DE1537043A1 - Anti-coincidence consumer control circuit - Google Patents
Anti-coincidence consumer control circuitInfo
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Description
Anti-Koinzidenzverbrauchersteuerstromkreis.Anti-coincidence consumer control circuit.
Priorität: Vereinigte Staaten von Amerika, Patentanmeldung vom 7. Dezember 1966, Serial No. 559,932Priority: United States of America, patent application dated December 7, 1966, Serial No. 559.932
Diese Erfindung bezieht sich auf die Technik von Verbrauchersteuerungsstromkreisen und im besonderen auf einen Anti-Koinzidenzverbrauchersteuerungsstromkreis um einen oder mehrere Verbraucher an eine gemeinsame Spannungsquelle anzuschliessen.This invention relates to consumer control circuit technology and in particular to an anti-coincidence load control circuit to connect one or more consumers to a common voltage source.
Diese Erfindung ist besonders dann anwendbar, wenn ein oder zwei Wechselspannungsverbraucher an eine gemeinsame Wechselsparmungsquelle angeschlossen werden sollen, so dass zur gleichen Zeit immer nur ein Verbraucher angeschlossen ist, und die ErfindungThis invention is particularly applicable when one or two AC voltage consumers to a common AC source are to be connected so that only one consumer is connected at the same time, and the invention
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wird mit Bezug auf diese Anwendung hiernach beschrieben werdenr obschon dieselbe einen· breiteren Anwendungsbereich hat.is described with reference to this application hereafter r has the same although a · broader scope.
Es wird oft gewünscht, dass Verbrauchersteuerungsstrorokreise die Möglichkeit haben nur einen von mehreren Verbrauchern zu irgendeiner Zeit an eine Spannungsquelle anzuschliessen und verhindern, dass gleichzeitig mehr als ein Verbraucher angeschlossen wird. So dienen z.B. Verkehrssteuerungsanlagen an Kreuzungen dazu Schalteinrichtungen zu steuern, die die Fahrtlichter einer Verkehrsampel für die Haupt- und Nebenstrassen an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle anschliessen. Für die Verkehrssicherheit ist es wichtig, dass die Haupt- und Nebenstrassenfahrtlichter nicht gleichzeitig an Spannung gelegt werden. Deshalb ist es wünschenswert, dass Anti-Koinzidenzsicherheitsstromkreise verhindern, dass die Fahrtlichter auf gemeinsame Betätigung beider Schaltvorrichtungen, die das Anschliessen der beiden Fahrtlichter an die gemeinsame Spannungsquelle vornehmen würden, an Spannung gelegt werden. Ein solches Zusammentreffen kann z.B. durch schlechtes Funktionnieren der Verkehrssteueranlage auftreten.It is often desired that consumer control circuits have the It is possible to connect only one of several consumers to a voltage source at any time and prevent that more than one consumer is connected at the same time. For example, traffic control systems at intersections are used for this purpose to control the driving lights of a traffic light for the main and secondary roads to a common AC voltage source connect. For road safety, it is important that the main and secondary traffic lights are not voltage can be applied at the same time. Therefore, it is desirable that anti-coincidence safety circuits prevent the driving lights on joint actuation of both switching devices, which enable the connection of the two driving lights to the would make common voltage source, are connected to voltage. Such a meeting can, for example, be caused by bad Functioning of the traffic control system occur.
Bekannte Anti-Koinzidenzsteuerungen zum Verhindern des Auftretens des gleichzeitigen Anschliessens mehrerer Verbraucher an eine gemeinsame Spannungsguelle, bestanden aus Relaisschaltereinheiten. Folglich besitzen solche Stromkreise eine grosse Zahl von beweglichen Teilen, d.h. Relaiskontakten, die eine relativ kurze Lebensdauer haben, und eine öftere Wartung erfordern. Da eine VerkehrsSteuereinheit normalerweise vierundzwanzig Stunden amKnown anti-coincidence controls for preventing the occurrence of the simultaneous connection of several consumers to one common voltage source, consisting of relay switch units. As a result, such circuits have a large number of moving parts, i.e. relay contacts, which are relatively short Have a service life and require frequent maintenance. Since a traffic control unit is usually twenty-four hours on
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Tage und über ein ganzes Jahr hindruch im Betrieb ist, ist es wünschenswert, dass die Steuerung und ebenso der zugehörige Anti-Koinzidenzsteuerstromkreis ein Minimum an Wartungsarbeiten benötigen. It is in operation for days and for a whole year desirable that the controller and also the associated anti-coincidence control circuit require a minimum of maintenance.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Anti-Koinzidenzsteuerung, die statische, logische Steuerelemente besitzt so dass der Stromkreis verhSltnisiaSssig wartungsfrei ist, wodurch die angeführten Nachteile sowie andere von bekannten Anti-Koinzidenz- Λ ' steuerstromkreisen überwunden werden.The present invention is concerned with an anti-coincidence control, the static logic controls so that the circuit has verhSltnisiaSssig maintenance free, whereby the mentioned disadvantages and others are overcome 'control circuits of known anti-coincidence Λ.
Der ÄEiti-Koinzidenzsteuerstromkreis beabsichtigt, die Bereitstellung eines Verbrauchersteuerstromkreises mit wenigstens zwei relativ betätigbaren Schalteinrichtungen zum respeJctiven Anschliessen von zwei Verbrauchern an eine gemeinsame Spannungsquelle.The ÄEiti coincidence control circuit intends to provide a consumer control circuit with at least two relatively operable switching devices for the respective connection from two consumers to a common voltage source.
