DE19905170B4

DE19905170B4 - Electronic, in particular non-contact, pole-switched switching device

Info

Publication number: DE19905170B4
Application number: DE1999105170
Authority: DE
Inventors: Robert Buck; Heribert Höß; Reinhard Teichmann
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 1999-02-08
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: DE19905170A1

Abstract

Elektronisches, insbesondere berührungslos arbeitendes, verpolfestes Schaltgerät, insbesondere 2-Leiter-DC-Schaltgerät, mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator (1) als Anwesenheitsindikator, mit einem von dem Anwesenheitsindikator über einen Schaltverstärker steuerbaren Schalttransistor (2) und mit einer Betriebsspannungsversorgungsschaltung (3) für die Zurverfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator und vom Schaltverstärker benötigten Betriebsspannung (= interne Betriebsspannung), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Anwesenheitsindikators, zumindest ein Teil des Schaltverstärkers und zumindest ein Teil der Betriebsspannungsversorgungsschaltung (3) in einem IC (4) verwirklicht sind, einem Schaltgeräteanschluß (7) als Verpolschutzelement ein invers betriebener Bipolartransistor (5) nachgeschaltet ist, der Kollektor (8) des invers betriebenen Bipolartransistors (5) mit dem Schaltgeräteanschluß (7) verbunden ist, der Emitter (9) des Bipolartransistors (5) mit einem Betriebsspannungsanschluß (10) des IC's (4) verbunden ist, die Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors (5) in Reihe zu der Schaltstrecke des Schalttransistors (2) geschaltet ist, der invers betriebene Bipolartransistor (5) über den Schalttransistor (2) steuerbar ist und der Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors...Electronic, in particular contactless, verpolfestes switching device, in particular 2-wire DC switching device, with an externally influenced oscillator (1) as a presence indicator, with a controllable from the presence indicator via a switching amplifier switching transistor (2) and with an operating voltage supply circuit (3) for providing the operating voltage (= internal operating voltage) required by the presence indicator and the switching amplifier, characterized in that at least part of the presence indicator, at least a part of the switching amplifier and at least a part of the operating voltage supply circuit (3) are realized in an IC (4), a switchgear terminal (7) as reverse polarity protection element an inversely operated bipolar transistor (5) is connected downstream, the collector (8) of the inversely operated bipolar transistor (5) is connected to the switching device terminal (7), the emitter (9) of the bipolar transistor ors (5) is connected to an operating voltage terminal (10) of the IC (4), the collector-base path of the inversely operated bipolar transistor (5) is connected in series with the switching path of the switching transistor (2), the inversely-operated bipolar transistor (5 ) is controllable via the switching transistor (2) and the collector-emitter path of the inverse-operated bipolar transistor ...

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches, insbesondere berührungslos arbeitendes, verpolfestes Schaltgerät, insbesondere ein 2-Leiter-DC-Schaltgerät, mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator als Anwesenheitsindikator, mit einem von dem Anwesenheitsindikator über einen Schaltverstärker steuerbaren Schalttransistor und mit einer Betriebsspannungsversorgungsschaltung für die zur Verfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator und vom Schaltverstärker benötigten Betriebsspannung (= interne Betriebsspannung). Ein solches Schaltgerät ist aus der DE 33 20 975 C2 bekannt.The invention relates to an electronic, in particular contactless, verpolfestes switching device, in particular a 2-wire DC switching device, with an externally influenced oscillator presence indicator, with a controllable from the presence indicator via a switching amplifier switching transistor and an operating voltage supply circuit for the provision the operating voltage required by the presence indicator and the switching amplifier (= internal operating voltage). Such a switching device is from the DE 33 20 975 C2 known.

Elektronische Schaltgerät der zuvor beschriebenen Art sind kontaktlos ausgeführt und werden seit etwa dreißig Jahren in zunehmendem Maße anstelle von elektrischen, mechanisch betätigten Schaltgeräten, die kontaktbehaftet ausgeführt sind, verwendet, insbesondere in elektrischen bzw. elektronischen Meß-, Steuer- und Regelschaltungen. Das gilt insbesondere für Näherungsschalter, d. h. für elektronische Schaltgeräte, die berührungslos arbeiten. Mit solchen Schaltgeräten wird indiziert, ob sich ein Beeinflussungselement, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert hat. Hat sich nämlich ein Beeinflussungselement, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert, so steuert der Anwesenheitsindikator den elektronischen Schalter um; bei einem als Schließer ausgeführten Schaltgerät wird der zunächst nichtleitend gewesene elektronische Schalter leitend, während bei einem als Öffner ausgeführten Schaltgerät der zunächst leitend gewesene elektronische Schalter nunmehr sperrt. (Mit Schaltgeräten der in Rede stehenden Art kann auch indiziert werden, ob eine physikalische Größe eines Beeinflussungsmediums, für die das Schaltgerät sensitiv ist, einen entsprechenden Wert erreicht hat.)electronic switchgear of the type described above are designed contactless and be around thirty Years ago increasingly of electrical, mechanically operated switching devices, the contacted by contact are used, in particular in electrical or electronic measuring, Control and regulating circuits. This is especially true for proximity switches, d. H. for electronic Switchgear, the non-contact work. With such switching devices is indexed, whether an influencing element for which the corresponding proximity switches sensitive, the proximity switch Approached sufficiently far Has. Has, in fact an influencing element, for that the corresponding proximity switch sensitive, the proximity switch Approached sufficiently far, so the presence indicator controls the electronic switch around; at one as normally open executed switchgear will be the first non-conductive electronic switches conductive, while at one as an opener executed switchgear the first conductive electronic switch now locks. (With switching devices of the in kind in question can also be indicated whether a physical Size of one Influencing medium, for the switching device is sensitive, has reached a corresponding value.)

Schaltgeräte der in Rede stehenden Art, insbesondere induktive, kapazitive oder optoelektronische Näherungsschalter oder Strömungswächter, werden in der Regel als verpolungsfeste Schaltgeräte ausgeführt, d. h. die Schaltgeräte weisen mindestens eine Verpolschutzdiode auf. Dies führt dazu, daß im durchgeschalteten Zustand des Schaltgeräts – in dem eigentlich kein Spannungsabfall auftreten soll – ein an der Verpolschutzdiode entstehender zusätzlicher – unerwünschter – Spannungsabfall auftritt. Ein solcher zusätzlicher Spannungsabfall ist auch gleichbedeutend mit einer Erhöhung der Verlustleistung. Das zuvor Gesagte gilt unabhängig von der Art des Schaltgeräts sowohl für 2-Leiter- als auch für 3-Leiter-Schaltgeräte und sowohl für AC- als auch für DC-Schaltgeräte.Switchgear of in Speech type, in particular inductive, capacitive or optoelectronic proximity switch or flow switch, will usually designed as reverse polarity proof switching devices, d. H. the switching devices have at least one polarity reversal protection diode. This causes that in the through-connected State of the switching device - in the actually no voltage drop should occur - one at the reverse polarity protection diode resulting additional - unwanted - voltage drop occurs. Such an additional Voltage drop is synonymous with an increase in the Power dissipation. The above applies regardless of the type of switching device both for 2-wire as well as for 3-wire switching devices and both for AC as well as for DC switching devices.

Bei 2-Leiter-Schaltgeräten tritt zusätzlich folgendes Problem hinzu:
Bei elektronischen Schaltgeräten, die über einen Außenleiter mit einem Pol einer Spannungsquelle und nur über einen weiteren Außenleiter mit einem Anschluß eines Verbrauchers verbindbar sind, d. h. bei 2-Leiter-Schaltgeräten, ist die Zurverfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator und ggf. vom Schaltverstärker benötigten Betriebsspannung (= interne Betriebsspannung) bzw. des benötigten Betriebsstroms nicht unproblematisch, weil ja sowohl im leitenden Zustand als auch im gesperrten Zustand des Schaltgerätes die interne Betriebsspannung bzw. der Betriebsstrom zur Verfügung gestellt werden muß.For 2-wire switching devices, the following additional problem occurs:
In the case of electronic switching devices which can be connected via an external conductor to one pole of a voltage source and only via another external conductor to one terminal of a consumer, ie in the case of 2-conductor switching devices, the provision of the operating voltage required by the presence indicator and possibly by the switching amplifier (= internal operating voltage) or the required operating current not without problems, because yes, both in the conductive state and in the locked state of the switching device, the internal operating voltage and the operating current must be provided.

