DE1665985B2

DE1665985B2 - Electronic time relay with RC element

Info

Publication number: DE1665985B2
Application number: DE19671665985
Authority: DE
Inventors: Dieter 8501 Rueckersdorf Flachsbarth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-07-06
Filing date: 1967-07-06
Publication date: 1974-11-28
Also published as: DE1665985A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Zeitrelais mit Au-Glied, bei dem das ÄC-GIied den einen Zweig einer Widerstandsbrücke bildet, in deren Nullzweig die Steuerstrecke eines steuerbaren Halbleiterelementes liegt, durch welch, s über ein weiteres steuerbares Halbleiterelement ein im Lastkreis liegender Thyristor gesteuert ist.The invention relates to an electronic timing relay with Au element, in which the ÄC element forms a branch of a resistance bridge, in whose zero branch the control path of a controllable semiconductor element lies, by which, s about another controllable semiconductor element is controlled a thyristor lying in the load circuit.

Ein solches elektronisches Zeitrelais ist aus dem »Transistormanua!« von General Electric aus dem Jahre 1964, S. 320 bis 324, Fig. 13.31 bekannt. Bei diesem bekannten Relais sind zwar lange Laufzeiten möglich, jedoch müssen diese mit einem hohen technischen Aufwand erkauft werden. So ist zunächst ein Oszillator erforderlich, durch den der Zeitkondensator impulsweise aufgeladen wird. Ferner muß dieser Kondensator eine geringe Verlustleistung aufweisen. Auch der ohmsche Widerstand des ÄC-Gliedes muß besonders ausgebildet sein. Dieser Aufwand ist notwendig, um bei den langen Laufzeiten eine ausreichende Genauigkeit zu erzielen.Such an electronic time relay is from General Electric's "Transistormanua!" 1964, pp. 320 to 324, Fig. 13.31. Long running times are possible with this known relay, however, these have to be bought with a high level of technical effort. So first of all an oscillator is required, through which the time capacitor is charged in pulses. Furthermore, this capacitor must have a have low power dissipation. The ohmic resistance of the ÄC element must also be specially designed be. This effort is necessary in order to achieve sufficient accuracy with the long running times.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem elektronischen Zeitrelais er eingangs genannten Art mit einfachem Aufbau eine ausreichende Genauigkeit der Laufzeiten ohne hochwertige Bauelemente zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Nullzweig die Basis-Emitterstrecke eines Transistors geschaltet ist, mit dessen Kollektorwiderstand die Basis eines weiteren, mit seinem Kollektor an den Zündkreis des Thyristors angeschlossenen Transistors vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verbunden ist.The invention is based on the object, in the case of the electronic time relay, of the type mentioned at the outset to achieve sufficient accuracy of the running times without high-quality components with a simple structure. This object is achieved according to the invention in that the base-emitter path is in the zero branch of a transistor is connected, with its collector resistance the base of another, with its collector transistor of the opposite conductivity type connected to the firing circuit of the thyristor connected is.

Vorteilhafterweise wird beim Anschluß eines solchen elektronischen Zeitrelais an den Gleichstromausgang einer Gleichrichterbrücke in deren Wechselspannungszuleitung eine Last eingeschaltet und der Thyristor im Gleichstromzweiig der Gleichrichterbrücke mit einem Widerstand in Reihe und zu dieser Reihenschaltung ein Glättungskondensator parallel geschaltet; denn dadurch erübrigt sich eine besondere Zündeinrichtung für das Wiederzünden des Thyristors nach jedem NullAdvantageously, when such an electronic timing relay is connected to the direct current output a rectifier bridge in the AC voltage lead switched on a load and the thyristor in DC two of the rectifier bridge with a resistor in series and to this series connection Smoothing capacitor connected in parallel; because this eliminates the need for a special ignition device for the re-ignition of the thyristor after every zero

durchgang der Wechselspannung.passage of alternating voltage.

An Hand der Zeichnung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben:Two exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing:

Gemäß F i g· 1 besteht die Widerstandsbrücke aus ohmschen Widerständen RX, R3, Λ4 und einem Kondensator Cl. In dem Nullzweig AB der Widerstandsbrücke liegt die Basis-Emitterstrecke eines npn-Transiton. 71. An dessen Kollektorwiderstand Λ2 ist die Basis eines weiteren Transistors 72 angeschlossen, der vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp ist. De₁ Emitter dieses weiteren Transistors 72 ist über eint-η Emitterwiderstand R5 mit dem positiven Pol und der Kollektor dieses Transistors über einen entsprechenden Kollektorwiderstand Rß mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle verbunden. An dem Kollektor dieses weiieren Transistors 72 ist d.:r Zündkreis eines Thyristors Ty angeschlossen. In Reihe mit dem Thyristor Ty liegt ein elektromagnetisch beitäiigtes Schaltorgan Re, z. B. ein Relais oder Schütz, zu dessen Wicklung eine Diode D parallel geschaltet ist. Parallel zum ! nyristor Ty liegt die Reihenschaltung eines, Widerstandes Rl und eines Kondensators Cl. According to FIG. 1, the resistor bridge consists of ohmic resistors RX, R3, Λ4 and a capacitor C1. The base-emitter path of an npn transistor is located in the zero branch AB of the resistor bridge. 71. The base of a further transistor 72, which is of the opposite conductivity type, is connected to its collector resistance Λ2. The ₁ emitter of this further transistor 72 is connected to the positive pole via a-η emitter resistor R5 and the collector of this transistor via a corresponding collector resistor Rß to the negative pole of a direct current source. At the collector of this white transistor 72 is d.:r firing circuit of a thyristor Ty connected. In series with the thyristor Ty is an electromagnetically operated switching element Re, z. B. a relay or contactor, to the winding of which a diode D is connected in parallel. Parallel to the! nyristor Ty is the series connection of a resistor Rl and a capacitor Cl.

