DE2028152A1

DE2028152A1 - Proximity switch

Info

Publication number: DE2028152A1
Application number: DE19702028152
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-09
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1971-12-16

Description

ANNÄHERUNGSSCHA LTER Die Erfindung betrifft einen Annäherungsschalter mit einer mindestens einen ersten Transistor aufweisenden bedämpfbaren Oszillatorschaltung, deren Schwingungen beim Bedämpfen ihres Schwingkreises eine Ämplitudenänderung aufweisen, mit einer durch den Annäherungsschalter zu schaltenden und mit ihm in Reihe liegenden Last, mit einer Wechselstrom-Stromversorgungsvorrichtung von größenordnungsmäßig 20 - 500 Volt fUr den Annäherungsschalter und die Last und mit Zuleitungen zu der Last und dem Annäherungsschalter.PROXIMITY SWITCH The invention relates to a proximity switch with at least one first transistor having attenuated oscillator circuit, whose oscillations show a change in amplitude when their oscillating circuit is damped, with one to be switched by the proximity switch and lying in series with it Load, with an AC power supply of the order of magnitude 20 - 500 volts for the proximity switch and the load and with leads to the Load and the proximity switch.

Von einem solchen Annäherungsschalter, der im Grunde durch einen einfachen Zweipoligen Schalter dargestellt werden kann, verlangt man, daß er die Lasten abschaltet, wenn seine Oszillatorschaltung bedämpft wird und der die Last an die Wechselstrom-Stromversorgungsvorrichtung abschaltet, wenn er nicht bedämpft wird. Im bedämpften Zustand schließt der Schalter. Ist der Bedämpfungszustand vorrüber, so sol! der Schalter wieder öffnen. Stich die inverse Funktion ist möglich. Dies kann er bislang nur, wenn mindestens drei Zuleitungen vorhanden sind, von denen zwei in der Masche Annäherungsschalter/Last liegen, die eine von die-en beiden die Bezugsspannung darstellt und die dritte zusammen mit der Bezugsspannungsleitung die Halbleiter des Anniiherungsschalterr, für den Fall mit Strom versorgt, wenn nach dem Bedämpfen der Schalter geschlossen hat, die Spannung über dem Schalter nahezu 0 Volt beträgt und die C)szillatorschaltung wieder anschwingen soll nach dem Entdämpfen.From such a proximity switch, which is basically a simple one A two-pole switch can be represented, one requires that it switch off the loads, when its oscillator circuit is attenuated and the load on the AC power supply device switches off when it is not attenuated. The switch closes in the damped state. If the damping state is over, so sol! the desk again to open. Stitch the inverse function is possible. So far, he has only been able to do this if at least There are three leads, two of which are in the mesh proximity switch / load one of the two represents the reference voltage and the third together with the reference voltage line the semiconductors of the proximity switch, for the Case powered when the switch has closed after steaming that Voltage across the switch is almost 0 volts and the C) oscillator circuit again should start to oscillate after de-damping.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Annäherungsschalter auch dann mit Strom zu versorgen, wenn er geschlossen hat und wenn lediglich zwei Zuleitungen zur Verfügung stehen Ferner soll die Oszillatorschaltung trotzdem definiert anschwingen und der Eauteileaufwand ein Minimum sein Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Zuleitungen vorgesehen sind, von denen die eine von der Stromversorgungsvorrichtung zu einer Gleichrichtervorrichtung und die andere zur Last führt, daß die Gleichrichtervorrichtung, der Thyristor, die Referenzdiode, die Last und die Stromversorgungsvorrichtung in einer und die Kathoden der Referenzdiode und des Thyristors aufeinander auf einem gemeinsamen Punkt gerichtet sind, daß parallel zur Gitter-Anoden-Strecke des Thyristors ein erster Widerstand von größenordnungsmäßig 5 - 400 k Ohm liegt, daß parallel zur Reihenschaltung Gitter-Anoden-Strecke des Thyristors und der Referenzdiode ein erster Gluttungskondensator liegt, daß der den ersten Kondensator sind den ersten Widerstand verbindende gemeinsame Punkt mit dem Gitter des Thyristors verbunden ist, daß parallel zum ersten Kondensator ein zweiter Transistor liegt, dessen Ausgang mit dem gemeinsamen Punkt verbunden ist, daß der Ausgang des ersten Transistors mit dem Eingang des zweiten Transistors mindestens wecleselstrommäßig verbunden ist, daß parallel zum Thyristor die Hintereinanderschaltung eines zweiten Widerstands von größenordnungsmäßig 5 - 400 k Ohm und einer Dioden-Widerstands-Parallelschaltung liegt, daß parallel zur Referenzdiode die Hintereinanderschaltung eines zweiten Glättungs-Kondensators und der Dioden-Widerstands-Parallelschaltung liegt und daß der zweite Widerstand zum Ausgang des ersten Transistors führt.The object of the invention is to also use the proximity switch To supply power when it is closed and when only two supply lines are available Furthermore, the oscillator circuit should nevertheless start to oscillate in a defined manner and the expenditure on parts is a minimum. According to the invention, this object is thereby achieved solved that two leads are provided, one of which from the power supply device leads to one rectifier device and the other to the load that the rectifier device, the thyristor, reference diode, load and power supply device in one and the cathodes of the reference diode and the thyristor on top of one another common point are directed that parallel to the grid-anode path of the thyristor a first resistance of the order of magnitude 5 - 400 k ohms that lies in parallel for the series connection of the grid-anode path of the thyristor and the reference diode first glowing capacitor is that the first capacitor is the first Unifying resistance common point with the grid of the thyristor is connected that a second transistor is parallel to the first capacitor, whose output is connected to the common point that the output of the first Transistor with the input of the second transistor at least in terms of alternating current is connected that parallel to the thyristor, the series connection of a second Resistance of the order of magnitude of 5 - 400 k ohms and a diode-resistor parallel connection lies that parallel to the reference diode, the series connection of a second Smoothing capacitor and the diode-resistor parallel connection and that the second resistor leads to the output of the first transistor.

