DE1566862C - Vorrichtung zur Erzeugung von Licht impulsen bei Blinkleuchten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeu- (F i g. 3) nicht ausgenutzt. Die Brennschlußspannung

gung von Lichtimpulsen, insbesondere bei transpor- wird zum Zeitpunkt t — ts erreicht,

tablen Blinkleuchten mit einem mit einer Lampe op- Es stellt sich daher die Aufgabe, den zu hohen, nicht

tisch gekoppelten lichtelektrischen Wandler und einem erforderlichen Anfangswert der Leistung P und damit

elektronischen Pulsgeber. 5 auch des Lichtstromes /auf den Sollwert bzw. Mindest-

Es sind bereits bei optischen Rauchmeldern Ein- wert Ps zu bringen. Anders formuliert heißt das, die richtungen bekannt, bei denen eine Überwachung und mit A₁ bezeichnete, schraffierte Fläche des Leistungsgegebenenfalls eine Störungsanzeige einer Lampe über diagramms soll sinnvoll ausgenutzt werden, und eine vom Lichtstrom der Lampe abhängige Steuer- ; gleichzeitig soll möglichst noch ein Teil der Fläche größe, die von einem mit der Lampe optisch gekoppel- io A₂ + A₃ genutzt werden. Stellt man dies im Diagramm ten lichtelektrischen Wandler erzeugbar ist, erfolgt. gemäß Fig. 4 dar, so entspricht der Zeitraum Δ t_B Die deutsche Auslegeschrift 1189 892 beschreibt eine der mit den bisherigen Mitteln ausgenutzten Zeit bzw. solche Überwachungseinrichtung. Leistung. Durch Ausnutzung der Fläche A₁ (F i g. 3)

Weiterhin sind lichtelektrische Relais bekannt, wird die zusätzliche Zeitdauer At'_s gewonnen, wobei

welche im wesentlichen aus einem mit einer Lampe 15 das Produkt aus Δ t'_t und Ps der Fläche A₁ entspricht,

optisch gekoppelten lichtelektrischen Wandler bestehen Weiter wird es" gemäß einem Teilmerkmal der im fol-

(deutsche Auslegeschrift 1189 413). genden noch näher beschriebenen Erfindung möglich,

Bei Blinkwarnleuchten, die beispielsweise zur Siehe- auch die Energie A₃ (F i g. 3) auszunutzen, indem

rung von im Verkehr liegengebliebenen Fahrzeugen durch Wahl einer kleineren Glühlampennennspannung

dienen und nach den zur Zeit geltenden Normen min- ao bei gleicher Nennleistung die Blinkschlußspannung

destens 15 Stunden lang einwändfrei funktionieren auf U's (Fig. 1) gemindert wird, wobei die zusätz-

müssen, spielt eine dauernde Überwachung der Lampe liehe Blinkzeit Δ t", (F i g. 4) entsprechend der

selbst eine geringere Rolle. Von ausschlaggebender Energie A₂ (F i g. 3) gewonnen wird.

Bedeutung ist es jedoch, daß der Steuerteil der Leuchte Dieser Blinkdauergewinn kann aber auch energie-

nur einen geringen Stromverbrauch hat. 35 mäßig als Vergrößerung der Glühlampenleistung auf

Als Blinkgeber für Warnblinkleuchten findet nach den Wert P's (F i g. 5) genutzt werden. ,
dem derzeitigen Stand der Technik vorzugsweise ein Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, eine solche astabiler Multivibrator mit komplementären Transisto- Leuchte bzw. Glühlampen-Schaltungskombination in ren Verwendung. Solche Blinkgeber sind beispielsweise Verbindung mit weitgehend beliebigen Stromquellen, in der deutschen Patentschrift 1068 756 beschrieben. 30 die sich durch Spannung, Spannungslage, Spännungs-Die übliche Grundschaltung dieses Multivibrators verlauf und Innenwiderstand unterscheiden, zu beweist jedoch auch bei richtiger Dimensionierung noch treiben.

für manche Anwendungszwecke unerwünschte Ab- ί Aufgabe der Erfindung ist es, demgemäß einen hängigkeiten von Temperatur- und Spannungs- Blinkgeber mit Regeleinrichtung in Verbindung mit änderungen auf. Es ist für solche Schaltungen 35 einem Pulsgeber, vorzugsweise mit einer an sich becharakteristisch, daß z. B. ein Abfallen der Batterie- kannten astabilen Multivibratorschaltung mit komspannung eine relativ starke Abnahme der Pülsdauer plementären Transistoren zu entwickeln, bei dem die (Td) zur Folge hat, während die Frequenz annähernd Spannungs- und Temperaturabhängigkeit der Pulskonstant bleibt. Hinzu kommt, daß der Lichtstrom dauer (Td) sowie der nichtlineare Zusammenhang einer Glühlampe schon bei konstanter Pulsbreite mit 4° zwischen Batteriespannung UBait und Lichtstrom Φ der vierten Potenz der Batteriespannung ab- ausgeglichen wird, so daß man trotz Variation der fällt. ■'■■.;.:■· Γ V Störgrößen VBath Umgebungstemperatür ί>« und trotz

