DE1588254A1

DE1588254A1 - Schaltung zur Erzeugung von Steuersignalen

Info

Publication number: DE1588254A1
Application number: DE19671588254
Authority: DE
Inventors: Graf Carlton Eugene
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1967-09-20
Publication date: 1971-02-04
Also published as: JPS461812B1; US3487236A; ES344863A1; GB1202603A; BR6792665D0; SE337626B

Description

w. Wilhelm Heichel

Ficmkfurt/Mcriii-1 1598254 JPasfcifaaß· 13

Eigenes Zeichen: 5274 - Fs/Ja

General Electric Company, Schenectady, N.Y,/V. St-.JL.

Schaltung zur Erzeugung von Steuersignalen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung von Steuersignalen, die z.B. für den Betrieb eines steuerbaren Gleichrichters Verwendung finden, und insbesondere auf eine Schaltung dieser Art, bei welcher ein Unijunction-Transistor zur Erzeugung eines seitverzögerten Ausgangssignals verwendet wird.

Es ist eine Vielzahl' von Schaltungen zur Erzeugung von periodischen Ausgangssignalen bekannt, deren Periode in Abhängigkeit von der Charakteristik eines Verbrauchers steuerbar ist. Bei einer Vielzahl dieser Schaltungen werden Unijunction-Transistoren verwendet. Bei einer herkömmlichen Schaltung ist ein Kondensator parallel zu dem Emitter und der Basis-eins eines Unijunction-Transistors geschaltet, während an die Basis-zwei und Basis-eins die Betriebs-

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spannung angelegt wird. Der Kondensator ist Teil zweier Zeitschaltungen, die verschiedene Zeitkonstanten aufweisen. Die Zeltschaltungen laden den Kondensator bis zur Durchbruchsspannung des Unijunction-Transistors auf. In diesem Äugenblick nimmt die Impedanz zwischen Emitter und Basis-eins des Unijunction-Transistors stark ab, wodurch der Kondensator zur Erzeugung eines Ausgangs-. impulses entladen wird.

Die eine der beiden Zeitschaltungen lädt den Kondensator mit einer Spannung auf, welche nach einer exponentiell ansteigenden Funktion ansteigt. Diese ansteigende Spannung erreicht das Niveau der Durchbruchsspannung des Unijunction-Transistors zu einer bestimmten Zeit nach der Erzeugung des vorausgehenden Impulses. Die zweite Zeitschaltung lädt den Kondensator mit einer Austastspannung wesentlich schneller auf, wodurch die am Kondensator anliegende Gesamtspannung das Niveau der Durchbruchsspannung des Unijunction-Transistors sehr viel schneller erreicht als dies mit der Aufladung durch die Spannung mit exponentiell ansteigender Funktion der Fall wäre. Durch das Anheben oder Absenken der Austastspannung kann der Unijunction-Transistor zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt nach dem jeweils vorausgehenden Impuls gezündet werden.

In der beschriebenen Schaltung muß der am Emitter und der Basiseins liegende Kondensator mit der exponentiell ansteigenden Spannung und der Austastspannung aufgeladen werden, um das für die Zündung des Transistors nötige Niveau der Durchbruchsspannung zu

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erreichen. Der Unijunction-Transistor kann nicht gleichzeitig mit einer plötzlichen Inderung der Lastanforderungen oder zu irgendeinem Zeitpunkt, bevor der Kondensator das Niveau der Durchbruchsspannung erreicht hat, gezündet werden. Um die für die Zündung erforderliche Zeit auf ein Minimum herabzusetzen, muß bei herkömmlichen Schaltungen die Zeitkonstante der Zeitschaltung für die Austastspannung verkleinert oder die Spannung zur ÄufJadung der Zeitschaltung für die Austastspannung vergrößert werden. Jede dieser beiden Abänderungen der herkömmlichen Schaltung bedingt ein Anwachsen der Kosten und eine entsprechende Berücksichtigung bei der Entwurfsarbeit, die der Verwendung dieser Schaltung im Wege stehen. .

