DE1952011B2 - Schaltungsanordnung zur leistungsverstaerkung von impulsen, insbesondere fuer elektromagnetisch gesteuerte einrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung /u: Leistungsverstärkung von Impulsen. lnsDesondere iur elektromagnetisch gesteuerte Einrichtungen, mn einem Transistor als Verstärkerelement. Derartige Schaltungsanordnungen werden für daienverarbeitendc Anlagen. z. B zum Steuern und Überwachen von Eisenbahnsieherungseinnchtungen in Stellwerken oder tür Rechenaniagen von Kernreaktoren, benotigt. Alle diese Anlagen müssen nach erfolgter Datenverarbeitung entsprechend is ihrer Aufgabe mit Hilfe von Steuerbefehlen Vorgange auslosen, z. B. das Ausführen eines Stellvorganges oder das Drucken von Rechenergebnissen. Außerdem mui3 bei derartigen Einrichtungen vielfach sichergestellt sein daß bei einem Defekt des Versiarkerelementes uder eines anderen Bauteiles keine falsche bzw. mchtgewollte Information ausgegeben wird. Erfahrungsgemäß reicni jedoch der Leistungspegel, mit welchem die datenverarbeitenden Anlagen ihre Steuerbefehle ausgeben, vielfach nicht aus, weil zum Betätigen von Relais. Schützen 4s oder dergleichen ein wesentlich höherer Leistungspegel erforderlich ist.

Wenn also beispielsweise ein Relais durch einen Leistungstransistor angesteuert wird, der infolge eines Defektes einen Kurzschluß aufweist, kann das Relais nicht mehr abgeschaltet werden, was zu einem f efährlichen Betriebszustand führen kann.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei der aus der UT- CS 12 46 805 bekannten Schaltungsanordnung zur Icistunt'sverstarkung von Impulsen bekannt, eine ys Kalv^nr.the t renniing /wischen dem steuernden Transi- \t'<r ΊΓΐΊ flerri ^steuerten Verbraucher, z. B. Relais. vr,r/-j-.<-hf:ri Durch diese Maßnahme wird die Sicherii'ii-.t,''!in(fiini' c-rf'illt. daß nämlich bei einem Transi- ·.".r'l·ir- h-.( hlap der Verbraucher keinen Strom zur <■" i.ri/'-it i-rhslt Dies wird durch den eingefügten Ir-ir.-.f'iimai'ir gewährleistet, der bei dem genannten f >·- f ·- Ir» iiul der l'rimärseite ausschließlich einen ΐτ',ίι·.ΐ;ιΜ«·ΐι Mii^netisierungsstrom erhält, der sieh au: Φι ','l"iri<l;ir\eite und damit auf den Verbraucher mehl '■ ;i 11 ·. /ι ρ ι k 1

\h\ l.rlnidung liegt die Aufgabe zugrunde·, cmc S<.hiiltiiM)! an/ugeben. die unter Berücksichtigung von Sicherheitsbedingungen ohne den genannten Transfor mator auskommt und damit weniger aufwendig wird und außerdem einen geringeren Platzbedarf erfordert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in Reihe mit der Schaltstrecke des Transistors ein Kondensator und eine Diode geschaltet sind und daß parallel zu den beiden passiven Elementen entweder ein ohmscher Widerstand vorgesehen ist mit einem Wert, der unterhalb desjenigen der gesteuerten Einrichtung liegt oder ein Transistor vorgesehen ist, dessen Schaltstrecke parallel zu den beiden passiven Elementen hegt und dessen Basiselektrode einerseits über einen Widerstand mit der Steuerpotential fuhrenden Elektrode des Kondensators und andererseits über eine Diode mit der anderen Elektrode des Kondensators verbunden

Eine derartige Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß bei jeglicher Störung eines der Bauelemente die nachgeschalte··? elektromagnetisch gesteuerte Einrichtung auf jeden Fall nicht angeschaltet wird oder angeschaltet bleibt. Außerdem erfordert die erfindungssemaße Schaltungsanordnung nur einen sehr geringen Aulwand und arbeitet in einem großen Frequenzbereich, so daß eine einmal dimensionierte Schaltung für d'e verschiedensten Impuisfoigeirequenzen verwendet werden kann.

