-
Abfallverzögerter Zeitschalter Die Erfindung betrifft einen abfallverzögerten,
elektronischen Zeitschalter, beispielsweise zur zeitlichen Begrenzung der Leuchtdauer
von Treppenleuchten.
-
Die bekannten abfallverzögerten Zeitschalter basieren vorzugsweise
auf dem Prinzip, einen Kondensator über einen Widerstand aufzuladen, so daß ein
Relais erst nach Erreichen einer definierten Ladung des Kondensators verzögert abfällt.
Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß durch die Aufladung des Kondensators
nach einer Exponentialfunktion das Einstellen genauer, reproduzierbarer Abfallzeiten
sehr schwierig ist. Deshalb sind die meisten Zeitschalter dieser Art mit einer Konstantstromquelle
ausgestattet. Solche Zeitschalter werden außerdem dann unzuverlässig, wenn hohe
Kondensatorlackströme im Laufe des Betriebes auftreten, wie dies vor allem bei kostengünstigen
Elektrolytkondensatoren der Fall ist.
-
Im besonderen Anwendungsfall der Treppenlichtsteuergeräte sind verschiedene
Prinzipien bekannt, so sind thermischelektrische, mechanische, pneumatische und
in zunehmendem Maß elektronische Automaten verbreitet. Im allgemeinen ist die Beleuchtungsdauer
durch entsprechendes Justieren am Automaten einstellbar, außerdem wird die Beleuchtungsdauer
während des Ablaufs der Brennzeit durch erneutes Drücken der Einschalttaste auf
ihren vollen Zeitablauf zurückgestellt.
-
Darüber hinaus soll die Beleuchtungsdauer unabhängig sein von der
Dauer, in welcher der Betätigungsknopf gedrückt wurde.
-
Es sind auch Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die Verzögerungszeit
durch das Entladen eines Kondensators erzielt wird, wobei dieser Kondensator Teil
eines sogenannten Miller-Integrators ist.
-
Gemäß dem Erfindungsvorschlag wird entsprechend diesen an und für
sich bekannten Schaltungen die Verzögerungszeit durch das Entladen eines Kondensators
bestimmt, wodurch zwar keine extrem kurzen Wiederbereitstellzeiten erzielt werden,
aber durch eine entsprechende Folgeschaltung am Ausgang des Zeitschalters und durch
ein
entsprechendes abgestimmtes Netzteil nur sehr wenig Bauelemente angewendet werden
müssen und deshalb eine besonders zuverlässige Schaltung zu erreichen ist. Ein Vorteil
solcher Schaltungsanordnungen ist weiterhin, daß sie nachschaltbar auszuführen sind,
d. h., daß noch während eines Zeitablaufs der Zeitschalter in seine Ausgangsstellung
gebracht werden kann, so daß ein neuer Zeitablauf von vorn beginnt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen abfallverzögerten
elektronischen Zeitschalter zu entwickeln, welcher die oben beschriebenen, vorteilhaften
Eigenschaften besitzt und durch einen niedrigen Aufwand gekennzeichnet ist. Die
Erfindung besteht aus einem elektronischen Integrator, der ein Festmetallkontaktrelais
über eine Verstärkerstufe ansteuert. Die Elektronikschaltung wird beispielsweise
aus dem Netz über einen kapazitiven Spannungsteiler mit nachfolgender Gleichrichtung
versorgt. Um die Gleichspannung möglichst konstant zu halten, wurde die Schaltung
so ausgelegt, daß die Belastung des Netzteils durch die Integrator- und Relaisstufe
in allen Be-triebszuständen gleich bleibt. Daher kann das Gerät ohne zusätzlichen
Stabilisierungsaufwand betrieben werden.
-
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, daß die Verzögerungszeit
für den Abfall des Relais durch Entladen eines Kondensators erfolgt, wobei der Kondensator
als Teil eines Integrators mit der Basis und dem Kollektor eines ersten Transistors
der Verstärker stufe des Integrators verbunden ist, und daß dem Kollektorausgang
der Verstärkerstufe ein Transistor mit einem zugehörigen Arbeitswiderstand derart
nachgeschaltet ist, daß der durch die Speise spannung hervorgerufene Verbraucherstrom
durch den Kollektorwider stand, der Verstärkerstufe, den nachgeschalteten Transistor
und den Arbeitswiderstand in allen Betriebszuständen nahezu gleich ist.
