DE1297660B

DE1297660B - Verfahren zur n-fachen Vergroesserung der Verzoegerungszeit eines vorzugsweise elektronischen Zeitrelais mit RC-Glied

Info

Publication number: DE1297660B
Application number: DES101164A
Authority: DE
Inventors: Steinlein Hans-W
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-12-24
Filing date: 1965-12-24
Publication date: 1969-06-19

Description

In F i g.1 ist im Prinzip das Zeitglied eines einfachen Zeitrelais dargestellt, wobei mit UB eine Gleichspannungsquelle, mit R ein ohmscher Widerstand und mit C ein Kondensator bezeichnet ist. Der Widerstand R und der Kondensator C bilden gemeinsam ein RC-Glied. Beim Schließen eines Schalters 3 wird über den Widerstand R der Kondensator C aufgeladen. An den Klemmen 1 und 2 tritt hierbei eine veränderliche Spannung auf, deren Verlauf in Anhängigkeit von der Zeit durch die Kurve I in F i g. 2 dargestellt ist. Die Verzögerungszeiten derartiger elektronischer Zeitrelais sind nur in den mittleren Bereichen der Aufladezeit des Kondensators (etwa 1/z T < -I- < 2 T) mit einer guten Wiederholgenauigkeit zu erhalten. Schon kleine Schwankungen der Ansprechschwelle des elektronischen Schalters, beispielsweise durch Temperatureinflüsse hervorgerufen, bewirken im hier interessierenden oberen Bereich große Zeitunterschiede. Die Zeitkonstante T = RC des Aufladevorgangs zur Erzielung größerer Verzögerungszeiten kann nicht beliebig vergrößert werden, da R durch den Eingangswiderstand des elektronischen Schalters und C durch das Volumen des Kondensators begrenzt wird.
Ferner ist eine Schaltungsanordnung mit einstellbarer Zeitverzögerung bekannt, bei der ein an Spannung gelegtes RC-Glied, welchem ein steuerbarer Nebenschluß parallel geschaltet ist, durch periodische Änderung des Schaltzustandes des steuerbaren Nebenschlusses periodisch aufge- bzw. entladen wird. Die Entladung des Kondensators erfolgt hierbei auf einen Ladungswert, der nur geringfügig über dem des Ausgangszustandes der jeweiligen vorangegangenen Aufladung liegt. Auf diese Weise kann man bei kleinen Kapazitätswerten zwar lange Schaltzeiten erzielen, jedoch treten durch die impulsmäßige Auf-und Entladung des Kondensators erhebliche Zeitungenauigkeiten auf. Außerdem erfordert der steuerbare Nebenschluß des Kondensators einen erheblichen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auf einfache Weise die Verzögerungszeit eines vorzugsweise elektronischen Zeitrelais mit RC-Glied um einen Faktor n vergrößert wird, wobei ebenfalls von einer Schaltungsanordnung Gebrauch gemacht wird; bei der ein RC-Glied impulsförmig getastet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß das RC-Glied in an sich bekannter Weise impulsförmig mit einem Tastverhältnis von - an Spannung gelegt und eine Rückladung während der Impulspausen verhindert wird. Unter Tastverhältnis versteht man hierbei das Verhältnis zwischen Spannungsführung und Pause innerhalb einer Tastperiode. Entsprechend dem Tastverhältnis c verändert sich die Zeitkonstante um den Faktor n. Dadurch, daß eine Rückladung während der Impulspausen unterbunden wird, ergibt sich eine wesentlich bessere Wiederholgenauigkeit. Die Rückladung läßt sich in einfacher Weise durch eine Diode im Ladestromkreis des Kondensators verhindern.
An Hand der F i g. 2 und 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. In diesen Figuren ist in Abhängigkeit von der Zeit t die Spannung U, bzw. die Batteriespannung UB aufgetragen. Der Fall I in F i g. 3 zeigt den Verlauf der Spannung UB, wenn der Schalter 3 gemäß F i g.1 zur Auslösung des an den Klemmen 1 und 2 angeschlossenen Relais R dauernd geschlossen ist. Es ergibt sich dann der zeitliche Verlauf an den Klemmen 1 und 2 entsprechend der Kurve 1 in F i g. 2.