Es ist belanglos, ob man von der Zurverfügungstellung einer internen Betriebsspannung oder eines Betriebsstroms spricht, weil der Anwesenheitsindikator und ggf. der Schaltverstärker selbstverständlich elektrische Leistung benötigen, also sowohl eine interne Betriebsspannung als auch ein Betriebsstrom benötigen (vgl. die ausführliche Darstellung dieses Sachverhaltes in der deutschen Auslegeschrift 23 30 233 , insbesondere Spalte 5, Zeile 68, bis Spalte 6, Zeile 33).It is irrelevant whether one speaks of the provision of an internal operating voltage or an operating current, because the presence indicator and possibly the switching amplifier of course need electrical power, so both an internal operating voltage and an operating current need (see the detailed description of this situation in the German Auslegeschrift 23 30 233 , in particular column 5, line 68, to column 6, line 33).

Von ihrer Funktion als Schaltgeräte her soll bei 2-Leiter-Schaltgeräten im leitenden Zustand praktisch kein Spannungsabfall auftreten und im gesperrten Zustand praktisch kein Strom fließen. Da aber dann, wenn bei 2-Leiter-Schaltgeräten, im leitenden Zustand kein Spannungsabfall aufträte, auch keine interne Betriebsspannung für den Anwesenheitsindikator und ggf. den Schaltverstärker gewonnen werden könnte, und dann, wenn im gesperrten Zustand kein Strom flösse, auch kein Betriebsstrom gewonnen werden könnte, gilt für alle elektronischen Schaltgeräte mit nur zwei Außenleitern, daß im leitenden Zustand ein Spannungsabfall auftritt und im gesperrten Zustand ein Reststrom fließt.From their function as switching devices here is to 2-wire switchgear practically no voltage drop occurs in the conducting state and practically no current flows in the locked state. But then, if at 2-wire switching devices, no voltage drop in the conducting state, also no internal operating voltage for the Presence indicator and possibly the switching amplifier could be obtained, and then, when no current flows in the locked state, no operating current won could be applies to all electronic switching devices with only two outer conductors, that in the conductive state, a voltage drop occurs and in the locked state Condition a residual current flows.

Aus dem, was zuvor ausgeführt worden ist, folgt, daß dann, wenn schon, ungewollt, aber funktionsnotwendig, bei elektronischen 2-Leiter-Schaltgeräten im leitenden Zu stand ein Spannungsabfall auftritt und im gesperrten Zustand ein Reststrom fließt, der Spannungsabfall und der Reststrom so gering wie möglich sein sollen.Out what was done before has been followed, that then, if so, unintentionally, but functionally necessary, electronic 2-wire switching devices in the conductive state, a voltage drop occurs and in the locked state Condition a residual current flows, the Voltage drop and the residual current to be as low as possible should.

Der Problemkreis ”Reduzierung des Spannungsabfalls im leitenden Zustand des Schaltgeräts” ist zunächst bereits in den deutschen Offenlegungsschriften bzw. Auslegeschriften bzw. Patentschriften 19 51 137 , 21 27 956 , 26 13 423 und 27 11 877 behandelt.The problem area "reduction of the voltage drop in the conductive state of the switching device" is initially already in the German Offenlegungsschriften or Auslegeschriften or patents 19 51 137 . 21 27 956 . 26 13 423 and 27 11 877 treated.

Ferner zeigt die DE 197 30 338 A1 zu einer ähnlichen Problemstellung eine Verpolschutzschaltung für eine 3-Leiter-Schaltungsanordnung unter Verwendung eines – bei richtiger Polung der Versorgungsspannungsquelle – invers betriebenen Bipolartransistors. Hier wird der Umstand ausgenutzt, daß im Inversbetrieb durchgeschaltete Bipolartransistoren nur einen geringen Spannungsabfall über die Emitter-Kollektor-Strecke aufweisen.Furthermore, the shows DE 197 30 338 A1 to a similar problem a polarity reversal protection circuit for a 3-wire circuit using a - with correct polarity of the versor supply voltage source - inversely operated bipolar transistor. Here, the fact is exploited that in inverse operation through-connected bipolar transistors have only a small voltage drop across the emitter-collector path.

Bei elektronischen 2-Leiter-Schaltgeräten ist auch bereits erkannt worden, daß sich der Spannungsabfall im leitenden Zustand des Schaltgeräts weiter reduzieren läßt, wenn man die Betriebsspannungsversorgungsschaltung (für die Zurverfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator und ggf. vom Schaltverstärker benötigten Betriebsspannung = interne Betriebsspannung) mit einem DC/DC-Wandler versieht, weil mit einem solchen DC/DC-Wandler im Sekundärkreis eine höhere Wandlerspannung als im Primärkreis gewonnen werden kann, folglich der Spannungsabfall im leitenden Zustand des Schaltgeräts geringer sein kann als die benötigte interne Betriebsspannung (vgl. die deutschen Offenlegungsschriften 28 08 156 , 29 22 309 und 33 20 975 ).In electronic 2-wire switching devices has also been recognized that the voltage drop in the conductive state of the switching device can be further reduced, if the operating voltage supply circuit (for the availability of the presence indicator and possibly required by the switching amplifier operating voltage = internal operating voltage) with a DC / DC converter provides, because with such a DC / DC converter in the secondary circuit, a higher transducer voltage can be obtained than in the primary circuit, consequently, the voltage drop in the conductive state of the switching device may be lower than the required internal operating voltage (see German Offenlegungsschriften 28 08 156 . 29 22 309 and 33 20 975 ).

Im Übrigen sind elektronische 2-Leiter-Schaltgeräte bekannt, bei denen der steuerbare elektronische Schalter eine relativ hohe Steuerspannung benötigt. Das gilt insbesondere, wenn als elektronischer Schalter ein MOSFET-Leistungstransistor vorgesehen ist (vgl. die DE 31 46 709 C1 , DE 33 20 975 C2 und DE 33 21 838 A1 ); in diesem Fall wird, abhängig vom über den MOSFET-Leistungstransistor fließenden Laststrom, eine Gatespannung von etwa 4 V bis 6 V benötigt.Incidentally, electronic 2-wire switching devices are known in which the controllable electronic switch requires a relatively high control voltage. This applies in particular if a MOSFET power transistor is provided as the electronic switch (cf. DE 31 46 709 C1 . DE 33 20 975 C2 and DE 33 21 838 A1 ); in this case, a gate voltage of about 4V to 6V is needed, depending on the load current flowing across the MOSFET power transistor.

Insbesondere bei 2-Leiter-DC-Schaltgeräten ist man bestrebt, die Restspannung, d. h. den Spannungsabfall im durchgeschalteten Zustand des Schaltgeräts, möglichst gering zu halten. DC-Schaltgeräte werden häufig an eine systemprogrammierbare Steuerung (SPS) angeschlossen, wobei die SPS-Norm als Maximalwert für die Restspannung 5 V vorsieht. Da mit 3-Leiter-DC-Schaltgeräten ein Maximalwert für die Restspannung von 2,5 V erreicht wird, ist man bestrebt, auch für 2-Leiter-DC-Schaltgeräte einen ähnlichen Wert zu erreichen.Especially with 2-wire DC switchgear is one strives to keep the residual stress, d. H. the voltage drop in the through-connected State of the switching device, preferably to keep low. DC switchgear become common connected to a system programmable controller (PLC), wherein the PLC standard as maximum value for the residual voltage 5 V provides. As with 3-wire DC switchgear a Maximum value for the residual voltage of 2.5 V is reached, one is anxious, too for 2-wire DC switchgear a similar To achieve value.

