serie geschalteten Schaltstrecken und einem gemeinsamen Ausgang in der Mitte der Schaltstrecken

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DE1192253B
DE1192253B DES87195A DES0087195A DE1192253B DE 1192253 B DE1192253 B DE 1192253B DE S87195 A DES87195 A DE S87195A DE S0087195 A DES0087195 A DE S0087195A DE 1192253 B DE1192253 B DE 1192253B
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DE
Germany
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switching paths
inductance
common output
switching
series
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DES87195A
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English (en)
Inventor
Dipl-Phys Hans Neuss
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/66—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will
    • H03K17/665—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only
    • H03K17/666—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor
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Description

  • Elektronischer Umschalter mit mindestens zwei in Serie geschalteten Schaltstrecken und einem gemeinsamen Ausgang in der Mitte der Schaltstrecken Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Umschalter mit mindestens zwei in Serie geschalteten Schaltstrecken, vorzugsweise Transistoren, jeweils einem Eingang an jedem Ende einer Schaltstrecke und einem gemeinsamen Ausgang in der Mitte der Schaltstrecke.
  • Es ist bekannt, solche elektronische Umschalter für das wechselweise Anschalten von zwei Stromquellen an einen gemeinsamen Ausgang zu verwenden. Ein Teil der gesamten Schaltstrecke ist dabei gesperrt, während der andere Teil leitend ist. Dabei kann es vorkommen, daß die Leitfähigkeitszustände der beiden Schaltstreckenteile zeitlich nicht von einander getrennt sind, sondern sich zum Teil überlappen. Dies hängt vor allem von der Schaltgeschwindigkeit der in der Schaltstrecke -verwendeten Bauelemente, z. B. Transistoren, und der an sie angelegten Frequenz der Steuerspannung ab.
  • Bei einer zeitlichen überlappung der beiden Leitfähigkeitszustände stellt die Schaltstrecke praktisch einen kurzzeitigen Kurzschluß zwischen den beiden nur abwechselnd auf den gemeinsamen Ausgang durchzuschaltenden Stromquellen dar, wodurch große Stromspitzen innerhalb der Schaltstrecke selbst auftreten können, die zu einer Überbelastung der angeschalteten Stromquellen führen und die Schaltelemente der Schaltstrecke selbst, z. B. die darin enthaltenen Transistoren, zerstören können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche große Stromspitzen trotz des zeitlichen Überlappens der beiden Leitfähigkeitszustände zu unterdrücken. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen die beiden Schaltstrecken eine Induktivität mit einem Mittelabgriff geschaltet und der gemeinsame Ausgang an den Mittelabgriff der Induktivität angeschlossen ist.
  • Auf diese Weise wird durch Einführen der Drossel in die Schaltstrecke bei jedem Leitfähigkeitswechsel eine Gegenspannung induziert, wodurch die Stromspitze unterdrückt wird. Im stationären Zustand liegt aber trotzdem nur der Gleichstromwiderstand der halben Drossel in dem jeweiligen Ausgangskreis. Dies bedeutet, daß im Ausgangskreis selbst nur ein Viertel der Induktivität der Drossel wirksam ist, da die Induktivität im Quadrat mit der Windungszahl abnimmt. Die über den Ausgangskreis abzugebenden Impulse, z. B. Telegrafierschritte, werden auf diese Weise in ihrer Form kaum verfälscht. Weiterhin können noch durch die Drossel Laststremspitzen, die z. B. durch das Umladen von Leitungskapazitäten bedingt sind, klein gehalten werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die in die Schaltstrecke eingeschaltete Induktivität einen Eisenkern mit einer einen mehr oder weniger scharfen Knick aufweisenden Magnetisierungskennlinie besitzen und mit einer Gegenerregungswioklung ausgerüstet sein. über die Gegenerregungswicklung kann dann die Induktivität in ihrem Sättigungsbereich gehalten werden.