Wie zum Ausdruck .gebracht, verändert sick die as. dem Kondensator liegende Spannung -sowoiil als I%oiröt©n ü,@r la &©r .!©itseiisjLtiJsg zur -Erzeugung der ansteigemaaa. Spssffirm;? al" wmfo 4Q2? ia d®r Zeitschaltung zur Erzeugung der Mstastsps-zmuaf j&iielju: ν n'^s^tenden Spannung» Durch das Anliegen bestimmter ¥@rt© der Austastspannung kann eine beliebige Anzahl von Zeitversögelungen erzeugt werden« Derselbe Kondensator wird soxjohl zur Speicherung ö,@r nach einer Exponentialfunktion ansteigenden Spanxrang als aucli d©r AustBitspannung "benutzt_B ¥ean die Amstastspannung den Kondensator während' eines Zsjklus auflädt, kann die wirksame Aus tast spannung nicht mehr verkleinert ueT-aen^ olm® nicht -auch gleichzeitig die exponentiell ansteigende Spannung zu beeinträchtigen. Basalt ist die herkömmliche Steuerschaltung während- eines Zyklus unempfindlich, für

BAD ORiGiNAL

Befehle zur Verkleinerung der Verzögerungszeit. Da außerdem dieexponentiell ansteigende Spannung zusammen mit der Austastspannung den Kondensator aufladen muß, besitzt die konventionelle Steuerschaltung nur eine begrenzte Empfindlichkeit auf das Inst eigen der Austastspannung.

Die die beschriebenen Uhijunction-Transistoren verwendenden Schaltungen zur Steuerung der Verzögerung von, Signalen arbeiten,, wenn die angelegte Spannung zwischen dem Emitter und der Basis-ein© das Niveau der Durchbruchsspannung des* Unijunction-Transistors erreicht, d.h.» sie erzeugen, ein Aus&angssignal·,. wenn die Spannung, zwischen Emitter und Basis-eins einen bestimmten Bruchteil der Spannung zwischen Basis-zwei und Basis-eins erreicht, wobei dieser· Bruchteil charakteristisch ist und als Intrinsie-Abstandsverhältnis bezeichnet wird. Die Intrinsie-Abstandsverhältnisse verschiedener Transistoren desselben Typs können jedoch von Transistor zu Transistor verschieden sein. Ein Steuersignal mit einem bestimmten Spannungsniveau am Eingang kann bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Zeitverzögerung liefern, die sich mit jeder Temperaturänderung verändert. Diese verschiedenen Zeitverzögerungen in Abhängigkeit von der Temperatur werden von dem Intrinsic Abstandsverhältnis verursacht, wobei diese Änderungen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur nicht voraussagbaren Funktionen folgen. Das Intrinsic-Abstandsverhältnis eines jeden einer Vielzahl von Unijunction-Transistoren desselben Typs kann sich um einen jeweils abweichenden Betrag in Abhängigkeit von der Temperatur verändern. Daher ist es schwierig, eine Schaltung zur

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Steuerung der Verzögerung von Signalen zu entwerfen, bei der Jeder einer Vielzahl von Unijunction-Transistoren, die sich ändernden Umgebungstemperaturen unterworfen sind, ein um. einen genauen Wert verzögertes Signal liefern muß.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte Schaltung zur Steuerung einer Zeitverzögerung zu schaffen, welche augenblicklich auf die Änderung des Betrags des Eingangssignals anspricht und die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausgangssignalen während eines Zyklus ändert, und welche jederzeit während des Zyklus auf eine Abnahme des Betrags des Eingangssignals anspricht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltung zur Steuerung der Verzögerung der von einem Unijunction-Transistor abgegebenen Signale, bei der die Verzögerung von der Veränderung der Umgebungstemperatur unbeeinflußt ist, und bei welcher die Zündzeit des Unijunction-Transistors von Veränderungen des Intrinsic-Abstandsverhältnisses des Unijunction-Transistors unbeeinflußt ist. Gemäß der Erfindung umfaßt die Schaltung zur Steuerung der Verzögerung von Signalen einen Unijunction-Transistor, dessen Basis-eins und Basis-zwei an der Betriebsspannung liegen. Ferner sind Einrichtungen mit eine.m ersten Kondensator und einer Spannungsquelle für die Austastspannung, welche Steuersignale zum Zünden des Unijunction-Transistors liefern, und Einrichtungen zum Aufladen des. Kondensators mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorgesehen. Die Austastspannung wird jedoch nicht für die Aufladung des Kondensators verwendet. Die Schaltung enthält ferner

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Einrichtungen, um den Kondensator und die Spannungsquelle für di· Austastspannung in Serie zu zwei Elektroden des Unijunction-Transistors zu schalten, so daß die Steuersignale, welche aus der Summe der Aus tast spannung und der Kondensat or spannung bestehen, den Uhijunction-Transistor veranlassen, einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, sobald diese Spannungen ein vorgeschriebenes Niveau erreichen. Der Strom einer zusätzlichen Energiequelle kann dem Unijunction-airansistor derart zugeführt werden, daß dieser unabhängig von der Ladung des Kondensators in einem niedrigen Impedanzzustand gehalten wird, sobald er gezündet, ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird, die Austastspannung und die Kondensatorspannung zwischen den Emitter und die Basiseins des Unijunction-Transistors angelegt, um den Transistor zu zünden, wenn die Summe dieser Spannungen das Niveau der Durchbruchsspannung des Unijunction-Transistors erreicht. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Summe der Austastspannung lind der Kondensatorspannung mit einer Bezugs spannung verglichen. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Spannung zwischen der Basis-zwei und der Basis-eins zu verkleinern, und dadurch den Unijunction-Transistor zu zünden, wenn die Summe der Austastspannung und der Kondensator spannung größer als die Bezugsspannung ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigen;

