DE1588807A1 - Schaltungsanordnung zur automatischen Sperrung der Speiseenergiezufuhr von einer elektrischen Speisequelle zu einem Verbraucher - Google Patents
Schaltungsanordnung zur automatischen Sperrung der Speiseenergiezufuhr von einer elektrischen Speisequelle zu einem VerbraucherInfo
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Description
- Schaltanordnung zur automatischen Sperrung der Speiseenerglezufuhr von einer elektrischen Speisequelle zu einem Verbraucher Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur automatischen Sperrung der Speiseenergiezufuhr von einer elektrischen Speisequelle zu einem Ve rbraucher beim Unterschreiten eines Grenzwertes der Quellenspannung.
- Bei vielen elektronischen Geräten, insbesondere bei Messgeräten, ist deren einwandfreie Arbeitsweise davon abhängig, dass die Speisespannung einen gewissen unteren Grenzwert nicht unterschreitet. Die Einhaltung dieser Bedingung ist vor allem be-i batteriegespeisten elektronischen Geräten erschwert. Bei solchen behilft man sich im allgemeinen dadurch, dass einem Benützer vorgesehri'Pben wird, die Batteriespannung von Zeit zu Zeit züi kontrolli#.#ren. Bei Geri:itfen, die eLn Anzeigeinstrument aufweisen, ist zu diesem Zweck oft ein Schalter vorgesehen, nach dessen Betätigung das Anzeigeinstrument den Zustand der Batterie anzeigt. Da diese Kontrollen erfabrungsgemäss oft vergessen werden, ist die Gefahr gross, dass mit batteriegespeisten Messgeräten des öftern falsche Messergebnisse ermittelt werden, oder dass beispielsweise In Verstärkern die spezifizierten Verstärkungen niebt erreicht werden.
- Die wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden, insbesondere den Benützer batteriegespeister Geräte von periodischen Kontrollen zu entlasten und Bet.riebszustände bei ungenügender Speiseapannung zu eliminieren. In der Schaltanordnung gemäss der Erfindung wird dies im wesentlichen dadurch erreicht, dass dem zum Verbraucher führenden Hauptstrompfad ein gesteuertes Schaltelement zugeo'rdnet ist, welches von einer Kippßebaltung steuerbar ist, die direkt von der Speisequelle gespeist ist, dase die Kippsebaltung bei einer Quellenspannungg die grösser ist als der Grenzwert, sich im einen von zwei Sebaltzuständen .befindet und beim Unterschreiten des Grenzwertes der Quellenspannung in den andern Sebaltzustand kippt, wodurch das gesteuerte Schaltelement die Speiseenergiezufubr zum Verbraucber sperrt, und dass von der Kippschaltung eine Verbindung zu einer Signalisierungsvorricbtung abzweigt, welche den Zustand anzeigt. Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransljrücben, aus der nachfolgenden Bescbreibung mehrerer Ausfübrungsbeispiele und aus den zugehörigen Zeichnungen, auf die nun Bezug genommen wird. Es zeigen die Fig. 1 bis 4 vier voneinander verschiedene Ausfübrungsbeispiele der Schaltanordnung in einem Messgerät, und Fig. 5 bis 7 drei Varianten der in den Fig. 1 bis 4 mit Al bezeichneten Reguller- und Automatikbaugruppe.
- Den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 bis 3 ist gemeinsam, dass zur Speisung eine Batterie Bl vorgesehen ist, deren Stromkreis über einen Schalter Sl geschlossen werden kann.