Eingangs ist gesagt worden, daß zu elektronischen Schaltgeräten, von denen die Erfindung ausgeht, ein von außen beeinflußbarer Anwesenheitsindikator, gegebenenfalls ein Schaltverstärker und eine Betriebsspannungsversorgungsschaltung gehören. Üblicherweise sind ein Teil des Anwesenheitsindikators, zumindest ein Teil des Schaltverstärkers und häufig auch ein Teil der Betriebsspannungsversorgungsschaltung in einem IC (IC = integrierter Schaltkreis) verwirklicht. Diese IC's haben einen Mindestspannungsbedarf von ca. 2 V bis 2,5 V. Zu diesem für den Betrieb des IC's und damit für den Betrieb des Schaltgerätes notwendigen Mindestspannungsbedarf addiert sich bei einem verpolfesten Schaltgerät noch der Spannungsabfall über der Verpolschutzdiode von ca. 0,6 V, womit der angestrebte Wert von < 2,5 V für die Restspannung, d. h. für den Spannungsabfall am Schaltgerät in dessen durchgeschalteten Zustand, überschritten ist.input it has been said that too electronic switching devices, from which the invention proceeds, an externally influenceable presence indicator, optionally a switching amplifier and an operating voltage supply circuit. Usually are part of the presence indicator, at least part of the switching amplifier and often also a part of the operating voltage supply circuit in a IC (IC = integrated circuit) realized. These IC's have a minimum voltage requirement from about 2 V to 2.5 V. To this for the operation of the IC and thus for the operation of the switching device necessary minimum voltage requirement is added at a verpolfesten Switching device still the voltage drop over the polarity reversal protection diode of about 0.6 V, which is the target value of <2.5 V for the residual voltage, d. H. For the voltage drop at the switching device in its switched state, is exceeded.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs beschriebenen verpolfesten Schaltgerät einen möglichst geringen Spannungsabfall im durchgeschalteten Zustand des Schaltgeräts zu realisieren, der bei einem 2-Leiter-DC-Schaltgerät 2,5 V nicht überschreiten soll.Of the The present invention is therefore based on the object, in which at the beginning described pearled switching device the lowest possible voltage drop in the switched-through state of the switching device to realize at a 2-wire DC switching device 2.5 V do not exceed should.

Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil des Anwesenheitsindikators, zumindest ein Teil des Schaltverstärkers und zumindest ein Teil der Betriebsspanungsversorgungsschaltung in einem IC verwirklicht sind, einem Schaltgeräteanschluß als Verpolschutzelement ein invers betriebener Bipolartransistor nachgeschaltet ist, der Kollektor des invers betriebenen Bipolartransistors mit dem Schaltgeräteanschluss verbunden ist, der Emitter des Bipolartransistors mit einem Betriebsspannungsanschluss des IC's verbunden ist, die Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bi polartransistors in Reihe zu der Schaltstrecke des Schalttransistors geschaltet ist, der invers betriebene Bipolartransistor über den Schalttransistor steuerbar ist und der Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors eine erste Hilfsdiode parallel geschaltet ist.The Previously derived and indicated object is according to the invention by solved, that at least a part of the presence indicator, at least part of the switching amplifier and at least a part of the operating voltage supply circuit in one IC are implemented, a switching device connection as Verpolschutzelement a Inversely operated bipolar transistor is connected downstream, the collector of the inversely operated bipolar transistor with the switching device connection is connected, the emitter of the bipolar transistor with an operating voltage terminal connected to the IC is the collector-base-stretch of inverse bi-polar transistor in Row is connected to the switching path of the switching transistor, the inversely operated bipolar transistor can be controlled via the switching transistor is and the collector-emitter path of the inverse-powered bipolar transistor a first auxiliary diode is connected in parallel.

Inversbetrieb des Bipolartransistors bedeutet dabei, daß zur Steuerung des Bipolartransistors nicht dessen Basis-Emitter-Strecke bzw. dessen Emitter-Basis-Strecke sondern dessen Basis-Kollektor-Strecke bzw. dessen Kollektor-Basis-Strecke verwendet wird. Für einen invers betriebenen pnp-Transistor gilt,
daß im durchgeschalteten Zustand, und zwar im Sättigungsbetrieb, an der Kollektor-Emitter-Strecke ein sehr geringer Spannungsabfall auftritt, nämlich in der Größenordnung von etwa 10 mV bis maximal 100 mV, und
daß die Emitter-Kollektor-Sperrspannung und die Basis-Kollektor-Sperrspannung, die in der Größenordnung der Emitter-Kollektor-Sperrspannung liegt, hinreichend groß sind, so daß der invers betriebene Bipolartransistor als Verpolschutzelement mit hinreichend hoher Sperrspannung wirkt.Inverse operation of the bipolar transistor means that for controlling the bipolar transistor not its base-emitter path or its emitter-base path but its base-collector path or its collector base path is used. For an inversely operated pnp transistor,
that in the switched state, in the saturation mode, at the collector-emitter path, a very small voltage drop occurs, namely on the order of about 10 mV to a maximum of 100 mV, and
that the emitter-collector blocking voltage and the base-collector blocking voltage, which is of the order of magnitude of the emitter-collector blocking voltage, are sufficiently large, so that the inversely operated bipolar transistor acts as a polarity reversal protection element with a sufficiently high blocking voltage.

Weiter oben ist ausgeführt worden, daß bei elektronischen Schaltgeräten der hier in Rede stehenden Art üblicherweise ein Teil des Anwesenheitsindikators, zumindest ein Teil des Schaltverstärkers und häufig ein Teil der Betriebsspannungsversorgungsschaltung in einem IC verwirklicht sind. Im folgenden wird nun das häufig vorgesehene IC überwiegend insoweit in einem verallgemeinerten Sinn verstanden, als so getan wird, als bestünde das in Rede stehende Schaltgerät, bis auf erfindungsgemäße Maßnahmen und Bauteile, nur aus einem IC einerseits und dem elektronischen Schalter andererseits. Tatsächlich gehören zu einem elektronischen Schaltgerät der in Rede stehenden Art selbstverständlich auch Bauteile, die nicht in dem IC verwirklicht sind. Das folgt schon aus der Formulierung, wonach ein Teil des Anwesenheitsindikators, zumindest ein Teil des Schaltverstärkers und häufig ein Teil der Betriebsspannungsversorgungsschaltung in einem IC verwirklicht sind. Wenn im folgenden häufig nur von einem IC gesprochen wird, so nur deshalb, um die Darstellung der Erfindung nicht komplizierter als erforderlich werden zu lassen. Die Erfindung umfaßt also folglich selbstverständlich auch Schaltgeräte der in Rede stehenden Art, bei denen zu sätzlich zu dem IC und dem elektronischen Schalter weitere Bauteile verwirklicht sind.It has been stated above that in electronic switching devices of the type in question, usually a part of the presence indicator, at least a part of the switching amplifier and often a part of the operating voltage supply circuit are realized in an IC. In the following, the frequently provided IC is now mostly in a generalized sense ver stood, as is done, as if the switching device in question, except for inventive measures and components, only one IC on the one hand and the electronic switch on the other. Of course, an electronic switching device of the type in question also includes components that are not realized in the IC. This follows from the formulation according to which a part of the presence indicator, at least a part of the switching amplifier and often a part of the operating voltage supply circuit are realized in an IC. In the following, when frequently only one IC is used, it is only so as not to make the presentation of the invention more complicated than necessary. Consequently, the invention therefore also includes, of course, switching devices of the type in question, in which in addition to the IC and the electronic switch further components are realized.

Wird bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät der Kollektor des invers betriebenen Bipolartransistors, und zwar eines pnp-Transistors, an einen Schaltgeräteanschluß angeschlossen und der Emitter mit dem Eingang des IC's verbunden, so liegt im durchgeschalteten Zustand am Emitter nahezu die gleiche Spannung an wie am Kollektor. Da der Spannungsabfall des durchgeschalteten Bipolartransistors im Inversbetrieb über der Kollektor-Emitter-Strecke nur wenige Millivolt beträgt, ist die am Eingang des IC's anliegende Betriebsspannung, die interne Betriebsspannung, nur geringfügig, nämlich um wenige Millivolt, geringer als der Spannungsabfall am durchgeschalteten Schaltgerät, also als die sogenannte Restspannung. Bei Verwendung eines herkömmlichen, bei elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art üblicherweise eingesetzten IC's mit einem Mindestspannungsbedarf von ca. 2 V bis 2,5 V beträgt somit auch der Spannungsabfall am Schaltgerät im durchgeschalteten Zustand lediglich ca. 2 V bis 2,5 V. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines invers betriebenen Bipolartransistors im Unterschied zu einer Verpolschutzdiode als Verpolschutzelement wird somit der durch den Verpolschutz bedingte zusätzliche Spannungsabfall am Schaltgerät von ca. 0,6 V auf wenige Millivolt reduziert.Becomes in the switching device according to the invention, the collector the inverse bipolar transistor, namely a pnp transistor, connected to a switching device connection and the emitter connected to the input of the IC, so is in the through-connected Condition at the emitter almost the same voltage as at the collector. Since the voltage drop of the through-connected bipolar transistor in Inverse operation over the collector-emitter path is only a few millivolts, is at the entrance of the IC applied operating voltage, the internal operating voltage, only slightly, namely to a few millivolts, less than the voltage drop at the through-connected Switchgear, So as the so-called residual stress. When using a conventional, in electronic switching devices the type in question usually used IC's with a minimum voltage requirement of about 2 V to 2.5 V is thus also the voltage drop at the switching device in the switched-through state only about 2 V to 2.5 V. By the inventive use of a inversely operated bipolar transistor in contrast to a polarity reversal protection diode as polarity reversal protection is thus caused by the reverse polarity protection additional Voltage drop at the switching device of about 0.6 V reduced to a few millivolts.