Fig. T das Schaltbild einer Schaltung zur Steuerung der Verzögerung von Signalen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Steuerschaltung für die Verzögerung einen zusätzlichen Energiespeicher aufweist, der auf ein Spannungsniveau aufgeladen werden kann,, das knapp unter der Spannung des Eingangssignals liegt;

Fig.3 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Unijunction-Transistor unabhängig

■ ■ · von dem Niveau der Durchbruchsspannung gezündet wird.

Bei der Schaltung gemäß Fig.1 umfaßt eine Schaltung zur Steuerung der Verzögerung von Signalen einen Unijunction-Transistor 2 mit einer Basis-zwei-Elektrode 4, einer Basis-eins-Elektrode 6 und einen. Emitter 8. Die Basis-zwei-Elektrode 4 ist über einen Widerstand 10 mit dem positiven Anschluß 12 einer Betriebsspannungsquelle verbunden, wogegen die Basis-eins-Elektrode 6 über einen ,Widerstand 14 mit dem negativen Anschluß 16 derselben Spannungsquelle verbunden ist. Der Unijunction-Transistor 2 kann gezündet worden, wenn die Spannung zwischen dem Emitter 8 und der Basiseins-Elektrode 6 einen bestimmten Prozentsatz, nämlich die Größe des sog. Intrinsic-Abstandsverhältnisses der an die Basis-zwei-Elektrode 4- und die Basis-eins-Elektrode 6 angelegten Spannung annimmt. Wenn z.B. das Intrinsic-Abstandsverhältnis des Unijunction-Transistors 2 60% beträgt und die Spannung zwischen der Basis-zwei-Elektrode 4- und der Basis-eins-Elektrode 6 2OVoIt beträgt, und wenn die Spannung zwischen dem Emitter 8 und der Basis-eins-Elektrode 6 12VoIt beträgt, wird der Unijunction-Transistor 2 gezündet. In diesem Augenblick-nimmt die Impedanz zwi-

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sehen dem Emitter 8 und der Basis-eins-Elektrode 6 beträchtlich ab, so daß sich am Widerstand 14 ein Ausgangssignal aufbaut. In der vorliegenden Schaltung werden die Xusgangssignale einem steuerbaren Gleichrichter 18 zugeführt, dessen Steuerelektrode 20 und Kathode 22 parallel zum Widerstand 14 liegen. Die Anode 24 des steuerbaren Gleichrichters 18 ist mit dem Ausgangsanschluß 26 verbunden, wogegen die Kathode 22 an die Bezugspotentialleitung «50 mit dem Ausgangsanschluß 28 angeschlossen ist.

Es sind ferner Einrichtungen vorgesehen, die Eingangssignale für die Zündung des Unijunction-Transistors und damit für die Erzeugung der Ausgangsimpulse liefern. Zu diesem Zweck ist die Diode 32 zwischen den Emitter 8 und die eine Seite eines Kondensators 34 geschaltet. Die andere Seite des Kondensators 34 ist über die Spannungsquelle 36 für die Austastspannung mit der Bezugspotentialleitung 30 verbunden.

Die Quelle 36 für die Abtastspannung kann das Spannungsniveau zwischen dem Emitter 8 und der Basis-eins-Elektrode 6 des Unijunction-Transistore 2 sehr rasch anheben. Die Quelle 36 besteht aus einer Quelle 38 mit einer variablen Spannung, die parallel zu einem Widerstand 40 und in Serie zum Kondensator 34 sowie dem Emitter und der Basis-eins-Elektrode des Unijunction-Transistors 2 liegt. Die Quelle 38 für die variable Spannung kann eine Gleichstromquelle sein, deren Betrag in Abhängigkeit von einer Charakteristik des Verbrauchers, welcher durch die zeitverzögerten durch den Unijunction-Transistor 2 erzeugten

