DE1227057B

DE1227057B - Electronic timing element for delaying a control signal

Info

Publication number: DE1227057B
Application number: DEL43017A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klaus Boettger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-09-20
Filing date: 1962-09-20
Publication date: 1966-10-20

Description

Elektronisches Zeitglied zur Verzögerung eines Steuersignals Die Erfindung betrifft ein elektronisches, ein RC-Glied enthaltendes Zeitglied zur Verzögerung eines Steuersignals in Schaltungsanordnungen, in denen eine Begrenzung von Einschaltstromstößen notwendig ist.Electronic timing element for delaying a control signal The invention relates to an electronic delay element containing an RC element a control signal in circuit arrangements in which a limitation of inrush currents necessary is.

Die übliche Ausführung eines elektronischen Zeitgliedes, bei der eine Kippschaltung über ein %7orgeschaltetes, aus einem Widerstand und einem Ladekondensator bestehendes Verzögerungsglied bei Einsatz eines Steuersignals verzögert einschaltet und bei Ausbleiben des Steuersignals unverzögert abschaltet, versagt bei kurzzeitigem Ausbleiben des Steuersignals, da hierbei die Entladezeit des Verzögerungsgliedes etwa gleich Ader Verzögerungszeit wird, so daß z. B. die Verzögerung bei der Spannungswiederkehr nach kurzzeitigen Spannungszusammenbrüchen nicht wirksam wird.The usual design of an electronic timer, in which a Toggle circuit via a circuit made up of a resistor and a charging capacitor the existing delay element switches on with a delay when a control signal is used and switches off immediately if there is no control signal, fails for a short time Absence of the control signal, because this is the discharge time of the delay element about the same wire delay time, so that z. B. the delay in voltage recovery does not take effect after brief voltage breakdowns.

Es ist zwar eine Verzögerungsschaltung mit Transistoren bekannt, mit der ein Eingangssignal in Form eines Spannungssprunges nach Ablauf einer einschaltbaren Verzögerungszeit als Ausgangssignal an einen Verbraucher weitergeleitet wird, während bei Verschwinden des Eingangssignals auch sofort das Ausgangssignal erlischt. In dieser Schaltung wird ein RC-Glied verwendet, dessen Kondensator im Ruhezustand durch ein Schaltelement kurzgeschlossen ist und die Ladespannung des Kondensators ein Verstärkerelement aussteuert. Hierbei wird ein durch das Eingangssignal gesteuertes zweites Schaltelement bei nicht vorhandenem Eingangssignal einen bistabilen Schaltkreis kurzschließen.Although there is known a delay circuit with transistors an input signal in the form of a voltage jump after a switchable Delay time is forwarded as an output signal to a consumer while if the input signal disappears, the output signal goes out immediately. In This circuit uses an RC element whose capacitor is in the idle state is short-circuited by a switching element and the charging voltage of the capacitor drives an amplifier element. This is a controlled by the input signal second switching element a bistable circuit if there is no input signal short circuit.

Diese bekannte Schaltung kann, da sie weder hinsichtlich der Aufgabe noch der Lösung mit dem Erfindungsgegenstand vergleichbar ist, auch nicht zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems beitragen.This known circuit can, as it is neither in terms of the task nor is it comparable to the solution with the subject matter of the invention, not even to the solution contribute to the problem underlying the invention.

