DE1803843C3 - Astabile Kippschaltung - Google Patents

Description

55

auf den Betriebsspannungsleitungen.

Im Straßenverkehr ist es üblich, die Fahrtrichtungsänderungen von Fahrzeugen anzuzeigen. Man verwendet dazu Blinkanlagen, die am Fahrzeug angeordnete Blinkleuchten, eine Blinkeinrichtung sowie den Fahrtrichtunjrsschalter umfassen. Die Blinkeinrichtung steuert "die Blinkleuchten, die zwischen sechzig- ucd hundertzwanzigmal in der Minute aufleuchten.

Es sind bereits BlinkeinrichtiMigen bekannt, bei denen ein transistorisierter, astabiler Multivibrator als Taktgeber vorgesehen ist Üblicherweise enthalten derartige Multivibratoren zwei Transistorenkreise, die über ein Zeitglied rückgekoppelt sind und von denen dann, wenn sich der eine Kreis im leitenden Zustand befindet der andere im nichtleitenden Zustaind ist Nach Ablauf eines durch das Zeitglied bestimmten Zeitintervalls wird der im leitenden Zustand befindliche Kreis in den nichtleitenden Zustand und der im nichtleitenden Zustand befindliche Kreis in den leitenden Zustand gekippt Durch fortwährende Wiederholung dieses Vorgangs arbeitet die Schaltung als Oszillator. Dem Transistor des; einen Kreises ist — gegebenenfalls nach Verstärkung in einem Leistungstransistor — ein Schaltkreis nachgeschaltet, das den Blinkstrom im entsprechenden Takt fließen läßt

Die Schwingfrequenz wird dabei hauptsächlich durch die Zeitkonstanten der Zeitglieder bestimmt Änderungen der Betriebsspannung, die vor allem in Kraftfahrzeugen durch Zu- und Abschalten von Verbrauchern häufig auftreten, haben einen großen Einfluß auf die Schwingfrequenz, so daß es schwierig ist, einen stabilen Betrieb zu erzielen. Bei ausgeschalteter Blinkeinrichtung kann jeder derartige Spannungssprung außerdem zu einem einmaligen Kippvorgang führen, wodurch das Schaltrelais kurz anzieht und ein störendes Tickgeräusch verursacht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil mit einer Schaltung zu begegnen, deren Schwingfrequenzänderungen infolge Schwankungen der Betriebsspannung geringer sind und die vor allem auf eine Betriebsspannungsschwankung bei ausgeschalteter Blinkeinrichtung nicht mit einem Kippvorgang reagiert.

Nach der Erfindung wird dies bei einer eingangs erwähnten astabilen Kippschaltung dadurch erreicht, daß die Schaltstrecke des Schaltrelais in einem Parallelkreis zur Schaltstrecke desjenigen ersten Halbleiterelements, dessen Schaltstrecke während der Ruhezeit des Schaltrelais leitfähig ist, angeordnet ist

Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Relais mit zwei Schaltsirecken in Wirkungsverbindung steht von denen die erste im Parallelkreis zur Schaltstrecke des ersten Halbleiterelements angeordnet und von denen die zweite in den Verbraucherstromkreis einschaltbar

Die Erfindung bezieht sich auf eine astabile Kippschaltung nach Art eines Multivibrators zum periodischen Ein- und Ausschalten eines Verbraucherstromkreises, insbesondere als Taktgeber für eine Blinkeinrichtung bei Kraftfahrzeugen, wobei die astabile Kippschaltung zwei Halbleiterelemente mit abwechselnd leitfähiger Schaltstrecke, vorzugsweise Transistoren, und ein von der astabilen Kippschaltung gesteuertes Schaltrelais mit wenigstens einer Schaltstrecke enthält, die in den Verbraucherstromkreis einschaltbar ist, und betrifft die besondere Ausbildung dieser Kippschaltung in bezug auf Unempfindlichkeit gegen Spannungsstöße

ist.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.