- Der Batteriestrompfad ist an den Anschlüssen E3 und E4 mit der Regulier'- und Automatikbaugruppe Al verbunden, die ihrerseits über den gemeinsamen Ansebluss E3, den Signalisierungsanschluss E5 und den Speisungsanschluss E6 mit der> Messschaltung A2, A3 bzw. A4 verbunden ist. Die Messchaltung A2, A3 bzw. A4 weist zwei Messkreisanschlüsse El und E2 auf, die mit einem Meeswertgeber, -Umformer od.dgl. verbindbar sind. Den Messcbaltungen A2, A3 und A4 der Fig. 1 bis 3 ist gemeinsam, dass sie als Anzeigeinstrument Ml ein Drebspulinstrument aufweisen, das in einer Diagonalen einer Brückenschaltung liegt. Ferner ist im Signalißierungsstrompfad E5, Ml, E3 ein Reibenwiderstand Rl eingeschaltet, dessen Widerstandswert bedeutend grösser Ist als der Widerstand des Drebspul-Instrumentes Ml. Die zur Umformung und Anzeige der Messgrösse notwendigen Schaltungsteile der Messcbaltung sind nicht- eingezeicbnet. - Die Messchaltung A2 weist eine Brückenschaltung aus obmscben Widerständen auf, die-Messebaltung A3 eine-Brückenscbaltung in der Form eines Differenzverstärkersund die Messebaltung A4 eine Gleichriebterbrückensebaltung.
- Das ih Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von denjenigen der Fig. 1 bis 3 prinzipiell dadurch, dass der negative Anschluss des Drebspuleninstrumentes Mi-der Messcbaltung A5 direkt mit dem gemeinsamen Anschluss E3 der Regulier- und Automatikbaugruppe Al und mit dem negativen Pol der Batterie Bl verbunden ist. Der Signalisierungsausgang E5 der Regulier- und Automatikbaugruppe ist nicht direkt mit dem Drebspulinstrument Ml verbunden, sondern es ist ein astabiler Kultivibrator zwischengesebaltet, der bei geschlossenem ßcbalter SI direkt von der Batterie Bl gespeist wird. Der astabile Iqultivibrator weist die Transistoren Tl, T2, die Widerstände R2, R3, R4, R5 und die Kondensatoren Cl und C2 auf. Ferner ist im Kollektorspeisepfad des Transistors, T2 ein als Schalter arbeitender Transistor T3 zwiscbengeschaltetg dessen Basiaanscbluss mit dem Signalisierungsamschluss E5 der Regulier- und Automat--',I.,baiigi-appe Al verbunden
ist. Der positive Ansobluss des Dreh",3pi#lin.strizmentes 1-11 ist unter grosse-ii l#llidnr- standes mit dem KollGktoi, des ra T2 verbunMen. ist lel- Ziar r-Ein! des Transistors T2 Widers'tand R.#j miteinander verbunden. Ik#r Besis.a.nscbluss des Tra:iisistors T5 Jst ferner über die eineo .ptlo und vineo E3 #-#7e"-bi4tiden lind der de jc to r- vors i, i3 j un ti 1,7 t#i - e v Zur o - Die in Fig. 6 dargestell te Regulier- und Automatikbaugruppe ist ähnlich aufgebaut wie die in Fig. 5 dargestellte. Die Anode der Zenerdiode Zl ist jedoch direkt mit dem gemein-.samen Ansobluss E3 verbunden-, und als Element für die positive Rückkopplung ist ein Widerstand R13 zwischen den Kollektoranschluss des zweiten Transistors T5 und den Basisansobluse des er-sten Transistors T4 des Gleicbstromverstärkers ges.chaltet. Ferner ist der Baeisanscblus's des ersten Transistors T4 des Gleichstromverstärkers mit dem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden, der zwischen die Anschlüsse E3 und E4 geschaltet ist. Der genan-nte Spannungsteiler wird vom.Widerstand R7 und der.in Reibe zu diesemiiegenden Parallelscbaltung eines Widerstandes R12 und eines Kondensators C5 gebildet. Der Kondensator C4 (Zig. 5) ist bei de m in Fig. 6 dargestellten Beispiel der Regulier- und Automatikbaugruppe überflüssig.