Aus dem, was zuvor insgesamt ausgeführt worden ist, folgt ohne weiteres, daß kritisch nur der Spannungsabfall an der Reihenschaltung aus dem Verpolschutzelement und dem IC ist. Der funktionsnotwendige Spannungsabfall am Schaltgerät im durchgeschalteten Zustand, also die Restspannung, soll durch das Verpolungsschutzelement nicht wesentlich über die benötigte interne Betriebsspannung, also über den Mindestspannungsbedarf des IC's, angehoben werden. Demgegenüber ist der Spannungsabfall an einem Verpolschutzelement in Verbindung mit dem Spannungsabfall am leitend gesteuerten elektronischen Schalter unkritisch, weil der Spannungsabfall an der Reihenschaltung aus einem Verpolschutzelement und der Schaltstrecke des leitend gesteuerten elektronischen Schalters ohnehin so sein muß, daß der Mindestspannungsbedarf des IC's zur Verfügung steht.Out what had previously been done in total is, readily follows that critical only the voltage drop across the series connection from the polarity reversal protection element and the IC. The functionally necessary voltage drop at the switching device in the through-connected State, so the residual stress, should by the reverse polarity protection element not much above the needed internal operating voltage, so over the minimum voltage requirement of the IC, be raised. In contrast, is the voltage drop across a polarity reversal protection element in conjunction with the voltage drop across the conductive electronic switch uncritical because of the voltage drop across the series circuit a polarity reversal protection element and the switching path of the conductively controlled electronic switch anyway so must be that the minimum voltage requirement of the IC is available.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät der invers betriebene Bipolartransistor in Reihe zu der Schaltstrecke des Schalttransistors geschal tet und der invers betriebene Bipolartransistor über den Schaltransistor steuerbar angeordnet ist, ist es in besonders vorteilhafter und einfacher Weise möglich, den invers betriebenen Bipolartransistor sowohl als Verpolschutz für das IC als auch für den elektronischen Schalter, z. B. einen Schalttransistor, zu verwenden. Dies geschieht dadurch, daß der Reihenschaltung aus der Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors und aus dem IC die Reihenschaltung aus der Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors und aus der Schaltstrecke des elektronischen Schalters parallel geschaltet ist. Dann dient die Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors als Verpolschutz für das IC und die Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors als Verpolschutz für den elektronischen Schalter, z. B. einen Schalttransistor.Thereby, that at the inventive electronic switchgear the inversely operated bipolar transistor in series with the switching path geschalt switched the switching transistor and the inversely operated bipolar transistor via the Switching transistor is arranged controllable, it is in particularly advantageous and easy way possible the inversely operated bipolar transistor both as reverse polarity protection for the IC as well for the electronic switch, z. As a switching transistor to use. This happens because the Series connection of the collector-emitter path of the inverse operated Bipolar transistor and from the IC, the series connection of the collector-base path of the inverse operated bipolar transistor and the switching path of the electronic Switch is connected in parallel. Then the collector-emitter path serves the inversely operated bipolar transistor as polarity reversal protection for the IC and the collector-base path of the inverse bipolar transistor as reverse polarity protection for the electronic switch, z. B. a switching transistor.

Bisher ist immer dargestellt worden, daß zu dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät ein von dem Anwesenheitsindikator steuerbarer elektronischer Schalter gehört, der als Schalttransistor ausgeführt sein kann. Gelegentlich ist auch dargestellt worden, daß der invers betriebene Bipolartransistor ein pnp-Transistor sein kann. Das eine wie das andere ist nicht zwingend notwendig; einerseits muß als elektronischer Schalter nicht zwingend ein Schalttransistor vorgesehen sein, andererseits kann als Bipolartransistor auch ein npn-Transistor verwendet werden, der dann entsprechend einzuordnen ist. Im folgenden wird nun jedoch der Einfachheit halber immer davon ausgegangen, daß als elektronischer Schalter ein Schalttransistor und als invers betriebener Bipolartransistor ein pnp-Transistor vorgesehen sind.So far has always been shown that to the inventive electronic Switching device on electronic presence switch controllable by the presence indicator belongs, executed as a switching transistor can be. Occasionally has also been shown that the inverse operated bipolar transistor may be a pnp transistor. The one like the other is not absolutely necessary; on the one hand, as electronic Switch not necessarily be provided a switching transistor, on the other hand can be used as a bipolar transistor and an npn transistor, which should then be classified accordingly. The following will be, however For simplicity, always assumed that as an electronic switch a switching transistor and inversely powered bipolar transistor a pnp transistor are provided.

Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät, bei dem der invers betriebene Bipolartransistor sowohl als Verpolschutz für das IC als auch für den Schalttransistor dient und im einzelnen die Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors in Reihe zu der Schaltstrecke des Schalttransistors geschaltet ist und der invers betriebene Bipolartransistor über den Schalttransistor steuerbar ist, ist im gesperrten Zustand des Schalttransistors auch der invers betriebene Bipolartransistor gesperrt. Bei dieser Ausführungsform muß also sichergestellt sein, daß bei gesperrtem Schalttransistor und – daraus resultierend – gesperrtem Bipolartransistor an dem IC die interne Betriebsspannung anliegt und dem IC der erforderliche Betriebsstrom zugeführt wird. Das kann dadurch realisiert sein, daß der Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors eine erste Hilfsdiode parallel geschaltet ist. Bei gesperrtem Schalttransistor und – daraus resultierend – gesperrtem invers betriebenen Bipolartransistor sorgt dann die erste Hilfsdiode dafür, daß am IC die erforderliche interne Betriebsspannung ansteht und dem IC der erforderliche Betriebsstrom zufließt.In the electronic switching device according to the invention, in which the inversely operated bipolar transistor serves as polarity reversal protection for the IC as well as for the switching transistor and in detail the collector-base path of the inversely operated bipolar transistor is connected in series with the switching path of the switching transistor and the inversely operated Bipolar transistor is controlled via the switching transistor, the inverse-operated bipolar transistor is locked in the locked state of the switching transistor. In this embodiment, it must therefore be ensured that with locked switching transistor and - as a result - locked bipolar transistor on the IC, the internal operating voltage is located and the required operating current is supplied to the IC. This can be realized in that the collector-emitter path of the inversely operated bipolar transistor, a first auxiliary diode is connected in parallel. With locked switching transistor and - resulting - locked inversely operated bipolar transistor then the first auxiliary diode ensures that the IC is present, the required internal operating voltage and the IC, the required operating current flows.