  • Auf diese Weise kann die Induktivität so betrieben werden, daß sie durch die Gegenerregung in Sättigung gehalten wird und erst durch eine entsprechend hohe Stromspitze, die die Gegenerregung kompensiert, aus dem Sättigungsbereich kommt. Dadurch ist der gesamte Kreis unterhalb einer beliebig einstellbaren Stromschwelle annähernd ohmisch. Erst nach Überschreiten dieser Schwelle wird der Stromkreis induktiv, und die strombegrenzende Wirkung setzt ein.
  • Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.
  • In der Zeichnung ist eine aus den beiden Transistoren T 1 und T 2 bestehende Schaltstrecke dargestellt. Sie dient dazu, den an den Emitter E1 des Transistors T 1 angeschalteten positiven Pol -I- U einer Stromquelle bzw. den an den Kollektor K2 des Transistors T 2 angeschalteten negativen Pol - U der Stromquelle abwechselnd auf den gemeinsamen Ausgang A durchzuschalten. Zu diesem Zweck werden die beiden Transistoren T 1 und T 2 über ihre Emitter-Basis-Stromkreise gegenphasig mit den Spannungen E1 und E2 gespeist, so daß einer der beiden Transistoren gesperrt und einer leitend ist.
  • Wenn sich nunmehr die Leitfähigkeitszustände zum Teil zeitlich überlappen, tritt in beiden Transistoren eine große Stromspitze auf. Um dies zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung zwischen beide die Induktivität Dr eingeschaltet und der gemeinsame Ausgang A an den Mittelabgriff der Induktivität Dr angeschlossen.
  • Bei einem Leitfähigkeitswechsel induziert die Induktivität eine Gegenspannung, die die Stromspitze weitgehend unterdrückt. Im Rahmen der Erfindung kann die Induktivität Dr einen Eisenkern mit einer einen mehr oder weniger scharfen Knick aufweisenden Magnetisierungskennlinie besitzen und über eine nicht dargestellte Gegenerregungswicklung ständig in ihrem Sättigungsgebiet gehalten werden. Erst durch das Auftreten der unerwünschten Stromspitze wird diese Gegenerregung kompensiert, und die Induktivität kommt aus ihrem Sättigungsbereich heraus. Dadurch ist die gesamte Schaltstrecke unterhalb einer beliebig einstellbaren Stromschwelle annähernd ohmisch. Erst nach überschreiten dieser Stromschwelle wird der Kreis induktiv, und die strombegrenzende Wirkung setzt ein.
  • Die vorliegende Erfindung ist prinzipiell bei allen analogen Schaltungen anwendbar, wobei die Schaltstrecke auch aus mehr als zwei Schaltelementen bestehen und sowohl Transistoren als auch Röhren enthalten kann.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Elektronischer Umschalter mit mindestens zwei in Serie geschalteten Schaltstrecken, vorzugsweise Transistoren, jeweils einem Eingang an jedem Ende einer Schaltstrecke und einem gemeinsamen Ausgang in der Mitte der Schaltstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die beiden Schaltstrecken eine Induktivität mit einem Mittelabgriff geschaltet und der gemeinsame Ausgang an den Mittelabgriff der Induktivität angeschlossen ist.
  2. 2. Elektronischer Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität einen Eisenkern mit einer einen mehr oder weniger scharfen Knick aufweisenden Magnetisierungskennlinie besitzt und mit einer Gegenerregungswicklung ausgerüstet ist und die Erregung über die Gegenerregungswicklung die Induktivität in ihrem Sättigungsbereich hält.
DES87195A 1963-09-10 1963-09-10 Elektronischer Umschalter mit mindestens zwei in Serie geschalteten Schaltstrecken und einem gemeinsamen Ausgang in der Mitte der Schaltstrecken Pending DE1192253B (de)

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CH378664A CH418396A (de) 1963-09-10 1964-03-24 Elektronischer Umschalter
DK180364A DK108579C (da) 1963-09-10 1964-04-10 Elektronisk omskifter.
NL6404080A NL6404080A (de) 1963-09-10 1964-04-15
FR973101A FR1392280A (fr) 1963-09-10 1964-04-30 Commutateur électronique
GB1898364A GB1045562A (en) 1963-09-10 1964-05-07 Improvements in or relating to electronic changeover switches
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