DE1277915B - Zeitverzoegertes elektronisches Relais - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W7W$$$S> PATENTAMT Int. CL:

H03k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 21 al - 36/18

Nummer: 1 277 915

Aktenzeichen: P 12 77 915.6-31 (R 43110)

Anmeldetag: 22. April 1966

Auslegetag: 19. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein zeitverzögertes elektronisches Relais für Schutzschaltungen mit einer Verzögerungsschaltung in Form eines Miller-Integrators mit einem Kondensator im Rückkopplungszweig eines Transistorverstärkers.

Es ist bereits eine Verzögerungsschaltung in Form eines Miller-Integrators bekannt, bei welcher ein Integrationskondensator zwischen dem Abgriff eines im Anodenkreis einer Triode liegenden Potentiometers und über einen relativ hochohmigen Gitterwiderstand mit dem Steuergitter der Triode geschaltet ist. Mit dieser bekannten Schaltung wird durch den Gitterkreis ein Entladestrom erzeugt, und durch Änderung dieses Ladestromes kann die Dauer der Zeitverzögerung eingestellt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein zeitverzögertes Relais zu schaffen, bei welchem der Ladezustand des Kondensators im Rückkopplungskreis des Miller-Integrators nach jedem Arbeitszyklus selbsttätig auf einen genau definierten Anfangszustand gebracht wird, so daß stets genau die gleiche Verzögerungszeit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Relaisschaltung der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rückkopplungskondensator niederohmig zwischen dem Eingang des Verstärkers und dem Verbindungspunkt von zwei in Reihe im Ausgangskreis des Verstärkers geschalteten Widerständen angeordnet ist, so daß der Rückkopplungskondensator vor Beginn der Integration sich schnell auf einen vorbestimmten geringen Spannungswert auflädt.

Bei zeitverzögerten Relais dieser Art ist es im allgemeinen relativ einfach, den Kondensator schnell auf einen sehr geringen Spannungswert zu entladen, jedoch ist es praktisch unmöglich oder zumindest sehr schwierig, den Kondensator vollständig zu entladen, selbst wenn dieser vollkommen kurzgeschlossen wird. Bei Aufhebung des Kurzschlusses tritt nämlich infolge der bekannten dielektrischen Absorbtion wieder eine gewisse Restladung auf. Die bisher üblichen zeitverzögerten Relais dieser Art besitzen deshalb keine exakte, unter allen Bedingungen gleichbleibende Zeitverzögerung. Der Wert der Zeitverzögerung hängt vielmehr beispielsweise von den Abständen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Auslösungen ab.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, den Kondensator zwischen zwei Auslösungen sehr schnell auf einen vorbestimmten geringen Spannungswert aufzuladen, bevor die eigentliche Integration beginnt, wird dieser Nachteil der bekannten Schaltungen vermieden.

Zeitverzögertes elektronisches Relais

Anmelder:

A. Reyrolle & Company Limited, Hebburn

(Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,

8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Malcolm Legg,

John Brian Patrickson, South Shields;

Leonhard Martin Wedepohl, Disley, Cheshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 23. April 1965 (17 292) - -

Es ist an sich bereits bekannt, bei einem anders aufgebauten und damit anders wirkenden zeitverzögerten elektronischen Relais mit einem Doppelbasistransistor, der über ein die Verzögerungszeit bestimmendes i?C-Glied an Spannung gelegt ist, den Kondensator dieses ÄC-Gliedes über einen Gleichrichter mit dem Abgriff eines Spannungsteilers zu verbinden, 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. Hierdurch wird zwar jedenfalls erreicht, daß nach jedem Arbeitszyklus selbsttätig der Kondensator auf einen genau definierten Anfangszustand aufgeladen wird, so daß stets genau die gleiche Verzögerungszeit gewährleistet ist. Diese bekannte Schaltung ist in ihrer Anwendbarkeit aber auf ganz spezielle Zeitverzögerungsprobleme beschränkt. Die

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erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung eines Miller-Integrators ermöglicht es, daß die Zeitverzögerungsschaltung auch in solchen Fällen anwendbar ist, bei denen der Eingangsstrom sich ändert und die Zeitverzögerung in Abhängigkeit vom Eingangsstrom erfolgen soll. So kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das zeitverzögerte Relais beispielsweise eingangsseitig derart mit einem Stromwandler verbunden sein, daß die Zeitverzögerung umgekehrt proportional einer Funktion des Stromes ist, beispielsweise umgekehrt proportional dem Strom bzw. dem Quadrat des Stromes oder einer anderen Funktion dieses Stromes. Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht die Einstellung beliebiger Zeitspannen zwischen Bruchteilen einer Millisekunde oder weniger und mehreren hundert Sekunden oder mehr.

