DE1274184B - Elektronischer Verzoegerungsschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES #Ä PATENTAMT Int. CL:

H03k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 21 al - 36/18

Nummer: 1274184

Aktenzeichen: P 12 74 184.3-31 (A 53940)

Anmeldetag: 28. Oktober 1966

Auslegetag: 1. August 1968 ■

Bei einem elektronischen Verzögerungsschalter wird in der Regel die Verzögerung dadurch erreicht, daß ein Kondensator in einem i?C-Kreis aufgeladen wird und die Spannung über dem Kondensator den Auslösungsaugenblick bestimmt. Während des Aufladens ist der i?C-Kreis an eine Spannungsquelle mit konstanter Spannung geschaltet, woraus folgt, daß die Kondensatorspannung nach einer e-Funktion steigt, d. h., sie steigt schnell am Anfang, aber immer langsamer werdend gegen Ende der Aufladezeit. Dies bewirkt, daß die Ableitung, d. h. die Neigung der Kondensatorspannung gegen Ende des Aufladevorganges niedrig ist, was eine Unsicherheit und eine große Streuung bei der Bestimmung des Ansprechaugenblicks des Relais zur Folge hat, und daß sich auch Störungen verschiedener Art stärker auswirken können. Dies gilt auch für bekannte elektronische Schalter der beschriebenen Art, bei denen parallel zum Kondensator des ÄC-Kreises ein Widerstand in Reihe mit einem Steuerorgan, ζ. Β. einem Transistor, geschaltet ist, der bei einem bestimmten Wert der Ladespannung des Kondensators leitend wird. Man erreicht so zwar einen plötzlichen Spannungssprung an dem genannten Widerstand, aber der Zeitpunkt des Einsetzens des Spannungssprunges bleibt aus den vorgenannten Gründen unsicher.

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Verzögerungsschalter, bestehend aus einem Spannungsteiler, einem zu diesem parallelgeschalteten i?C-Kreis und aus einem Zeitkreis, der in Abhängigkeit von der Ladespannung des Kondensators eine Auslösung des Schalters bewirkt. Erfindungsgemäß ist ein solcher Schalter so ausgebildet, daß der Spannungsteiler aus der Reihenschaltung eines Widerstandes, eines Ventils und einer Bezugsgröße, z. B. in Form eines Widerstandes, besteht und dem Spannungsteiler und damit dem i?C-Kreis ein Widerstand vorgeschaltet ist, dem ein Steuerorgan, ζ. Β. ein Transistor, parallel geschaltet ist, das mit wachsender Spannung des Kondensators den vorgeschalteten Widerstand allmählich kurzschließt.

Bei einem erfindungsgemäßen Zeitrelais ist die Aufladespannung somit variabel und so gesteuert, daß sie wenigstens während des größten Teils des Ladevorganges um einen kleinen, aber bestimmten Wert über der Kondensatorspannung liegt. Im Vergleich mit einer gewöhnlichen Aufladung mit konstanter Spannung findet hier ein Aufladen mit konstantem Strom statt. Dies hat zur Folge, daß einerseits die Verzögerungszeit erheblich länger als bisher gemacht werden kann und daß andererseits die Ableitung der Kondensatorspannung auch gegen Ende Elektronischer Verzögerungsschalter

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,

Västeräs (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Missling

und Dipl.-Ing. R. Schlee, Patentanwälte,

6300 Gießen, Bismarckstr. 43

Als Erfinder benannt:

Stig Aviander, Västeräs (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 5. November 1965 (14 289)

des Aufladevorganges groß ist, was ein genaues Ansprechen des Relais ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Schaltschema des Schalters zeigt.

Die dargestellte Schaltung kann in einen Zeitkreis links von der gestrichelten Linie A-A und einen niveauabtastenden Kreis rechts davon eingeteilt werden. Der Zeitkreis besteht hauptsächlich aus dem genannten i?C-Kreis und einem Spannungsteiler. Der i?C-Kreis besteht aus dem Widerstand R und dem Kondensator C, der Spannungsteiler aus einem Steuerorgan Γ 2, das parallel zu einem Widerstand R 2 liegt, einem Bezugselement Z, einem Ventil Vl und einem Widerstand R1. Der jRC-Kreis ist parallel zu den drei letztgenannten Elementen zwischen den Punkten 1 und 2 geschaltet. Weiter ist ein Steuerorgan Tl zwischen dem üC-Kreis und dem Spannungsteiler angeordnet. Dieses Steuerorgan besteht aus einem npn-Transistor, dessen Basiselektrode an einem Punkt 3 zwischen R und C, dessen Emitter an einem Punkt 4 zwischen dem Ventil Vl und Al und dessen Kollektor an der Basiselektrode des zweiten Steuerorgans Γ 2 angeschlossen sind. Auch das Steuerorgan Γ 2 besteht aus einem Transistor, dessen Emitter am positiven Pol einer Speisespannungsquelle U und dessen Kollektor am Punkt 1 angeschlossen ist. Das andere Ende des Spannungsteilers ist am negativen Pol der Spannungsquelle angeschlossen.