Besonders die zweite Version hat den Vorteil eines guten Wirkungsgrades. Diese Schaltungsausfuhrung hat außerdem bei sonst gleicher Bemessung einen geringen Innenwiderstand.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung naher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur LeistungsversiarKung von Impulsen, bei der im bntladestromkreis des Kondensators ein Widerstand vorgesehen ist und

F 1 g. 2 eine Schaltungsanordnung, bei der im Entlade Stromkreis des Kondensators die Schaltstrecke eines Transistors vorgesehen ist.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 besteht aus einem Transistor Tl, dessen Kollektor-Elektrode über einen Kondensator Cl sowie eine Diode Dl mit dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist. Die Emitterelektrode liegt auf Null-Potential. Parallel zu den beiden passiven Elementen Cl und Dl ist ein Bauelement R 0 geschaltet, das einerseits beim Aufladevorgang des Kondensators Cl keinen Kurzschluß bildet und das andererseits das Entladen des Kondensators C 1 gestattet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein ohmscher Widerstand R 1 parallel zu den beiden passiven Elementen geschaltet. Als Last dieser Leist'jngsstufe ist ein Relais RL 1 vorgesehen. Der Wert des Widerstandes R 1 wird in der Regel so gewählt, daß er wesentlich niedriger als derjenige des Relais RL 1 ist.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende. Solange keine Impulse an den Eingangsklemmen 1 und 2 des Transistors Tl vorhanden sind, ist dessen Schaltstrecke hochohmig. Wenn weiterhin vorausgesetzt wird, daß der Kondensator Cl keine Ladung hat, fließt in der gesamten Schaltungsanordnung kein Strom. Sobald jedoch der Transistor Tl durch einen Impuls angesteuert wird, fließt über dessen dann niederohmige Schaltstrecke sowie über die Diode D I Ladestrom für den Kondensator Cl. der hierdurch in der angegebenen Polarität aufgeladen wird. Da der Widerstand der Diode D 1 gegenüber demjenigen des Relais RL 1 für den Aufladevorgang des Kondensators Cl wesentlich geringer ist, trägt der Strom über das

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Relais RL 1 beim Aufladevorgang nur wenig bei. Fur den Aufladevorgang ist es jedoch wesemlich. daß dtr Wen des Widerstandes R 1 nicht zu klein ist. damit der über diesen Widerstand fließende Strom beim Aufladevorgang möglichst klein gegenüber demjenigen bleihi s der über die Diode D 1 fließt. Das, hat den Vorteil, daß der über den Widerstand R1 fließende Strom nur unerheblich zur Erwärmung des Transistors Tl beitragt und der Kondensator bei den nur kurz andauernden Impulsen genügend Ladung erhält. ι ο

Nach dem Aufhören des Impulses wird der Transistor Π wieder nichtleitend, so daß der Aufladevorgang des Kondensators Cl beendet ist. Beim Entladevorgang speist der Kondensator Cl das Relais RL 1 über den Widerstand R 1. Je kleiner der Wert des Widerstandes RI gewählt werden konnte, um so oesser ist der Wirkungsgrad der Schaltungsanordnung beim Entladevorgang, weil dann wenig Energie am Widerstand R 1 .n Wärme umgesetzt wird. Wie jedoch oben bereits erläutert wurde, kann der Wert des Widerstandes R 1 nicht beliebig klein gemacht werden, also beispielsweise gegen Null gehen, weil sonst keine Aufladung des Kondensators Cl möglich ist.