Im allgemeinen bildet das Eingangssignal gleichzeitig die Speisespannungsquelle für die Verzögerungsschaltung. Vorzugsweise wird die Entladung des Kondensators durch die Beendigung des Eingangssignals bewirkt. Um einen Entladeweg von genügend kleinem Widerstand für den Kondensator und damit eine möglichst schnelle Entladung des Kondensators zu erreichen (bezogen auf die gewünschte Verzögerungszeit), ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Kondensator vorzugsweise über zwei derart gepolte Dioden in Reihe an die Speisespannung angeschlossen, daß beim Abschalten der Speisespannung der Kondensator schnell wieder entladen wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß dann, wenn das Eingangssignal bereits wieder aufhört, bevor die eigentliche Triggerung eintritt, der Kondensator wieder entladen wird und eine volle Verzögerungszeit für das nächste Eingangssignal zur Verfugung steht.

Die Ladung, auf welche der Kondensator vorher aufgeladen werden muß, hängt von der Restspannung des Kondensators ab, die jedoch etwa gleich der Summe der Spitzenspannungen der Dioden im Entladeweg sein sollte. Vorzugsweise wird diese Spannung auf ein Minimum reduziert, da sie ja von der Gesamtspannung des Kondensators, durch welche die Zeitverzögerung bestimmt wird, abgeht. Es ist aus diesem Grund vorteilhaft, drei in Kaskade geschaltete Transistoren von abwechselnd unterschiedlichem Leitfähigkeitstyp vorzusehen und daß die Emitter des ersten und dritten Transistors mit dem gleichen Punkt der Speisespannungsquelle verbunden sind, so daß die Basis des ersten Transistors sich von dem Emitter des dritten Transistors nur um einen einzigen Spitzenspannungswert unterscheidet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße verzögerte Relaisschaltung, mit der entweder eine vorbestimmte Zeitverzögerung oder aber eine einem Eingangssignal reziproke Zeitverzögerung möglich ist,

F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung, die eine reziproke Zeitverzögerung ermöglicht.

In jedem Fall umfaßt die erfindungsgemäße Anordnung einen Auslösekreis, der jedoch nicht einen Gegenstand der Erfindung bildet und daher hier nicht im einzelnen beschrieben wird. Der Auslösekreis kann so ausgebildet sein, daß er Kontakte schließt und sie geschlossen hält, um eine Signalquelle im Auslösezeitpunkt mit der Zeitsteuerschaltung zu verbinden, wenn die betreffende Bedingung anhält.

Bei der Anordnung nach F i g. 1 spricht der Auslösekreis auf einen Überstrom an, und sein Ausgang umfaßt ein Zungenrelais 10, das eingeschaltet wird, wenn der Auslösekreis auf einen Überstrom anspricht, und das dann seine Kontakte

11 schließt, woraufhin diese Kontakte geschlossen gehalten werden, um eine Zeitsteuerperiode einzuleiten.

Die Zeitsteuerschaltung wird von einer Zeitsteuerquelle gespeist, die in Form von zwei Zenerdioden

12 dargestellt ist, welche an eine Gleichspannungsquelle 14 von z. B. 50 V angeschlossen und mit einem Widerstand 15 und den Auslösekontakten 11 des Zungenrelais der Auslöseschaltung in Reihe geschaltet sind.

Dieser Kondensator bildet den Rückkopplungskondensator einer Schaltung, die ähnlich einem Miller-Integrator wirkt. Es sei lediglich bemerkt, daß dieser Integrator einen Verstärker umfaßt, der sich zweckmäßig aus drei in einer Kaskadenschaltung angeordneten Transistoren 50, 51 und 52 zusammensetzt, wobei der Ausgangstransistor 52 an die Signalquelle angeschlossen und mit einem Emitterwiderstand 53 sowie zwei Kollektorwiderständen 54 und 55 in Reihe geschaltet ist. Die Basis des Eingangstransistors 50 ist mit der positiven Klemme der Signalquelle über einen von zwei Zeitsteuerwiderständen 56 und 57 verbunden, von denen jeweils einer mit Hilfe eines Schalters 58 gewählt werden kann, und außerdem ist diese Transistorbasis über den Zeitsteuerkondensator 60 mit dem Kollektorkreis des Ausgangstransistors 52 verbunden.

