DE1218003B - Zeitverzoegertes elektronisches Relais - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche KS.: 21 al-36/18

Nummer: 1 218 003

Aktenzeichen: C 34744 VIII a/21 al

Anmeldetag: 24. Dezember 1964

Auslegetag: 2. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein zeitverzögertes elektronisches Relais mit einem Doppelbasistransistor, der über ein die Verzögerungszeit bestimmendes ÄC-Glied an Spannung gelegt ist, wobei der Ladezustand des Kondensators vor Beginn einer jeden Aufladung genau definiert ist.

Bei den bekannten Relaisschaltungen mit einem Doppelbasistransistor ist die »Höckerspannung« des Doppelbasistransistors als Funktion der Spannung zwischen seinen Basen vollkommen definiert, aber die Dauer der Zeitverzögerung kann nur dann genau angegeben werden, wenn der Kondensator vor einem erneuten Anlegen der Erregungsspannung des Relais vollständig entladen ist oder schnell in diesen Zustand gebracht worden ist. Nun verschwindet aber die Entladespannung des Kondensators nach dem Zünden des Transistors sehr langsam und in unregelmäßiger Weise; wenn es also erwünscht ist, daß das Relais eine konstante Zeitverzögerung hat, ist es notwendig, die vollständige Entladung des Kondensators abzuwarten, deren Dauer ungewiß und auf jeden Fall sehr lang ist.

Es ist auch bereits bekannt, bei elektronischen Zeitrelais Maßnahmen zu treffen, mit denen der Ladezustand eines Kondensators vor Beginn einer jeden Auf- bzw. Entladung genau definiert ist, damit stets gleichbleibende, reproduzierbare Verzögerungszeiten erhalten werden. Zu diesem Zweck wird der Kondensator vor Beginn eines jeden Ladevorgangs über einen niederohmigen Entladewiderstand oder auch unmittelbar kurzgeschlossen und damit entladen. Bedingt durch die physikalischen Vorgänge im Dielektrikum ist es aber nicht möglich, einen Kondensator mit festem Dielektrikum durch Kurzschließen in der oft erforderlichen kurzen Zeit restlos zu entladen, so daß dennoch eine Restladung bestehenbleibt, die einen Undefinierten Ladezustand darstellt. Ein weit größerer Nachteil dieser Maßnahme ist ferner darin zu sehen, daß eine besondere Schaltvorrichtung vorgesehen werden muß, mit welcher das Kurzschließen des Kondensators jeweils in den richtigen Zeitpunkten durchgeführt wird. Außer der Betätigung des den Einschaltzeitpunkt bestimmenden Schalters müssen daher weitere Schalter oder Kontakte nach einem vorgegebenen Programm betätigt werden. Diese Notwendigkeit ist offensichtlich für ein zeitverzögertes elektronisches Relais sehr unerwünscht.

An dem gleichen Mangel leidet auch eine andere bekannte Lösung, die darin besteht, daß der Kondensator in zwei möglichst gleich große, parallelgeschaltete Kondensatoren aufgeteilt wird, von denen

Zeitverzögertes elektronisches Relais

Anmelder:

Compagnie des Compteurs, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser

und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Claude Queron, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 17. Januar 1964 (960 657, Seine)

der eine nach Beendigung eines jeden Ladevorgangs umgepolt wird und bis zur Beendigung des nächsten Ladevorgangs umgepolt bleibt. Auch dies kann nur durch zusätzliche Schaltvorrichtungen, insbesondere Hilfsrelais, eine Viertaktschaltung oder ein Schrittschaltwerk erfolgen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein zeitverzögertes elektronisches Relais zu schaffen, bei welchem der Ladezustand des Kondensators nach jedem Arbeitszyklus selbsttätig auf einen genau definierten Anfangszustand gebracht wird, so daß stets genau die gleiche Verzögerungszeit gewährleistet ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Kondensator des i?C-Glieds über einen Gleichrichter mit dem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden ist, der so bemessen ist, daß er den Kondensator auf eine Anfangsspannung auflädt, die kleiner als die Zündspannung des Doppelbasistransistors, aber größer als die nach dem Erlöschen des Doppelbasistransistors bestehende Restspannung auf dem Kondensator ist.