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Impulse gesteuert wird, veränderlich, sein kann. Zum Beispiel ka die Quelle 38 in der Rückkopplungsschleife mit hoher Verstärkung eines Regelsystems Verwendung finden, in welcher die Laufzeit der Rückkopplungssignale vom Verbraucher zum Steuerteil des Systems verkürzt wird.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die effektive Austastspannung· in dem Steuerkreis zu jeder Zeit während eines Zyklus zu ändern. Dafür ist eine Diode 42 mit einer Klemmschaltung 44 verbunden, welche die Diode 42 derart beeinflußt, daß sie die Quelle für die Austastspannung jederzeit überbrücken kann. Die Klemmschaltung 44 kann jederzeit die überbrückung der Quelle für die Austastspannung unterbrechen, um nochmals die veränderliche Spannung an die Steuerschaltung anzulegen. Die Klemmschaltung kann aus einem Schalter bestehen, der die Kathodenseite der Diode mit der Bezugspotentialleitung JO verbindet.

Ein Regelwiderstand ist'zwischen die positive Seite der Betriebsspannung an der Klemme 12 und die eine Seite des Kondensators geschaltet und dient der Aufladung des Kondensators 34. Der Regelwiderstand 46 und der Kondensator 34 sind ein Teil der einzigen variablen Zeitverzögerungsschaltung, die die Zündung des Unijunction-Transistors 2 steuert. Die zwischen die Anschlüsse 12 und 16 angelegte Betriebsspannung lädt den Kondensator 34 über den Regelwiderstand 46 nach einer exponential verlaufenden Funktion auf, wodurch die Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung

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in Abhängigkeit von dem effektiven Widerstand des Regelwiderstands 46 verändert wird. Der Regelwiderstand 46 kann auch durch eine den Kondensator 34 mit konstantem Strom aufladende Schaltung ersetzt werden. Es sind außerdem Einrichtungen vorgesehen, um den . Kondensator 54 gegenüber der Quelle 36 für die Austastspannung während dem Entladen des Kondensators 34 zu isolieren. Diese Einrichtungen umfassen eine Diode 48, die mit der Kathodenseite am Kondensator 34 und mit der Anodenseite an der Quelle 38 für die veränderliche Spannung liegt. Es ist ferner eine Diode 50 vorgesehen, die mit der Kathodenseite am Kondensator 34 und mit der Anodenseite an der Bezugspotentialleitung 30 angeschlossen ist.

Sobald die Summe aus der Kondensat or spannung und der Kondensatorspannung 34, verringert um den Spannungsabfall an der Diode 32 und dem Widerstand 14, gleich dem Niveau der Durchbruchsspannung des Unijunction-Transistors 2 ist, wird dieser gezündet. Wenn die am Widerstand 40 wirksame Austastspannung groß ist, kann der Kondensator 34 nur geringfügig aufgeladen werden, so daß er nur eine kleine elektrische Energiemenge speichert. Diese gespeicherte Energiemenge kann nicht ausreichend sein, um den Unijunction-Transistor 2 lang genug in dem niederen Impedanz zustand zu halten, damit ein entsprechendes Ausgangssignal am Widerstand 14 erscheint. Daher kann die Steuerschaltung für die Verzögerung auch eine Hilfsenergie quelle enthalten, um dem Uni junction-Transi.stor Energie zuzuführen, wenn dieser gezündet ist. Eine Ausführungsform dieser HiIfsenergiequelle kann in Form eines Kondensators 52 bestehen,

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4er über einen Widerstand 54· an der an den Anschlüssen 12 und 16 liegenden Betriebsspannung liegt* Eine Zenerspannung 56 begrenzt das Spannungsniveau am Kondensator 52 auf einen Wert unterhalb der Durchbruchsspannung des Unijunction-Transistors 2. Die Zeitkonstante der den Kondensator 52 und den Widerstand 54· enthaltenden Versögerungsschaltung ist sehr kurz im Vergleich zu dem Bereich der Zeitkonstanten, mit welchen die den Kondensator 34- und den Regelwiderstand 46 umfassenden Verzögerungsschaltung arbeiten. Diese Zeitkonstante kann um ungefähr zehnmal größer sein als die der Verzögerungsschaltung mit dem Kondensator 52. Dadurch kann der Kondensator 52 sehr viel rascher als der Kondensator 44· aufgeladen werden. Der Kondensator 52 wirkt somit als Hilfsenergiequelle, welche sehr rasch für eine Entladung über den Unijunction-Transistor 2 bereit ist. Eine Diode 58 ist mit der Kathode an den Emitter 8 und mit der Anode an den Kondensator 52 angeschlossen, und dient der Entladung des Kondensators 52, wenn der Unijunction-Transistor 2 gezündet ist.