Das in Fig. 7 dargestellte BeisPiel der Reffl;IieV- und Automatikbaugruppe ist ge#zenübAr der in Piig. 6 nur dahing.enend modifiziert, dases der 1 l#I ota+,##ti üÜ-4- dem des T5 #ntl'-j m L reurls c b 1 3 i -gs da- T6 Der Eingangsspannungsteiler R12, R7, dessen Abgriff mil. dem Basiaansobluss des Transistors T4 verbunden ist, sq dimensioniert, dass sich bei, -ge-K#ü6- "end hoher Bal-teriespe - Sinkt n un die Batteriespannung unter den Grenzwert, so reicht die Basis-,Emitter-Spannung des Transistors T4 nichtmehr aus zur Aufrechterbaltung des leitenden Zustandes. Der Transistor T4 beginnt zu sperren, und selne Kollektor-Emitter-Spannung beginnt zu steigen. Infolge der direkten Kopplung über den Widerstand R9 steigt die Basis-Emitter-Spannung des Transistors T5, und seine Kollektor-Emitter-Strecke beginnt zu leiten. Da die fallende Kollektor-Emitter-SpannUng des Transistors T5 durch den Rückkopplungswiderstand R13 auf den Baeisanscbluss des Transistors T4 übertragen wird, verläuft der beschriebene Vorgang als rascher Kippvorgang.
- Durch den vom sperrenden in den leitenden Zustand kippenden Transistor T5 wird die Zenerdiode Zl kurzges-oblossen und der Transistor T6 gesperrt. Die an den Anschlüssen B6 und B3 als Verbraucher angeschlossene Messchaltung wird damit von der Batterie abgeschaltet, d.h. der Hauptstrompfad wird unterbrocben und -äle Speiseenergie-zufubr gesperrt. Ferner springt infolge des In den sperrenden Zustand kippenden Transistors T4 die Spannung zwischen de.a Signalisierungeanaobluse B5 und d'em gemeinsamen Ansobluss E3 auf einen hoben positiven Werto
Durcb den parallel zum Widerstand@ R12 des-Etngangs- epgnnungeteilerg geschalteten Kondensator C5 wird erreicht, das$ #m ersten NQment na ob - cem 1 Sob'Iiessen des Schalters Sl (#2ig#, 1 bis 4) die volle Batteriespannung an die Basis- l#m,itter--2trecke des Transistors T4 zu liegen kommt"eo dase dieser Transistor T4 beim Einschalten sicher in'den leitenden Zugtand kippt,- ruppe Die Wirkkungeweiae der l#,eiKulier- und Automatikbaug- ina-Q]a 2#ig. 7 und 5 unterscheidet sich nicht wesentlich von der usZübrungebeispiel nach Fig. 7 er- oben beaQbriebenen. Beim 4 folgt die Rüglzkopplung vom des Transistors T6 gut den Baniaauschluaa des Transistors T4--Infolge der geringen Emitteir-Basie-Spannung des Transistors T6 wird die Wix-kungeweige, nicht beeinrIuagt. Beiln nach Fie. 5 weist der Eingangs- gpannungetellere, i#Il. Zle R7 als nichtlInearee Element die der- als Referenzelement und dem GleiQh- ale Rückkop.,p.lungae.lement dienende -Ze-nerdiode ZI aite Die Punktio.n dge KandeneatQra 05 (Fig. 6 und 7) wird nach vom Kondensator Q4 über- den letzteren wird er#reicht, daaa tm ersten NO.ment nach dem, des Schalters el (Pig. 1 bia 4) der deg Traneiatorg T5 das ?otential des, ge- Z3 aufweist. ao, daja der Transiator- - Das Zusammenwirken der Regulier- und Automatikbaugruppe Al mit der Signalisierungsvorriebtung geht aus den Fig. 1 bis 4 hervor. Beim Ausführungebeispiel nach Fig. 1 Ist der Signalisierungsanschluss E5 der Baugruppe Al mit dem negativ bezeichneten Ansebluss des Drebspulinstrumentes MI verbunden, das in einer Diagonalen einer obmschen Brückenscbaltung.der Messschältung A2 geschaltet ist. Der den positiv bezeichneten Anschluas des Drebepulinstrumentes Kl mit dem gemeinsamen Ansebluss E3 der Baugruppe Al verbindende boebobmige Widerstand Rl entkoppelt bei normalem Betrieb die Messebaltung A2 von der Baugruppe Al. Sinkt die Batteriespannung unter den Grenzwert, so wird der Hauptstromkreis, über den die Speisung der Nesaobaltung erfolgt, auf die oben beschriebene Wäise unterbrochen. Gleichzeitig springt die Spannung zwischen dem Signalisierungsanachlusa E5 und dem gemeinsamen Anschluse, die .vorher ungefähr null war, auf einen hohen Wert. Dies hat, zur Polge, dase, der Zeigerausachlag des als Signalisierungsvorrichtung arbeitenden Drehepulinstrument.es-Kl' negativ wird" d.he der Seiger zeigt.auf einen Punkt unterhalb des elektris.cben-Nullpunkte,s. der Instrumentenskala. Diese unmissverständliebe Stellung d.es Zeigers fällt einem Benützer des Gerätes sofort aufi und er wird.dureb die im Gerät eingebaute Automätik gezwungen, die verbrauchte Batterie gegen eine neue auszutauschen.