Vorteilhaft ist, wenn der Verbraucher die Spule einer Betätigungsvorrichtung ist. Für eine solche Verwendung eignet sich die Erfindung besorldels, we il sie sowohl in der Lage ist, eine hohe induktive Last zu schalten als auch in der Lage ist, die hohe Betriebsspannung eines Scllütz mit der vergleichsweise niederen Betriebsspannung von Transistoren zu vereinen.It is advantageous if the consumer uses the coil of an actuating device is. The invention is particularly suitable for such a use because it is able to switch a high inductive load as well as capable is the high operating voltage of a Scllütz with the comparatively low operating voltage of transistors to unite.

Günstig ist, wenn die Gleichrichterschaltung eine Gruetz-ScllulAuìl9 ist. Der dritte Kondensator dient nicht zur Glättung, sondern in Verbindung mit dem niederohmigen \Viderstand zur Begrenzung der in normalen Versorgungsnetzen auFtretenden Störspannungsspitzen. Am Thyristor liegt also trotz des Kondensators eine pulsierende G leichsponnung .It is favorable if the rectifier circuit is a Gruetz-ScllulAuìl9 is. The third capacitor is not used for smoothing, but in conjunction with the low-ohmic resistance to limit those occurring in normal supply networks Interference voltage peaks. Despite the capacitor, there is a pulsating pulse on the thyristor Equal spanning.