Wenn die Signalquelle eingeschaltet wird, arbeitet die Schaltung etwa wie ein normaler Miller-Integrator, und die am Kollektor des Ausgangstransistors 52 erscheinende Ausgangsspannung steigt fortschreitend an. Diese Ausgangsspannung wird einer beliebigen geeigneten Triggerschaltung zugeführt, die anspricht, sobald die Spannung einen vorbestimmten Wert erreicht.

Bei der bis jetzt beschriebenen Anordnung würde die Entladung des Kondensators beim Abschalten der Stromquelle verhältnismäßig langsam über die Ausgangs- und Eingangswiderstände 55 und 56 bzw. 57 der Signalquelle oder über einen die Zeitsteuerschaltung überbrückenden Leitungsweg erfolgen. Aus Gründen, die in Beziehung zu anderen Erfordernissen stehen, ist es unzweckmäßig, diesem vollständigen Entladungsweg einen geringen Widerstand zu geben, und insbesondere kann es erwünscht sein, den Eingangswiderstand variabel zu machen, damit es möglich ist, unterschiedliche Verzögerungsperioden einzustellen.

Um die erwähnten Schwierigkeiten zu vermeiden, sind gemäß F i g. 2 zwei Dioden 61 und 62 vorgesehen, welche die beiden Klemmen des Zeitsteuerkondensators 60 mit den Klemmen der Zeitsteuerschaltung verbinden. Somit ist die eine Diode 62 mit dem Ausgangswiderstand 55 parallel geschaltet, während die andere Diode 61 mit dem Eingangswiderstand 56 bzw. 57 parallel geschaltet ist. Wird die Stromquelle abgeschaltet, ermöglichen diese beiden Dioden eine schnelle Entladung des Kondensators 60 bis auf eine Spannung von etwa 0,5 V für jede Diode, d.h., bis auf die sogenannte Basisspannung der betreffenden Diode, bei welcher der Widerstand der Dioden schnell ansteigt. Hierauf entlädt sich der Kondensator 60 erheblich langsamer über die er-

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wähnten Eingangs- und Ausgangswiderstände. Um geschaltet, z. B. mit Hilfe geeigneter Verbindungen 77

zu verhindern, daß sich hieraus Abweichungen be- od. dgl., und wenn ein sofortiger Betrieb und eine

züglich der Verzögerungszeit, ergeben, ist gemäß der verzögerte Rückstellung bewirkt werden soll, schaltet

Erfindung der Kondensator 60 mit dem Knotenpunkt man das Relais gemäß F i g. 1 in den Kollektorkreis

zwischen den beiden Kollektorwiderständen 54 und 5 des Transistors 68 ein.

55 des Ausgangstransistors 52 und nicht etwa direkt EHe Schaltung nach F i g. 1 ist dazu bestimmt, eine

mit dem Kollektor dieses Transistors verbunden. konstante Verzögerungszeit festzulegen, und daher ist

Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist also etwas der Eingangswiderstand direkt mit der positiven

anders als die eines üblichen Miller-Integrators. Sie Klemme der Stromquelle verbunden, während der

wird nachfolgend an Hand von F i g. 2, die eine ein- io Emitter des Ausgangstransistors 52 an die Anzapfung

fächere Schaltung zeigt, noch näher erläutert. des Potentiometers 53 bis 63 angeschlossen ist, so

Die Schaltung nach F i g. 1 ist für eine feste zeit- daß an den Eingangswiderstand eine konstante Spanliche Verzögerung bestimmt, und daher wird der nung angelegt wird. Wenn es erwünscht ist, eine zeit-Eingangsstrom dadurch erzeugt, daß man an den liehe Verzögerung zu bewirken, die reziprok zu Eingangswiderstand 56 bzw. 57 eine konstante Span- 15 einem Eingangssignal variiert, kann die Basis des nung anlegt. Zu diesem Zweck ist der Emitter des Eingangstransistors mit der positiven Klemme der Ausgangstransistors 52 nicht direkt mit der positiven Stromquelle über einen Eingangswiderstand verbun-Klemme der Stromquelle, sondern mit dem Knoten- den werden, der mit Emgangsklemmen in Reihe punkt zwischen den beiden Widerständen 53 und 63 geschaltet ist, denen das Eingangssignal zugeführt verbunden, die einen die Stromquelle überbrücken- 20 wird.
den Spannungsteiler bilden. In diesem Fall wird es jedoch vorgezogen, die in