- Die Wirkungsweise der Schaltanordnung nach Fig. 2 und 3 ist analog der eben-bescbriebenen.
- Die.Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Sebaltanordnung ist wie folgt: Bei einer Batte-riespannung, die grösser ist als der kritische Grenzwert, Ist der Transistor T3 infolge seiner zu geringen Basis-Emitter-Spannung gesperrt. Der die beiden Transistoren Tl und T2 aufweisende Multivibrator arbeitet daher nicht, da im Kollektor-Emitter-Pfad des Transistors T2 kein Strom fliessen kann.
- Sinkt die Batteriespannung unter den Grenzwert, so wird der Hauptetrompfad auf bereits beschriebene Weise-unterbroeben. Gielebzeitig wird der Transistor T3 In den leitenden. Zustand gesteuert, worauf der astabile Multivibratör periodisehe Rechteckimpulee erzeugt, die über den Widerstand RI dem Anzeigeinstrument zugefübrt werden. Die Perlodendauer der Rechteckspannung des Mültivibrators ist dabei-so hoch gewählt, daes der Zeiger,des Anzeigeinstrumentes den Extremwerten der Recbteckspannung zu folgen vermag und zwischen seinem Nullpunkt.und einem Maximalausseblag bin und her pendelt. Auf diese Weise wird ein Benützer des Gerätes wiederumdaran erinnert, dass ein Batteriewechsel fällig ist.
- Eine Variante der Scbaltanordnung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, könnte an Stelle-des in Reibe in den Hauptstrompfad geschalteten Transistors als gesteuerte,s Schaltelement einen mit der Kollektor-Emit'ter-S-1u-recke parallel zum Verbraucher geschalteten Transistor aufweisen, der durch die Kippscbaltung-beim Unterschreiten der Grenzspannung vom sperrenden in den leitenden Zustand gesteuert wird. Ferner könnte die Kippschaltung, die auf das Untersc.breiten der Grenzspannung anspricht, einen Eingangskreis mit einer Vierschichtdiode aufweisen. Schliesslich sind auch Schaltungen realisierbar, bei weichen das gesteuerte Schaltelenent ein Relais ist.
