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Kontakt loses Relais Zusatz zum Patent ........... (Patentanmeldung
P 15 62 171/3) Im Hauppatent........ (Patentanmeldung P L5 62 171.3> ist ein
kontakt loses Relais beschrieben, welches aus einem elektromagnetischen Steuerkreis
und einem oder mehreren elektronischen Schaltkreisen besteht.
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Das kontakt lose Relais gemäß dem Hauptpatent besteht im wesentlichen
darin, daß im Bereich des Magnetfeldes einer Relaisspule des elektromagnetischen
Steuerkreises eine durch das Magnetfeld steuerbare kontaktlose Einrichtung angeordnet
ist, die mit einer oder mehreren steuerbaren Halbleiteranordnungen in Verbindung
steht.
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Die durch das'Magnetfeld steuerbare Einrichtung kann beispielsweise
aus einem magnetfeldabhängigen Widerstand oder aus einem Hallspannungsgenerator
bestehen Bei Verwendung eines magnetfeldabhängigen Widerstandes, der sich im Luftspalt
zwischen dem Kern der Relaisspule und dem Joch befindet, wird der große Vorteil
erzielt, daß ohne die Verwendung von Kontakten der Schaltkreis galvanisch vom Steuerkreis
getrennt ist.
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Durch das kontakt lose Relais gemäß dem Hauptpatent werden alle Nachteile
vermieden, die durch die Verwendung mechanigsher Kontakte auftreten. Zum anderen
weist das kontaktlose Relais eine wesentlich höhere Schaltfrequenz auf, da keine
mechanischen Teile bewegt werden müssen.
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Dabei ist der eigentliche Steuerkreis wie bei einem herkömmlichen
Relais galvanisch vom -Schaltkreis getrennt,
wobei sich die erforderliche
Spannungsquelle für den Schaltkreis nicht nachteilig auswirkt, da ohnehin bei einem
Relais eine besondere Spannung zur Erzeugung des Magnetfeldes benötigt wird.
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Die vorliegende Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, das im
Hauptpatent beschriebene. kontaktlose Relais zu verbessern und zu erweitern, wobei
es im wesentlichen darauf ReLais ankommt, mit einfachen Mitteln dieses kontaktlose/als
Umschaltrelais auszubilden.
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Einem nicht vorbekannten Vorschlag zufolge soll das Unischaltrelais
dadurch bewirkt werden, daß zwischen den Kern einer Relaisspule und dem U-förmigen
ferromagnetischen Joch am einen und am anderen Ende je ein Luftspalt vorgesehen
ist, wobei in einem Luftspalt ein oder mehrere magnetfeldabhängige Widerstände und
im anderen Luftspalt eine oder mehrere magnetfeldabhängige Widerstände zusammen
mit einem Bermanentmagneten angeordnet sind und.wobei die in den Luftspalten angeordneten
magnetfeldabhängigen Widerstände mit je einem oder mehreren steuerbaren Halbleiteranordnungen
in Verbindung stehen.
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Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel besteht der elektromagnetische
Steuerkreis aus einer Relaisspule mit einem Kern, der so angeordnet ist, daß er
mit einem U-förmigen Joch am oberen und am unteren Ende je einen Luftspalt bildet.
Im oberen Luftspalt ist ein magnetfeldabhängiger Widerstand zusammen mit einem in
axialer Richtung magnetisierten Permanentmagneten angeordnet.
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Im unteren Luftspalt befindet sich ein. weiterer magnetfeldabhängiger
Widerstand. Die beiden magnetfeldabhängigen Widerstände sind jeweils mit einer Transistoranordnung,
bestehend aus je zwei hintereinander geschalteten Transistoren, verbunden. Durch
die Verschiebung des Arbeitspunktes des magnetfeldabhängigen Widerstandes durch
den Permanentmagneten gegenüber dem Arbeitspunkt des anderen magnetfeldabhängigen
Widerstandes können mit der gezeigten Anordnung Umschaltvorgänge ausgeführt werden.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch die Verwendung von Permanentmagneten,die
bekanntlich schlechte Leiter. für magnetische Kraftlinien sind, eine Verminderung
des Kraftschlusses erzielt wird.