Dieser Spannungsteiler führt nicht nur einen Ein- F i g. 2 gezeigte Schaltung zu benutzen, bei der eine

gangsstrom zu, sondern bildet außerdem einen bessere Ausnutzung der Möglichkeiten gegeben ist,

Leitungsweg, über den der Kondensator 60 beim die sich bei der Verwendung von NPN- und PNP-

Abschalten der Stromquelle augenblicklich über die 35 Transistoren bieten.

Dioden 61 und 62 entladen werden kann. Außerdem Die Schaltung nach F i g. 2 ist dazu bestimmt, ein setzt sich die Basisspannung des Eingangstransistors Relais reziprok mit einer bestimmten zeitlichen Min- $0 nicht nur aus den Basisspannungen der drei Tran- destverzögerung zu steuern; auch hier wird, ebenso sistoren, sondern außerdem aus dem Spannungs- wie bei der Schaltung nach Fig. 1, eine Art Millerabfall längs des Teils 53 des Potentiometers zu- 30 Integrator verwendet.

sammen, so daß sie in einem geringeren Aus- Wie bei der Schaltung nach F i g. 1 wird die Schal-

maß durch Änderungen der Basisspannungen be- rung nach F i g. 2 durch eine Auslöseschaltung

einflußt wird, welche auf Temperaturänderungen oder gespeist, doch ist eine insgesamt mit 80 bezeich-

Veränderungen an den Transistoren zurückzuführen nete Formungsstufe an eine von einem Stromtrans-

sind. 35 formator kommende Eingangsleitung 81 angeschlos-

Der Kollektor des Ausgangstransistors 52 ist über sen und über einen Widerstand 82 mit der negativen

ein Potentiometer 64 an die positive Klemme der Klemme der Stromquelle verbunden; ferner ist die

Stromquelle angeschlossen, und der Schleifkontakt Stufe 80 über eine Diode 83 mit der positiven

dieses Potentiometers ist mit dem Eingang einer Klemme verbunden, und der Ausgang der Stufe 80

kombinierten Verstärker- und Triggerschaltung ver- 40 ist an die Basis eines Transistors 85 vom PNP-Typ

bunden, die vier PNP-Transistoren 65, 66, 67 und 68 angeschlossen, der den Eingang 86 des Miller-Inte-

umfaßt. Die drei ersten dieser Transistoren bilden grators bildet. Wenn man bei der Formungsstufe 80

eine Kaskadenschaltung, bei der der Emitter jedes geeignete Schaltungselemente auf bekannte Weise

Transistors an die Basis des nächsten Transistors verwendet, kann die Stufe 80 geeignete charakte-

angeschlossen ist und wobei den beiden ersten Tran- 45 ristische zeitliche Verzögerungen der Form IT=K

sistoren ein gemeinsamer Kollektorwiderstand 69 zu- oder I²T=K bewirken.

geordnet ist. Dem dritten Transistor 67 und dem Der Emitter des Transistors 85 ist mit der posi-

vierten Transistor 68 ist ein gemeinsamer Emitter- tiven Klemme der Stromquelle verbunden, während

widerstand 70 zugeordnet, der die Emitter dieser sein Kollektor über einen Widerstand 87 an die Basis

Transistoren mit der positiven Klemme der Strom- 50 eines zweiten NPN-Transistors 88 angeschlossen ist,

quelle verbindet, und der Kollektor des dritten Tran- die ihrerseits über einen Kondensator 89 mit der

sistors 67 ist über einen Widerstand 71 und eine negativen Klemme der Stromquelle verbunden ist.