Die Wirkungsweise des in F 1 g. 1 dargestellten elektronischen Zeitrelais ist wie folgt:The mode of action of the in F 1 g. 1 illustrated electronic Timing relay is as follows:

Nachdem das Zeitrelais durch Schließen eines Schalters s an Spannung gelegt ist, liegt am Emitter des Transistors TX eine durch den als Potentiometer ausgebildeten Widerstand RA eingestellte Spannung an, während die Basis dieses Transistors zunächst die negative Spannung führt, welche dann aber nach einer e-Funktion ansteigt. Der Transistor TX ist in der Folge so lange gesperrt, bis die Spannung am Kondensator Cl und damit die Basisspannung des Transistors 71 über die Spannung des Emitters ansteigt. Sobald die Basisspannung des Transistors "1 über die Emitterspannung ansteigt, wird dieser Transistor durchlässig. Sobald der Transistor 71 durchlässig ist, wird auch der weitere Transistor 72 durchgesteuert. Dessen Emitter-Basisstrom fließt über den Emmerwiierstand R5. die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 71 und den Widerstand A4. Beide Transistoren 71 und 72 werden nach einer bestimmten Zeit, nämlich wenn die Spannung an dem Kondensator Cl die durch das Potentiometer RA eingestellte Spannung erreicht hat. langsam duichlässig. Der Emitter-Kollektorstrom des weiteren Transistors 72 erzeugt an dem Widerstand R6 einen Spannungsabfall, durch den der Thyristor Ty gezündet wird. Damit wird das elektromagnetisch betätigte Schaltorgan Re an Spannung gelegt. Der Thyristor Ty zündet sofort durch, wenn er seinen Zündstrom erhält. Auf diese Weise wird das elektromagnetisch betätigte Schaltorgan trotz eines; allmählichen Durchsteuerns der Transistoren 71 und 72 schlagartig an Spannung gelegt. Die Diode D dient als Löschglied und der Widerstand Kl und der Kondensator Cl verhindern ein sofortiges Durchzünden des Thyristors Ty beim Anlegen der Spannung.After the timing relay is connected to voltage by closing a switch s , a voltage set by the resistor RA , which is designed as a potentiometer, is applied to the emitter of the transistor TX , while the base of this transistor initially carries the negative voltage, which is then based on an exponential function increases. The transistor TX is then blocked until the voltage on the capacitor Cl and thus the base voltage of the transistor 71 rises above the voltage of the emitter. As soon as the base voltage of transistor "1 rises above the emitter voltage, this transistor becomes conductive. As soon as transistor 71 is conductive, the further transistor 72 is also turned on. Its emitter base current flows via the emitter resistor R5. The collector-emitter path of transistor 71 and the resistor A4. Both transistors 71 and 72 are generated after a certain time, namely when the voltage on capacitor Cl has reached the set by potentiometer RA voltage. slow duichlässig. the emitter-collector current of the further transistor 72 to the resistor R6 a Voltage drop by which the thyristor Ty is ignited. The electromagnetically actuated switching element Re is thus connected to voltage. The thyristor Ty ignites immediately when it receives its ignition current and 72 suddenly put on tension gt. The diode D serves as a quenching element and the resistor Kl and the capacitor Cl prevent the thyristor Ty from igniting immediately when the voltage is applied.

In F i g. 2 steuert ein elektronisches Zeitrelais der oben beschriebenen Art ein durch Wechselstrom betätigtes elektromagnetisches Schaltorgan Re. Das Schaltorgan Re ist in die Wechselspannungszuleitung einer aus den Gleichrichterdioden GX bis GA bestehenden Gleichrichterbrück B geschaltet. Das aus den Transistoren 71 und 72 sowie den Widerständen RX bis Kl und den Kondensatoren Cl und Cl bestehende elektronische Zeitrelais ist an den Gleichstromzweig der Gleichrichterbrücke angeschlossen. An den Gleichstromzweig ist ferner der Thyristor Ty mit einem zuIn Fig. 2 controls an electronic timing relay of the type described above an alternating current operated electromagnetic switching element Re. The switching element Re is connected to the AC voltage supply line of a rectifier bridge B consisting of the rectifier diodes GX to GA . The electronic timing relay consisting of the transistors 71 and 72 and the resistors RX to Kl and the capacitors Cl and Cl is connected to the direct current branch of the rectifier bridge. The thyristor Ty is also connected to the direct current branch

ihm in Reihe liegenden Widerstand R6 angeschlossen. Darüber hinaus liegt noch ein Glftttungskondensator C3 mit einem Reihenwiderstand /?10 an dem Gleichstromzweig der Gleichrichterbrucke. Diese Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß kein eigenes Netzteil 5 für das elektronische Zeitrelais benötigt wird.connected to him in series resistor R6 . In addition, there is a smoothing capacitor C3 with a series resistor / 10 on the direct current branch of the rectifier bridge. This circuit arrangement has the advantage that no separate power supply unit 5 is required for the electronic timing relay.