Die Figur zeigt einen ersten Transistor 11 und einen zweiten Transistor 12, beides Silizium-pnp-Transistoren, deren Emitter über eine gemeinsame Leitung 13 — die Plusleitung — an dem Pluspol einer Fahrzeugbatterie 14 angeschlossen sind. Der Kollektor des ersten Transistors 1 Il liegt über einen Widerstand 15 an einer gemeinsamen Leitung 20 — der Minusleitung —, die mit dem Minuspol der Batterie 14 und dem Fahrzeug-

chassis verbunden ist Zwischen der Basis des ersten Transistors U und der Plusleitung 13 liegt ein Kondensator 16; zwischen seiner Basis und der Minusleitung 20 ein Widerstand 17. An den Kollektor des ersten Transistors 11 ist die Basis des zweite» Transistors 12 über einen Kondensator 18 angeschlossen, während die Basis des zweiten Transistors 12 über einen Widerstand

19 an einer gemeinsamen Yerbindungsleitung 21 liegt Vom Kollektor des zweiten Transistors 12 führt ein Dämpfungswiderstand 22 an einen Verb'ndungspunkt 23. Zwischen dem Verbindungspunkt 23 und der Basis des ersten Transistors 11 liegt ein Kondensator 24, zwischen dem Verbindungspunkt 23 und der Minusleitung

20 ein Widerstand 25. An den Kollektor des zweiten Transistors 12 ist das eine Ende der Erregerwicklung eines Relais 26 angeschlossen, während das andere Ende der Wicklung an der Minusleitung 20 liegt. Mit dem Relais 26 ist ein Umschalter 27 mechanisch gekuppelt. Der mittlere Anschluß 28 d^:eses Umschalters 27 ist an der PJusIeitung 13 angeschlossen. Ist die Wicklung des Relais 26 stromlos, das Relais 26 also in Ruhestellung, liegt die Schaltbrücke des Umschalters 27 an dem Anschluß 31. Von diesem Anschluß 31 führt über einen Widerstand 30 eine Leitung zum Kollektor des ersten Transistors 11. Hat das Relais 26 angezogen, so liegt die Schaltbrücke des Umschalters 27 zwischen dem Mittelanschluß 28 und dem Arbeitskontaktanschluß 32. Dieser Anschluß 32 ist mit der gemeinsamen Leitung

21 verbunden; diese Leitung 21 führt außerdem zu dem Fahrtrichtungsschalter 33. Dieser Schal; ;r hat eine Nullstellung und zwei Arbeitsstellungen, an jede dieser beiden Arbeitsstellungen sind jeweils eine oder mehrere Fahrtrichtungslampen 34 angeschlossen. Die noch freien Anschlüsse dieser Fahrtrichtungslampen stehen mit der Minusleitung 16 in Verbindung.