Der wesentliche Vorteil der beschriebenen Ausfübrungs- darin, dass die Signalisieruen- "Batterie- 0 j-I ü #,>rfol.-1 und 111 C gp L* 3 1 yi r; ii s 3 E# EI p 2,11 n
Claims (1)
- P a t e n t a n s p r ü c b e
Schaltanordnung zur automatischen Sperrung der Speiseenergiezufubr von einer elektrischen Speisequelle zu einem Verbraucher beim Unterschreiter- eines Grenzwertes der Quellenspannung, dadurcb gekennzeic,b-net, dass dem zum Ver- braueber -Tührenden Hauptstromp-Cad ein gesteuertes Schalt- element zugeordnet ist, welebes von einer Kippscbaltung steuer- har ist, die direkt von der Speisequelle gespeist ist, dass die Kippsebaltung bei einer Quellenspannung, die grösser ist als der Grenzwert, sieh im einen von zwei Scbaltzuständen befindet und beim Unterscbreiten des Grenzwertes der Quellen- spannung In den andern Sebaltzustand kippt, wodurch das ge- steuerte Sebaltelement die Speiseenergiesufubr zum Verbrau- cber sperrt, und daas von der Kippschaltung eine Verbindung zu einer Signalisierungsvorriebtung abzweigt, welebe den Zu- stand anzeigt. 2. Söhaltavordnung nach Ansprucb 1, dadurch gekennzeivb- nätp dass mit dem gesteuerten Sebaltelement ein Spannungs- refer.enzelement in Verbindung steht, mit dem Zweckg die -Spannung des Verbrauchers wenigstens näberungsweise konstniit zu balteng solange der Grenztlert der Quellenspannung nicht A Scbaltanordnung nach Ausprucb 1, dadurcb gekenn- zeichnet, dass das gesteuerte Scbaltelement ein Transistor ist, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in den Hauptetrompfad eingesahaltet ist und dessen Basiaanschluse mit der Kipp- sebaltung in ierbindung stebt. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurcb gekenn- zeiebnet, daas die Kippscbaltung ein zweistufiger Transistor- Gleichstromverstärker mit positiver Rückkopplung ist, wobei entsprechend d en beiden Schaltzuständen jeweils der eine bzw. der andere der beiden Transistoren des Gleicbstromverstärkers s ich im leitenden Zustand befindet und der andere im sperren- den, und wobei das Zippen vom einen in den andern Zustand eine Folge des Unterschreitens des Betragez der Emitter- Basis-Kniespannung des leitenden Transistors ist. 5.-Schaltanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, da-' durch gekennzeichnet, däss der Basiaanachluas des in den Hauptstrompfad eingescbalteten Transistors mit der Kollektor- anschluss des zweiten Transistors des verbunden ist, und dass der des ersten Tran- sistors des mit einem Abgriff eines Eingangs-Spannungsteilers verbunden ist, der parallel zu2- Speisequelle geschaltet Ist. 6. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, da- durch gekennzeichnet, dass die Verbindung zur Signalisie- rungsvorricbtung vom Ausgangestrompfad eines der beiden Transistoren des Gleicbstromverstärkers abzweigt. 7. Scbaltanordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, da- durch gekennzeichnet, dass das Spannungsreferenzelement eine Zenerdiode ist, die mit dem Basisanscb'luss des in den Haupt- strompfad geschalteten Transistors in Verbindung steht, und dass die Zenerdiode in einen parallel zut Speisequelle ge- schalteten Strompfad geschaltet ist. 8. Scbaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, daas bei beiden Transistoren des Gleichstromver- stärkers der Emitterstrompfad dem Ein- und des bet-reffenden Transistors gemeinsam ist. ,#i. Schaltanordnung 4, dndurc'i c nve, t a s s de r Ei ri, i- T J ch stromvers t y#c- rn t Ü en, e j i2 r# n A ris c- 1-1 -L u i? i nc x, E-ii tt-,rz- vt;-z-,rbu-aden ist, (11- I j -7 j 1, no di ent , und df#"s# z IV ( 13 1 0- (i gLi 11 1 #U zWe i t e. n T ran i# 1 s t G - -ors und d n Wide rstand o ch al te t 1, s t
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0113354 | 1967-12-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1588807A1 true DE1588807A1 (de) | 1971-03-18 |
Family
ID=7532457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19671588807 Pending DE1588807A1 (de) | 1967-12-18 | 1967-12-18 | Schaltungsanordnung zur automatischen Sperrung der Speiseenergiezufuhr von einer elektrischen Speisequelle zu einem Verbraucher |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH490751A (de) |
DE (1) | DE1588807A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2575441A1 (fr) * | 1984-04-03 | 1986-07-04 | Monarch Marking Systems Inc | Machine manuelle a etiqueter, thermographique comportant des moyens de detection de coincement et un dispositif de controle de la tension |
-
1967
- 1967-12-18 DE DE19671588807 patent/DE1588807A1/de active Pending
-
1968
- 1968-12-17 CH CH1885068A patent/CH490751A/de not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2575441A1 (fr) * | 1984-04-03 | 1986-07-04 | Monarch Marking Systems Inc | Machine manuelle a etiqueter, thermographique comportant des moyens de detection de coincement et un dispositif de controle de la tension |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH490751A (de) | 1970-05-15 |
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