Elektronische Schaltgeräte der hier in Rede stehenden Art weisen häufig eine Zustands-LED auf. Diese Zustands-LED signalisiert optisch, ob das elektronische Schaltgerät – über den Anwesenheitsindikator – aktiviert ist; bei einem als Schließer ausgeführten elektronischen Schaltgerät leuchtet die Zustands-LED, wenn das Schaltgerät durchgeschaltet ist. Bei einer solchen Ausführungsform eines elektronischen Schaltgerätes, also einer Ausführungsform mit Zustands-LED, empfiehlt es sich, die Zustands-LED über eine zweite Hilfsdiode mit dem Schaltgeräteanschluß zu verbinden, mit dem auch der Kollektor des invers betriebenen Bipolartransistors verbunden ist; anders ausgedrückt ist dann die Zustands-LED über die zweite Hilfsdiode mit dem Kollektor des invers betriebenen Bipolartransistors verbunden. Bei dieser Ausführungsform wird also der in das Schaltgerät – über den bisher immer angesprochenen Schaltgeräteanschluß – hineinfließende Strom in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Schaltgerätes in unterschiedlicher Weise aufgeteilt. Im durchgeschalteten Zustand des Schaltgerätes fließen von dem in das Schaltgerät hineinfließenden Strom, Laststrom genannt, weil dieser Strom über die externe Last fließt,
der größte Teil des Laststromes über die Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors und über die Schaltstrecke des Schalttransistors,
der vom IC benötigte Betriebsstrom über die Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors in das IC und
der von der Zustands-LED benötigte LED-Strom über die zweite Hilfsdiode in die Zustands-LED, – die ihrerseits vom IC gesteuert wird.Electronic switching devices of the type in question here often have a status LED. This status LED visually indicates whether the electronic switching device - via the presence indicator - is activated; In the case of an electronic switching device designed as a make contact, the status LED lights up when the switching device is switched on. In such an embodiment of an electronic switching device, so an embodiment with state LED, it is recommended to connect the state LED via a second auxiliary diode to the switching device terminal, with which also the collector of the inversely operated bipolar transistor is connected; in other words, the state LED is then connected via the second auxiliary diode to the collector of the inversely operated bipolar transistor. In this embodiment, therefore, the current flowing into the switching device-via the switching device connection that has always been mentioned-is divided differently depending on the switching state of the switching device. In the switched-through state of the switching device flow from the flowing into the switching device current, called load current, because this current flows through the external load,
most of the load current across the collector-base path of the inverse bipolar transistor and across the switching path of the switching transistor,
the operating current required by the IC via the collector-emitter path of the inversely operated bipolar transistor in the IC and
the LED current required by the status LED via the second auxiliary diode into the status LED, which in turn is controlled by the IC.

Im gesperrten Zustand des Schaltgerätes fließt der vom IC benötigte Betriebsstrom über die erste Hilfsdiode in das IC. (Das zuvor Gesagte gilt für den Fall, daß es sich bei dem in Rede stehenden Schaltgerät um einen Schließer handelt. Handelt es sich demgegenüber um einen Öffner, so liegen die Verhältnisse natürlich entsprechend anders.)in the Locked state of the switching device flows from the IC needed Operating current over the first auxiliary diode in the IC. (The above applies to the case that it in the case of the switching device in question is a closer. Is that the case? around an opener, that is the situation Naturally different accordingly.)

Für die zuvor beschriebene Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerätes mit einer Zustands-LED und einer zweiten Hilfsdiode gilt zunächst, daß die zweite Hilfsdiode eine Aufteilung des nicht über den Schalttransistor fließenden Teils des Laststromes bewirkt, nämlich eine Aufteilung in einerseits den vom IC benötigten Betriebsstrom und andererseits in den von der Zustands-LED benötigten LED-Strom. Im übrigen wirkt die zweite Hilfsdiode als Verpolschutzelement für die Zustands-LED.For the before described embodiment an electronic switching device according to the invention with a state LED and a second auxiliary diode initially applies that the second Auxiliary diode, a division of not flowing through the switching transistor part causes the load current, namely a division into on the one hand the operating current required by the IC and on the other hand in the state LED needed LED current. Otherwise it works the second auxiliary diode as reverse polarity protection element for the status LED.

Vorzugsweise ist im übrigen als erste Hilfsdiode und/oder als zweite Hilfsdiode eine Schottky-Diode verwendet.Preferably is the rest as a first auxiliary diode and / or as a second auxiliary diode, a Schottky diode used.

Einleitend ist im einzelnen dargestellt worden, welche Probleme mit 2-Leiter-Schaltgeräten verbunden sind, nämlich einerseits das Problem des im durchgeschalteten Zustand auftretenden Spannungsabfalls, Restspannung genannt, andererseits aber auch das Problem des im gesperrten Zustands erforderlichen Reststromes.introductory has been shown in detail what problems associated with 2-wire switching devices are, namely on the one hand the problem of occurring in the switched state Voltage drop, called residual stress, on the other hand, but also Problem of the residual current required in the locked state.

Zuvor ist erläutert worden, daß sich bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät im durchgeschalteten Zustand der Laststrom aufteilt, nämlich ein Teil des Laststromes, üblicherweise der größte Teil, über den Schalttransistor fließt, während ein anderer Teil des Laststromes, üblicherweise ein relativ geringer Teil, als Betriebsstrom für das IC und gegebenenfalls als LED-Strom für eine Zustands-LED benötigt wird.before is explained that has happened in the inventive electronic switchgear divided in the through state of the load current, namely a Part of the load current, usually the largest part, about the Switching transistor flows, while one other part of the load current, usually a relatively small part, as the operating current for the IC and optionally as LED power for a state LED is needed becomes.

Um nun bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät einen relativ geringen Laststrom zuzulassen, geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, für den durchgeschalteten Zustand bei einem geringen Laststrom den Schalttransistor zu sperren, – so daß dann der Laststrom nur noch als Betriebsstrom in das IC und als LED-Strom über die Zustands-LED fließt.Around now in the inventive electronic switchgear Allowing a relatively low load current, is another lesson the invention there, for the switched-through state at a low load current, the switching transistor to lock, - so that then the load current only as operating current into the IC and as LED current via the status LED flows.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße elektronische Schaltgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenin the Individual there are now a variety of ways to design the electronic switching device according to the invention and further education. Reference is made on the one hand to the claim 1 subordinate claims, on the other hand, to the description of embodiments in connection with the drawing. In the drawing show

1 ein Blockschaltbild eines ersten, und zwar bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts, 1 FIG. 2 shows a block diagram of a first, preferred embodiment of an electronic switching device according to the invention, FIG.

2 ein Blockschaltbild eines Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts und 2 a block diagram of a portion of another embodiment of an electronic switching device according to the invention and

3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts, wiederum als Blockschaltbild. 3 a third embodiment of an electronic switching device according to the invention, again as a block diagram.

Die in den Figuren – teilweise und teilweise nur schematisch – dargestellten Schaltgeräte arbeiten berührungslos. Insbesondere kann es sich dabei um induktive, kapazitive oder optoelektronische Näherungsschalter oder um Strömungswächter handeln. Den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 3 ist gemeinsam, daß sie als einfach verpolungsfeste Schaltgeräte ausgebildet sind. Demgegenüber handelt es sich bei dem in 2 teilweise dargestellten Schaltgerät um ein zweifach verpolfestes, d. h. um ein unipolares Schaltgerät. Allen in den Figuren dargestellten Schaltgeräten ist darüber hinaus gemeinsam, daß es sich um 2-Leiter-Schaltgeräte handelt, ohne daß die Erfindung lediglich auf 2-Leiter-Schaltgeräte beschränkt ist.The in the figures - partially and partially only schematically - shown switching devices work without contact. In particular, these may be inductive, capacitive or optoelectronic proximity switches or flow monitors. The embodiments according to the 1 and 3 is common that they are designed as simply verpolungsfeste switching devices. In contrast, the in 2 partially illustrated switching device to a two-pegged, ie a unipolar switching device. All switching devices shown in the figures is also common that it is 2-wire switching devices, without the invention being limited only to 2-wire switching devices.

Die in den Figuren dargestellten elektronischen Schaltgeräte bestehen zunächst aus einem von außen beeinflußbaren Anwesenheitsindikator, z. B. einem in 1 dargestellten Oszillator 1, einem von dem Oszillator 1 – ggf. über einen Schaltverstärker – steuerbaren Schalttransistor 2 – in allen Figuren als pnp-Transistor ausgeführt – und einer Betriebsspannungsversorgungsschaltung 3 für die Zurverfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator und ggf. vom Schaltverstärker benötigten Betriebsspannung (= innere Betriebsspannung).The electronic switching devices shown in the figures initially consist of an externally influenced presence indicator, for. B. a in 1 illustrated oscillator 1 , one of the oscillator 1 - If necessary via a switching amplifier - controllable switching transistor 2 - Executed in all figures as pnp transistor - and an operating voltage supply circuit 3 for the provision of the operating voltage required by the presence indicator and possibly the switching amplifier (= internal operating voltage).