Zenerdiode 72 an die Basis des vierten Transistors 68 Der Emitter des Transistors 88 ist an die negative

angeschlossen, so daß sich eine Schmittsche Trigger- Klemme angeschlossen, während sein Kollektor über

schaltung ergibt. 55 einen Widerstand 90 mit der Basis eines dritten

Die Kollektorkreise des dritten Transistors 67 und PNP-Transistors 91 verbunden ist. Der Emitter des

des vierten Transistors 68 sind austauschbar. Der Transistors 91 liegt an der positiven Klemme, wäh-

eine Kollektorkreis enthält einen Widerstand 73, rend sein Kollektor über zwei Widerstände 92 und 93

während der andere Kollektorkreis einen Widerstand an die negative Klemme angeschlossen ist. Der Kno-

74 enthält, der mit der Spule eines Relais 75 in Reihe 60 tenpunkt 94 zwischen den beiden Kollektorwider-

geschaltet ist; der Widerstand 74 und das Relais 75 ständen 92 und 93 ist mit der positiven Klemme

sind durch eine Diode 76 überbrückt. über ein Potentiometer 95 und außerdem über einen

Beim Betrieb der Schaltung nach F i g. 1 baut sich Rückkopplungskondensator 96 mit der Basis des somit die Spannung an dem Potentiometer 64 all- ersten Transistors 85 verbunden. Der Knotenpunkt mählich auf, bis die Transistoren 65, 66 und 67 leit- 65 94 ist somit zusammen mit einer Klemme des Konfähig werden und der Transistor 68 abschaltet. Wenn densators über eine Diode 97 an die negative Klemme eine Verzögerung bewirkt werden soll, wird das der Stromquelle angeschlossen, während die andere Relais in den Kollektorkreis des Transistors 67 ein- Klemme des Kondensators und damit auch die

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Basis des ersten Transistors 85 über eine Diode 98 punkt des Kondensators, der mit diesem Kollektor mit der positiven Speiseklemme verbunden ist. Der verbunden ist, mehr positiv macht. Unter der AnSchleifkontakt des Potentiometers 95 ist über eine nähme, daß sich keine Ladung auf dem Kondensator Diode 99 mit dem Eingang einer Triggerschaltung befindet, wird dadurch die positive Klemme und mit verbunden. 5 ihr auch die Basis des Eingangstransistors ebenfalls Die Triggerschaltung umfaßt einen NPN-Tran- mehr positiv. Hierdurch wird der Basis-Emittersistor 22 und einen PNP-Transistor 23. Bei jedem Strom durch den Rückkopplungskondensator auf dieser Transistoren ist die Basis mit dem Kollektor einen mit dem erwarteten Eingangsstrom des Imdes betreffenden anderen Transistors verbunden. Der pulsformers verglichenen sehr kleinen Wert begrenzt. Emitter des PNP-Transistors ist an eine Anzapfung io In ähnlicher Weise werden beim Fließen eines eines die Signalquelle überbrückenden Spannungs- Eingangsstromes zum Anschlußpunkt 96 (Basis des tellers 24-25 angeschlossen, und die Basis dieses Tran- Eingangstransistors) vom Impulsformer 80 durch diesistors sowie der Kollektor des NPN-Transistors sind sen zunächst die Transistoren nichtleitend und damit dem Ausgang des Integrators über die Diode 99 durch der Ausgangskollektor und schließlich beide verbunden. 15 Anschlüsse des Kondensators mehr negativ. Der Der Emitter des Transistors 23 ist über einen Verstärkungsgrad des Verstärkers ist so gewählt, daß Widerstand 26 an die Basis eines Ausgangstransistors der Eingangspunkt 86 (Basis des Eingangstransistors) 27 vom NPN-Typ angeschlossen, dessen Emitter mit im wesentlichen auf einem konstanten Potential bzw. der negativen Klemme der Signalquelle verbunden auf einem virtuellen Erdpotential gehalten wird, so ist, während sein Kollektor über eine Ausgangs- 20 daß der gesamte Eingangsstrom in den Kondensator relaisspule 30 mit der positiven Klemme der Signal- fließt und diesen auflädt, wodurch sich ein negatives quelle verbunden ist. Die Ausgangsrelaisspule 30 ist Potential an dem mit dem Ausgangskreis verbundurch eine Diode 31 überbrückt, und sie steuert Kon- denen negativen Anschluß aufbaut, takte 32, die im Stromkreis einer geeigneten Quelle Der Rückkopplungskondensator nimmt also den 33 liegen, welche mit einer Halterelaisspule 34 und 25 gesamten Eingangsstrom auf, und sein negativer Aneiner Auslösespule 36 in Reihe geschaltet ist. Das schluß lädt sich auf ein Potential auf, das dem Inte-Halterelais umfaßt Kontakte 37, die mit den Aus- gral des Eingangsstromes entspricht, gangsrelaiskontakten 32 parallel geschaltet sind. In der Praxis werden die oben angenommenen Die beiden Triggertransistoren arbeiten auf Eingangsbedingungen nicht immer erfüllt, wenn bekannte Weise mit einer Kippwirkung. Wenn der 30 nämlich der Kondensator eine Anfangs- oder Rest-Zeitsteuerkondensator 96 zunächst ungeladen ist, ladung zu Beginn aufweist. In diesen Fällen unterbefindet sich somit die Basis des PNP-Transistors 22 scheidet sich das Potential am Kollektor des Ausim wesentlichen auf der gleichen Spannung wie die gangstransistors vom Potential an der Basis des Einpositive Klemme der Signalquelle, während der gangstransistors um den Betrag der Restspannung Emitter in stärkerem Maß negativ ist, was auf den 35 am Kondensator.