Zweckmäßig ist, wenn vor der Graetz-Schaltung ein dritter niederohmiger Widerstand liegt, wenn auf der Gleichstromseite der Graetz-Schaltung parallel zu dieser ein dritter Spannungsspitzen kurzschließender Kondensator liegt und wenn auf der Anodenseite des Thyristors ein niederohmiger, den Entladungsstrom des dritten Kondensators begrenzender vierter Widerstand liegt. Hierdurch gelingt es, vom Thyristor Spannungen fernzuhalten, die diesen in unerwünschter Weise durchschalten oder gar zerstören wUrden.It is useful if a third low-resistance circuit is installed in front of the Graetz circuit Resistance is when on the DC side of the Graetz circuit in parallel too this capacitor short-circuiting a third voltage spike lies and if on the anode side of the thyristor a low-resistance, the discharge current of the third Capacitor limiting fourth resistor is. This makes it possible from the thyristor To keep away voltages that switch it through in an undesired way or even would destroy.

Förderlich ist, wenn vor dem Gitter des Thyristors ein fünfter Widerstand liegt. Dies hat den Vorteil, daß auch bei größeren Sättigungsspannungen des davorliegenden Transistors der Thyristors stets sicher gesperrt ist. Außerdem dient er als Schutzwiderstand fUr das relativ empfindliche Gitter des Thyristors.It is beneficial if there is a fifth resistor in front of the grid of the thyristor lies. This has the advantage that even with larger saturation voltages of the preceding one Transistor the thyristor is always safely blocked. It also serves as a protective resistor for the relatively sensitive grid of the thyristor.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibuny bevorzugter Ausführungsbeispiele hervor. Die zwei Figuren der Zeichnung zeigen je ein Schaltbild desAnnäherungsschalters samt Stromversorgung und Last. Wegen des genauen Aufbaues der Verbindung wird auf die gemäß den bekannten Normen gezeichnete Zeichnung verwiesen, Die Schaltung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Solange die Schwingkreisspule Li nicht bedämpft ist, schwingt der Schwingkreis L1, C1, dessen negativer Widerstand der Transistor T1 ist. Gleichstrommäßig ist seine Basis durch den BlockSondensotor C2 vom Schwingkreis L1, C1 abgetrennt. Die Schwingungen werden über den Blockkondensbar C3, dem Transistor T2 mitgeteilt, der deshalb leitet. Der Punkt 3 liegt deshalb praktisch auf OVolt und der Thyristor Thl sperrt deshalb. Bei einer Betriebsspannung von 220 Volt fällt am Annäherungsschalter eine Spannung von ca. 215 Valt ab. Der größte Teil der gleichgerichteten Spannung fällt damit am Widerstand R3 und Widerstand R6 ab.Further advantages and features of the invention emerge from the following Description of preferred exemplary embodiments. The two figures of the drawing each show a circuit diagram of the proximity switch including power supply and load. Because of the exact structure of the connection, it is based on the known standards referenced drawing, the circuit of Fig. 1 operates as follows: As long as the oscillating circuit coil Li is not damped, oscillating the oscillating circuit L1, C1, its negative resistance is transistor T1. In terms of direct current, its base is through the block probe motor C2 is separated from the oscillating circuit L1, C1. The vibrations will communicated via the block condensable C3, the transistor T2, which is therefore directs. Point 3 is therefore practically on OVolt and the thyristor Thl therefore blocks. At an operating voltage of 220 volts, a voltage drops at the proximity switch from approx. 215 Valt. Most of the rectified voltage will therefore drop at resistor R3 and resistor R6.

Der Widerstand R3 bildet zusammen mit dem Kondensator C4 ein RC-Glied, das als Slebglied wirkt. Das gleiche gilt fUr den Widerstand R6 und den Kondensator C5. The resistor R3 together with the capacitor C4 forms an RC element, that acts as a separate member. The same applies to resistor R6 and the capacitor C5.

Würde man letztere nicht vorsehen, so würde der Thyristor ThT im Wechsel von EIN nach AlJS gehen. Der Punkt 4 liegt praktisch bei 0 Volt.If the latter were not provided, the thyristor ThT would alternate go from EIN to AlJS. Point 4 is practically 0 volts.