Die Wirkung der Schaltung nach Fig..1 hängt von der Zeit ab, welche die Spannung zwischen Emitter und Basis-eins des Unijunction-Transistors 2 benötigt, um das Niveau der Durchbruchsspannung zu erreichen, nachdem der.Transistor den Zustand einer hohen Impedanz angenommen hat. Wenn man davon ausgeht, daß die Austastspannung 0 Volt beträgt und der Kondensator 34 bei der vorausgehenden Zündung des Unijunction-Transistors 2 völlig entladen wurde, dann hängt die Verzögerungszeit der Steuerschaltung allein von der Ladezeit des Kondensators 34- ab. Sobald die Spannung am Kondensator ' 3^- das Niveau der Durchbruchsspannung erreicht, wird der Uni-

junction-Transistor 2 gezündet. Die Austastspannung der Quelle kann dem Kondensator 34- in Serie zugeschaltet werden. Diese Austastspannung -hebt das Spannungsniveau zwischen dem Emitter 8 und der Basis-eins-Elektrode 6 augenblicklich an. Damit wird die Zeit verkleinert, welche für die den Kondensator 34· umfassende Verzögerungsschaltung notwendig ist, um die Spannung zwischen Emitter und Basis-eins auf das Niveau der Durchbruchsspannung anzuheben. Die Zeitverzögerung der Steuerschaltung kann vergrößert oder verkleinert werden durch das entsprechende Vergrößern oder Verkleinern der Austastspannung.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Austastspannung ein Teil der an die Steuerschaltung angelegten Eingangsspannung ist, d.h. der Betrag der Austastspannung wird zur inderung des Taktzyklus um genauliegende Werte angehoben oder abgesenkt. Die Inderung der Aus tastspannung erfolgt ohne nennenswerte Beeinflussung der Koitdensatorspannung. Zur Synchronisierung der Zündung des Unijunction-Transistors mit dem Anfang der Halbwelle der Energieversorgung werden von einer konventionellen Schaltung periodisch Impulse in Serie zu dem den Takt bestimmenden Kondensator angelegt. Diese konventionelle Schaltung verwendet jedoch zwei Zeitschaltungen, um-den Unijunction-Transistor zu zünden. Die Spannung, welche den Taktzyklus mit den sich ändernden Lastanforderungen im bestimmte Werte ändert, lädt einen Kondensator auf, an welchem iie Taktspannung entsteht, '

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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Austentspannung-sehr schnell verändert werden kann, ohne daß die Ladung des Kondensators 34 geändert wird. Zum Beispiel sei die Spannung an der Spannungs quelle 38 für die veränderliche Spannung durch das charakteristische Verhalten eines Verbrauchers eingestellt, welcher von der Steuerschaltung für die Zeitverzögerung gesteuert wird* Das gesteuerte charakteristische Verhalten kann sich während eines Tastzyklus ändern und eine Verringerung der veränderlichen Spannung verursachen, wodurch eine längere Zeitverzögerung für die Steuerschaltung erforderlich wird. Die Austastspannung wird augenblicklich geändert, indem die Verzögerung der Steuerschaltung ohne Beeinflussung der Ladung des

Kondensators 34 vergrößert wird. Außerdem kann die Klemmschaltung 44 die Austastspanming durch das überbrücken der veränderlichen Spannungsquelle mit der Diode 42 völlig abschalten. Dadurch wird die Austastspannung beseitigt, ohne die Ladung des Kondensators 34 zu beeinflussen. Die Verzögerungsschaltung kann dabei weiter-■ hin den Kondensator, 34 so aufladen, als ob die Austastspannung niemals an die Steuerschaltung angelegt worden wäre.

Sobald die Spannung zwischen dem Emitter 8 und der Basis-eins-Elektrode 6 das Niveau der Durehbrucksspannung erreicht hat, wird der Unijunction-Transistor 2 gezündet. Der Kondensator 34 entlädt sich über die Diode 32, den Emitter 8, die Basis-eins-Elektrode 6 des Transistors 2, den Widerstand 14 zur Bezugspotsntialleitung die über die Diode 50 mit der anderen Seite des Kondensators verbunden ist. Mit dem Ansteigen der Impedanz zwischen dem Emitter 8

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und der Basis-eins-Elektrode 6 wird die Diode 58 in Durchlaßrichtung vorgespannt und entlädt den Kondensator 52 über den Emitter und die Basis-eins-Elektrode. Die Entladung der Kondensatoren 34 und 52 zusammen mit dem Stromfluß durch, den Regeiwiderstand 46 erzeugt einen Aus gangs impuls am Widerstand 14. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann dieser Ausgangsimpuls dem steuerbaren Gleichrichter 18 zugeführt werden, um den an die Anschlüsse* 26 und 28 angeschlossenen Verbraucher zu erregen.