Spannungsabfall im Widerstand 25 des die Signal- Die dem Triggerkreis zugeführte Ausgangsspanquelle überbrückenden Spannungsteilers 24-25 zu- nung beginnt daher von einem Anfangspotential, das rückzuführen ist. mit der anfänglichen Ladung des Kondensators sich Wenn die Basis des Transistors 22 stärker negativ ändert. Dies bedeutet Ungenauigkeiten in der Zeitwird, wird ein Punkt erreicht, an welchem der Tran- 40 verzögerung.

sistor 22 beginnt, einen Strom durchzulassen. Dieser Diese Schwierigkeit wird gemäß der Erfindung der Basis des anderen Transistors 23 zugeführte dadurch vermieden, daß der Rückkopplungskonden-Strom bewirkt, daß ein verstärkter Strom zur Basis sator nicht unmittelbar mit dem Kollektor des Ausdes ersten Transistors zurückgeleitet wird, so daß gangstransistors 91, sondern mit dem Abgriff 94 des beide Transistoren schnell im vollen Ausmaß leit- 45 Spannungsteilers 92, 93 im Kollektorkreis verbunfähig werden. Somit wird ein Strom der Basis des den ist.

Ausgangstransistors 27 zugeführt, der im vollen Aus- Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird sich da-

maß leitfähig wird, um das Ausgangsrelais ein- durch bei entladenem Kondensator das Potential des

zuschalten. Eingangspunktes 96 von demjenigen des Kollektors

Wie oben erwähnt, unterscheidet sich die Wir- 50 des Ausgangstransistors und dem Potential am Wider-

kungsweise des erfindungsgemäß aufgezeigten Inte- stand 92 unterscheiden. Wenn die Speisespannung

grators etwas von derjenigen eines normalen Miller- angeschaltet wird, bleiben die Transistoren leitend,

Integrators. Wenn die in Fig. 2 gezeigte Schaltung und der Kondensator lädt sich sehr schnell über die

einen normalen Miller-Integrator enthalten würde, so Basis-Emitter-Strecke des Eingangstransistors auf,

würde der negative Anschluß des Rückkopplungs- 55 bis die Potentialdifferenz am Kondensator im

kondensators 96 nicht mit dem Verbindungspunkt 94 wesentlichen gleich der effektiven Potentialdifferenz

des Spannungsteilers 92, 93 verbunden sein, sondern des Widerstandes 92 ist. Nur dann beginnen die

direkt mit dem Kollektor des Ausgangstransistors 91. Transistoren abzuschalten, und der Basisstrom durch

Die Wirkungsweise einer solchen Schaltung würde den Kondensator fällt auf einen kleinen Wert ab, der

folgendermaßen sein: 60 nötig ist, um das Gleichgewicht zu halten.

Unter der Annahme, daß zunächst kein Eingangs- Selbst wenn kein Eingangsstrom vorhanden ist,

strom anliegt, wenn die Speisespannung angeschaltet lädt sich der Kondensator sehr schnell auf einen

wird, beginnt ein Strom durch den Kondensator und Spannungswert auf, der dem Spannungsabfall am

die Emitter-Basis-Strecke des Eingangstransistors 85 Widerstand 92 entspricht. Diese Spannung ist größer

zu fließen. Die Verstärkung des Verstärkers ist der- 65 als die Summe der Spitzenspannungen der Dioden

art, daß bereits ein geringer Basisstrom den Tran- im Entladeweg und ebenso größer als jegliche Rest-

sistor leitend macht und damit den Kollektor des ladung gewählt, die möglicherweise im Kondensator

Ausgangstransistors und den negativen Anschluß- nach einem vorhergehenden Arbeitszyklus verbleibt

oder die infolge der obenerwähnten Absorption wieder auftritt.

