DE1905023A1 - Elektronisches Relais - Google Patents

Description

Patentanmeldung der Firma

Hasler AG. Bern / Schweiz, Belpstr. J>22>

Elektronisches Relais

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Relais, welches insbesondere als Telegraphen-Ausgangsrelais Verwendung findet» Das Relais hat einen Eingang zum Empfang eines binären Signale und einen Ausgang zur Abgabe einer Gleichspannung) deren Polarität von dem Zustand des binären Eingangssignals abhängt· Der Ausgang ist vom Eingang und von den Speise spannungsquellen durch einen Lieber trager galvanisch getrennt.

Es sind derartige Relais bekannt, bei denen je nach dem Zustand des binären tUngangssignals eine Wechselspannung, deren Frequenz gross ist gegen die Tastfrequenz» an die Primärwicklung eines von zwei Uebertragern gelegt wird. Die mit der Sekundärwicklung jedes Uebertragers verbundenen Gleichrichter sind mit ihren Ausgängen entweder entgegengesetzt parallel oder entgegengesetzt in Serie geschalt at. Bei einer Parallelschaltung bilden jedoch die Dioden der nicht erregten- Gleichrichterschal«» tung einen Kurzschluss für die Spannung des anderen Gleichrichters* während sie bei einer Serienschaltung den Durchgang des Stromes des anderen Gleichrichters sperren« Um trotzdem eine Zusammenschaltung der beiden Glaiehrichterausgänge zu ermöglichen» werden bei den bekannten Anordnungen die Ausgänge der beiden GlesKhrichtar jeweils mit Widerständen Überbrückt, in denen der gröaste Teil der vom Uebertrager abgegebenen

90983571301

BAD ORIGINAL

Leistung als Verlustleistung verbraucht wird, während nur ein kleiner Teil als Nutzleistung Übrig bleibt.

Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil der bekannten Schaltungen, indem die Verbindungen zwischen Uebertragor-Sokundärsoite und Relaisausgang Über die Emitter-Kollektor-Strecken von zwei Transistoren erfolgen, die durch an die Basis geführte von den Uebertragungssekundärspannungen abgeleiteter Ströme geschaltet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beispielsweise er-P läutert. E3 zeigen: Fig. 1 ein elektronisches Relais mit zwei Uebertragern,

Fig. 2 eine Variante der Schaltung an Fig. 1, Fig. 3 ein elektronisches Relais mit einem Uebertrager.

In Fig. 1 ist 1 der Relaiseingang, an dem'das binäre Eingangssignal empfangen wird, da3 entweder 0 sein kann, 2. B. Erdpotential oder 1, s.B. ein positives Potential. Dieses Signal wird zu den Eingängen von zwei Und-Toren 4 und 5 geführt und zwar zu dem Und-Tor 4 direkt, zu dem Und-Tor 5 über den Inverter 3. Mit 2 ist ein Hilfseingang-bezeichnet, κ an welchem eine symmetrische Rechteckspannung anliegt, die direkt zu den

'· beiden Und-Toren 4 und 5 gefuhrt ist. _v Die Frequenz dieser Spannung ist

gross gegen die Tastfrequena. Die Ausgänge der Und-Tore steuern je einen Transistor 6 bzw, 7, in dessen Kollektorkreis die Primärspule eines Uebertragers 8 bzw, 9 liegt. Die Sekundärspule des Uebertragers 8 liegt zusammen mit einem Widerstand 12 im Basis-Emitter-Kreis eines Transistors 10, die Sekundärspuie des Uebertragers 9 zusammen mit einem Widerstand 13 im Basis-Emitter-Kreis eines Transistors 11. Die Kollektoren , dar beiden Transistoren sind mit je einem Ausgang des Relais und mit dem der

BAD ORIGINAL

Basis abgewendotcn Pol dos Basisvviderstandes des anderen Transistors verbunden. In dor Emitterloltung don Tree sistors 12 bzw. 13-liegt eino Diode 16 bzw. 17? sie kann aber auch in der Kollektorleltung liegen.