Das Ventil Vl hat denselben Leitspannungsfall wie der Basis-Emitter-Spannungsfall im Transistor Tl, wodurch die Spannung Ur über dem Bezugs-

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element 2 gleich der Spannung über dem Widerstands im .RC-Kreis ist. Die Ladespannung für den 7?C-Kreis ist somit gleich der Spannung zwischen den Punkten 1 und 2, während die Spannung des Kondensators gleich der Spannung über dem Ventil 5 Vl und WiderstandRl ist. Der Unterschied zwischen der Ladespannung und Kondensatorspannung ist somit gleich der Spannung Ur über dem Bezugselement, und durch Variation der Größe und/oder der Art dieses Elements kann die Ladezeit des Kondensators variiert werden.

Der Widerstand R 2 ist groß, verglichen mit den anderen zum Spannungsteiler gehörenden Elementen. Dies hat zur Folge, daß beim Anlegen der Spannung U an den Zeitkreis der allergrößte Teil der Spannung über R2 und Γ 2 liegen wird. Wenn z. B. U= 12 Volt ist, wird die Ladespannung am Anfang des Ladevorganges von der Größenordnung 1 Volt sein. Der Kondensator hat keine Ladung, und Tl und Γ 2 sind deshalb nicht leitend. Mit allmählich steigender Kondensatorspannung fließt ein Basisstrom zu Tl, und ein verstärkter Strom steuert Γ2 aus, der durch Nebenschließung von R2 eine größere Ladespannung ergibt. Die Kondensatorspannung kann dann weiter steigen. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis Γ 2 ganz ausgesteuert ist und U über dem ÄC-Kreis als Ladespannung liegt. Der Kreis regelt sich automatisch dadurch, daß der Emitter von Π das Niveau des Spannungsteilers und die Basis das Spannungsniveau des Kondensators abtastet. Das Ausgangssignal des Zeitkreises wird zweckmäßig über dem Transistor Γ 2 entnommen, dessen Spannung während des Vorgangs von beinahe vollem Wert auf Null sinkt.

Der niveauabtastende Kreis kann verschieden ausgebildet sein, die gezeigte Schaltung ist nur ein Beispiel. Der Kreis besteht einmal aus einem Transistor Γ 3 in Reihe mit dem Widerstand R 4 und zum andern aus einem Ventil VZ₁ einem Transistor Γ 4 und einer Relaiswicklung L. Am Anfang des Lade-Vorgangs ist Γ3 ausgesteuert, damit ist T4 gesperrt. Wenn die Spannung über T 2 genügend gesunken ist, beginnt die Spannung über Γ 3 zu steigen, und Γ4 wird immer mehr ausgesteuert. Wenn T2 völlig ausgesteuert ist, ist Γ3 gesperrt und T4 völlig ausgesteuert, so daß die Relaiswicklung L Betätigungsstrom erhält.

Als Bezugselement Z kann ein Widerstand oder eine Diode gewählt werden. Für Temperaturkompensierung kann ein Thermistor benutzt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronischer Verzögerungsschalter, bestehend aus einem Spannungsteiler, einem zu diesem parallelgeschalteten .RC-Kreis und aus einem Zeitkreis, der in Abhängigkeit von der Ladespannung des Kondensators eine Auslösung des Schalters bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler aus der Reihenschaltung eines Widerstandes (Rl), eines Ventils (Fl) und einer Bezugsgröße (Z), z. B. in Form eines Widerstandes, besteht und dem Spannungsteiler (Rl₁ Vl, Z) und damit dem .RC-Kreis ein Widerstand (R2) vorgeschaltet ist, dem ein Steuerorgan, ζ. Β. ein Transistor (T2), parallel geschaltet ist, das mit wachsender Spannung des Kondensators (C) den vorgeschalteten Widerstand (R2) allmählich kurzschließt.

2. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand (R) und dem Kondensator (C) des ÄC-Kreises mit einem Punkt (4) zwischen dem Widerstand (Rl) und dem Ventil (Vl) des Spannungsteilers über ein Steuerorgan (Tl) verbunden ist.

3. Zeitrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (ΓΙ) aus einem Transistor besteht, dessen Basis-Emitter-Kreis in Reihe mit dem Widerstand (Rl) des Spannungsteilers parallel zum Kondensator (C) liegt, und daß das Steuerorgan (T 2) des vorgeschalteten Widerstandes (R 2) ein Transistor ist, dessen Basis am Kollektor des erstgenannten Transistors (Γ1) angeschlossen ist.

4. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugselement (Z) aus

■ einer Diode besteht,

5. Zeitrelais nach Anspruch'ί, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugselement (Z) mit einem Thermistor kombiniert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1045 456.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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