-
Eine lastunabhängige Speisespannung wird insbesondere dann erreicht,
wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der der Verstärkerstufe nachgeschaltete
Transistor mit dem zugehörigen Arbeitswiderstand eine Emitterfolgestufe bildet,
indem der Arbeitswiderstand mit dem Emitter des Transistors verbunden ist, und daß
der Arbeitswiderstand etwa den gleichen Widerstandswert wie der Kollektorwiderstand
aufweist.
-
Gemäß der Erfindung ist der Kollektorwiderstand Teil des Integrators,
indem
einer seiner Anschlüsse gleichzeitig mit dem Zeitkondensator
und der Basis des nachgeschalteten Transistors verbunden ist.
-
In Verbindung mit einer Erfindung wird weiterhin vorteilhaft die Speisespannung
durch kapazitive Spannungsteilung mit nachfolgender Gleichrichtung aus der Betriebsspannung
gewonnen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter erläutert.
-
An die Klemmen a und b wird die Betriebsspannung angelegt, wobei sich
Klemme b auf o - Potential befindet. Zwischen b und c können eine oder mehrere Drucktasten
und zwischen b und d Treppenleuchten angeschlossen werden. Über den Begrenzerwiderstand
1 und dem Kondensator 2 sowie Entlade-Sc-hutzwiderstand 3 gelangt eine heruntergeteilte
Wechselspannung an die Gleichrichter 4 und 5. Die gleichgerichtete Spannung wird
durch den Kondensator 6 geglättet. Im Ruhestand ist der Darlington-Verstärker, bestehend
aus den Transistoren 9 und 10, über den Entladewiderstand 7 durchgesteuert, so daß
die zwischen den Punkten e und f anliegende Speisespannung nahezu vollkommen über
den Kollektorwiderstand 11
abfällt. Daher erhält das Schaltrelais
keine Spannung und im speziellen Anwendungsfall des Treppenlichtsteuergerätes ist
die Beleuchtung 15 ausgeschaltet.
-
Wird nun die Taste 14 kurze Zeit betätigt, dann werden die Transistoren
9 und 10 gesperrt und der zwischen dem Basisanschluß g und dem Kollektoranschluß
Wh des Transistors liegende Zeitkondensator 8 lädt sich über den Widerstand 11 auf
die volle Betriebs spannung auf, gleichzeitig zieht praktisch unverzögert das Relais
13 an und die Beleuchtung 15 wird eingeschaltet. Geht nun die Taste 14 wieder in
ihre Ruhestellung, dann entlädt sich der Zeitkondensator 8 langsam über die Widerstände
7 und 11. Gleichzeitig sinkt die Spannung an der Basis des Transistors 12, die mit
dem Kollektor des Transistors 10 am Punkt i verbunden ist, und damit die Spannung
am Relais 13. Sobald nun die Spannung über die Relaisspule 13 den Haltewert unterschreitet,
fällt das Relais ab und die Beleuchtung 15 wird gelöscht. Da die Betriebsspannung
über dem Kondensator 6 sehr stark von der anliegenden Last abhängig ist, wurde diese
über sämtliche Phasen des Betriebs dadurch konstant gehalten, daß der Kollektorstufe
10 und 11 eine Emitterfolgestufe nachgeschaltet wurde und daß die beiden Arbeitswiderstände
11 und 13 den gleichen Widerstandswert erhielten.
-
Allgemein ist gemäß dieser Beschreibung erkennbar, daß sich die Schaltungsanordnung
nicht nur zur zeitlichen Begrenzung der Leuchtdauer von Treppenleuchten, sondern
auch als ausschaltverzögertes Zeitrelais in einfachen Aufgaben der Steuerungstechnik
eignet. Dabei ist der Zeitschalter nachschaltbar, d. h. bei wiederholtem Schlleßn
der Taste 14 wird jedesmal der Kondensator 8 auf die volle Speise spannung aufgeladen
und der Zeitablauf beginn von neuem.
-
Nürnberg, 8. Okt. 70 GS/ib