GemSss der vorliegenden Erfindung besteht der Anti-Koinzidenzstromkreis aus zwei statischen Verbraucherschaltelementen, die jeweils den zwei Verbrauchern zugeordnet sind, um beim an Spannung legen ein Speisestromkreis zwischen dem zugehörigen Verbraucher und seiner selektiv betätigbaren Schaltvorrichtung und der Spannungsquelle zu vervollständigen! zwei statische VerbraucherSteuerelemente, die jeweils den zwei Verbrauchern zugeordnet sind und einen Normalschaltzustand und einen zweiten Zustand haben in Abhängigkeit von der Betätigung der zugehörigen Schaltvorrichtung! und eine gemeinsame statische Steuervorrichtung, die auf die Schaltstellung der beiden Steuereinrichtungen zum Steuern der beiden Verbraucher-According to the present invention, there is the anti-coincidence circuit of two static consumer switching elements, each of which is assigned to the two consumers, in order to put voltage on a feed circuit between the associated consumer and its selectively actuatable switching device and the voltage source to complete! two static consumer control elements, which are each assigned to the two consumers and one Normal switching state and a second state are dependent from the actuation of the associated switching device! and a common static control device operating on the switching position the two control devices for controlling the two consumer
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Schalteinrichtungen anspricht, so dass eine der Verbrauchersteuer^Switching devices responds, so that one of the consumer tax ^
einrichtungen erregt wird, wenn ihre zugehörige Verbrauchersteuer-Schalt
einrichtung in ihrem zweiten/Zustand verharrt, um dadurch ihren
zugehörigen Verbraucher zu erregen und, dass die Verbraucherschalteinrichtungen nicht erregt werden, wenn beide zugehörigen Verbraucher's-teuer
einrichtungen gleichzeitig in ihrem zweiten Schaltzustand
sind.facilities is energized when their associated consumer tax switching
device remains in its second / state in order to excite its associated consumer and that the consumer switching devices are not excited when both associated consumer-expensive devices are in their second switching state at the same time.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es einen statischen Anti- W Koinzidenzsteuerstromkreis zum Verhindern gleichzeitiger Erregung mehrerer Verbraucher durch eine gemeinsame Spannungsquelle zu verhindern. :The aim of the present invention is to prevent a static anti-W coincidence control circuit for preventing simultaneous excitation of several loads by a common voltage source. :
Der Anti-Koinzidenzsteuerstromkreis besitzt statische Festkörperschaltelemente in der Form von Halbleitern, die wenig Energie verbrauchen und dadurch wirtschaftlich im Betrieb sind.The anti-coincidence control circuit has static solid-state switching elements in the form of semiconductors that are low in energy consume and are therefore economical to operate.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung und der beigefügten ' Zeichnung näher beschrieben werden.The present invention will now be based on the description of a preferred embodiment of the invention and the attached 'Drawing will be described in more detail.
Die einzelne Figur ist ein schematisches Stromkreisdiagramm, das eine bevorzugte Ausführung der Erfindung darstellt. The single figure is a schematic circuit diagram, which represents a preferred embodiment of the invention.
Die einzige Figur stellt eine bevorzugte Ausführung des Anti-Koinzidenzsteuerstromkreises dar, der verhindern soll, dass die Verbraucher A und B gleichzeitig durch die Wechselspannungsguelle-V beim Betätigen der beiden Schalter Sl und S2 erregt werden. DerThe single figure represents a preferred embodiment of the anti-coincidence control circuit that is to prevent consumers A and B from being simultaneously caused by the AC voltage source-V are excited when the two switches Sl and S2 are actuated. Of the
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Anti-Koinzidenzsteuerstromkreis besteht im allgemeinen aus einem statischen Steuerstromkreis C für den Verbraucher A und einem 'statischen Steuerstromkreis D für den Verbraucher B« einem gemeinsamen statischen Steuerstromkreis E bestehend aus einem NOR-Kreis F, einem Auftaststromkreis G und einem Oszillatorkreis H; einem Kopplungstransformator Tl, und einem Paar statischer Verbraucherschaltstromkreise begreifend den Stromkreis I für den Verbraucher A und den Stromkreis J für den Verbraucher B.Anti-coincidence control circuit generally consists of one static control circuit C for consumer A and a 'static control circuit D for consumer B' one common static control circuit E consisting of a NOR circuit F, a Auftaststromkreis G and an oscillator circuit H; a coupling transformer Tl, and a pair of static consumer switching circuits understanding the circuit I for the consumer A and the circuit J for the consumer B.
Zu*Erleichtern des Verständnisses von Festkörperstromkreisen im Anti-Koinzidenzstromkreis wird jeder dieser Stromkreise hiernach kurz erklärt.To * facilitate understanding of solid-state circuits in the Anti-coincidence circuit, each of these circuits is briefly explained below.
VERBRAUCHERSTEUERSTROMKREIS. Dies ist ein statischer Festkörperstromkreis mit einem Eingangs- und einem Ausgangskreis. Ein positives Ausgangsspannungssignal, als "1"-Signal bezeichnet, erscheint an seinem Ausgangskreis, solange ein Wechselspannungssignal an seinem Eingangskreis vorliegt. Anderenfalls erscheint an seinem Ausgangskreis ein Massespannungssignal, bekannt als "O"-Signal. {CONSUMER CONTROL CIRCUIT. This is a solid state static circuit with an input and an output circuit. A positive output voltage signal, labeled a "1" signal, appears at its output circuit as long as an AC voltage signal is present at its input circuit. Otherwise appears on his Output circuit a ground voltage signal, known as the "O" signal. {
NOR-STROMKREIS. Dies ist eine einstufige statische Festkörpertorschaltung mit zwei oder mehreren Eingangskreisen und einem Ausgangs kreis. Ein "!"-Signal erscheint an seinem Ausgangskreis solange alle Eingangskreise ein "O"-Signal erhalten. Wenn einer dieser Eingangskreise ein "1"-Signal erhält, erscheint ein MOM-Signal" an seinem Ausgangskreis.NOR CIRCUIT. This is a single-stage static solid-state gate circuit with two or more input circuits and one output circuit. A "!" Signal appears on its output circuit as long as all input circuits receive an "O" signal. If one of these input circuits receives a "1" signal, an M O M signal "appears on its output circuit.