In S¹Ig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der-Erfindung dargestellt, bei welcher die Hilfsenergiequelle auf das Niveau der Durchbruchsspannung aufgeladen werden kann, ohne daß die Zündung des Uni-junction-Transistors eingeleitet wird. Die Schaltkreiselemente der Schaltung gemäß Pig.2, welche mit denen der Schaltung gemäß Fig.1 übereinstimmen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In der Schaltung gemäß Fig.2 sind Einrichtungen vorgesehen, um den Kondensator 52 auf ein Spannungsniveau aufzuladen, das ungefähr gleich der Summe der Austastspannung und der am Kondensator 34 auftretenden Spannung ist. Bei dieser Schaltung ist die Elektrode 62 des Transistors 60 mit dem Widerstand 54 verbunden, während der Emitter 64 über eine Diode 66 an die eine Seite des Kondensators 52 angeschlossen ist. Die Basis 68 des Transistors 60 ist an die Verbindungsleitung von der Kapazität 34 zum Regelwiderstand 46 angeschlossen.

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Während des Betriebs der Schaltung gemäß Fig.2 steigt die Eingangs spannung, welche aus der Summe der am Kondensator 34 liegenden Spannung■und der Austastspannung gebildet wird, mit dem Aufladen des Kondensators 34- während Jedes Taktzyklus an. Der Kondensator 60 ist als Emitterfolger geschaltet, wobei die Basis durch den Kondensator 34 und der Emitter über die mit der Anode angeschlossenen Diode 66 vorgespannt wird. Mit dem Ansteigen der Eingangssparmung erlaubt der Transistor 60 der Betriebsspannung den Kondensator 52 auf ein Niveau aufzuladen, das der Summe der Austastspannung und der am Kondensator 34 liegenden Spannung, vermindert um den Spannungsabfall an der Basis-Emitterstrecke des Transistors 60 und an der Diode 66, entspricht. Auch hier ist die Zeitverzögerung der den Kondensator 52 aufladenden Schaltung sehr kurz im Vergleich mit der Ladezeit des Kondensators 34» so daß die Ladung am Kondensator 52 sehr schnell ansteigt, um ein Spannungsniveau zu schaffen, das gleich der Eingangsspannung ist. Mit dieser Möglichkeit der Aufladung des Kondensators 52 auf eine Spannung, die sehr nahe bei dem Niveau der Durchbruchs spannung des Unijunction-Transistors 2 liegt, äbellt der Kondensator 52 ausreichend Energie zur Verfugung, um Ausgangsimpulse zu erzeugen, wenn der Unijunction-Transistor 2 während des Aufladezyklus des Kondensators 34 vorzeitig gezündet wird.

In Fig.3 ist eine weitere Schaltung, gemäß der Erfindung dargestellt, bei der der Unijunction-Transistor in der Steuerschaltung für die Verzögerung bei einem bestimmten vorgegebenen Spannungsniveau unabhängig von dem Niveau der Durchbruchsspannung des Uni-

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Junction-Transistors gezündet werden kann. Dieses charakteristische Verhalten der Schaltung ermöglicht die Zündung des Unijunction-Transistors unabhängig von irgendwelchen Änderungen des Intrinsic-Äbstandsverhältnisses. Außerdem wird die Verwendung von Steuerschaltungen mit einer Vielzahl von Unijunction-Transistoren möglich, ohne daß deren Intrinsic-Abstandsverhältnisse aneinander angepaßt sein müssen, oder der Einfluß sich ändernder Umgebungstemperaturen kompensiert werden muß. Si· in der Schaltung gemäß Fig.3 verwendeten Schaltungsteil·, welche denen in den Schaltrungen gemäß ^ig.1 und 2 entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig.3 dargestellte Steuerschaltung dient als Quelle für eine Zündspannung für einen aus einer Vielzahl von gesteuerten Gleichrichtern, die einer an eine Dreiphasenquelle 70 angeschlossen«. Gleichrichterschaltung zugeordnet sind. Es ist ein steuerbarer Gleichrichter 12 dargestellt, der an der einen Phase der » Spannungsquelle 70 angeschlossen ist, wogegen ein steuerbarer Gleichrichter 18 mit einer anderen Phase verbunden ist. Die Steuerschaltung 74- für.die Verzögerung, welche die Zündung des steuerbaren Gleichrichters 75 steuert, kann in derselben Weis· ausgeführt werden, wie die Steuerschaltung but Zündung dee steuerbaren Gleichrichters 18. Jede der Phasen der Quelle 70 kann mit einem oder mehreren steuerbaren Gleichrichtern mit einer entsprechenden Steuerschaltung für die Zeitverzögerung versehen sein. Der Verbraucher kann mit den Anschlüssen 75 und 77 verbunden werden.