Wie stark sich das Zusammenwirken beider Effekte der während der Lebensdauer der Glühlampe allin der Praxis auswirkt, zeigten Messungen an einer mählich zunehmenden Schwärzung des Lampen-Multivibratorgrundschaltung. Es ergab sich dabei, 45 kolbens Blinkimpulse mit konstantem maximalem daß bei einer Spannungszunahme um 20% der maxi- Lichtstrom Φ und konstanter Lichtmenge /Φ#Υ male Wert des Lichtstromes auf das 2fache und die erhält.

Lichtmenge auf das 2,5fache ansteigt. Bei einer Tem- Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß peraturänderung von minus 20 bis plus 25° C ergibt die vom lichtelektrischen Wandler erzeugte Steuersich ein weiterer Anstieg der Lichtmenge vom 2,5fachen 50 größe mittels eines elektronischen impulsgeber anauf das 3fache. ; geordneten Schalters (NS) Pulsdauer und Lichtstrom

Werden die Blinkleuchten aus Batterien gespeist, so der Lampe begrenzt und [daß die Speisespannung muß in der Regel !der geforderte Mindestljchtström- fü^ die Lampe höher ist als derep Nennwert bei der Brennichlußspannürig der Batterie eingeh spännung:

halten werden/Liegt die Anfangsspannung der Batterie 55 aber wesentlich hoher als die Brennschlußspannung, au

Jm den Einfluß des Fremdlichtes oder Außenlichtes den lichtelektrischen Wandler auszuschalten,

was in der Regel bei Akkumulatoren und insbesondere kabn es zweckmäßig sein, diesen Wandler in an sich

bei Trockenbatterien der Fall ist, so wird bei den bis- bekannter Weise mit einer nach außen hin abge-

herigen Ausführungen ein wesentlicher Teil der in der schirmten Hilfsglühlampe zu koppeln. ;

Batterie vorhandenen Energie nicht sinnvoll genutzt, βο Um den erfindungsgemäßen Eingriff in die an sich

da vor Erreichen der Brennschlußspannung höhere als bekannte astabile Multivibfatorschaltung mit komple-

die geforderten Lichtstromwerte erzeugt werden. Der nientSren Transistoren deutlich zu machen, sei vorweg

typische Verlauf vpn Spannung, mittlerem Strom und die Wirkungsweise dieser Grundschaltüng näher

Leistung ale Funktion der Zeit, wird in den Fig. 1 erläutert. Dargestellt ist die Multivibratorgrund-

bis 3 am Beispiel einer Trockenbatterie veränschau- 65 schaltung in F i g. 6.

licht. Bei vorgegebener Brennschlußspannung Us, Ihre Wirkungsweise ist wie folgt: Im ersten Moment entsprechend dem StromIs und der LeistungPs, nach Schließung des Schalters? fällt an der Basiswird der schraffierte Teil der Leistungskennlinie Emitter-Strecke von T₁ die Spannung

_;_ /?_a ÜBatt .'.-."■ durch die Regeleihrichtung keine zusätzliche .Verlust-,'

^ ι ^ leistung gegenüber der Grundschaltung des MuUIt

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ab. Die Spannung 17 liegt unterhalb der Basis-Emitter- Die Einführung des ganzen lichtgesteuerten elektro-

Schwellspannung von T₁, so daß zu diesem Zeitpunkt 5 nischen Schalters als passiver Zweipol in den genannten beide Transistoren gesperrt sind. Anschließend wird Schaltungszweig bedeutet zwar gegenüber einem der Kondensator 5 mit der Zeitkonstanten T₁, die Eingriff nur des Ausgangskreises eines elektronischen im wesentlichen durch die Widerständet und 2 Schalters in diesen Zweig eine verminderte Hochmitbestimmt wird,, aufgeladen. Ist die Aufladung so ohmigkeit beim Ansprechen, jedoch zeigt sich, daß weit fortschgeritten, daß die Spannung an der Reihen- ίο auch diese noch mit Sicherheit ausreicht, um die schaltung 2, 5, 6 die Basis-Emitter-Schwellspannong geforderte Wirkung zu erzielen, das heißt um den von T₁ überschreitet, so wird durch den über Wider- Puls sofort abzubrechen.