AUFTASTSTROMKREIS. Dies ist eine einstufige, statische Festkörpertorschaltung mit einem Eingangs- und einem Ausgangskreis. EinPRESSURE CIRCUIT. This is a single-stage, static, solid-state gate circuit with an input and an output circuit. A
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MOM-Signal erscheint an seinem Ausgangskreis, solange ein H1H-, Signal an seinem Eingangskreis anliegt und ein Ml"-Signal erscheint an seinem Ausgangskreis, solange ein I*OM-Signal an seinem Eingangskreis anliegt. · The M O M signal appears on its output circuit as long as an H 1 H - signal is applied to its input circuit and an M l "signal appears on its output circuit as long as an I * O M signal is applied to its input circuit. ·
OSZILLATORKREIS. Dies ist ein statischer Festkörperoszillatorkreis mit einem Eingangskreis und einem Ausgangskreis. Ein Ausgangsfrequenzsignal mit bestimmter Frequenz erscheint an seinem Ausgangskreis, solange ein "1"-Signal an seinem Eingangskreis anliegt.OSCILLATOR CIRCLE. This is a solid state static oscillator circuit with an input circuit and an output circuit. An output frequency signal appears at its output circuit with a certain frequency as long as a "1" signal is applied to its input circuit.
VERBRAUCHERSCHALTSTROMKREIS. Dies ist ein statischer Festkörperverbraucherschaltstromkreis mit einem Eingangs- und einem Ausgangskreis. Der Ausgangskreis dient dazu einen Verbraucher an eine Spannungsquelle anzuschalten, etwa eine Wechselspannungsquelle, solange ein Frequenzsignal vom Oszillatorkreis an seinem Eingangskreis anliegt.CONSUMER SWITCHING CIRCUIT. This is a solid state load static circuit with an input and an output circuit. The output circuit is used to connect a consumer to a To switch on a voltage source, such as an AC voltage source, as long as a frequency signal from the oscillator circuit is at its input circuit is present.
VERBRAUCHERSTEUERSTROMKREISECONSUMER CONTROL CIRCUITS
Die inneren Stromkreise der Verbraucherstromkreise C und D sind im wesentlichen identisch und deshalb wird nur der Stromkreis C hiernach genauer beschrieben werden, wobei gleiche Komponenten in beiden Stromkreisen durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet werden. Der Steuerstromkreis C besteht aus einem normalerweise nicht leitendem NPN-Transistor 10 mit einer Basis 12, einem Kollektor 14 und einem Emitter 16. Der Emitter 16 ist direkt an Masse geführt und der Kollektor 14 über einen Widerstand 18 anThe inner circuits of consumer circuits C and D are essentially identical and therefore only circuit C will be described in more detail hereinafter, with the same components in both circuits being denoted by the same reference numbers will. The control circuit C consists of a normally non-conductive NPN transistor 10 with a base 12, a Collector 14 and an emitter 16. The emitter 16 is connected directly to ground and the collector 14 via a resistor 18
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die Spannungsguelle B+. Die .Ausgangssignale des Verbrauchersteuerstromkreises G werden zwischen Masse und dem Kollektor 14 abgenommen« . . -. -, . .., the voltage source B +. The output signals of the consumer control circuit G are taken between ground and the collector 14 «. . -. -. ..,
Der Eingangskreis des Verbrauchersteuerstromkreises C liegt an einem Widerstand 20, dessen ein Ende an Masse und das andere Ende über einen Widerstand 22 und einen Schalter Sl an die Spannungsquelle V geführt ist. Der Verbindungspunkt der Widerstände 2Ound 22 ist mit der Basis 12 des Transistors .10 über eine Gleichrichter-' diode 24, mit der in der Zeichnung gezeigten Folung, und einem \ Widerstand 26, verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 24 und dem Widerstand 26 ist Über einen Glättungskondensator.28 an Masse geführt. Folglich wird beim Schliessen des Schalters Sl eine Wechselspannung von der Spannungsquelle V an den Eingangskreis des Stromkreises C, den Widerstand 20, gelegt, wo die Spannung durch den Gleichrichter 24 gleichgerichtet und vom Kondensator 28 geglättet wird, um so ein positives Vorspannungssignal für die Basis 12 des Transistors Io bereitzustellen. Der Stromkreis D ,unterscheidet sich vom Stromkreis C insofern, dass er zum Verbraucher B ' gehört5 und sein Köpppluhgswiderständ 22 Über den Schalter S2 an die Spännüngsguelle V angeschlossen ist. 'The input circuit of the consumer control circuit C is connected to a resistor 20, one end of which is connected to ground and the other end to the voltage source V via a resistor 22 and a switch S1. The junction of the resistors 2Ound 22 is connected to the base of the transistor 12 via a rectifier diode 24 .10, having the composition shown in the drawing Folung, and a \ resistor 26 connected '. The connection point between the diode 24 and the resistor 26 is connected to ground via a smoothing capacitor. 28. As a result, when the switch S1 is closed, an alternating voltage is applied from the voltage source V to the input circuit of the circuit C, the resistor 20, where the voltage is rectified by the rectifier 24 and smoothed by the capacitor 28, thus creating a positive bias signal for the base 12 of the transistor Io to provide. Circuit D differs from circuit C in that it belongs to consumer B ' 5 and its Köpppluhgswidererstand 22 is connected to voltage source V via switch S2. '
NOR-KREISNOR CIRCLE
Der Nor-Kreis F ist ein Widerstand-Transistor-NOR-Kreis mit zwei Eingangewiderständen 30 und 32, die respektiv an die Ausgangskreise der1 Stromkreise c un<^ 0 angeschlossen sind. Der Verbindungspunkt der Widerstände 30 und 32 ist an die Basis 34 des normaler- The NOR circuit F is a resistor-transistor NOR circuit with two input resistors 30 and 32, which are connected to the output circuits of the 1 circuits c un < ^ 0, respectively. The connection point of the resistors 30 and 32 is to the base 34 of the normal
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weise leitenden NPN-Transistors 36 angeschlossen. Der Emitter 38 des Transistors 36 ist direkt an Masse geführt und der Kollektor 40 des Transistors 36 liegt über einen Widerstand 42 an der Spannungsquelle B+. Der Ausgangskreis des NOR-Kreises F liegt zwischen dem Kollektor 40 des Transistors 36 und Masse.wise conductive NPN transistor 36 connected. The emitter 38 the transistor 36 is connected directly to ground and the collector 40 of the transistor 36 is connected via a resistor 42 to the Voltage source B +. The output circuit of the NOR circuit F is between the collector 40 of the transistor 36 and ground.