Mit der Erfindung wird ein Weg gewiesen, wie mit ,einfachen Mitteln die Mängel bei den bekannten Schaltungen vermieden werden können. Erfindungsgemäß ist parallel zu dem über eine Diode mit einer von dem Steuersignal abhängigen Hilfsspannung gespeisten Kondensator des RC-Gliedes eine Verstärkeranordnung geschaltet, die den Kondensator bei ausbleibendem Steuersignal kurzschließt. Durch die Erfindung entsteht ein Zeitglied mit zwei verschiedenen Zeitkonstanten. Die volle Verzögerung wird beim Einsatz der Steuergröße wirksam, bei Ausbleiben des Steuersignals ist die kleine Zeitkonstante von Bedeutung. Infolge dieser raschen Entladung wird gewährleistet, daß der Kondensator nach Wegfall des Steuersignals innerhalb kürzester Zeit, z. B. nach einer Millisekunde, wieder zur Verzögerung eines neuen Impulses zur überbrückung des Begrenzungswiderstandes zur Verfügung steht.The invention shows a way of doing things with simple means the shortcomings in the known circuits can be avoided. According to the invention is parallel to that via a diode with an auxiliary voltage dependent on the control signal fed capacitor of the RC element connected to an amplifier arrangement that the Capacitor short-circuits when there is no control signal. The invention creates a timing element with two different time constants. The full delay will when the control variable is used, the small one is effective when the control signal is absent Time constant of importance. As a result of this rapid discharge it is guaranteed that that the capacitor after loss of the control signal within a very short time, z. B. after a millisecond, again to delay a new pulse for bridging of the limiting resistor is available.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Zeitglied kann zur Steuerung von Relais und Schützen, insbesondere elektronischer Art, in Steuerschaltungen verwendet werden. Als elektronische Schütze kommen vor allem Halbleiteranordnungen in Frage. In vielen Fällen ist das elektronische Schütz aus Entladungsgefäßen, wie Ignitronen oder 'Ihyratronen, aufgebaut. Es bringt besondere Vorteile, wenn es z. B. zum Betätigen von Einschaltstufen zur Begrenzung der Einschaltstromstöße elektrischer Geräte verwendet wird.The timer designed according to the invention can be used to control Relays and contactors, especially electronic ones, used in control circuits will. Semiconductor arrangements in particular come into question as electronic contactors. In many cases, the electronic contactor is made up of discharge vessels such as ignitrons or 'Ihyratronen. It has particular advantages when, for. B. to operate used by switch-on stages to limit the inrush currents of electrical devices will.

Einschaltstromstöße von Netztransformatoren, die unter Umständen zum Ansprechen vorgeschalteter Sicherungen führen, können bekanntlich durch kurzzeitiges Vorschalten von Widerständen begrenzt werden, wobei die Widerstände nach Abklingen des Einschaltstromstoßes durch ein geeignetes Schaltgerät, wie Schalter, Schütz oder Relais, überbrückt werden.Inrush currents from mains transformers that may lead to Response of upstream fuses can lead, as is well known, by brief Upstream resistors are limited, the resistances after decay of the inrush current through a suitable switching device, such as a switch, contactor or relay.

Beim Umschalten von Geräten mit derartigen Transformatoren, z. B. von einem Betriebsnetz auf ein Reservenetz, ergeben sich hierbei Schwierigkeiten, da einerseits die Umschaltung möglichst kurzzeitig erfolgen soll, um Unterbrechungen der Versorgung zu vermeiden, andererseits aber die zur überbrükkung der Vorwiderstände üblicherweise verwendeten Schaltgeräte Ansprech- bzw. Abfallverzögerungen haben, die so groß sind wie die der umschaltenden Schaltorgane oder sogar noch größer.When switching devices with such transformers, e.g. B. from an operational network to a reserve network, difficulties arise here, on the one hand, the switchover should take place as briefly as possible in order to avoid interruptions of the supply, but on the other hand that of bridging the series resistors normally used switching devices have response or dropout delays, which are as large as that of the switching devices or even larger.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt eine Anordnung zur Begrenzung des Einschaltstromstoßes elektrischer Netze; F i g. 2 läßt den Aufbau des Zeitgliedes erkennen. Der Verbraucher 1 wird entweder durch das Netz A oder durch das NetzB gespeist. Zur Umschaltung von dem einen Netz auf das andere ist der Schalter l' vorgesehen. Beim Umschalten von Netz A auf Netz B bzw. beim Einschalten eines Netzes entsteht ein Einschaltstromstoß, der eine Störung der Anlage verursachen kann. Zur Dämpfung des Einschaltstromstoßes ist der Dämpfungswiderstand 2 vorgesehen, der beim Einschalten des Netzes A oder B zur Wirkung kommt und nach Abklingen des Einschaltstromstoßes durch das Schütz 3 überbrückt wird. - Das Schütz. 3 enthält im wesentlichen zwei gesteuerte Halbleiter 4 in AntiparalleIschaftung, die über den mit dem Steuergerät 6 verbundenen Übertrager 5 gesteuert werden. Das Steuergerät ist einerseits an das Netzgerät 7 und andererseits an das Zeitglied-8 angeschlossen.F i g. 1 shows an arrangement for limiting the inrush current in electrical networks; F i g. 2 shows the structure of the timing element. The consumer 1 is fed either by the network A or by the network B. The switch 1 'is provided for switching over from one network to the other. When switching from network A to network B or when switching on a network, an inrush current occurs which can cause a fault in the system. To dampen the inrush current, the damping resistor 2 is provided, which comes into effect when the mains A or B is switched on and is bridged by the contactor 3 after the inrush current has subsided. - The contactor. 3 essentially contains two controlled semiconductors 4 in anti-parallel arrangement, which are controlled via the transformer 5 connected to the control unit 6 . The control device is connected on the one hand to the power supply unit 7 and on the other hand to the timing element 8.

