DE2017342A1

DE2017342A1 - Auf Lichtschwellwerte ansprechende elektronische Schaltung

Info

Publication number: DE2017342A1
Application number: DE19702017342
Authority: DE
Inventors: Giorgio Mailand Del Zotto (Italien). P G05b
Original assignee: Ates Component! Elettronici S.p.A., Mailand (Italien)
Priority date: 1969-05-09
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1970-11-19
Also published as: US3636357A; FR2042503A1; GB1231529A

Description

Patentanwalt ' ■ . MÜNCHEN 71 (Solin) Franz-Hals-Straße 21 '

Telefon 796213

ACE 2575 München, den 8. April 1970

Dr.H./P./sch

ATES Component! Elettronici S.p.A.

1-20149 M i 1 ά η ο
Via T.empesta, 2

ITALIEN

Auf Lichtschwellwerte ansprechende elektronische Schaltung

Priorität: 9. Mai 1969; Italien; Nr. 16618A/69

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf Lichtschwellwerte ansprechende elektronische Schaltung, die beim Absinken des einfallenden Lichtes unter einen vorbestimmten Schwellwert ein Signal liefert und dieses abklingen läßt, wenn das einfallende Licht einen über' dem erstgenannten Schwellwert liegenden Schwellwert übertrifft.

Derartige Schaltungen mit einer Schwelle und einer "Hysterese" finden besonders beim automatischen An- und Ausschalten der Standlichter von Kraftfahrzeugen Anwendung.

Eine solche Schaltung soll es ermöglichen, daß die Schwellwerte und die Differenz der Schwellwerte, bei denen Bin- und Ausschaltung erfolgt, leicht von Hand einstellbar sind und daß die durch Batteriespannungsschwarikungen und Temperaturänderungen bedingten Schwellenversohiebungen sich in vorbestimmten Grenzen halten. Die Hysterese ist notwendig, damit

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liyarUdt« Vw«lnib«nk Mundira 820893 ORIGINAL INSPECTED

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ein durch die in der Umgebung herrschende Dunkelheit eingeschaltetes licht nicht etwa durch Straßenlaternen oder das von entgegenkommenden Fahrzeugen auftreffende Mcht ausgeschaltet wird. Auch werden dadurch Einflüsse- durch das Zündsystem vermindert.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 19 59 386.3 ist eine. Schaltung vorgeschlagen, die die oben genannten' Forderungen erfüllt. Aufgabe der Vorliegenden Erfindung ist es, eine die obigen Aufgaben erfüllende Schaltung' zu schaffen, die mit geringen Kosten herzustellen ist und die nur eine geringe Anzahl von Bauelementen aufweist und kein teures lichtempfindliches Element "benötigt.

Diese Aufgabe wird durch .eine auf Lichtschwellwerte ansprechende elektronische Schaltung gelöst, die sich gemäß der Erfindung dadurch kennzeichnet, daß ein Photowiderstand in einem Zweig einer· aus vier aufeinanderfolgenden Widerständen bestehenden Brücke zwischen dem zweiten und dritten Widerstand eingebaut ist, daß in der einen Diagonalen der Brücke ein Eingangstransistor mit der Basis an dem Punkt zwischen dem Photowiderstand und dem dritten Widerstand und mit dem Emitter zwischen den aus dem ersten Widerstand und dem vierten Widerstand gebildeten Zweigen anliegt und daß der Kollektorstrom des EingangstransistO-rs die Basis eines zweiten, ein Relais betätigenden, als Umschalter dienenden Transistors steuert. ' --■·■ ·;■ - ~vv

Zweckmäßigerweise ist eine Rückkopplung zwischen dem Ausgang des UmsohalttranslstOrs und dem ersten Widerstand und dem damit einen Zweig bildenden Photowiderstand über einen Widerstand vorgesehen. - ^?i _; ν

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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der ein Schaltungsbeispiel darstellenden Figur und der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Die Widerstandsbrücke besteht aus den Widerständen H, Rl, R2, R3. In dem aus dem Widerstand El gebildeten Zweig ist zwischen dem'Widerstand und dem durch den Widerstand R2 gebildeten Zweig ein Photowiderstand P- zwischengeschaltet. An der einen Diagonalen zwischen den Funkten, die jeweils zwischen den Widerständen R und Rl und R3 und R2 liegen, wird die Batterie spannung V^g^ zugeführt. An der anderen Diagonalen liegt zwischen dem Photowiderstand IV. und dem Widerstand R2 die Basis eines Eingangstransistors Ql, dessen

Emitter an dem Brückenpunkt zwischen den von den Widerständen R und R3 gebildeten Zweigen liegt. Das an der Diagonalen liegende Signal wird durch den Eingangstransistor Ql verstärkt und über den.Kollektor zur Basis eines als Umschalter dienenden.,,zwei ten Transistors Q2 geführt. Der Kollektor des zweiten,Transistors Q2 führt zu einem Relais Rt, dessen zweiter Pol mit der positiven Batteriespannung verbunden ist. Der-Emitter des Transistors Q2 liegt am negativen Batteriepol. Über den Umschalttransistor Q2 wird das Relais Rt ein- oder ausgeschaltet. Zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors Q2 und dem Relais IU wird eine Rückkopplung abgegriffen, die über einen Widerstand R5 zu einem Punkt A zwischen,dem Widerstand Rl und dem Photowiderstand führt. Dadurch wird eine positive Rückkopplung eingeführt, so daß an der Brückenschaltung zwei verschiedene Ausgleichsbedingungen herrschen. Bei voller Helligkeit ist der Umschalttransistor Q2 gesperrt. Bei abnehmender Helligkeit steigt der Widerstand des Photowiderstandes bis zu einem Wert, bei dem die Brückenschaltung ausgeglichen ist. Eine weitere Abnahme der Helligkeit be-