AUFTASTSTROMKREISPRESSURE CIRCUIT
• Der Auftaststromkreis G besitzt einen normalerweise nicht leitenden NPN-Transistor 44 dessen Emitter 46 direkt an Masse liegt und dessen Kollektor 48 über einen Widerstand 50 an der Spannungsquelle B+ angeschlossen ist. Der Eingangskreis des Auftastkreises G liegt zwischen Masse und der Basis 52 am Ausgangskreis des Kreises F. Ein Widerstand 54 verbindet den Kollektor 40 des Transistors 36 mit der Basis 52 des Transistors 44. Der Ausgangskreis des Auftastkreises G liegt zwischen dem Kollektor 48 und Masse.• The gating circuit G has a normally non-conductive one NPN transistor 44 whose emitter 46 is directly connected to ground and its collector 48 via a resistor 50 to the voltage source B + is connected. The input circuit of the gating circuit G lies between ground and the base 52 at the output circuit of the circuit F. Resistor 54 connects collector 40 of transistor 36 to base 52 of transistor 44. The output circuit of the gate circuit G is between collector 48 and ground.
OSZILLATORKREISOSCILLATOR CIRCLE
Der Oszillatorkreis H ist ein normalerweise leitender Unijunction- >The oscillator circuit H is a normally conductive unijunction >
Transistor 56 mit einem Emitter 58, einer ersten Basis Bl und einer zweiten Basis B2.Die Basis Bl liegt über die Primärwicklung 60 des Transformators Tl an Masse und die Basis B2 über einen.Widerstand 62 an der Spannungsquelle B+. Der Emitter 58 liegt über einen zeitbestimmenden Kondensator 64 an Masse4nd über einen zeitbestimmenden Widerstand 66 am Kollektor 48 des Transistors 44.Transistor 56 with an emitter 58, a first base Bl and a second base B2. The base Bl is across the primary winding 60 of the Transformer Tl to ground and the base B2 via a resistor 62 at the voltage source B +. The emitter 58 is connected via a time-determining capacitor 64 to earth 4nd via a time-determining capacitor Resistor 66 at collector 48 of transistor 44.
STATISCHE VERBRAUCHERSCHALTKREISESTATIC CONSUMER CIRCUITS
Die EingSnge der statischen Verbraucherschaltkreise ι und J sind respektiv mit ihren Eingängen an den Ausgang des OszillatorkreisesThe inputs of the static consumer circuits ι and J are respectively with their inputs to the output of the oscillator circuit
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H über die sekundären Windungen 63 und 70 des Transformator Tl angeschlossen. Die inneren Stromkreise der Kreise I und J sind im 'wesentlichen identisch und deshalb wird nur der Stromkreis I hiernach im einzelnen beschrieben und gleiche Komponenten in beiden Stromkreisen sind mit gleichen Bezugsnummern in der Zeichnung versehen. Der Stromkreis I besteht normalerweise aus einer Vierschicht schaltdiode 72, einem Vierweggleichrichter 74 und einer bidirektionalen Halbleitervorrichtung 76. Die Halbleitervorrichtung 76 dient als statischer Schalter zum Schalten von Wechselstromverbrauchern , und kann z.B. die Form der Vorrichtung SC4OB der General Electric Company haben. Grundsätzlich ist diese Vorrichtung im wesentlichen das Äquivalent für zwei Vierschichtschaltdioden, wobei jede eine Anode, eine Kathode und einen Eingang hat, und die beide paralell geschaltet sind, aber gegensinnig gepolt sind, d.h. die Anode des einen Gleichrichters ist mit der Kathode des anderen Gleichrichters verbunden und die beiden Eingänge sind zusammengeschaltet.H connected through the secondary turns 63 and 70 of the transformer Tl. The internal circuits of circuits I and J are essentially identical and therefore only circuit I is described below described in detail and the same components in both circuits are provided with the same reference numbers in the drawing. Circuit I normally consists of a four-layer switching diode 72, a four-way rectifier 74 and a bidirectional one Semiconductor device 76. The semiconductor device 76 serves as a static switch for switching AC consumers, and may, for example, take the form of the General Electric Company's SC4OB device. Basically, this device is essentially the equivalent for two four-layer switching diodes, each having an anode, a cathode and an input, and both of them in parallel are switched, but are polarized in opposite directions, i.e. the anode of one rectifier is with the cathode of the other rectifier connected and the two inputs are interconnected.