Wird nun gemäß der Erfindung der Schalter 3 in einem bestimmten Tastverhältnis 1: n-1 geschlossen und geöffnet, so ergibt sich der in F i g. 3 dargestellte Impulsverlauf II. Dadurch wird die an den Klemmen 1 und 2 auftretende Spannung U, den treppenförmigen Verlauf entsprechend der Kurve II in F i g. 2 annehmen. Da die Folgefrequenz bei gleichbleibendem Tastverhältnis eine untergeordnete Rolle spielt, können die Schritte klein genug gewählt werden, so daß sich der ideale Verlauf III gemäß F i g. 2 ergibt. Hierbei bleibt die Wiederholgenauigkeit relativ betrachtet gleich. Durch die Änderung des Tastverhältnisses, die indirekt auch über die Änderung der Impulsfolge erfolgen kann, kann der Verlauf der Kurve bei gleichem RC-Glied mit einer n-mal größeren Zeitkonstante vorgegeben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei praktisch allen vorkommenden Zeitrelais mit RC-Glied anwenden. Hierbei spielt es keine Rolle, ob nur ein einfaches RC-Glied oder eine die gleiche Funktion ausübende Schaltung vorgesehen ist. Ferner ist es unerheblich, welche Einrichtung an den Klemmen 1 und 2 angeschlossen ist. So kann beispielsweise unmittelbar ein Relais R angeschaltet werden; es kann aber auch jede passende elektronische Schaltung angeschaltet werden. F i g. 4 zeigt beispielsweise ein Ausführungsbeispiel mit einem elektronischen Schalter, wobei mit 4 ein an sich bekannter Schmitt-Trigger und mit 5 ein entsprechender Schaltverstärker bezeichnet ist. Das impulsmäßige Öffnen und Schließen des Schalters 3 wird nicht mechanisch wie in F i g. 1 vorgenommen, sondern ebenfalls durch eine elektronische Vorrichtung, und zwar durch einen an sich bekannten Multivibrator. Das Zeitglied und die Spannungsquelle sind mit gleichen Bezugszeichen wie in F i g.1 versehen. Der Multivibrator 6, welcher astabil und vorzugsweise unsymmetrisch aufgebaut ist, gibt an den Klemmen 7 und 8 Spannungsimpulse ab, die beispielsweise die Form II gemäß F i g. 3 aufweisen. An einem Widerstand 10 kann beispielsweise ein Eingriff zur Änderung des Tastverhältnisses vorgenommen werden. Durch die Diode 9 wird verhindert, daß sich der Kondensator in den Impulspausen über den Widerstand R entlädt.
Wie schon ausgeführt, kann an Stelle einer elektronischen Einrichtung 6 auch jede beliebige Schaltungsanordnung treten, die die Funktion des Schalters 3 übernimmt. Die Impulse selbst brauchen nicht rechteckförmig, sondern können auch sinusförmig ausgebildet sein. Den einfachsten Fall bildet beispielsweise eine an eine Wechselstromquelle angeschlossene Einweh Gleichrichterschaltung. Durch eine entsprechende Anschnittssteuerung kann auch auf diese Weise das Tastverhältnis beliebig geändert werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur n-fachen Vergrößerung der Verzögerungszeit eines vorzugsweise elektronischen Zeitrelais mit RC-Glied, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Glied in an sich bekannter Weise impulsförmig mit einem Tastverhältnis von an Spannung gelegt und eine Rückladung während der Impulspausen verhindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis veränderbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückladung mit Hilfe einer Diode verhindert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung mit Hilfe eines unsymmetrischen astabilen Multivibrators erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung mit Hilfe einer Einweg-Gleichrichterschaltung mit Anschnittssteuerung erfolgt.