Das Eingangssignal am Punkte 1 eel gleich 1 ; dann ist das Und-Tor 5 geschlossen und das Und-Tor 4 geöffnet. An dessen Ausgang erscheint eine Rechteckspannung» die den Transistor 6 periodisch Öffnet und schliesst. Am Uebertragor 8 erscheint demnach eine Rechteckspannung, während der Uebortrager 9 spannungslos 1st. Wenn das untere Lnde der Sokundärspule dos Ue bor trägers 8 positiv ist gegen das obere L'nde, fliesst ein Strom in der Basis-Emitter—Diode dos Transistors 10 und öffnet diesen» sodass ein Strom vom unteren Ende der Sokundärspulo des Uebertragers 8 zum Relaisausgang Klemme 15 Über den nicht f^r,ezoichnoton Lastv/iderstand aur Klömme 14.iüum Kollektor und zum Liraitter dos Transistors 10 und Über Diode 16 zurlick zum oberen Ende der Sekundärwiddung des Ueberträgers 8 fliesst. Im Stromkreis befindet sich nur die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 10, während als Verluststrom nur der Basisstrom dieses Transistors auftritt. Bei der tingagobcnen Polung 1st der Kollektor dos Transistors 11 positiv gegon seine Basis, sodass dieser gesperrt ist. An die Ausgangsklemmen 14 und 15 können bekannte Schaltungen tsur Siebung und Spannungskonstanthaltung . angeschlossen werden.

Wenn sich die Polarität der Spannung am U ober trager 8 umkehrt, liegt die Ausgangsspannung des Uebertragers an der Basis-Emitter-Diode des Transistors in Sperrichtung. Ist die Last kapazitiv, so liegt deren Spaunnung an der Basis-Kollektor-Diode in Leitrichtung und es flieset ein schwacher

BAD OBtGlNAL

ψ 19GHG23

durch die Höhe, dor Spannung und durch Widerstand 12 bestimmter Strom. Damit wird der Tranoiator invors betrieben und es würde ein verstärkter Entladostrom Über den Kollektor und Emitter flies sen, wenn dies nicht durch die Diode 16 verhindert wUrde.

Dio gloicho Wirkung wird erzielt, wenn df.oso Diode in die Kollektorieitung anstatt in die Emittorleitung eingeführt wird, .

Wahrend dor· Sporrhalbwolio, fliesst im Rolaisausgangskreis koia Strom, es handelt Bich also um eine Halbwellengleichricbtung. Bei Erregung des Uebortragors 9 Kind die Verhältnisse entsprechend, jedoch ist die PoIarität des Spannung am Ausgang 14, 15 umgekehrt.

Dio Dioden in dor Emitter- und/oder ICollektorleitung der Transistoren können UbGr dio beschriebene Wirkung hinaus aus als Schutzdiode·! wirken, falla dio auftretenden Sperrspannungen für die Tranaistoren au hoch sein sollten» ■--...;.

Während in der Schaltung der Fig. 1 der Uebortrager so gepolt ist, dass die Transistoren 6 und 10 bsv/. 7 und 11 abwechselnd leiten (iSperrwandler), ist in Fig. 2 eino Anordnung flir Vollweggleichrichtung gozoigt. Die Umschaltung zwischen den Uebartragern 8 und 9 ist nur schematisch angedeutet durch den Umschalter 20, der durch das Eingangssignal gesteuert \vird« An die SokundUrspulen der Uebertrager 8 und 9 sind je eintGleichrichter Schaltung 18 bzw» 19 angeschlossen, z.B. je eine Graetz-Schaltung, und an diese die Transistoren 10 und 111 die Basiswiderstände 12 und 13 und die Ausgange 14 und 15» Abgesehen von der Gleichrichtung durch die Gleichrichterachaltungen 16 und 17 ist die Wirkungsweise die gleiche wie die der Schaltung nach Fig. 1*