Die Vierschichschaltdioden 72 besitzen einen Eingang 78 und eine Kathode 80, die an die Sekundärwindung 68 des Transformators Tl ' angeschlossen sind. Die Anode 82 des Gleichrichters 72 zusammen mit der Kathode 80 sind respektiv an die Anschlüsse 84 und 86 der Brückenschaltung 74 angeschlossen.The four-layer switching diodes 72 have an input 78 and a cathode 80 which are connected to the secondary winding 68 of the transformer Tl ' are connected. The anode 82 of the rectifier 72 together with the cathode 80 are respectively connected to the connections 84 and 86 of the Bridge circuit 74 connected.
Der Brückenstromkreis 74 besitz vier Gleichrichterdioden 88, 90, 32 und 94 mit der in der Zeichnung gezeigten Polung. Die Anschlüsse 84 und 86 sind respektiv an die Verbindungspunkte der Kathoden der Gleichrichter 88 und 92 und an die VerbindungspunkteThe bridge circuit 74 has four rectifier diodes 88, 90, 32 and 94 with the polarity shown in the drawing. The connections 84 and 86 are respectively to the connection points of the Cathodes of rectifiers 88 and 92 and to the connection points
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der Anoden der Gleichrichter 90 und 94 angeschlossen. Die Verbin-, dungspunkte 84 und 86 können als Eingangskreise der Brückenschaltung 74 bezeichnet werden. Der Ausgangskreis der Brückenschaltung 74 besteht aus den Anschlüssen 96 und 98. Die Anschlüsse 96 und sind respektiv an die Verbindungspunkte der Anode und der Kathode der Gleichrichter 88 und 90 und an den Verbindungspunkt der Anode und der Kathode der Gleichrichter 92 und 94 angeschlossen.the anodes of the rectifiers 90 and 94 are connected. The connection, Junction points 84 and 86 can be referred to as input circuits of the bridge circuit 74. The output circuit of the bridge circuit 74 consists of the connections 96 and 98. The connections 96 and are respectively connected to the connection points of the anode and the cathode the rectifiers 88 and 90 and to the connection point of the anode and the cathode of rectifiers 92 and 94 are connected.
Der Anschluss 96 ist über einen Widerstand 100 an den Verbindungs- W punkt der einen Seite 102 der bidirektionalen Halbleitervorrichtung 76 und des Schalters Sl angeschlossen. Der Anschluss 98 ist an den .Eingang 104 der anderen Seite 106 der Halbleitervorrichtung 76 angeschlossen.The connection 96 is connected via a resistor 100 to the connection W point of one side 102 of the bidirectional semiconductor device 76 and the switch S1. The connection 98 is connected to the input 104 of the other side 106 of the semiconductor device 76.
Der Verbraucher A wird an die Spannungsquelle V auf Betätigung des Schalters Sl hin durch die bidirektionale Halbleitervorrichtung 76 des Stromkreises I angeschlossen. In ähnlicher Weise wird der Verbraucher B an die Spannungsquelle V auf Betätigung des Schalters . S2 hin durch die statische, bidirektionale Halbleitervorrichtung 76 des Stromkreises J angeschlossen. Der Einfachheit halber sind die Schalter Sl und S2 als normalerweise geöffnete handbetätigte Schalter dargestellt. Jedoch können die Schalter Sl und S2 die Form von Relaiskontakten oder Transistoren haben. Diese Schalter werden normalerweise durch einen Hauptsteuerstromkreis, wie etwa einen Verkehrsregler,zum Erregen der Verbraucher A und B durch die Wechselspannungsquelle V betätigt. So können z.B. die Verbraucher Atnd B, die Form von Glühlampen der Fahrtsignale einer Verkehrsampel haben. The consumer A is connected to the voltage source V upon actuation of the switch S1 by the bidirectional semiconductor device 76 of the circuit I connected. In a similar way, the consumer B is connected to the voltage source V upon actuation of the switch . S2 through the static bidirectional semiconductor device 76 of circuit J connected. For the sake of simplicity, the switches S1 and S2 are normally open and manually operated Switch shown. However, the switches Sl and S2 can take the form of relay contacts or transistors. These switches are usually through a main control circuit such as a Traffic regulator, to excite consumers A and B through the AC voltage source V actuated. For example, consumers can Atnd B, which have the shape of light bulbs of the driving signals of a traffic light.
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BETRIEBOPERATION
Bevor der Schalter Sl oder S2 betätigt wird, sind die Transistoren Io der Stromkreise C und D gesperrt. Dementsprechend wird eine Entsperrungsspannung von der Spannungsquelle B+ im Stromkreis C und D an die Basis 34 des Transistors 36 des NOR-Kreises F gelegt.Before the switch S1 or S2 is actuated, the transistors are Io of circuits C and D blocked. Accordingly, an unlock voltage is applied from the voltage source B + in the circuit C. and D is applied to the base 34 of the transistor 36 of the NOR circuit F.
So ist der Transistor 36 normalerweise leitend, wodurch ein "oM-Signal an seinem Ausgangskreis erscheint, d.h. am Kollektor 4o.Thus, the transistor 36 is normally conductive, as a result of which an "o M signal appears at its output circuit, ie at the collector 4o.