Bei dem elektronischen Relais nach der Erfindung ist der Kondensator des i?C-Glieds vor jeder Auslösung auf eine durch den Spannungsteiler genau definierte, von Null verschiedene Anfangsspannung aufgeladen. Nach jeder Auslösung des Relais lädt sich der Kondensator von dieser Anfangsspannung an auf, bis die Höckerspannung des Doppelbasistransistors erreicht ist, worauf dieser zündet. Da die beiden Spannungswerte stets genau bestimmt und

• konstant sind, ist auch die Verzögerungszeit vom

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Augenblick der Auslösung bis zum Zeitpunkt der Werte des Widerstands 14 und des Kondensators 15

Zündung genau definiert und konstant. Diese Wir- bestimmt ist. Der Transistor wird gezündet, und der

kung wird ohne zusätzliche Schaltvorrichtungen mit Kondensator 15 entlädt sich in dem Stromkreis, der

einem geringen Schaltungsaufwand erreicht. den Emitter 11, die Basis B1 des Transistors und

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung be- 5 den Widerstand 16 enthält. Dadurch wird an den steht darin, daß das i?C-Glied, die beiden Baseff des Klemmen des Widerstands 16 eine Spannung erzeugt, Doppelbasistransistors und der Spannungsteiler par- welche der Steuer- oder Anzeigevorrichtung zugeallel an die gleiche Spannungsquelle angeschlossen führt wird. Da im Entladekreis des Kondensators sind, daß der Emitter des Doppelbasistransistors an der Emitter und eine Basis des Doppelbasistransiden Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand io stors liegen, ist es nicht möglich, daß sich der Kon- und dem Kondensator des ÄC-Glieds angeschlossen densator vollständig entlädt, denn bei einem beist und daß dieser Verbindungspunkt über den stimmten Wert der Klemmenspannung des Konden-Gleichrichter mit dem Abgriff des Spannungsteilers sators nimmt dieser Kreis einen sehr großen Widerverbunden ist. - stand ein, und die Spannung an den Klemmen des

Es gibt dann zwei bevorzugte Ausführungsformen 15 Kondensators verschwindet dann erst nach einer

für die Anordnung des zur Auslösung des Relais verhältnismäßig langen Zeit. Dies hat die Wirkung,

dienenden Schalters. daß die Größe der Zeitverzögerung bei aufeinander-

Bei der ersten Ausführungsform sind der Span- folgenden Betriebszyklen des Relais je nach dem nungsteiler und das i?C-Glied hinter dem den Ein- Wert dieser Restspannung verändert wird, die im Schaltzeitpunkt des Relais bestimmenden Schalter 20 Augenblick des Anlegens der zu steuernden Spanangeschlossen. In diesem Fall bleibt der Konden- nung an die Klemmen des Relais besteht,
sator nach dem Sperren des Doppelbasistransistors In Fig. 2 und 3, in denen die gleichen Bezugsentladen, bis der Schalter erneut betätigt wird. Er zeichen die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1 haben, wird dann über den Gleichrichter sehr schnell auf ist die Relaisschaltung einerseits durch zwei Widerdie Anfangspannung ,aufgeladen, von der aus dann 25 stände 20 und 21 ergänzt, die in Serie zwischen den die exponentielle Aufladung über den Widerstand Klemmen 12 und 13 angeschlossen sind, und anerfolgt, dererseits durch einen Gleichrichter 22, der den ge-

Bei der zweiten Ausführungsform ist der den Ein- meinsamen Punkt 23 zwischen den beiden zuvor

schaltzeitpunkt des Relais bestimmende Schalter erwähnten Widerständen mit dem gemeinsamen

zwischen dem dauernd mit der Spannungsquelle ver- 30 Punkt 18 zwischen dem Widerstand 14 und dem

bundenen Spannungsteiler und dem i?C-Glied ange- Kondensator 15 verbindet. Die Widerstände 20 und

ordnet. In diesem Fall wird der Kondensator un- 21, von denen wenigstens einer einstellbar sein kann,

mittelbar nach dem Sperren des Doppelbasistransi- bilden einen Spannungsteiler. Ihre Werte sind so be-

stors über den Gleichrichter wieder auf die Anfangs- messen, daß die Anfangsspannung, auf welche der

Spannung aufgeladen, und er bleibt auf dieser An- 35 Kondensator 15 aufgeladen ist, stets größer als die

fangsspannung, bis der Schalter erneut geschlossen . Restspannung der Entladung ist, welche nach dem

wird. letzten Betrieb des Relais bestehenbleibt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung bei- Das Diagramm von Fig. 4 erläutert die Wirkungsspielshalber erläutert. Darin zeigt weise des erfindunsgemäßen Relais durch zwei Kur-

Fig. 1 das Schaltbild eines bekannten zeitver- 40 ven. Die linke Kurve stellt die Kurve der Zeitverzögerten Relais mit einem Doppelbasistransistor, zögerung des Relais dar, d. h. die Kurve der Ände-

F ig. 2 das Schaltbild einer Ausführungsform eines rung der Spannung an den Klemmen des Kondensa-

zeitverzögerten Relais nach der Erfindung, tors 15 als Funktion der Zeit, in welcher diese

Fig. 3 das Schaltbild einer anderen Ausführungs- Spannung angelegt wird.