Die grundsätzliche Wirkungsweise eines astabilen Multivibrators ist an sich bekannt. Der erste Verstärkerkreis, mit dem ersten Transistor 11 und der zweite Verstärkerkreis mit dem zweiten Transistors 12 sind über ein erstes Zeitglied, das den Kondensator 18 und den Widerstand 19 enthält, und ein zweites Zeitglied, das den Kondensator 24 und den Widerstand 17 enthält, rückgekoppelt. Sobald der Fahrtrichtungsschalter 33 in eine von den beiden Arbeitsstellungen gebracht ist, fließt ein Strom vom Minuspol der Batterie 14 über die zugehörige Fahrtrichtungslampe 34, die gemeinsame Leitung 21 und über den Widerstand 19 in den Kondensator 18, dessen anderes Ende über die Kollektor-Emitter-Strecke des ersten Transistors 11 — der zu dieser Zeit leitend ist — an der Plusleitung 13 liegt, und lädt diesen auf. Dies geschieht unabhängig davon, ob nun der Kollektor an den Ruhekontakt 31 des Umschalters 27 angeschlossen ist oder nicht. Wenn nach der durch das erste Zeitglied mit dem Kondensator 18 und dem Widerstand 19 bestimmten Zeit der zweite Transistor 12 leitend wird, fließt durch die Wicklung des Relais 26 ein Strom, der Anker des Relais zieht an und bewegt die Schaltbrücke vom Ruhekontakt 31 zum Arbeitskontakt 32. Nun fließt auch ein Strom vorn Minuspol der Batterie 14 über die eingeschaltete Fahrtrichtungslampe 34, den Schalter 33 und den Umschalter 27 zum Pluspol der Batterie, die Fahrtrichtungsiampen leuchten auf. Durch den Kippvorgang wurde der Kondensator 24 umgeladen. Der Kondensator 16 dient zur Begrenzung der Spannungsspitze, die beim Umlade-Vorgang: des Kondensators 24 auftritt. Der Kondensator 16 kann selbstverständlich bei entsprechend spannungsfesten Transistoren auch entfallen. Nach einiger Zeit ist das Potential am Kondensator 24 wieder so weit angestiegen, daß der erste Transistor 11 leitend wird und damit den zweiten Transistor 12 in seinen nichtleitenden Zustand zurücksteuert Damit wird die Wicklung des Relais 26 stromlos, der Anker fällt ab und die Schaltbrücke des Umschalters 27 bewegt sich vom Arbeitskontakt 32 zum Ruhekontakt 31. Damit erlischt einerseits die Fahrtrichtungslampe 34, andererseits wird aber der Kollektor des ersten Transistors 11 wieder an die Plusleitung 13 angeschlossen.

Spannungssprünge auf den Betriebsspannungsleitungen, sei es auf der Plusleitung 13 oder auf der Minusleitung 20, wirken sich auf die Funktion der astabilen Kippschaltung nachteilig aus. In der Zeitphase, in der der erste Transistor 11 leitend und der zweite Transistor 12 gesperrt ist, können beispielsweise Spannungssprünge, die über die Minusleitung 20, den niederohmigen Widerstand 25 oder das Relais 26 und den niederohmigen Widerstand 22 und dann über den Kondensator 24 auf die Basis des ersten Transistors 1 f gelangen, zu einem kurzzeitigen Sperren dieses Transistors 11 führen. Die Kollektorspannung des Transistors 11 kann dadurch ins Negative schnellen, den zweiten Transistor 12 in seinen leitfähigen Zustand steuern und damit einen neuen Kippvorgang einleiten. Dieser Vorgang tritt sowohl dann auf, wenn der Fahrtrichtungsschalter 33 in seiner Nullstellung ist, als auch dann, wenn der Fahrtrichtungsschalter 33 in einer seiner beiden Arbeitsstellungen ist und der erste Transistor 11 sich innerhalb des Schaltzyklus des Multivibrators gerade im leitfähigen Zustand befindet. Im ersten Fall führt der ungewollte Vorgang zu einem kurzzeitigen Strom durch die Wicklung des Relais 26, das Anziehen des Ankers dieses Relais verursacht ein unerwünschtes Tickgeräusch. Im zweiten Fall wird der erste Transistor 11 vorzeitig wieder gesperrt, der zweite Transistor 12 also vorzeitig wieder leitend und über das Relais 26 der Umschalter 27 vorzeitig wieder bewegt; dadurch verkürzt sich die sogenannte Dunkelzeit im Hell-Dunkel-Rhythmus der Blinkeinrichtung.

Dadurch, daß über die Schaltbrücke des Umschalters 27 der Kollektor des ersten Transistors 11 während dieser Dunkelzeit mit der Plusleitung 13 verbunden ist, ist die nachteilige Empfindlichkeit des Multivibrators gegen Spannungssprünge aof den Betriebsspannungsleitungen 13 und 20 vermieden. Ein positiver Spannungsimpuls, der auf die Basis des ersten Transistors 11 gelangt, kann nun praktisch nicht mehr das Kollektorpotential verändern. Der zweite Transistor 12 wird erst dann wieder leitend, wenn der Kondensator 18 über den Widerstand 19, der den Ladestrom führt, so weit aufgeladen ist, daß die Basis-Emitter-Spannung zum Aussteuern des zweiten Transistors 12 ausreicht.