Das Zeitglied 8 besteht im wesentlichen aus der Reihenschaltung des Kondensators 9 mit einer Diode 110..,Diese Reihenschaltung ist über den Ladewiderstand ll'an- die'Hilfsspan'nung Uij angeschlossen. Die Hilfsspannung Uli als Steuersignal für den Kondensator 9 bricht zusammen, sobald die Netzspannung ausbleibt. Überwiegt nach Wegfall der Hilfsspannung die Spannung an dem Kondensator 9, so wird der dem Kondensator 9 parallelgeschaltete Verstärker 12, z. B. ein Tiansistorverstärker, ausgesteuert, der den Kondensator 9 kurzzeitig entlädt.The timing element 8 consists essentially of the series connection of the capacitor 9 with a diode 110 ... This series connection is connected via the charging resistor 11'and the'Hilfsspan'nung Uij. The auxiliary power Uli as a control signal for the capacitor 9 collapses, when the mains supply fails. If the voltage on the capacitor 9 predominates after the auxiliary voltage has ceased to exist, the amplifier 12 connected in parallel to the capacitor 9, e.g. B. a Tiansistor amplifier controlled, which discharges the capacitor 9 briefly.

Durch die Ausbildung des Zeitgliedes gemäß der Erfindung ist gewährleistet, daß bei Wegfall der Netzspannung der Dämpfungswiderstand 2 durch Schütz 3 sofort- zur Wirkung gebracht wird und daß bei Emischalten eine Verzögerung derart entsteht, daß der Dämpfungswiderstand 2 erst dann überbrückt wird, wenn der Einschaltstromstoß abgeklungen ist. Das mit dem Zeitglied 8 verbundene Steuärgerät 6 wird über eine monostabile Kippschaltung oder eine andere Verstärkerschaltung durch die Spannung des Zeitgliedes gesteuert, die die Schaltimpulse für das elektronische Schütz freigibt.The design of the timing element according to the invention ensures that when the mains voltage fails, the damping resistor 2 is immediately activated by contactor 3 and that when switching on there is a delay such that the damping resistor 2 is only bridged when the inrush current has subsided is. The control device 6 connected to the timing element 8 is controlled via a monostable multivibrator or another amplifier circuit by the voltage of the timing element, which releases the switching pulses for the electronic contactor.

Claims

Claims: 1. Electronic timing element containing an RC element for delaying a control signal in circuit arrangements in which a limitation of inrush currents is necessary, characterized in that in parallel with the via a diode (10) with an auxiliary voltage dependent on the control signal (UH ) fed capacitor (9) of the RC element an amplifier arrangement (12) is connected, which short-circuits the capacitor (9) in the absence of a control signal.

2. Timing element according spoke 1, characterized in that parallel to the capacitor (9) is a relay which short-circuits the capacitor (9) in the absence of a control variable. 3. Timing element according spoke 1 or 2, characterized in that it is used to control a contactor (3) which switches a resistor for limiting inrush currents of electrical devices (1).

Publications considered: German Auslegeschrift No. 1139 546.