In Fig» 3 ist die Schaltung auf der Uebertrager-Primäraeite ähnlich auf ge-

909835/1301

BAD ORIGINAL

baut \vio in Fig. 1, os entsprechen die Elomcnta mit don Beseichnungon 21 und 28 don Elomonton 1 bis 8 dor Figur 1 mit sswoi Unterschieden; die Hilfaapamiung am Eingang 22 ist oinounsymraotriaeho Rochteckspannung, dor Anteil des Zustandoa 1 an einer Periode ist wosontlich grb'asor als dor.Anteil dos Zustandas O_f Aussardom sind dlo Kollektoren dor beiden Transistoren 26 und 27 an die Primärspulo eines ©inBigen Uebertragürs 2Ö anrro3chlo33on_f doron Mittolabgrif? mit einem Pol der opeisöapartnimg verbunden ist, ..."·"

Mit jodom Endo dor Sakundärspulö doa Uobortragora 28 ist der Errittor oinoa dor Ti-anciatoren 30 und 31 vsi-bundanj während dio Kollektoren direkt mit den Relaisauagangaklomrnen 34 baw* 35 verbundon sind. Die Kolloktor-Emittor-StrsckG der beiden Transistoren-.30., 31 j sind durch je oino Diode 40, 41 üborbrllckt, deren Durchlassrichtung entgegengesetzt sur Loltrichtung dQ3 Tranai3tor3 liogt.

Dio Eaaon dor boidon Transistoren 30 und 31 sind miteinander Über den Widoratand 32 verbunden. Parallel aur Etnitter-Strecko jedes der beiden Traaoiatoron liegt die Reihenschaltung oiner Zonor-Diodo 36 bzw« 37 und oinor Dio'do 38 bzw» 39 derart, das3 dio Durchlassrichtung der Zener-Diodo gloichsinnig, dio dor Diodo entgegengesetzt au dor entsprechenden Dasis-Emittor-Diodö liegt·

Da das Spannungszsitintegral an der Sokundärseite des Uebertragers Über längoro Zeit gleich Null sein muss, entsteht während jeder Periode der Hilfsspannung ein längerer, kleinerer Spannungsimpuls einor Richtung und ein kürsorer_s grbaseror Spannungsimpuls entgegengesetzter Richtung. Dio Solcundärspannung ist so gewählt im Verhältnis zur Purchbruchspaiinung dor Zener-Diodo_t dass sie bei der kurzer dauernden Polung die Durchbruchspannung der Zonor-Dioden Übersteigt, bei der länger dauernden Polung

BAD"ORIGINAL

jedoch nicht erreicht. L - 1 9OB 023

IaI bolspielwoino das Eingangsöimal an Punkt 21 gleich 1, »σ.ist ds:«3 t ivd-Tor 25 -goüpörrt: und das« Und-Tor 24 während dow lan/reren ie;!- 'einer joden. Foriodo geöffnet.'Wahrend dioaor Zelt flioasl oiri tro-n durch don Transistor 26 und es entotehen bei den durch Funkie gplcennzcicrine-fcoa Polen dor Wicklungen positive Spannungen, die im Sekundärkreis keifi^n ^;trom aur Folßo halon, da dio Baais-i^r.'mitter-^cHrecke't-ir>s T. anavstors" ?'i uad die Zeiior-Diode 37 in v-sparrichtuntf bGän'-aprucht word «ti wan dip "-u-t'.-hbruchapannung dor loiaterßn nicht erx-eicht vnrd. Während dc>i-kurv;^rmi-Teila joder Poriodo ist dor Tran α is tor 26 gesperrt, gs "entatoht olne po-sltivo spannung am unteren Endo dQr.'Sokundärv/icltlung und es. .flies'&t ein