Es hat sich weiter als günstig erwiesen, einen Widerstand 30 in Reihe mit der Schaltstrecke 28 bis 31 des Umschalters 27 anzuordnen. Der Transistor 11 stellt, auch wenn er voll durchgesteuert ist doch keinen reinen Kurzschluß dar, denn an seiner Kollektor-Emitter-Strecke läßt sich eine Restspannung von beispielsweise 0,5 V nachweisen. Wenn nun nach erfolgtem Umschalten des Relais 26 die Schaltbrücke 27 am Kontakt 31 prellt, wird die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 11 mehrmals niederohmig kurzgeschlossen.

Die dadurch hervorgerufenen Spannungssprünge von 0,5 V können unter Umständen einen neuen Kippvorgang über den zweiten Transistor 12 auslösen. Der Widerstand 30 vermindert die genannten Spannungssprünge je nach Dimensionierung beispielsweise auf ein

tel, so daß keine Gefahr mehr besteht,
it Hilfe der vorliegenden Erfindung läßt sich auf iche und billige Weise eine astabile Kippschaltung auen, die gegen Spannungssprünge auf den Besspannungsleitungen unempfindlich ist. Insbesonläßt sich bei Verwendung einer solchen Kippschaltung als Taktgeber für eine Blinkeinrichtung in Kraftfahrzeugen sowohl ein störendes Tickgeräusch bei ausgeschalteter Blinkeinrichtung als auch eine unerwünschte Verminderung der Dunkelzeit bei eingeschalteter Blinkeinrichtung vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

■■» r .ir _

⁸SiH

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Astabile Kippschaltung nach Art eines Multivibrators zum periodischen Ein- und Ausschalten s eines Yerbraucherstromkreäses, insbesondere als Taktgeber für eine Blinkeinrichtung bei Kraftfahrzeugen, wobei die astabile Kippschaltung zwei Halbleiterelemente mit abwechselnd leitfähiger Schaltstrecke, vorzugsweise Transistoren, und ein von der astabilen Kippschaltung gesteuertes Schaltrelais mit wenigstens einer Schaltstrecke enthält, die in den Verbraucherstromkreis einschaltbar ist, ■ dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstrecke (27) des Schaltrelais (26) in einem Parallelkreis zur Schaltstrecke desjenigen ersten Halbleiterelements (11), dessen Schaltstrecke während der Ruhezeit des Sclsaltrelais (26) leitfähig ist. angeordnet ist

2. Astabile Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbleiter (11, 12) als pnp-Silizium-Transistoren ausgebildet sind und im Parallelkreis zur Bais-Emitter-Strecke des ersten Transistors ein Kondensator (16) angeordnet ist

3. Astabile Kippschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (26) mit zwei Schaltstrecken (28 bis 31, 28 bis 32) in Wirkungsverbindung steht, von denen die erste (28 bis 31) im Parallelkreis zur Schaltstrecke des ersten Halbleiterelements (11) angeordnet und von denen die zweite (28 bis 32) in den Verbraucherstromkreis (34) einschaltbar ist

4. Astabile Kippschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Parallelkreis zur Schaltstrecke des ersten Halbleiterelements (11) in Serie mit der Schaltstrecke (28 bis 31) des Schaltrelais (26) ein Widerstand (30) angeordnet ist.

5. Astabile Kippschaltung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (26) mit einem Umschalter mit einer Schaltstrecke (27) in Wirkungsverbindung steht deren eines Ende (28) stets mit der einen Klemme (13) einer gleichzeitig die Kippschaltung und den Verbraucher (34) versorgenden Spannungsquelle (14) verbunden ist und deren anderes Ende im Takt der astabilen Kippschaltung abwechselnd an das von der ersten Klemme der Spannungsquelle (14) abgekehrte Ende der Schaltstrecke des ersten Halbleiterelements (11) angeschlossen oder in den Verbraucherstromkreis (34) einschaltbar ist.