Es ergibt sich folgende Wirkungsweise: Beim Anlegen der Wechselspannung durch Schließen eines Schalters s, wenn also der Thyristor Ty noch nicht gezündet ist. fließt bereits ein Sirom über das elektromagnetisch betätigte Schaltorgan Re. Dieser Strom fließt in der einen Halbperiode der Wechselspannung über die Gleichrichterdiode Gl, den Vorwiderstand R9, über die mit dem Vorwiderstand Λ9 in Reihe liegenden Bauelemente des Zeitrelais und über die Gleichrichterdiode GA. In der anderen Halbperiode der Wechselspannung fließt der Strom über die Gleichrichterdiode G2, den Vorwiderstand R9, über die mit. dem Vorwiderstand R9 in Reihe liegenden Bauelemente des Zeitrelais und die Gleichrichtesdiode GZ. Der Strom, der zu dieser Zeit fließt, ist jedoch so klein, daß das elektromagnetisch betätigte Schaltorgan Re nicht ansprechen kann. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung wird das elektromagnetisch betätigte Schaltorgan Re von einem Wechselstrom durchflossen. Dagegen liegt das elektronische Zeitrelais» an Gleichspannung. Diese kann mit Hilfe des Vorwiderstandes R9 und einer ZenerdiooNi Z auf einen bestimmten Wert herabgesetzt werden. Zündet der Thyristor Ty nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit durch, so erhält das elektromagnetisch betätigte Schaltorgan Re nahezu die volle Spannung, da der mit dem Thyristor Ty in Reihe liegende Widerstand RS einen kleinen Widerstandswert aufweist Das Schaltorgan Re kann somit anziehen.This results in the following mode of action: When the alternating voltage is applied by closing a switch s, i.e. when the thyristor Ty has not yet triggered. a Sirom is already flowing through the electromagnetically actuated switching element Re. This current flows in one half cycle of the alternating voltage via the rectifier diode Gl, the series resistor R9, via the components of the timing relay that are in series with the series resistor Λ9 and via the rectifier diode GA. In the other half cycle of the alternating voltage, the current flows through the rectifier diode G2, the series resistor R9, through the. the series resistor R9 series components of the timing relay and the rectifying diode GZ. However, the current that flows at this time is so small that the electromagnetically actuated switching element Re cannot respond. In the circuit arrangement shown, an alternating current flows through the electromagnetically actuated switching element Re. In contrast, the electronic timing relay »is connected to DC voltage. This can be reduced to a certain value with the help of the series resistor R9 and a ZenerdiooNi Z. If the thyristor Ty ignites after the set delay time has elapsed, the electromagnetically actuated switching element Re receives almost full voltage, since the resistor RS, which is in series with the thyristor Ty , has a small resistance value. The switching element Re can thus attract.

Durch den Widerstand RB ist es möglich, den Glättungskondensator Ω auf einen solchen Wert aufzuladen, daß er in den durch den Nulldurchgang des Wechselstromes bedingten Strompausen einen Strom über den Thyristor Ty zu treiben vermag, so daß dieser nicht löscht Der dem Glättungskondensator C3 zugeordnete Reihenwiderstand RIO hat die Aufgabe, die Oberbrükkungszeit der Strompausen etwas zu verlängern.The resistor RB makes it possible to charge the smoothing capacitor Ω to such a value that it is able to drive a current through the thyristor Ty during the current breaks caused by the zero crossing of the alternating current, so that it does not delete the series resistor RIO assigned to the smoothing capacitor C3 has the task of extending the bridging time of the power breaks somewhat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electronic time relay with ÄC element, in which the ÄC element forms one branch of a resistor bridge, in whose Nultzweig the control path of a controllable semiconductor element is located, through which a thyristor in the load circuit is controlled via another controllable semiconductor element, thereby marked that in the zero branch (AB) the base -emitter stretch-

ke of a transistor (Ti) is connected, with the collector resistance (RZ) of which the base of a weather, with its collector connected to the ignition circuit of the thyristor (Ty) connected transistor (Tl) of the v <opposite conductivity type is connected

2. Electronic timing relay according to claim 1, characterized in that when using an AC-fed rectifier bridge (GX to GA) on the DC side of the thyristor (Ty) with a series resistor (RS) is parallel to a smoothing capacitor (G) , and the load (Re ) is switched on in one of the AC voltage supply lines leading to the rectifier bridge (GX to G4).