^: ■■■■■■■■■ " ^: " ^:

von. diesem f'unkt durch dio Zaner-I-Hodö 36, da deren L^!urchbruoh-

j liborschrittoo wird, .Ubor die Diode 33, don Widerstand Yl in die Baijta-Cniittor-Streclie des T-anaistors 31, sum oberen Jindß der ;e₍:unrlir-· spuio. Der "'eg über Diode 39 ist durch diesp gesperrt. Transistor 3! wird fretfffnofc und es iiienst ein Ström von riem ünt-eren Knde der Sekundarspule ilbor Diodo 40, Über, don zwischen doa l'unlvten 34 und 35 liegenden Ι,ακΐ- -, Transiator 3Ί zum oberen Ende der Sßkuhd-irspuie. _:

άα.3 Ltngangssifinal am Punkte 21 gleich Null ist, leitet während des gröaseren Teils jedez· Periode das Und-For 25 und der Transistor 27, H Spannungen am Uobertrager und die Spannung am Ausgang sind umgekehrt gspolt. . .' ':-."■ _ ....'■""■■"-■ -. ^:■ "' ""■■'. ""■-.■■ ". .·'■ "-"■- ;"■. ."",.■"".-

In einer VariantG dar Schaltung nach Fig. 3 können Transistoren einer bostlmmten Durchbruchspaanünff der Basis-E'niitter-StrecicQ vor wendet v/erden, die durch einen Durchbruch nicht zerstört werden, w^nri dio

BAD ORIGINAL

rke einen bestimmten Viovi nicht Überschreitet· In. diesem Falle können dio Zoner-Diodon 36, 37 und die Diodon 30, 39 fortfallen, da die Basis-Emitter-Strocko dos entsprechenden Transistors deren Funktion Übernimmt· Dio Wirkungsweise ist die gleicho wie in Zusammenhang" nut. Fig. 3 beschrieben.

P a t e η t a η s ρ r ü c he

909 83S/ 1301

BAD ORIGINAL

Claims (2)

1P0R023 Patentanspruch ■■".'.. Elektronisches Relais mit einem Eingang (1) zum Empfang eines binären Signals, mit Mitteln (3-7, 20, 23-27) zum Anlegen einer Wechsel- oder Impulsspannung einer gegenüber der Tastgeschwindigkeit dos binären Signals hohen Frequenz je nach Zustand des Eingangssignals an eine _ von zwei Uebertrager-Primärwicklungen auf mindestens einem Uebertrager (8, 9 bzw. 28), mit mindestens einer vom genannten Eingang und von den' galvanisch Speisequellen(,getrennten Uebertrager-Sekundärwicklung , mit Mitteln. (16-19, 36-39) zur Gleichrichtung des Wechselstromsignals, und mit einem Ausgang (14, Ϊ5, 34, 35) zur Abgabe einer Gleichspannung, dr>ron Polarität vom Zustand des Eingangssignals abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zwischen Ucbertrager-Sekundärseite und. ReIa-i.sau-sgang über die Emitter-Kollektor-Strecken von zwei Transistoren (10, 11, 30,31) erfolgen, die durch an die Basis geführte, von den Uebertragorsekundärk . spannungen angeleiteten Ströme geschaltet werden. Un teransprüche

1. Elektronisches Relais nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Wechsel- oder Impulsspannung je nach dem Zustand des Einganges an der Primärwicklung eines von zwei lieber tragern (8,9") liogt,. und dass der erste Pol der Sekundärwicklung des ersten (8) bzw. zweiten (9) Uebertragers über eine Diode (16 bzw. 17) und Über die Emiltnr-ivoll(li!(»r

Strecke eines ersten, bzw. zweiten Transistors (10 bzw. 11) mit einer erstea (14) bzw. ■> ■ J, . - - .--■'■"■■ -

S09

zweiten (15) Klemme des Relaisausganges, der zweite Pol der Sekundärwicklung des ersten, bzw. zweiten Üebertragers direkt mit dem zweiten bzw. ersten Pol des Relaisausganges und Über einen Widerstand (] 2 bzw. 13) direkt mit der Basis des ersten bzw. zweiten Transistors verLmnderi IsU