Es werde nun die Schwingkreisspule L1 bedämpft. Die Schwingungen hören nun auf, der Transistor T2 sperrt, der Punkt 3 erreicht eine wesentlich höhere Spannung, das Gitter des Thyristors Thl erhält über R6 und R7 eine positivere Spannung und beginnt zu leiten. Damit fließt von der Zuleitung 5 über die Gleichrichterbrucke nl, den Thyristor Thl und die Referenzdiode Z1 ein solcher Strom, der in der Spule 7 eines Schütz ein solches magnetisches Feld erzeugt,daß der Schütz anzieht. Das Potential an der Leitung 8 ist nun auf 7 Volt gefallen. Wäre die nachfolgend zu beschreibende Schaltung nichf vorhanden, so würde im Punkt 2 jetzt zu wenig Spannung zur Verfügung stehen um die Oszillatorschaltung wieder zum Anschwingen zu bringen, Hierzu sind am Punkt 2 etwa 3 - 4 Volt notwendig.The resonant circuit coil L1 is now damped. Hear the vibrations now on, transistor T2 blocks, point 3 reaches a much higher voltage, the grid of the thyristor Thl receives a more positive voltage via R6 and R7 and begins to direct. This flows from the supply line 5 via the rectifier bridge nl, the thyristor Thl and the reference diode Z1 such a current that is in the coil 7 of a contactor generates such a magnetic field that the contactor picks up. That The potential on line 8 has now dropped to 7 volts. Would be the following too Descriptive circuit is not available, so there would be too little voltage in point 2 are available to bring the oscillator circuit to oscillate again, This requires around 3 - 4 volts at point 2.

Hört nun der Bedämpfungszustand auf, so kann wegen folgendem die Oszillatorschaltung wieder anschwingen: Dadurch, daß der Thyristor Thl leitend ist, ist das Potential am Punkt 4 positiver als am Punkt 2. Die Diode D1 sperrt, der Oszillator wird jedoch über den Widerstand R4 mit Strom versorgt.If the damping state ends, the oscillator circuit can because of the following start to oscillate again: Because the thyristor Thl is conductive, the potential is at the Point 4 is more positive than at point 2. The diode D1 blocks, the oscillator is turned on powered through resistor R4.

Schwingt nun die Oszillatorschaltung wieder an, so beginnt der Transistor T2 wieder zu leiten, wodurch der Thyristor Thl gesperrt wird und man hat wieder den eingangs geschilderten Zustand, in dem der Transistor Ti über die Leitung 8 mit Spannung versorgt wird, der insgesamt in die Gleichrichterbrücke nl fließende Strom jedoch zu klein ist, um in der Spule 7 ein zum Anziehen qusreichendes Magnetfeld zu erzeugen.If the oscillator circuit starts to oscillate again, the transistor begins To conduct T2 again, whereby the thyristor Thl is blocked and you have again the state described above, in which the transistor Ti via the line 8 is supplied with voltage, the total flowing into the rectifier bridge nl However, the current is too small to create a magnetic field in the coil 7 which is sufficient to attract it to create.

Im unbedämpften Zustand wird über die Diode Dl die Referenzdiode Z1 vorgespannt und man hat dadurch innerhalb sehr enger Grenzen fast unabhängig von der Spannung auf der Leitung 8 am Punkt 4 eine Spannung anliegen, die praktisch immer gleich ist.In the undamped state, the reference diode Z1 biased and you have thereby within very narrow limits almost independent of the voltage on line 8 at point 4 is a voltage that practically is always the same.

Die Widerstände R2, R5 dienen der Basis-Stromversorgung ihrer Transistoren. Der Wert des Widerstands R4 liegt im Bereich von 1 - 47 k Ohm. Der Widerstand R4 beeinflußt die Hysterese des Schalters (Hysterese: Abstand zwischen Ein- und Ausschaltpunkt).The resistors R2, R5 are used for the base power supply of their transistors. The value of the resistor R4 is in the range of 1 - 47 k ohms. The resistor R4 influences the hysteresis of the switch (hysteresis: distance between switch-on and switch-off point).