Dieses "O"-Signal wird an die Basis 52 des Transistors 44 im Auftastkreis G über den Widerstand 54 geleitet. Demgemäss ist der f Transistor 44 gesperrt, und A "1"-Signal erscheint an seinem Ausgang, d.h. am Kollektor 48.This "O" signal is applied to the base 52 of the transistor 44 im Auftastkreis G passed through the resistor 54. Accordingly, the f Transistor 44 is blocked and A "1" signal appears on its Output, i.e. at collector 48.
Das "!"-Signal am Ausgangskreis des Auftastkreises G wird an den Eingangskreis des Oszillatorkreises H gelegt. Folglich lädt sich der Kondensator 64 auf den Wert der Spannungsquelle B+ über die Widerstände 50 und 66 auf, und wenn die Spannung, die im Kondensator aufgebaut ist, und damit die Spannung, die am Emitter 58 des Unijunction-Transistors 56 erscheint, einen Wert gleich dem Spannungsspitzenwert des Transistors erreicht, wird der Transistor entsperr, t. Der Kondensator 64 entlädt sich über den Emitter 58 zur Basis 51 des Transistors 60. Der Transistor 56 hört dann auf zu leiten und der Kondensator 64 beginnt sich wieder auf den Wert der Spannungsquelle B+ zu laden. Dieser Vorgang dauert solange wie ein Hl"-Signal am Eingangskreis des Oszillators Hanliegt, wodurch ein Ausgangsfrequenzsignal am Ausgangskreis des Oszillators erscheint, d.h. an der Primärwicklung 60. Die Komponenten des Oszillators H , werden vorzugsweise so ausgesucht, dass sie eine ImpulsfrequenzThe "!" Signal at the output circuit of the gating circuit G is applied to the input circuit of the oscillator circuit H. As a result, the capacitor 64 charges to the value of the voltage source B + via the resistors 50 and 66, and when the voltage that is built up in the capacitor, and thus the voltage that appears at the emitter 58 of the unijunction transistor 56, has a value equal to reaches the voltage peak value of the transistor, the transistor is unlocked, t. The capacitor 64 discharges via the emitter 58 to the base 51 of the transistor 60. The transistor 56 then stops conducting and the capacitor 64 begins to charge again to the value of the voltage source B +. This process lasts as long as an H 1 "signal is present at the input circuit of the oscillator Han, as a result of which an output frequency signal appears at the output circuit of the oscillator, ie at the primary winding 60. The components of the oscillator H are preferably selected so that they have a pulse frequency
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in der Grosse von 1000 Hz ermöglichen. Dieses kann als Freguenzsignal bezeichnet werden, das eine Dauer gemSss dem "1"-Signal am Eingangskreis des Oszillators H hat. Der Transformator Tl gibt eine Isolationsmöglichkeit zwischen dem Oszillatorkreis H und den Verbraucherschaltkreisen I und J.enable in the size of 1000 Hz. This can be used as a frequency signal which has a duration according to the "1" signal at the input circuit of the oscillator H. The transformer Tl is a Isolation possibility between the oscillator circuit H and the consumer circuits I and J.
Wenn der Unijunction-Transistor leitend ist, wird die Spannung, die an seinem Ausgangskreis erscheint, und an der Primärwicklung anliegt, in die Sekundärwicklungen 68 und 70 gekoppelt. Folglich wird eine positive Spannung an den Eingang 78 der Vierschichtdiode 72 in den Stromkreisen I und J angelegt. Jedoch wird keiner der Gleichrichter leitend, da keine positive Spannung an ihren Dioden infolge der Nichtbetätigung der Schalter Sl oder S2 anliegt.When the unijunction transistor is conductive, the voltage that appears on its output circuit and across the primary winding is applied, coupled into the secondary windings 68 and 70. As a result, a positive voltage is applied to input 78 of the four-layer diode 72 applied in circuits I and J. However, none of the rectifiers will conduct because there is no positive voltage on their diodes due to the non-actuation of the switch Sl or S2 is applied.