Wenn die elektromagnetisch gesteuerte Einrichtung, also das Reiais RL 1. eine Schaltungsanordnung /ur -s Leistungsverstarkung von Impulsen mn sienngeni Innenwiderstand erfordert, ist eine Ausfuhrungsiorm nach F i g. 2 vorteilhafter. Hierbei besteht das paraiie: /u den beiden passiven Elementen (I und D I geschalte!·; Element RO aus einem weiteren Transistor 7 2. desser !.< Schaitsirecke an Stelle des ohmschen Widerstände·. H 1 parallel zu dem Kondensator C 1 und di^>r Diode !> I geschähet ist. Die Basiselektrode diese·· Ί ransismr·. / 2 ist über einen Widerstand R 2 mit der .Veiierpoienua: führenden Elektrode des Kondensators ■■. \ verbunden. ?■■ Bei Verwendung eines npn-1 r.tri^iiiors ι.-,ι positive^ Potential steuerwirksam. Andererseits is; jie Rjsiselek trode über emc weitere Diode Dl mn dem anderer Anschluß des Kondensators Cl verbunden.

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung entspricht im wesentiichen derjenigen nach Fig. 1. Aufgeladen wird der Kondensator Ci bei einem an der Steuerstrecke des Transistors 7Ί vorhandenen Impuls über die Dioden D 1 und U 2 sowie die Schaltstrecke des Transistors Tl. Während dieser Zeit, die kurz ist im Verhältnis zu dem Zeitraum, der zwischen zwei Impulsen liegt, bleibt der Transistor T2 gesperrt, weil dessen Basiselektrode über den durchgestalteten Transistor Tl auf Null-Potential liegt. Nach dem Aufhören des zu verstärkenden Impulses ist die Schaitsirecke des Transistors Ti hochuhmig, so daß die Basiselektrode des Transistors Tl einerseits durch den Transistor Tl and andererseits durch die Diode D 2 vom Null-Potential abgetrennt ist. Der durch den Widerstand R 2 vorgegebene Basisstrom s.teuert den Transistor 7~2 leitend, so daß sich der Kondensator C1 über das Relais RL I entladen kann. Die Einergie de Kondensators Cl reicht aus. das Relais RL 1 bis zum Abklingen des nächstfolgenden Impulses erregt zu haften. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 einen wesentlich besseren Wirkungsgrad als die Schaltungsanordnung nach Fig.] hat. Bei beiden Schaltungen ist sichergestellt, daß das Relais RL I be.· einem Durchschlag des Transistors 7"1 nicht angeschaltet bleibt oder wird. Dasselbe gilt bei einem Durchschlag des Transistors T2. Entsprechende Betrachtungen können auf die übrigen Bauteile ausgedehnt werden: alle diese Fehler führen zum Abfallen des Relais RL 1.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführunpsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch pnp-1 ransistoren /ur Anwendung kommen und andere elektromagnetisch gesteuerte Einrichiungen als Last vorgesehen werden. Es is: auch denkbar, die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Anschalten von Signallampen zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Leistungsverstärkung von Impulsen, insbesondere für elektromagnetisch gesteuerte Einrichtungen, mn einem Transistor als Verstärkerelement, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Schaltstrecke des Transistors (7"1) ein Kondensator (Cl) und eine Diode (D 1) geschaltet sind und daß parallel zu den beiden passiven Elementen (Cl. Dl) entweder ein ohmscher Widerstand (R 1) vorgesehen ist mit einem Wert, der unterhalb desjenigen der gesteuerten Einrichtung liegt (Fig. 1) oder ein Transistor ( T 2) vorgesehen ist, dessen Schaltstrecke parallel zu , den beiden passiven Elementen (Cl. Dl) liegt und dessen Basiselektrode einerseits über einen Widerstand (R 2) mit der Steuerpotential führenden Elektrode ( +)des Kondensators (Cl) und andererleits über eine Diode (D 2) mn der anderen Elektrode des Kondensators (Cl) verbunden ist IF ig2\