Die Spule 7 hat bei 50 Hz einen induktiven Widerstand von 4 - 8k Ohm.The coil 7 has an inductive resistance of 4-8k ohms at 50 Hz.

Fig. 2 zeigt, daß man die Graetz-Schaltung nl auch weglassen kann. In diesem Fall muß man statt des Thyristors Thl einen Triac Trl ersetzen. Für die Gleichstromversorgung der links davon liegenden Schaltung ist dann noch eine Diode D2 notwendig, Statt der Referenzdiode Z1 kann man auch andere Referenzdioden verwenden. Zum Beispiel könnte man mehrere in Durchlaßrichtung geschaltete Halbleiterdioden dort verwenden.Fig. 2 shows that the Graetz circuit nl can also be omitted. In this case, a triac Trl must be replaced instead of the thyristor Thl. For the The DC power supply for the circuit on the left is then a diode D2 necessary, Instead of the reference diode Z1, other reference diodes can also be used use. For example, one could have several forward-connected semiconductor diodes use there.

Hat die Spannung auf der Leitung 8 ein negatives Vorzeichen, so ist es angebracht, statt der NPN-Transistoren T1 und T2 PNP-Transistoren zu verwenden, und sie entsprechend zu schalten,If the voltage on line 8 has a negative sign, then it is appropriate to use PNP transistors instead of the NPN transistors T1 and T2, and switch them accordingly,

Claims

Patent claims: Proximity switch with at least one first transistor having dampable oscillator circuit, whose oscillations have an amplitude change when damping their resonant circuit, with a load to be switched by the proximity switch and in series with it, with an AC power supply device of north-wise size 20 - 500 volts for the proximity switch and the load and with leads to the load and the proximity switch, characterized in that two supply lines (5, 6) are provided, one of which from the power supply device to a Rectifier device (nl) and the other to the load (7) that leads to the rectifier device (nl), the thyristor (Thl), the reference diode (Z1), the load (7) and the power supply device in one and the Kathodetp dec reference diode (Z1) and the thyristor (Thl) on each other are directed at a common point (4) that parallel to the grid-anode route of the thyristor (Thl) a first resistor (R6) of the order of magnitude 5 - 400 kOhm is that parallel to the series connection of the grid-anode path of the thyristor (Th1) and the reference diode (Zi) a first smoothing capacitor (C5) is that the common one connecting the first capacitor (C5) and the first resistor (R6) Point (3) is connected to the grid of the thyristor (Thl) that parallel to the first Capacitor (C5) a second Transistor (T2) is whose output connected to the common point (3) that the output of the first transistor (T1) connected to the input of the second transistor (T2) at least in terms of alternating current is that parallel to the thyristor (Thl) the series connection of a second Resistance (R3) of the order of magnitude 5 - 400 k Ohm and a diode-resistor parallel connection (D1, R4) is that parallel to the reference diode (Zi) the series connection a second smoothing capacitor (C4) and the diode-resistor parallel circuit (D1, R4) and that the second resistor (R3) to the output of the first transistor (T1) leads.

2. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the consumer is the coil (7) of an actuating device.

3. Proximity switch according to claim 1, characterized in that the rectifier circuit (nl) is a Graetz circuit.

4. Proximity switch according to one or more of the preceding Claims, characterized in that in front of the Graetz circuit a third low-resistance Resistive (R 9) is that on the DC side of the Graetz circuit parallel to this a third capacitor (C6) short-circuiting voltage peaks and that on the anode side of the thyristor (Thl) a low resistance, the fourth resistor limiting the discharge current of the third capacitor (C6) (R8) lies.

5. Proximity switch according to claim 1, characterized in that A fifth resistor (R7) is located in front of the grid of the thyristor (Thl).

6. Proximity switch according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the thyristor (Thl) and the rectifier device (nl) are combined in a triac (Trl) and that for the DC operated Circuit a separate rectifier device is provided, L. e e r e i t e