In den 1, und 3 ist ein IC 4 angedeutet. In diesem IC 4 ist zunächst ein Teil des – nur in 1 angedeuteten – Oszillators 1 verwirklicht; nicht Bestandteil des IC's 4 sind zu dem Oszillator 1 gehörende, nicht integrierbare Bauteile, in 1 dargestellt ein Schwingkreis, bestehend aus einer Spule und einem Kondensator. In dem IC 4 ist weiter verwirklicht ein im einzelnen nicht beschriebener und hier auch nicht dargestellter Schaltverstärker; der Schalttransistor 2 wird über den Schaltverstärker von dem Oszillator 1 gesteuert. Im IC 4 ist schließlich in den dargestellten Ausführungsbeispielen auch die Betriebsspannungsversorgungsschaltung 3 verwirklicht. Das geht natürlich nur dann, wenn die externe Betriebsspannung des Schaltgerätes nicht zu groß ist; ist die externe Betriebsspannung des Schaltgerätes größer als die am IC 4 maximal zulässige Spannung, so gehören zu der Betriebsspannungsversorgungsschaltung noch externe, nicht dargestellte Bauteile, häufig insbesondere ein sogenannter Längsregler.In the 1 , and 3 is an IC 4 indicated. In this IC 4 is first part of - only in 1 indicated - oscillator 1 realized; not part of the IC 4 are to the oscillator 1 belonging, not integrable components, in 1 illustrated a resonant circuit consisting of a coil and a capacitor. In the IC 4 is further realized a not described in detail and not shown here switching amplifier; the switching transistor 2 is via the switching amplifier of the oscillator 1 controlled. In the IC 4 Finally, in the illustrated embodiments, the operating voltage supply circuit 3 realized. Of course, this is only possible if the external operating voltage of the switching device is not too large; the external operating voltage of the switching device is greater than that at the IC 4 maximum allowable voltage, so belong to the operating voltage supply circuit still external, not shown components, often in particular a so-called longitudinal regulator.

Wesentlich für das erfindungsgemäße verpolfeste Schaltgerät ist nun, daß als Verpolschutzelement ein invers betriebener Bipolartransistor 5 vorgesehen ist. In allen in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem invers betriebenen Bipolartransistor 5 jeweils um einen pnp-Transistor.It is essential for the pinned switching device according to the invention that an inversely operated bipolar transistor be used as reverse polarity protection element 5 is provided. In all in the 1 to 3 illustrated embodiments, it is in the inversely operated bipolar transistor 5 each around a pnp transistor.

In allen dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Schaltgeräten um 2-Leiter-DC-Schaltgeräte. In Verbindung damit zeigt 1, daß eine Last 6 einerseits an den Pluspol +U_V der Versorgungsspannung (= äußere Betriebsspannung), andererseits an einen Schaltgeräteanschluß 7 des Schaltgerätes angeschlossen ist. Dem Schaltgeräteanschluß 7 ist der als Verpolschutzelement wirkende invers betriebene Bipolartransistor 5 nachgeschaltet. Der Kollektor 8 des invers betriebenen Bipolartransistors 5 ist mit dem Schaltgeräteanschluß 7 verbunden, und der Emitter 9 des Bipolartransistors 5 ist mit einem Betriebsspannungsversorgungsanschluß 10 des IC's 4 verbunden.In all illustrated embodiments, the switching devices according to the invention are 2-wire DC switching devices. In connection with it shows 1 that a load 6 on the one hand to the positive pole + U _{V of} the supply voltage (= external operating voltage), on the other hand to a switching device connection 7 of the switching device is connected. The switching device connection 7 is the inverse-operated bipolar transistor acting as Verpolschutzelement 5 downstream. The collector 8th the inversely operated bipolar transistor 5 is with the switchgear connection 7 connected, and the emitter 9 of the bipolar transistor 5 is with a power supply terminal 10 of the IC 4 connected.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 wird der invers betriebene Bipolartransistor 5 sowohl als Verpolschutz für das IC 4 als auch für den Schalttransistor 2 verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Reihenschaltung aus der Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors 5 und der Schaltstrecke des Schalttransistors 2 der Reihenschaltung aus der Kollektor-Emitter-Strecke des Bipolartransistors 5 und dem IC 4 parallel geschaltet. Die Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors 5 dient als Verpolschutz für das IC 4, und die Kollektor-Basis-Strecke des Bipolartransistors 5 dient als Verpolschutz für den Schalttransistor 2.According to the embodiment 1 becomes the inversely operated bipolar transistor 5 both as polarity reversal protection for the IC 4 as well as for the switching transistor 2 used. In this embodiment, the series arrangement is the collector-base path of the inverse bipolar transistor 5 and the switching path of the switching transistor 2 the series connection of the collector-emitter path of the bipolar transistor 5 and the IC 4 connected in parallel. The collector-emitter path of the inverse bipolar transistor 5 serves as polarity reversal protection for the IC 4 , and the collector-base path of the bipolar transistor 5 serves as polarity reversal protection for the switching transistor 2 ,

Für das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerätes gilt nun weiter, daß der invers betriebene Bipolartransistor 5 über den Schalttransistor 2 steuerbar ist; im gesperrten Zustand des Schalttransistors 2 ist also auch der invers betriebene Bipolartransistor 5 gesperrt. Folglich muß sichergestellt sein, daß bei gesperrtem Schalttransistor 2 und – daraus resultierend – gesperrtem Bipolartransistor 5 an dem IC 4 die benötigte interne Betriebsspannung anliegt und dem IC 4 der erforderliche Betriebsstrom zugeführt wird. Das ist dadurch realisiert, daß der Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors 5 eine erste Hilfsdiode 15 parallel geschaltet ist. Bei gesperrtem Schalttransistor 2 und – daraus resultierend – gesperrtem invers betriebenen Bipolartransistor 5 sorgt die erste Hilfsdiode 15 dafür, daß am IC 4 die erforderliche interne Betriebsspannung ansteht und dem IC 4 der erforderliche Betriebsstrom zufließt.For the in 1 illustrated embodiment of an electronic switching device according to the invention now applies further that the inversely operated bipolar transistor 5 via the switching transistor 2 is controllable; in the locked state of the switching transistor 2 So is also the inversely operated bipolar transistor 5 blocked. Consequently, it must be ensured that when the switching transistor is disabled 2 and - resulting - locked bipolar transistor 5 at the IC 4 the required internal operating voltage is applied and the IC 4 the required operating current is supplied. This is realized in that the collector-emitter path of the inverse bipolar transistor 5 a first auxiliary diode 15 is connected in parallel. With locked switching transistor 2 and - as a result - locked inversely operated bipolar transistor 5 provides the first auxiliary diode 15 for that at the IC 4 the required internal operating voltage is present and the IC 4 the required operating current flows.

Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät wird, wie im Stand der Technik bekannt, der Spannungsabfall über der Schaltstrecke des Schalttransistors 2 vom IC 4 geregelt. Das IC 4 steuert also den Schalttransistor 2 nur soweit durch, daß im durchgeschalteten Zustand der Spannungsabfall an der Schaltstrecke des Schalttransistors 2 hinreichend groß ist, so daß am IC 4 die erforderliche interne Betriebsspannung ansteht.In the electronic switching device according to the invention, as is known in the prior art, the voltage drop across the switching path of the switching transistor 2 from the IC 4 regulated. The IC 4 thus controls the switching transistor 2 only so far by that in the switched state, the voltage drop across the switching path of the switching transistor 2 is sufficiently large, so that the IC 4 the required internal operating voltage is present.

Da der Spannungsabfall des durchgeschalteten Bipolartransistors 5 im Inversbetrieb über der Kollektor-Emitter-Strecke nur wenige Millivolt beträgt, ist die am Eingang des IC's 4 anliegende interne Betriebsspannung nur geringfügig, nämlich um wenige Millivolt, geringer als der Spannungsabfall am durchgeschalteten Schaltgerät, also als die sogenannte Restspannung. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines invers betriebenen Bipolartransistors 5 als Verpolschutzelement wird der durch den Verpolschutz bedingte zusätzliche Spannungsabfall am Schaltgerät auf wenige Millivolt reduziert.Since the voltage drop of the through-connected bipolar transistor 5 in inverse operation over the Collector-emitter path is only a few millivolts, which is the input of the IC 4 applied internal operating voltage only slightly, namely by a few millivolts, less than the voltage drop at the switched-through switching device, ie as the so-called residual voltage. By the inventive use of an inversely operated bipolar transistor 5 as a polarity reversal protection element, the additional voltage drop on the switching device caused by the polarity reversal protection is reduced to a few millivolts.