2. Elektronisches Relais nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte VVeehselstromsignal Je-nach dem Zustand des Einganges an 4er Primärwicklung eines γαπ zwei tJöberträgern (8» 9) liög£» dass die Sekundärwicklungen der Uebertr^germitj$ einer Glelchrichterschaliiirig verbunden sind und daäs die KqUektQr-Emitter^3tre{.ke der beidmi l'rejnäiä toren je eine Klemme der Gieichrichterausgiingo mit je elfter klemme Ct 4,15) des Relaisausganges Terblnden, während jeweils der andern Pol des Gleichrlchteraüsganges mit <Jer änderen Klemme des Reiäisjausganges [\%t 14| direkt und inlt der jeweiligen Taiisistarbasis Über, einen '/liderstan4(i2i_? 13) verbunden ist*

Elektroniscfreg Relais nach Pateataaspruch, dadUreh dass das V/echselBtröm-Signftl eine unsymmelrNchp fiochtepicspanrtünn; ist» derqn P>iarität TQm Eingangssi^rtal 4biiäng4iar ist und die; au. die Priff?ärso|^- eineg eiiizigein Üebertfagers £23) gelegt wird_? <jass die mit j"et öiftöm l'Qfi tlfir iietaer£rage»p-iek:i4ndarspule, die; Γ apSi tarepi nut je* ^i4Ö# Hlejmrfig! de;a iveUaisausgaftg^^ uiiil dief be|_:f3j«p Das?ift frtit-

jvqiiijkfqr-Stl-eck^ jeid^s TraneistCrrs |3Ö_? 311# Ubei ^iöe Dicfde; (4O^ 41}

BAD ORIGINAL

I Il I Hf flit

Überbrückt ist, däösi di$ TJurchlasnrichtung der Zencr-I-iodo die der Diode entgegengesetzt zur Durchlassrichtung der jewoilippri iiasis-Emittor-StrockG ist, wobei die Sokyndaraßaanunif cfos liebifrCri/'-rs su' gavrähU lsi, dass si«* während <te? jiürajöc tjavicirndeiii Pqlung ε!ί|ί |>iipf|i= bruchspannunß der, Zeppr^pipua, Ub^^stelgti |?ö| di?r: iittg^f clQpef|idcfi Pölurig jedoch nicht erreicht. .

+·■" Elektroniachaa Holaia nach Patentanspruch, clatdurieH geicön:nz^i<ihr|f;f | ff«»? das Wechaölatrom-Signal ο ine unsymmetrlscbq K^cii^cicSp^iitiq/»; ist,- QgtMri Polarität 70m Ein^a^ssignat abii3ngtv üfld äii* M öie, Prirtiir-i¥f-i|i( feiaes oinzigen U^bertra^görif (^S) ^ei^pt *yirrcj# dass fUe Tr^ä^iai|p;riiiniy^r· niife je oinoni Pol d^r' yabertra^gr^eiliundar^iiuio^ dii T|iäQ!5istärkfi|||«kto^it mit ja qiner Kloirimq des Relais ausgfsüiigöisf üiid_} dip be|dfi|| öäsiftp ^ίί^ί^^ίΐ^! Uboi ©inen WidsrntahdJ32J y-^rbundön äftvd, da«3 dlo ^UtIffffx·-kciijt»;ktcii-f StreeM jetinfs Irartaiaiörs (3Q₁, 3t) Mb;eff öjnp liiodo (4C|| 4t| qfri|^^»* ·^%>~ Tunfj wie die KoIlektor-däslg-Diode <$& lafetr^ff^dcp Trafvsii4ors Iib^r« brUckt istj woberi die? 3efUuqdär3£aün_:u4/f f|f?? ^^fif^ff^r^ ^so Φ,^^Μ Hit i ig währJeiui de;r kürsse

nicht Z3|-gtc|ri>vi|i4

BAD ORtGiNAL-'