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Die vorliegende Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, ein derartiges
Umschaltrelais anzugeben, bei welchem kein Permanentmagnet erforderlich ist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein kontakt
loses Relais mit einem elektromagnetischen Steuerkreis und einem oder mehreren elektronischen
Schaltkreisen, bei welchem im Bereich des Magnetfeldes des elektromagnetischen Steuerkreises
durch das Magnetfeld steuerbare kontakt lose Einrichtungen angeordnet sind, die
mit einer oder mehreren steuerbaren Halbleiteranordnungen in Verbindung stehen gemäß
Patent (Patentanmeldung P 15 62 171.3) vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß die steuerbare kontaktlose Einrichtung aus einem magnetfeldabhängigen Widerstand
besteht, der über einen Vorwiderstand an eine Spannungsquelle angeschlossen ist
und mit einem Verstärkungs- und Schalttransistor verbunden ist, an dessen Ausgang
der Anschluß fUr die zu schaltende Last vorgesehen ist, wobei an den Kollektor des
ersten Transistors, der über einen Vorwiderstand mit der Spannungsquelle verbunden
ist, eine Diode geschaltet
ist, die an der Basis eines weiteren
Schalttransistors liegt, dessen Ausgang mit dem Anschluß für eine zweite Last verbunden
ist.
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Durch das kontakt lose Relais gemäß der Erfindung wird der große Vorteil
erreicht, daß beide Lastwiderstände abwechselnd geschaltet werden können, ohne daß
hierfür mehrere magnetfeldabhängige Widerstände und Permanentmagnete verwendet werden
müssen.
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Anhand der Zeichnung soll am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform
der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden.
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Die Figur stellt eine Prinzipschaltung des kontaktlosen Relais gemäß
der Erfindung dar.
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In der Figur sind mit 1 die Anschlüsse für eine Relaisspule 2 bezeichnet,
an welchen die Steuerspannung UE im Schaltfall anliegt. Im Magnetfeldbereich der
Relaisspule 2 befindet sich ein magnetfeldabhängiger Widerstand Fp, der in Reihe
mit einem Vorwiderstand R 1 geschaltet ist und an der Spannungsquelle liegt. Dieser
magnetfeldabhängige
Widerstand Fp ändert seinen Widerstandswert
in Abhängigkeit von der magnetischen Erregung durch die Spule. Der Verbindungspunkt
zwischen dem magnetfeldabhängigen Widerstand Fp und dem Vorwiderstand R 1 ist mit
der Basis eines Verstärkertransistors T 1 verbunden.
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Der Emitter des Transistors T 1 ist mit der Basis eines Schalttransistors
T 2 verbunden, dessen Kollektor mit dem Anschluß für die erste Last verbunden ist.
Der Pluspol der Spannungsquelle steht ferner über den Vorwiderstand R 2 mit dem
Kollektor des Transistors T 1 in Verbindung.
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Der Kollektor von T 1 ist über eine Diode D 1 mit der Basis eines
weiteren Schalttransistors T 3 verbunden.
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Der Kollektor von T 3 steht mit dem Anschluß für die zweite Last in
Verbindung.
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Die Funktion des kontaktlosen Relais gemäß der Erfindung läuft dabei
folgendermaßen ab.
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Beim Auftreten einer Steuerspannung UE an den Anschlüssen wird
in der Relaisspule 2 ein magnetisches Feld aufgebaut, wodurch der Widerstandswert
des magnetfeldabhängigen
Widerstandes p sich positiv ändert Dadurch
ändert sich auch der Stromfluß über den Widerstand R 1 und den Widerstand FP, wodurch
der Arbeitspunkt des Transistors T 1 verschoben wird Diese Verschiebung bewirkt,
daß der Transistor T 2 leitend wird und somit der "Kontakt" geschlossen wird Die
Diode D 1 sperrt dabei die Spannung gegenüber der Basis vonT 3, so daß der "Kontakt"
von T 3 offen ist.
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Fällt die Spannung an den Anschlüssen l ab so wird das Feld in der
Spule abgebaut und der Widerstand FP erhält wieder seinen ursprünglichen Wert. Dadurch
wird der Transistor T 2 über den Transistor T 1 in einen nichtleitenden Zustand
übergeführt. Durch die Stromänderung wird aber über die Diode ein Schaltimpuls auf
den Trans-istor T 3 gegeben, so daß dieser sich iln einem leitenden Zustand befindet,
wodurch dieser "Kontakt" geschlossen ist. Damit ist der Anschluß für die Last 2
geschlossen, während der Anschluß für die Last 1 geöffnet ist. Wird nunmehr wiederum
eine Steuerspannung auf die Spule gegeben, so wird der Anschluß für die Last 2 geöffnet
und der Anschluß für die Last l geschlossen.
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Das Relais gemäß der Erfindung weist den besonderen Vorteil auf, daß
eine Umschaltung mit nur einem einzigen magnetfeldabhängigen Widerstand und ohne
die Verwendung von Dauermagneten durchgeführt werden kann.