Im Gegensatz zu bekannten Verpolschutzschaltungen mit Verpolschutzdioden wird damit im Ausführungsbeispiel nach 1 ein im Regelfall unerwünschter Verbrauch von elektrischer Energie im durchgeschalteten Zustand des elektronischen Schaltgeräts weitestgehend verhindert.In contrast to known polarity reversal protection circuits with polarity reversal protection diodes is thus in the exemplary embodiment after 1 as a rule undesirable consumption of electrical energy in the switched-through state of the electronic switching device largely prevented.

In den in den 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer elektronischer Schaltgeräte ist jeweils eine Zustands-LED 16 vorgesehen. Diese Zustands-LED 16 signalisiert optisch, ob das elektronische Schaltgerät – über den Anwesenheitsindikator, z. B. über den Oszillator 1 in 1 – aktiviert ist; bei einem als Schließer ausgeführten elektronischen Schaltgerät leuchtet die Zustands-LED 16, wenn das Schaltgerät durchgeschaltet ist. Die Zustands-LED 16 wird in den dargestellten Ausführungsbeispielen, wie im Stand der Technik bekannt, vom IC 4 gesteuert.In the in the 1 and 3 illustrated embodiments of inventive electronic switching devices is each a state LED 16 intended. This status LED 16 visually indicates whether the electronic switching device - via the presence indicator, z. B. via the oscillator 1 in 1 - is activated; In the case of an electronic switching device designed as a make contact, the status LED lights up 16 when the switching device is switched through. The status LED 16 is in the illustrated embodiments, as known in the art, from the IC 4 controlled.

Die 1 zeigt nun auch insoweit ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerätes, als die Zustands-LED 16 mit ihrer Anode 17 über eine zweite Hilfsdiode 18 mit dem Schaltgeräteanschluß 7 verbunden ist. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird also der in das Schaltgerät – über den Schaltgeräteanschluß 7 – hineinfließende Strom in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Schaltgerätes in unterschiedlicher Weise aufgeteilt. Im durchgeschalteten Zustand des Schaltgerätes fließen von dem in das Schaltgerät hineinfließenden Strom, Laststrom genannt, weil dieser Strom über die externe Last 6 fließt,
der größte Teil des Laststromes über die Kollektor-Basis-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors 5 und über die Schaltstrecke des Schalttransistors 2,
der vom IC 4 benötigte Betriebsstrom über die Kollektor-Emitter-Strecke des Bipolartransistors 5 in das IC 4 und
der von der Zustands-LED 16 benötigte LED-Strom über die zweite Hilfsdiode 18 in die Zustands-LED 16, – die ihrerseits, wie bereits ausgeführt, vom IC 4 gesteuert wird.The 1 now also shows a preferred embodiment of an electronic switching device according to the invention, as the state LED 16 with her anode 17 via a second auxiliary diode 18 with the switching device connection 7 connected is. At the in 1 illustrated embodiment is thus in the switching device - via the switching device connection 7 - Inflowing current divided depending on the switching state of the switching device in different ways. In the switched-through state of the switching device flow from the flowing into the switching device current, called load current, because this current through the external load 6 flows,
most of the load current across the collector-base path of the inverse bipolar transistor 5 and via the switching path of the switching transistor 2 .
the one from the IC 4 required operating current via the collector-emitter path of the bipolar transistor 5 in the IC 4 and
the of the state LED 16 required LED current via the second auxiliary diode 18 in the status LED 16 , Which in turn, as already stated, of the IC 4 is controlled.

Im gesperrten Zustand des Schaltgerätes fließt der vom IC 4 benötigte Betriebsstrom über die erste Hilfsdiode 15 in das IC 4.In the locked state of the switching device flows from the IC 4 required operating current via the first auxiliary diode 15 in the IC 4 ,

Die zuvor für den durchgeschalteten Zustand des Schaltgerätes aufgezeigte Aufteilung des Laststromes, bei der also der von der Zustands-LED 16 benötigte LED-Strom über die zweite Hilfsdiode 18 in die Zustands-LED 16 fließt, führt insbesondere dann, wenn für die erste Hilfsdiode 15 und die zweite Hilfsdiode 18 Schottky-Dioden verwendet werden, zu einem verringerten Spannungsabfall an den Hilfsdioden 15, 18.The previously indicated for the switched state of the switching device division of the load current, ie that of the state LED 16 required LED current via the second auxiliary diode 18 in the status LED 16 flows, leads in particular when for the first auxiliary diode 15 and the second auxiliary diode 18 Schottky diodes are used to a reduced voltage drop across the auxiliary diodes 15 . 18 ,

Um bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät auch einen relativ geringen Laststrom zulassen zu können, ist das – den Schalttransistor 2 steuernde – IC 4 im einzelnen so ausgeführt, daß der Schalttransistor 2 bei einem geringen Laststrom sperrt. Bei kleinen Lastströmen – von ca. 3,5 mA bis 4 mA – wird der Laststrom nicht mehr über die Kollektor-Basis-Strecke des Bipolartransistor 5 und die Schaltstrecke des Schalttransistors 2 geführt, sondern nur noch über das IC 4 geleitet. Hierzu regelt das IC 4 den Basisstrom des Schalttransistors 2 bei Erreichen einer Untergrenze für den Laststrom ab, wodurch der Schalttransistor 2 in den gesperrten Zustand übergeht und somit auch der invers betriebene Bipolartransistor 5 sperrt. In diesem Fall fließt dann der von dem IC 4 benötigte Betriebsstrom nicht mehr über den invers betriebenen Bipolartransistor 5, sondern über die dazu parallel geschaltete erste Hilfsdiode 15. Obwohl sich das elektronische Schaltgerät – aufgrund des Zustands des Oszillators 1 – im leitenden Zustand befindet, wird bei kleinen Lastströmen der Schalttransistor 2 gesperrt, um den für das IC 4 benötigten Betriebsstrom und den für die Zustands-LED 16 benötigten LED-Strom zur Verfügung zu stellen. Durch die Trennung von Betriebsstrom für das IC 4 und LED-Strom für die Zustands-LED 16 wird zusätzlich erreicht, daß der Abschaltpunkt des Schalttransistors 2 durch das IC 4 in Richtung kleiner Lastströme verschoben wird. Durch die separate Führung des von der Zustands-LED 16 benötigten LED-Stroms über die zweite Hilfsdiode 18 muß im noch geschalteten Zustand des Schalttransistors 2 und damit auch des invers betriebenen Bipolartransistors 5 nur der wesentlich geringere Betriebsstrom des IC's 4 – ca. 0,4 mA – als Kollektor-Emitter-Strom durch den invers betriebenen Bipolartransistor 5 fließen. Für einen geringen Kollektor-Emitter-Strom des invers betriebenen Bipolartransistors 5 ist jedoch auch nur ein geringer Kollektor-Basis-Strom notwendig.In order to be able to allow a relatively low load current in the electronic switching device according to the invention, this is - the switching transistor 2 controlling - IC 4 in detail so executed that the switching transistor 2 locks at a low load current. At low load currents - from about 3.5 mA to 4 mA - the load current is no longer across the collector-base path of the bipolar transistor 5 and the switching path of the switching transistor 2 led, but only over the IC 4 directed. The IC controls this 4 the base current of the switching transistor 2 upon reaching a lower limit for the load current, whereby the switching transistor 2 goes into the locked state and thus also the inversely operated bipolar transistor 5 locks. In this case, then flows from the IC 4 required operating current no longer via the inversely operated bipolar transistor 5 , but via the parallel connected first auxiliary diode 15 , Although the electronic switching device - due to the state of the oscillator 1 - is in the conducting state, is at small load currents of the switching transistor 2 locked to the one for the IC 4 required operating current and that for the status LED 16 required LED power to provide. By separating operating current for the IC 4 and LED power for the status LED 16 In addition, it is achieved that the cut-off point of the switching transistor 2 through the IC 4 is shifted in the direction of small load currents. By the separate guidance of the state LED 16 required LED current via the second auxiliary diode 18 must in the switched state of the switching transistor 2 and thus also the inversely operated bipolar transistor 5 only the much lower operating current of the IC 4 - About 0.4 mA - as a collector-emitter current through the inversely operated bipolar transistor 5 flow. For a low collector-emitter current of the inverse bipolar transistor 5 However, only a small collector base current is necessary.