form eines zeitverzögerten Relais nach der Erfindung 45 Es ist zu erkennen, daß die von der Schaltung 20,

und 21, 22 gelieferte Anfangsspannung der Ladung des

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wir- Kondensators 15 den Wert VA hat. Die Spannung

kungsweise der Schaltungen von F i g. 2 und 3. an den Klemmen des Kondensators nimmt dann ste-

Fig. 1 zeigt die bereits eingangs erörterte be- tig zu, bis der Wert VH erreicht wird, welcher der kannte Schaltung eines elektronischen Zeitrelais. Sie 5° Höckerspannung entspricht, bei welcher der Tranenthält einen Doppelbasistransistor 10 mit einem sistor 10 zündet und dadurch die Entladung des Kon-Emitter 11. Die Speisespannung V wird zwischen den densators hervorruft (rechte Kurve). Die Klemmen-Klemmen 12 und 13 angelegt. Die Schaltung mit spannung des Kondensators fällt zunächst sehr Zeitkonstante besteht aus einem Widerstand 14 und schnell ab, und dann, wie zuvor erwähnt wurde, sehr einem Kondensator 15, die in Serie geschaltet sind. 55 viel langsamer. Mit VR ist die Restspannung be-Begrenzungswiderstände 16 und .17 verbinden die zeichnet. Es ist zu erkennen, daß die Entladespan-Basen Bl und B2 des Transistors mit der Klemme nung nach einer sehr kurzen Zeit tr den Wert VA 12 bzw. der Klemme 13 der Spannungsquelle, welche erreicht und daß von diesem Zeitpunkt an das erfinnach dem Schließen des Schalters 19 gesteuert; wer- dungsgemäße Relais erneut mit einer konstanten und den soll. Der Emitter 11 ist mit dem Verbindungs- 60 genau definierten Zeitverzögerung arbeiten kann, die punkt 18 zwischen dem Widerstand 14 und dem unabhängig von der Restspannung ist, die von dem Kondensator 15 verbunden. An die Klemmen des vorangehenden Betrieb stammt.
Widerstands 16 ist eine Steuer- oder Anzeigevor- Die Schaltungen von F i g. 2 und 3 unterscheiden richtung angeschlossen, die nicht dargestellt ist. sich nur durch die Lage des Schalters 19. In Fig. 2

Wenn der Schalter 19 geschlossen ist, erreicht die 65 wird die Spannung VA den Klemmen des Kondensa-

dem Emitter 11 zugeführte Spannung den Wert der tors 15 erst dann zugeführt, wenn der Schalter 19

Höckerspannung des Transistors 10 nach einer zeit- geschlossen wird, während bei der Schaltung von

liehen Verzögerung, die im wesentlichen durch die F i g. 3 diese Spannung dauernd angelegt ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zeitverzögertes elektronisches Relais mit einem Doppelbasistransistor, der über ein die Verzögerungszeit bestimmendes i?C-Glied an Spannung gelegt ist, wobei der Ladezustand des Kondensators vor Beginn einer jeden Aufladung genau definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (15) des i?C~Glieds (14, 15) über einen Gleichrichter (22) mit dem Abgriff (23) eines Spannungsteilers (20, 21) verbunden ist, der so bemessen ist, daß er den Kondensator (15) auf eine Anfangsspannung (VA) auflädt, die kleiner als die Zündspannung (VH) des Doppelbasistransistors (10), aber größer als die nach dem Erlöschen des Doppelbasistransistors bestehende Restspannung (VR) auf dem Kondensator (15) ist.

2. Zeitverzögertes elektronisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das #C-Glied (14, 15), die beiden Basen (Bl, Bl) des Doppelbasistransistors (10) und der Spannungsteiler (20, 21) parallel an die gleiche Spannungsquelle (12,13) angeschlossen sind, daß der Emitter (11) des Doppelbasistransistors (10) an den Verbindungspunkt (18) zwischen dem Widerstand (14) und dem Kondensator (15) des i?C-Glieds angeschlossen ist und daß dieser Verbindungspunkt (18) über den Gleichrichter (22) mit dem Abgriff (23) des Spannungsteilers (20, 21) verbunden ist.

3. Zeitverzögertes elektronisches Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (20, 21) und das ÄC-Glied (14, 15) hinter dem den Einschaltzeitpunkt des Relais bestimmenden Schalter (19) angeschlossen sind.

4. Zeitverzögertes elektronisches Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Einschaltzeitpunkt des Relais bestimmende Schalter (19) zwischen dem dauernd mit der Spannungsquelle (12, 13) verbundenen Spannungsteiler (20, 21) und dem ÄC-Glied (14,15) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1116741;
General Electric »Silicon Controlled Rectifier Manual«, 2. Auflage, 1961, S. 106, Fig. 7,15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 577/389 5.66

Bundesdruckerei Berlin