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stimmt dann die Leitung des Eingangstransistors Ql und die Sättigung des Umschalttransistors Q2. Die positive Rück-. kopplung hat dann eine Asymmetrie in der Brückenschaltung zur Folge, die das Signal beim Eingangstransistor erhöht. Diesem entspricht ein zweiter Ausgleichszustand der Brückenschaltung, der einen Wert des Photowiderstandes erreicht, der unterhalb desjenigen liegt, der dem ersten Ausgleichszustand und damit einem höheren Helligkeitswert entspricht. In der Nähe dieses zweiten Ausgleichs werden die beiden Transistoren gesperrt und das Relais abgeschaltet. ·

Die Spannungsänderung A ν , die von der Rückkopplungsschaltung im Punkt A bewirkt wird, ist gleich (V - V )/ß.

max min

Dabei sind V und V der höchste bzw. niedrigste max min

Spannungswert, der am.Kollektor des Umschalttransistors Q2 auftreten kann, wenn dieser aus der Sperrstellung zur Sättigung übergeht, und ß ist die Übertragungsfunktion der Rückkopp lungs schaltung, die ungefähr gj beträgt. Die Größe der Hysterese kann durch Variation des Faktors ß, also durch eine .Änderung des Widerstandes R5, geändert werden.

Bei Sperrstellung des Transistors Q2 liegt der aus dem Widerstand R5 und dem Relais Rj bestehende Zweig parallel zum Widerstand Rl und weist einen Gesamtwiderstand auf, der -hoch genug ist, um über den Widerstand Rl übergangen werden zu können. Bei Sättigung des Transistors Q2 fließt durch den Widerstand R5 ein Strom, der zu dem durch den Widerstand Rl fließenden Strom addiert wird und dem Photowiderstand F_R zugeführt wird. Das führt in die Brückenschaltung jene Asymmetrie ein, die aus der Rückkopplungsspannung Δ V^ besteht und die zur Ausbalancierung mit einem niedrigeren Wert des Photowiderstandes F« ausgeglichen wird.

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Auf diese Weise kann die Größe der Hysterese "bestimmt werden. ' ' : '■ "' .■'..; '.■-_■: . -" .; ■■■ .'"■ ■ \_; -■■■"-

Stromleitung und -Sperr st ellung des Transistors Ql werden nicht genau, in tfbereinstiiimiung mit den beiden Werten des· Photowiderstandes, die die Ausbalaneierung der Brücken schaltung bewirken, überprüft, sondern mit diesen Werten benach-' barten Werten. Diese benachbarten Werte bestimmen am Ausgang der Brückenschaltung eine Spannung, die die Emitter-Basis-Spannung des Transistors Ql kompensiert.

Bin-Prototyp der in 'Pig.· 1 gezeigten Schaltung zur Verwendung an Kraftfahrzeugen weist folgende Werte auf: Die Helligkeitsschwelle zur Einschaltung der Standlichter liegt bei 100 Ix und die Helligkeitssehwelle zur Ausschaltung derselben bei

400 Ix. Die Temperatur für die Inbetriebnahme kann zwischen; -20 und +75⁰C schwanken. Die Stabilität gegenüber Temperaturschwankungen und der Batteriespannungsschwankung.ist für den

gewünschten Zweck voll ausreichend, Versuche haben ergeben, daß die durch Temperaturschwankungen bedingte Drift kleiner als 1,5 Ix/⁰C und die durch Spannungsschwankungen der Batterie bedingte Drift kleiner als 15 lx/V ist. Die durch die Spannungsänderung der Batterie bestimmte Drift ermöglicht also ein ausreichendes funktionieren bei Spannungsänderungen von 8-16 V. Der Schwellwert, bei dem, das Relais R^ eingeschaltet wird, kann durch Veränderung der Gleichgewichts- -steilung der Brücke durch Änderung des variablen Widerstandes H verschoben werden. Der Widerstand R4 dient als Vorspannwiderstand (Grrundpolarisierungswiderstand) des TransistOrs Q2. - :'..■ ■ '^: ':.■'■ ^: -.■■ '-. '■;■-. :

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Claims

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Patenten s pr üc Ii e

l,jkül Lichtschwellwerte ansprechende elektronische Schaltung,

adurch gekennzeichnet, daß ein
Photowiderstand (I'm) in einem Zweig einer aus vier aufeinanderfolgenden Widerständen (R, Al, E2, S3) bestehenden Brücke zwischen dem zweiten (Rl) und dritten Widerstand (fi2) eingebaut ist, daß in der einen Diagonalen der Brücke ein Eingangstransistor (Ql) mit der Basis an .dem Punkt zwischen dem Photowiderstand (F_fi) und dem dritten Widerstand (R2) und
mit dem Emitter zwischen den aus dem e ersten Widerstand (R) und dem vierten Widerstand (R3) gebildeten Zweigen anliegt und daß der Kollektorstrom des Eingangstransistörs
(Ql) die Basis eines zweiten, ein Relais (H-r) betätigenden,
als Umschalter dienenden Transistors (Q2) steuert.
2. Auf Lichtschwellwerte ansprechende elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplung zwischen dem Ausgang des Umschalttransistors (Q2) und dem zweiten Widerstand (Rl) und
dem damit einen Zweig bildenden Photowiderstand (P„) im Punkt (A) über einen Widerstand (R5) vorgesehen ist.

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