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Bei dieser Schaltung ist der Kollektor 62 des Transistors 60 "mit der Basis-zwei-Elektrode 4 des Unijunction-Transistors 2 verbunden. Der Widerstand 54- ist nun mit dem Emitter 8 und dem Kondensator 5^ zur Aufladung des Kondensators 52 verbunden. Die Dioden 76 und 78 sind in Serie zwischen die Kathodenseite der Diode 66 und den Kondensator 52 geschaltet. Eine Bezugsspannungsquelle liegt zwischen dem Verbindungspunkt 82 'der Dioden 66 und 76 und der Bezugspotentialleitung 30. Die Dioden 76 und 78 halten die Bezugsspannung von dem Kondensator 52 fern. Der Emitterfolger-Transistor 60 vergleicht die Eingangsspannung an der Basiselektrode 68 mit dem,Niveau der Bezugsspannung der Bezugsspannungsquelle 80, die über dessen Emitter und die Diode 66 an den Transistor 60 angelegt ist. Der Kondensator 52 lädt sich auf ein Spannungsniveau auf, das gleich der Summe der Bezugsspannung plus dem Spannungsabfall an den Dioden 76 und 78 ist.

Im Falle, daß eine Vielzahl von Steuerschaltungen für die Zeitverzögerung in derselben Schaltkonfiguration verwendet wird, kann die Quelle 38 für die veränderliche Spannung und die O_-UeIIe 80 für die Bezugsspannung für alle Schaltungen gemeinsam benutzt werden. Dadurch wird die Änderung der Zeitverzögerung für die verschiedenen Steuerschaltungen synchronisiert.

Während des Betriebs der Steuerschaltung gemäß Fig.3 wird das Spannungsniveau der Quelle 80 für die Bezugsspannung knapp unter dem Niveau der Durchbruchsspannung des Unijunction-Transistors 2 gehalten. Das Eingangssignal setzt sich aus der Summe der verän-

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derlichen Spannung der Quelle 38 und der an dem Kondensator 34-auftretenden Spannung zusammen. Der Transistor 60 vergleicht das Niveau der Bezugsspannung, welches über die Diode 66 und deren Emitter 64 angelegt wird, mit dem Eingangssignal an der Basis Sobald das Niveau des Eingangesignals das Niveau der Bezugsspannung erreicht, wird der Transistor 60 leitend und verkleinert die Spannung zwischen der Basis-eins und der Basis-zwei des Unijunctign-Transistors 2. Die Eiagangeepmnnung, die in wesentlichen gleich der Spannung zwischen der Basis-eins und der Basis-zwei ist, zündet den Unijunction-Transistor 2. Die Kondensatoren 34· und 52 entladen sich über den Emitter 8, die Basis-eins-Elektrode 6, den Widerstand 14 und zünden den steuerbaren Gleichrichter

Somit nimmt bei der Schaltung gemäß Fig. 3 der Unijunction-Transistc» 2 den niederen Impedanzzustand unabhängig von dem Intrinsic-Abstandsverhältnis an. Die Zeitkonstante der den Kondensator 34-enthaltenden Zeitschaltung bleibt unabhängig von Veränderungen der Temperatur konstant. Damit bleibt auch die Zeitverzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Ausgangsimpulsen unabhängig von der Änderung der Temperatur konstant. Die Charakteristiken des Unijunction-Transistors werden jedoch nicht als Ersatz für eine Bezugsspannungsquelle verwendet. Vielmehr verursacht die Unabhängigkeit von der Spannung zwischen der Basis-eins und der Basis-zwei und der Spannung zwischen dem Emitter und der Basis-eins beim Zünden des Unijunction-Transistors sowie die negative Impedanzcharakteristik des Transistors die Erzeugung von Ausgangsimpulsen, sobald das Niveau der Bezugsspannung von der zusammengesetzten Spannung des Taktkondensators und der Austastspannung erreicht wird.