Bei geringen Lastströmen, bei denen das IC 4 den Schalttransistor 2 abgeschaltet hat, beträgt die benötigte Spannung über dem IC 4 ca. 2 Volt. Zu dieser Spannung addiert sich nun der Spannungsabfall über der ersten Hilfsdiode 15, die den Betriebsstrom für das IC 4 führt. Insbesondere bei Verwendung einer Schottky-Diode für die erste Hilfsdiode 15 ist der Spannungsabfall an der ersten Hilfsdiode 15 bei einem lediglich benötigten Betriebsstrom von ca. 0,4 mA für das IC 4 äußerst gering, so daß der Span nungsabfall an dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät, also die sogenannte Restspannung, bei kleinen Lastströmen – invers betriebener Bipolartransistor 5 gesperrt – nahezu gleich dem Spannungsabfall bei großen Lastströmen – invers betriebener Bipolartransistor 5 durchgeschaltet – ist.At low load currents at which the IC 4 the switching transistor 2 has turned off, the required voltage is above the IC 4 about 2 volts. The voltage drop across the first auxiliary diode now adds to this voltage 15 that the operating current for the IC 4 leads. In particular when using a Schottky diode for the first auxiliary diode 15 is the voltage drop across the first auxiliary diode 15 at a merely required operating current of about 0.4 mA for the IC 4 extremely low, so that the clamping voltage drop at the electronic switching device according to the invention, so the so-called residual voltage at low load currents - inversely operated bipolar transistor 5 locked - almost equal to the voltage drop at high load currents - inversely operated bipolar transistor 5 switched through - is.

2 zeigt das Blockschaltbild eines Teils eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts, welches als sogenanntes unipolares Schaltgerät ausgebildet ist. Hierzu ist zusätzlich zu dem zwischen den ersten Schaltgeräteanschluß 7 und das IC 4 geschalteten invers betriebenen Bipolartransistor 5 ein zweiter invers betriebener Bipolartransistor 19 zwischen den zweiten Schaltgeräteanschluß 13 und das IC 4 geschaltet. Darüber hinaus sind zwischen den ersten Schaltgeräteanschluß 7 und den zweiten Schaltgeräteanschluß 13 doppelt wirkende Verpolschutzelemente, nämlich eine Graetzbrücke 20, bestehend aus vier Verpolschutzdioden 21 bis 24, geschaltet. Vorteilhafterweise sind auch hierbei die Verpolschutzdioden 21 bis 24 als Schottky-Dioden ausgebildet. 2 shows the block diagram of a portion of an electronic switching device according to the invention, which is designed as a so-called unipolar switching device. For this purpose, in addition to that between the first switching device connection 7 and the IC 4 switched inversely operated bipolar transistor 5 a second inversely powered bipolar transistor 19 between the second switching device connection 13 and the IC 4 connected. In addition, between the first switching device connection 7 and the second switchgear terminal 13 Double-acting reverse polarity protection elements, namely a Graetz bridge 20 , consisting of four reverse polarity protection diodes 21 to 24 , switched. Advantageously, the polarity reversal protection diodes are also here 21 to 24 designed as Schottky diodes.

Bei einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsform eines unipolaren, erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts ist jeder Verpolschutzdiode der Graetzbrücke ein invers betriebener Bipolartransistor parallel geschaltet, so daß das elektronische Schaltgerät insgesamt vier invers betriebene Bipolartransistoren aufweist. Ein solches unipolares elektronisches Schaltgerät kann dann sowohl als anschlußprogrammierbares DC-Schaltgerät als auch als AC/DC-Schaltgerät ausgeführt sein.at an alternative, not shown embodiment a unipolar, inventive electronic switchgear each reverse polarity protection diode of the Graetzbrücke is an inverse operated one Bipolar transistor connected in parallel, so that the electronic control device in total comprises four inversely operated bipolar transistors. Such a unipolar one electronic switching device can then both as a connection programmable DC switching device as also as AC / DC switching device accomplished be.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts, welches im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 zusätzlich einen Hilfstransistor 25 aufweist. Dieser Hilfstransistor 25 dient dazu, einen sprunghaften Anstieg des Spannungsabfalls über der Kollektor-Emitter-Strecke des invers betriebenen Bipolartransistors 5 zu verhindern, wenn das IC 4 den Schalttransistor 2 bei einem geringen Laststrom abschaltet. Ohne den Hilfstransistor 25 geht der invers betriebene Bipolartransistor 5 sofort mit der Abschaltung des Schalttransistors 2 in den gesperrten Zustand über, wodurch die Spannung über der Emitter-Kollektor-Strecke von einigen 10 mV auf mehrere 100 mV – bedingt durch die Hilfsdiode 15 – springt. Aufgrund des Hilfstransistors 25 wird der Abschaltzeitpunkt des invers be triebene Bipolartransistor 5 verzögert, so daß kein sprunghafter Spannungsanstieg auftritt. 3 shows a further embodiment of an electronic switching device according to the invention, which in contrast to the embodiment according to 1 in addition an auxiliary transistor 25 having. This auxiliary transistor 25 serves to a sudden increase in the voltage drop across the collector-emitter path of the inversely operated bipolar transistor 5 to prevent if the IC 4 the switching transistor 2 shuts off at a low load current. Without the auxiliary transistor 25 goes the inversely operated bipolar transistor 5 immediately with the shutdown of the switching transistor 2 in the locked state over, causing the voltage across the emitter-collector path from some 10 mV to several 100 mV - due to the auxiliary diode 15 - jumps. Due to the auxiliary transistor 25 becomes the turn-off time of the inversely-driven bipolar transistor 5 delayed, so that no sudden voltage increase occurs.

Claims

Electronic, in particular non-contact, verpolfestes switching device, in particular 2-wire DC switching device, with an externally influenced oscillator ( 1 ) as a presence indicator, with a switching transistor controllable by the presence indicator via a switching amplifier ( 2 ) and with an operating voltage supply circuit ( 3 ) for providing the operating voltage required by the presence indicator and the switching amplifier (= internal operating voltage), characterized in that at least part of the presence indicator , at least part of the switching amplifier and at least part of the operating voltage supply circuit ( 3 ) in an IC ( 4 ), a switching device connection ( 7 ) as reverse polarity protection element an inversely operated bipolar transistor ( 5 ), the collector ( 8th ) of the inversely operated bipolar transistor ( 5 ) with the switching device connection ( 7 ), the emitter ( 9 ) of the bipolar transistor ( 5 ) with an operating voltage connection ( 10 ) of the IC ( 4 ), the collector-base path of the inverse bipolar transistor ( 5 ) in series with the switching path of the switching transistor ( 2 ), the inversely operated bipolar transistor ( 5 ) via the switching transistor ( 2 ) is controllable and the collector-emitter path of the inversely operated bipolar transistor ( 5 ) a first auxiliary diode ( 15 ) is connected in parallel.

Electronic switching device according to claim 1 with a status LED ( 16 ), characterized in that the status LED ( 16 ) via a second auxiliary diode ( 18 ) with the switching device connection ( 7 ), with which also the collector of the inversely operated bipolar transistor ( 5 ) connected is.

Electronic switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the first auxiliary diode ( 15 ) and / or the second auxiliary diode ( 18 ) is formed as a Schottky diode, or are.

Electronic switching device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the switching transistor ( 2 ) locks at a low load current.

Electronic switching device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that both the first switching device connection ( 7 ) as well as the second switching device connection ( 13 ) an inversely operated bipolar transistor ( 5 . 19 ) is connected downstream.

Electronic switching device according to claim 5, characterized in that between the first switching device connection ( 7 ) and the second switching device connection ( 13 ) double-acting polarity reversal protection elements are connected.

Electronic switching device according to claim 6, characterized in that the double-acting Reverse polarity protection elements as Graetzbrücke ( 20 ) with four reverse polarity protection diodes ( 21 . 22 . 23 . 24 ) are executed.

Electronic switching device according to claim 7, characterized characterized in that each Reverse polarity protection diode, an inversely operated bipolar transistor connected in parallel is.