Beim Betätigen des Schalters Sl wird die Wechselspannungsguelle V an den Eingangskreis des Steuerstromkreises C geschaltet. Die Wechselspannung wird mit Hilfe der Diode 24 gleichgerichtet und mit Hilfe des Kondensators 28 geglättet und dann als eine positive Entsperrungsspannung an die Basis 12 des Transistors Io angelegt. Demgemäss wird der Transistor 12 entsperrt und leitend, so dass ein Massepotential, d.h. ein 11O"-Signal an seinem Ausgangskreis, d.h. am Kollektor 14 erscheint. Der Transistor 36 im NOR-Kreis F bleibt aber weiterhin leitend, da der Transistor 10 im Stromkreis D noch gesperrt ist. Demgemäss erzeugt der Oszillatorkreis H auch weiterhin ein Frequenzsignal als Ausgangssignal. Dieses Signal stellt ein Entsperrungssignal für den Eingang 78 des Gleichrichter? 72 in den Stromkreisen I und J bereit, wie es weiter oben beschrieben wurde. Die Anode 82 des Gleichrichters 72 im Stromkreis J When the switch S1 is operated, the AC voltage source V is switched to the input circuit of the control circuit C. The alternating voltage is rectified with the aid of the diode 24 and smoothed with the aid of the capacitor 28 and then applied as a positive unblocking voltage to the base 12 of the transistor Io. Accordingly, the transistor 12 is unlocked and conductive, so that a ground potential, ie an 11 O "signal appears at its output circuit, ie at the collector 14. However, the transistor 36 in the NOR circuit F remains conductive since the transistor 10 is in the circuit D is still blocked. Accordingly, the oscillator circuit H continues to generate a frequency signal as an output signal. This signal provides an unblocking signal for the input 78 of the rectifier 72 in the circuits I and J, as described above. The anode 82 of the rectifier 72 in circuit J
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erhält jedoch keine positive Spannung von-der Spannungsguelle V, da der Schalter S2 geöffnet ist, und deshalb bleibt der Stromkreis 'J nicht leitend. Da jedoch der Schalter Sl geschlossen ist, fliesst ein Strom von der Spannungsquelle V zum Stromkreis I. Während der positiven Halbwelle der Wechselspannung fliesst ein Strom vom Schalter Sl über den Widerstand 100 und die Anoden-Kathoden-Streeke des Gleichrichters 88 um eine positive Spannung für die Anode 82 des Gleichrichters 72 bereitzustellen. Da die Frequenz der Spannungsquelle V z.B. 50 Hz und die Frequenz des Oszillators H in der Grössenordnung von 1000 Hz ist, wird der Gleichrichter 72 im wesentlichen sofort nach dem Schliessen des Schalters Sl leitend. Folglich fliesst während der positiven Halbwelle der Spannungsquelle V ein Strom über den Widerstand lOO, die Anoden-Kathoden-Strecke des Diodengleichrichters 88, die nun leitende Vierschichtdiode 72 von der Anode 82 zur Kathode 80, und die Anoden-Kathoden-Strecke des Diodengleichrichters 94. Dies erzeugt am Anschluss 98 ein positives Auftastsignal, das jetzt am Eingang 104 der bidirektionalen Halbleitervorrichtung 76 erscheint. Folglich wird die Vorrichtung 76 leitend und ein Strom fliesst während der positiven Halbwelle von der Spannungsquelle V über die Vorrichtung 76 von der Seite 102 zur Seite 106, dh. durch das Äquivalent eier Vierschichtdiode über deren Anoden-Kathoden-Strecke und dann von der Seite 106 über den Verbraucher A zurück zur Spannungsquelle V.does not receive any positive voltage from the voltage source V, since switch S2 is open and therefore circuit 'J does not remain conductive. However, since the switch S1 is closed, there is a flow a current from the voltage source V to the circuit I. During the positive half-cycle of the alternating voltage, a current flows from the Switch S1 via resistor 100 and the anode-cathode line of the rectifier 88 to provide a positive voltage for the anode 82 of the rectifier 72. Because the frequency of the voltage source V is e.g. 50 Hz and the frequency of the oscillator H is in the order of magnitude of 1000 Hz, the rectifier 72 is im essentially conductive immediately after the switch S1 is closed. Consequently, during the positive half-cycle of the voltage source V, a current flows through the resistor 100, the anode-cathode path of the diode rectifier 88, the now conductive four-layer diode 72 from the anode 82 to the cathode 80, and the anode-cathode section of the diode rectifier 94. This generates a positive gating signal at connection 98, which is now applied to input 104 of the bidirectional Semiconductor device 76 appears. As a result, the device 76 becomes conductive and a current flows during the positive Half-wave from the voltage source V via the device 76 from the side 102 to the side 106, ie. by the equivalent of a four-layer diode via its anode-cathode route and then from side 106 via consumer A back to voltage source V.
Während der negativen Halbwelle der Spannungsquelle V wird die Kathode 80 des Gleichrichters 72 negativ mit Bezug auf die AnodeDuring the negative half-cycle of the voltage source V, the Cathode 80 of rectifier 72 negative with respect to the anode
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82 durch einen Stromkreis, bestehend aus der Anoden-Kathoden-Steicke der Gleichrichterdiode 90, dem Anschluss 96 und dann über82 through a circuit consisting of the anode-cathode Steicke the rectifier diode 90, the terminal 96 and then across
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den Widerstand 100 und den geschlossenen Schalter Sl zur Spannurigsquelle V. Folglich wird der Gleichrichter 72 im wesentlichen sofort nach dem Beginn der negativen Halbwelle der Spannungsquelle V leitend. Ein Strom fliesst durch den, Diodengleichrichter 92 über dfe Anoden-Kathoden-Strecke des Gleichrichters 72, den Anoden-Kathoden^Widerstand 100, den geschlossenen Schalter Sl zur Spannung quelle V. Dieser Stromkreis ergibt ein genügendes Auftastpotential am Eingang 100 um die Vorrichtung 76 leitend zu machen, worauf ein Strom von der Spannungsquelle über den Verbraucher A und dann von der Seite 106 zur Seite 102 der Vorrichtung 76 d.h. durch die Anoden-Kathoden-Strecke der äquivalenten Vierschichtdioden in der Vorrichtung 76, und dann über den Schalter Sl zurück zur Spannungsquelle V. Demgemäss kann'man sehen, dass auf Betätigen des Schalters Sl hin, die bidirektionale Halbleitervorrichtung 76 leitend wird, um so die Wechselspannungsquelle V an den Verbraucher A anzuschliessen. In ähnlicher Weise, mit nicht betätigtem Schalter Sl, wird das Betätigen des Schalters S2 ein Entsperrungspotential am Eingang 104 der Halbleitervorrichtung 72 im Stromkreis J ein Entsperrungspotential erzeugen um die Spannungsquelle V an den Verbraucher B anzuschliessen.the resistor 100 and the closed switch S1 to the voltage source V. Consequently, the rectifier 72 becomes V essentially immediately after the start of the negative half-cycle of the voltage source conductive. A current flows through the diode rectifier 92 The anode-cathode section of the rectifier 72, the anode-cathode resistance 100, the closed switch Sl to the voltage source V. This circuit results in a sufficient Auftastpotential at the input 100 to make the device 76 conductive, whereupon a current from the voltage source through the consumer A and then from from side 106 to side 102 of device 76, i.e., through the anode-cathode path of the equivalent four-layer diodes in FIG Device 76, and then back to voltage source V via switch S1. Accordingly, one can see that the switch is actuated Sl out, the bidirectional semiconductor device 76 conductive in order to connect the AC voltage source V to the consumer A. In a similar way, with the switch S1 not actuated, When the switch S2 is actuated, an unlocking potential at the input 104 of the semiconductor device 72 in the circuit J is on Generate unlocking potential in order to connect the voltage source V to the consumer B.