Die in F i g. 2 gezeigte Schaltung besitzt gegenüber derjenigen nach F i g. 1 den Vorteil, daß der Emitter des Eingangstransistors mit der positiven Klemme der Speisespannung verbunden ist, so daß die Spannung ihrer Basis sich von dieser Klemme nur um einen einzigen Spitzenspannungswert von beispielsweise nur 0,5VoIt unterscheidet. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß eine Spannung von ähnlichem Charakter am Eingang des Miller-Integrators sehr einfach an der Diode 83 gehalten werden kann, die in Reihe mit dem Widerstand 82 geschaltet ist, um eine Referenzspannung für den Impulsformer 80 zu bilden. Der Spannungsteiler mit den Widerständen 53, 63 nach Fig. 1 ist nicht erforderlich, da ein bestimmtes Potential an der Basis des Transistors 85 unerwünscht ist und der niederohmige Entladeweg des Kondensators über die Speisespannungsquellen über die Widerstände 24,25 der Triggerschaltung ao gebildet wird. In ähnlicher Weise ist der Emitter des Ausgangstransistors 91 direkt mit der positiven Speisespannungsquelle verbunden. Auch dies bedeutet, daß ein größerer Teil der Speisespannung, welcher durch die Zenerdiode 12 bestimmt ist, zur as Zeitverzögerung verfügbar ist, da der zur Verfügung stehende Bereich nicht durch einen Abfall eines Teils am Widerstand 53 des Spannungsteilers verringert wird.

Bei jeder der oben beschriebenen Schaltungen wird die Einschaltung durch das Anschalten der Gleichstromspeisespannungsquelle über die Einschaltkontakte erreicht. Bei einer abgeänderten Schaltung kann eine ständige Speisung durch eine gesonderte Stromquelle vorgesehen sein, und in diesem Fall wird die zeitliche Verzögerung beispielsweise durch eine Schaltung ausgelöst, die eine den Kondensator überbrückende Schaltvorrichtung umfaßt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele. Beispielsweise kann man die Zungenrelais allgemein durch andere geeignete Relais oder durch statische Schaltungen, beispielsweise Transistorschaltungen, ersetzen. Wenn eine Schaltwirkung benötigt wird, kann man zu diesem Zweck einen Kreis von ausreichender Empfindlichkeit vorsehen oder eine Triggerschaltung bzw. eine bistabile Schaltung verwenden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zeitverzögertes elektronisches Relais für Schutzschaltungen mit einer Verzögerungsschaltung in Form eines Miller-Integrators mit einem Kondensator im Rückkopplungszweig eines Transistorverstärkers, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungskondensator (60; 96) niederohmig zwischen dem Eingang des Verstärkers und dem Verbindungspunkt von zwei in Reihe im Ausgangskreis des Verstärkers geschalteten Widerständen (54, 55; 92, 93) angeordnet ist, so daß der Rückkopplungskondensator vor Beginn der Integration sich schnell auf einen vorbestimmten geringen Spannungswert auflädt.

2. Zeitverzögertes elektronisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang derart mit einem Stromwandler verbunden ist, daß die Zeitverzögerung umgekehrt proportional einer Funktion dieses Stromes ist.

3. Zeitverzögertes elektronisches Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung des Kondensators durch die Beendigung des Eingangssignals bewirkt wird.

4. Zeitverzögertes elektronisches Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator über zwei derart gepolte Dioden (61; 62; 97; 98) in Reihe an die Speisespannung angeschlossen ist, daß beim Abschalten der Speisespannung der Kondensator schnell entladen wird.

5. Zeitverzögertes elektronisches Relais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker aus drei in Kaskade geschalteten Transistoren (50, 51, 52) von abwechselnd unterschiedlichem Leitfähigkeitstyp (NPN bzw. PNP) besteht und die Emitter des ersten und dritten Transistors (50, 52) mit dem gleichen Punkt der Speisespannungsquelle verbunden sind, so daß die Basis des ersten Transistors sich von dem Emitter des dritten Transistors nur um einen einzigen Spitzenspannungswert unterscheidet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 045 456,
057 173, 1152145, 1185 224;
USA.-Patentsehrift Nr. 2942123.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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