stand 1 fließenden Steuerstrom der Kippvorgang Das Prinzip einer erfindungsgemäßen Schaltungs-

' eingeleitet. T₁ beginnt dann Kollektorstrom zu führen, anordnung ist in F i g. 7 dargestellt, der über die Widerstände 3 und 4 fließt; die Basis 15 Diese Schaltungsanordnung arbeitet prinzipiell ebenvon T₂ wird negativ und T₂ schaltet durch. Der in so wie die Multivibratorgrundschaltung der Fig. 6. der Glühlampe auftretende Spannungsabfall bewirkt Jedoch wird der elektrische Puls bei Erreichen des ein Wandern des Kollektorpotentiäls zu positiven Sollichtstromes durch Kippen des lichtgesteuerten Werten, hin. Der Kondensator 5 wird über Pluspol. elektronischen Schalters NS in den hochohmigen der Batterie 8, Koilektor-Emitter-Strecke von T₂* ao Zustand abgebrochen, da infolge mangelnder An-Widerstand 2, Basis-Emitter-Strecke von T₁ und steuerung durch starke Vergrößerung des Wider-Minuspol der Batterie 8 mit der Zeitkonstanten T₂ Standes der Strecke A bis C der aus dem Schaltbetrieb = C₆-R₂ umgeladen. Der Umladestrom entriegelt in den Verstärkerbetrieb übergehende Transistor T₂ somit durch eine sprunghafte Vergrößerung des Basis- die Umladung des Kondensators 5 unterbricht, stromes von T₁ beide Transistoren. Der Transistor T₁ »5 Ein solcher elektronischer Schalter soll die folgenden geht während der Umladung vom Schaltbetrieb in Forderungen erfüllen: Sein Eingang soll zuni Anschluß den Verstärkerbetrieb über, während T₂ nur im an ein fotoelektrisches Bauelement geeignet sein. Bei Schaltbetrieb arbeitet. Hat sich der Kondensators Erreichen des Glühlampensollichtstromes soll der so weit umgeladen, daß der Kollektorstrom von Einfluß des fotoelektrischen Bauelementes 13 derart T₁ den Transistor T₂ nicht mehr im Schaltbetrieb 30 seih, daß das zwischen den Punkten A und B liegende halten kann, so wird durch den Übergang von T₈ Netzwerk hochohmig geschaltet wird, in den Verstärkerbetrieb der Rückkippvorgang aus- Eine Schaltung, die diesen Forderungen genügt,

gelöst. Das KoHektorpotential von T₂ wandert dabei ist in Fig. 8 dargestellt. Es handelt sich dabei um nach negativen Werten hin, wodurch der. Umladestrom eine zweistufige'Kippschaltung mit Siliziumtransistoren, über, .die Basis von T₁ schnell absinkt. Die Basis- 35 Der ersten Stufe wird die Summe aus der am Potentio-Emitter-Schwellspannung von T₁ wird überschritten, meter? eingestellten Vorspannung und der Spannung und beide Transistoren sperren schlagartig. Durch des fotoelektronischen Bauelementes 13 zugeführt, das Sperren von r_a wird dessen Kollektorpotential' Um den Temperaturfehler sowie den Fehler durch gleich dem negativen Batterie-Potential, wodurch eine Batteriespannurigsschwänkungen möglichst klein zu Umladung von Kondensator 5 eingeleitet wird. Die 40 halten, wird die Vorspannung über eine als Fluß-Umladung mit der Zeitkonstanten T₁ verläuft von diode betriebene Siliziumdiode abgegriffen. Die Ein-— Ußatt asymptotisch gegen den Wert + Ubom. stellung des Potentiometers 7 wird so vorgenommen, Überschreitet die Basis-Emitter-Spannung die Schwell- daß bei Werten unterhalb des Sollichtstromes die spannung von T₁*/so wird erneut der Kippvorgang, Ansteuerung der ersten Stufe nicht ausreicht, um den ¹ wie vorweg beschrieben, eingeleitet. 45 Transistor T₃ leitend zu machen. Dadurch ist dessen