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Claims

Patente nsprüche

1.) Steuerschaltung zur Umformung von Eingangssignalen in zeitverzögerte Ausgangsimpulse, die an einen Verbraucher angelegt werden, und bei denen die Taktperiode aufeinanderfolgender Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von einem Zeitsignal und einer Austastspannung, deren Betrag die genaue Änderung der Taktperiode aufeinanderfolgender Ausgangsimpulse festlegt, steuerbar ist, gekennzeichnet durch einen bei einem bestimmten Spannungsniveau zündbaren Unijunction-Translator (2) mit einer Basiseiiis-Elektrode (6), einer Basis-zwei-Elektrode (4) und einem Emitter (8); mit der Basis-eins und der Basis-zwei verbundene eine Betriebsspannung zuführende Anschlußklemmen (12,16); erste mit der Basis des Unijunction-Transistors verbundene Kondensatoreinriehtungen (34); mit den ersten Kondensatoreinrichtungen und der Betriebsspannung zur Aufladung des Kondensators mit einer bestimmten Geschwindigkeit verbundene Widerstandseinrichtungen (46), durch welche eine Taktspannung an den ersten Kondensatoreinrichtungen erzeugt wird; einer Quelle (56) für eine Austastspannung, mit welcher die Taktperiode zweier aufeinanderfolgender Ausgangsimpulse geändert werden kann und die zur genauen Bestimmung der Taktperiode betragsveränderlich ist; und einer in einer Richtung leitenden Einrichtung (32), mit der die ersten Kondensatoreinrichtungen (34) und die Quelle (36) für die Austastspannuiig in Serie über zwei Elektroden (8,6) des Unijunction-

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Transistors schaltbar ist, wobei die Serienschaltung derart ist, daß die Austastspannung die ersten Kondensatoreinrichtungen nicht auflädt, und somit die Summe der Taktspannung und der Austastspannung den Unijunction-Transistor zündet, wenn diese Summe ein vorgegebenes für die Zündung geeignetes Spannungsniveau erreicht.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmschaltungseinrichtungen (42,44) zwischen die Quelle für die Austastspannung und die ersten Kondensatoreinrichtungen geschaltet sind.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschalteinrichtungen eine Diode (48), welche zwischen die ersten Kondensatoreinrichtungen und die Quelle für die Austastspannung geschaltet ist, und eine zweite Diode (50) aufweisen, welche über die Quelle für die Austastspannung geschaltet ist.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsenergiequelle zweite Kondensatoreinrichtungen (52), eine mit den zweiten Kondensatoreinrichtungen verbundene Ladeschaltung (66,76,78) aufweist, die an eine Bezugsspannungsquelle (80) anschaltbar ist und die zweiten Kondensatoreinrichtungen auf ein Spannungsniveau auflädt, das kleiner als die Zündspannung des Unijunction-Transistors (2)ist, und daß eine Diode (58) die zweiten Kondensatoreinrichtungen (52) parallel zum Emitter und der Basis-eins-Elektrode schaltet,, um die zweiten Kondensatoi>-

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einrichtungen über den Unijunction-Transistor zu entladen, wenn dieser gezündet wird, wodurch ein zusätzlicher Strom geliefert wird, der den Unijunction-Transistor unabhängig von der Ladung der ersten Kondeftr-atoreinrichtungen in einen niederen Impedanzzustand versetzt,wenn dieser gezündet ist.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet·, daß die zweiten Kondensatoreinrichtungen um eine etwa zehnmal größere Geschwindigkeit als die ersten Kondensatoreinrichtungen aufladbar sind.

6. Steuerschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (32) für eine Leitung in einer Richtung an die Spannung zwischen Basis-eins und Basis-zwei angepaßt ist, wenn das Eingangssignal gleich dem vorgeschriebenen Spannungsniveau ist.

7· Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (36) für die Austastspannung eine Gleichstromquelle (38) mit veränderlicher Spannung umfaßt, die mit den ersten Kondensatoreinrichtungen (34-) verbunden ist und ein Gleichstromsignal liefert, das die Taktperiode zweier aufeinanderfolgender Ausgangsimpulse ändert, daß eine Bezugsspannungsquelle (80) und Transistoreinrichtungen (60) vorgesehen sind, die mit den ersten Kondensatoreinrichtungen (34-) <ler Gleichstromquelle (38) und der Bezugsspannungsquelle (80) verbunden sind, um die Summe des zeitveränderlichen Signals und des Gleichstromsignals

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mit der Bezugsspannung zu vergleichen, und daß die Transistoreinrichtungen (60) ebenfalls mit der Basis-zwei-Elektrode verbunden sind, um zur Zündung des Unijunction-Transistors das Spannungsniveau zwischen der Basis-zwei-und der Basis-eins-Elektrode zu verkleinern, wenn die Summe aus dem zeitveränderlichen Signal und dem Gleichstromsignal gleich der Bezugsspannung ist.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode (68) der Transistoreinrichtungen (60) mit den ersten Kondensatoreinrichtungen (34) und der Emitter (64) mit der Bezugsspannungsquelle (&0) verbunden ist.

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