Es wird jetzt der Betrieb beschrieben, der auftritt beim gleichzeitigen Betätigen der Schalter Sl und S2. Wie vorhin beschrieben wurde kann eine solche gleichzeitige Betätigung der Schalter Sl und S2 z.B. aus dem schlechten Funktionnieren eines Hauptsteuerstromkreises, nicht gezeigt, der den Betrieb der Schalter Sl und S2 steuert, auftreten.The operation will now be described which occurs when the switches S1 and S2 are operated simultaneously. As described earlier such a simultaneous actuation of the switches S1 and S2 can e.g. from the poor functioning of a main control circuit, not shown, which controls the operation of the switches S1 and S2, occur.
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Beim gleichzeitigen Betätigen der Schalter Sl und S2 wird die Wechselspannung von der Spannungsquelle V an die Eingangskreise der Stromkreise C und D gelegt. Demgemäss werden die Transistoren 10 in den Stromkreisen C und D entsperrt, worauf ein Massepotential d.h. ein MO"-Signal an den Ausgangskreisen der beiden Stromkreise C und D erscheint. Diese MO"-Signale werden an den Eingangskreis des NOR-Kreises F geführt, worauf der Transistor 36 gesperrt wird und ein "!"-Signal an seinem Ausgangskreis erscheint. Dieses "1H-Signal wird an den Eingangskreis des Auftastkreises G gelegt, μ wodurch ein "OH-Signal an dessen Ausgangskreis erscheint. Dieses *OM-Signal wird an den Oszillatorkreis H angeführt, worauf der Oszillätor-kreis H stillgelegt wird un das Freguenzsignal aufhört. Demgemäss ist keiner der beiden Kreise I und J leitend, wodurch beide bidirektionale Halbleitervorrichtungen 76 gesperrt sind. Folglich wird weder der Verbraucher A noch der Verbraucher B gleichzeitig mitdam Verbraucher B oder A an die Spannungsquelle V angeschlossen, obschon die beiden Schalter Sl und S2 betätigt sind. IWhen the switches S1 and S2 are operated at the same time, the alternating voltage from the voltage source V is applied to the input circuits of the circuits C and D. Accordingly, the transistors 10 in the circuits C and D are unlocked, whereupon a ground potential, ie an M O "signal appears at the output circuits of the two circuits C and D. These M O" signals are fed to the input circuit of the NOR circuit F. , whereupon the transistor 36 is blocked and a "!" signal appears on its output circuit. This "1 H signal is applied to the input circuit of the gating circuit G, μ whereby an" O H signal appears at its output circuit. This * O M signal is sent to the oscillator circuit H, whereupon the oscillator circuit H is shut down and the frequency signal stops. Accordingly, neither of the two circuits I and J is conductive, as a result of which both bidirectional semiconductor devices 76 are blocked. Consequently, neither the consumer A nor the consumer B is connected to the voltage source V at the same time as the consumer B or A, although the two switches S1 and S2 are actuated. I.
Gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Werte und Typen der verschiedenen Komponente, die in der einzigen Zeichnung dargestellt sind, in der Tabelle 1 zusammengefasst.According to a preferred embodiment of the invention, the values are and types of the various components shown in the single drawing are summarized in Table 1.
Transistor 10 NPN TransistorTransistor 10 NPN transistor
Widerstand 18 3,9 KohmResistance 18 3.9 Kohm
Widerstand 2o 3,9 KohmResistance 2o 3.9 Kohm
909849/1 U7909849/1 U7
Widerstand 22 Kondensator Transistor 36 Widerstand 30 Widerstand 32 Widerstand 42 Transistor 44 Widerstand 50 Widerstand 54 Transistor 56 Widerstand 62 Widerstand 66 zeitbestiitunender Kondensator Gleichrichter Widerstand 100Resistor 22 capacitor transistor 36 resistor 30 Resistor 32 Resistor 42 Transistor 44 Resistor 50 Resistor 54 Transistor 56 Resistor 62 Resistor 66 Timing Capacitor Rectifier resistor 100
Bidirektionale Halbleitervorrichtung 72 B+ Spannungsquelle Spannungequelle VBidirectional semiconductor device 72 B + voltage source Voltage source V
33 Kohm 1,0 UP NPN Transistor 33 Kohm 33 Kohm 3,5 Kohm NPN Transistor 1 Kohm33 Kohm 1.0 UP NPN transistor 33 Kohm 33 Kohm 3.5 Kohm NPN transistor 1 Kohm
33 Kohm Unijunction-Transistor 100 0hm 100 0hm 0,25 uF Vierschichtschaltdiode 100 0hm33 Kohm unijunction transistor 100 ohm 100 ohm 0.25 uF Four-layer switching diode 100 Ohm
General Electric Company SC40BGeneral Electric Company SC40B
+20V Gleichspannung 120 V, 60 Hz+ 20V DC voltage 120 V, 60 Hz
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