¹ Zu einem regelnden Eingriff in diesen Kreis ist Kollektor-Emitter-Strecke so hochohmig, daß der besonders der Steuerkreis des Transistors T₈ (Strom- Transistor T₄ durch Ansteuerung über den Widerweg: Pluspol der Batterie-Basis-Emitter-Strecke von stand 10 gesättigt gehalten wird. Wird nun der SoIl- \T_t, Parallelwiderstand4, Widerstand3, Kollektor^ lichtstrom (Niveaupunkt der ersten Stufe) erreicht Emitter-Strecke von T_x-Minuspol der Batterie 8) 50 bzw. überschritten, so wird der Transistor T₃ leitend, geeignet. EinEingriff an dieser i Stelle führt zu einer wodurch der Transistor J₄ in den Sperrzustand fällt, optimalen Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe. da durch die mederohmige Kollektor-Emitter-Strecke An dieser Stelle greift erfindungs gemäß eine Regel- von T₃ die Basis-Emitter-Spannung von T₄ unterhalb schaltung ein, deren Stellgröße direkt vom Lichtstrom der Basis-Emitter-Schwellspannung liegt. Die Kippder Glühlampe über einen lichtelektrischen Wandler 55 charakteristik der. Schaltung wird durch den Rückj abgeleitet wird;'Als Stellorgan dient dabei ein Niveau* führungswiderstand 11 hervorgerufen. Bei Werten • schalter mit Kippcharäkteristik; Als lichtelektrische unterhalb des SolÜchtstromes ist demnach T₄ und bei -Wandler kommen zum Beispiel Fotoelemente und Werten oberhalb 3T₈ leitend. Da der Widerstand^ Fototransistoren in Betracht. Der von einem solchen bei der Dimensionierung etwa um den Faktor 100 Element, beispielsweise von einem Siliziumfotoelement, 60 niederohmiger ausgeführt werden kann als die Widerangesteuerte Niveauschalter NS, steuert bei Erreichen stände 10 und 8, ist während des leitenden Zustandes eines Vorgegebenen Lichtstromsollwertes den Steuer- von!T₄die Schaltung als Zweipol gegenüber dem anderen kreis des Transistors T₂ schlagartig hochohmig bzw. Kippzustand sehr niederohmig. wesentlich hochohmiger und beendet damit den Das beschriebene Verfahren ermöglicht den Blinkelektrischen Puls sofort. Besonders vorteilhaft ist es, «5 betrieb von Warnleuchten mit optimaler Ausnutzung wenn der gesamte Niveauschalter samt Fotoelement der Batterien. Die Lebensdauer der verwendeten als passiver Zweipol in diesen Stromkreis gelegt wird. Glühlampe wird ebenfalls erhöht. Den Blinkbetrieb Durch diese Schaltungsmaßnahme wird erreicht, daß bei üblichen Anordnungen störende Einflüsse, wie

die schwankende Batteriespannung und die Umgebungstemperatur, werden ausgeregelt. Für den zusätzlichen Regelkreis wird dabei keine zusätzliche Belastung der Batterie geschaffen, so daß diese nicht höher belastet wird als bet üblichen Warnleuchten.

Claims (4)

Patentansprüche: 10

1. VorrichtungzurErzeugungvonLichtimpulsen, insbesondere bei transportablen Blinkleuchten mit einem mit einer Lampe optisch gekoppelten lichtelektrischen Wandler und einem elektronischen Pulsgeber, dadurch gekennzeichnet, daß die vom lichtelektrischen Wandler (13) erzeugte Steuergröße mittels eines elektronischen im Pulsgeber angeordneten Schalters (NS) Pulsdauer und Lichtstrom der Lampe (6) begrenzt und daß die Speisespannung für die Lampe (6) höher ao ist als deren Nennspannung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler (13)' mit einer Hilfslampe, die gegen Außenlicht abgeschirmt ist, optisch gekoppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis des Transistors (!T₈) eines astabilen Multivibrators ein elektronischer Schalter (NS) angeordnet ist, der mit dem mit der Lampe (6) gekoppelten lichtelektrischen Wandler (13) elektrisch verbunden ist, wobei der elektronische Schalter (NS) bei Erreichen des Sollichtstromes der Glühlampe (6) hochohmig ist, so daß der. Multivibrator unabhängig vom Ladezustand des Kondensators (S) zurückkippt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (NS) als zweistufige Kippschaltung aufgebaut ist, die zwei Transistoren (T₃ und T₄) enthält, die vom lichtelektrischen Wandler (13) gesteuert sind, wobei der Schaltungszweig, der den Transistor (!T₄) und den Widerstand (12) enthält, bei durchgeschaltetem Transistor (T₄) hochohmig, der Schaltungszweig, der den Transistor (Γ₃) und den Widerstand (10) enthält, bei durchgeschaltetem Transistor (UT₃) niederohmig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen