DE2053514A1

DE2053514A1 - Circuit arrangement for a contactless, electronic high-voltage contactor

Info

Publication number: DE2053514A1
Application number: DE19702053514
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: GEHAP GmbH and Co KG
Current assignee: GEHAP GmbH and Co KG
Priority date: 1970-10-31
Filing date: 1970-10-31
Publication date: 1972-05-04

Description

Schaltungsanordnung fUr ein kontaktloses, elektronisches StarkstromschUtz Die Erfindung betrifft eine Scholtungsanordnung fUr ein kontaktloses, elektronisches Starkstromschutz unter Verwendung von einem oder mehreren magnetfeldabhdngigen Widerständen, die im Magnetfeldbereich einer Relais spule angeordnet und mit steuerbaren Halbleitern verbunden sind. Circuit arrangement for a contactless, electronic heavy current contactor The invention relates to a circuit arrangement for a contactless, electronic one Heavy current protection using one or more magnetic field-dependent resistors, arranged in the magnetic field of a relay coil and with controllable semiconductors are connected.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung fUr ein kontaktioses Relais, bestehend aus einem lektromognetischen Steuerkreis mit einer Spule, in deren Magnetfeld sich ein magnetfeldobhängiger Widerstand befindet, und aus einem elektronischen Scholtkreis, bekanntgeworden, bei welcher der magnetfeldabhdngige Widerstand mit einem Vorwiderstand in Reihe geschaltet und eit eine Transistor verbunden ist, der seinerseits it einem Schalttronsistor in Verbindung steht, der den eigentlichen Scholtvorgang zu einem Lastwiderstand je nach Ansteuerung seiner Basis vornioet.There is already a circuit arrangement for a contactless relay, consisting of an electromagnetic control circuit with a coil in its magnetic field there is a magnetic field-dependent resistor, and an electronic one Scholtkreis, became known, in which the magnetic field-dependent resistance with a series resistor connected in series and connected to a transistor, the in turn it is connected to a switching transistor, which is the actual Scholt process to a load resistance depending on the control of its base vorioet.

Diese bekannte Schaltungsanordnung fur ein kontaktloses Relais erfordert jedoch das Vorhandensein einer Gleichspannung zur Durchführung der Steueraufgaben, wobei fUr normale Schaltaufgaben zwei Transistorenrerwendet werden mUssen.This known circuit arrangement for a contactless relay requires however, the presence of a DC voltage to carry out the control tasks, where two transistors have to be used for normal switching tasks.

Es ist ferner eine Einrichtung zum kontaktlosen Schalten von Starkstromkreisen bekanntgeworden, bei welcher als Schaltelement ein magnetisch und/oder elektronisch steuerbarer elektronischer Halbe leiterkörper in Verbindung mit besonderen Mitteln dient, welche die Verlustenergie des Halbleiterkörpers in der Ubergangszeit von größtem auf kleinsten Strom und/oder umgekehrt verringern.It is also a device for contactless switching of power circuits become known, in which a magnetic and / or electronic switching element controllable electronic half conductor body in connection with special means serves, which the energy loss of the semiconductor body in the transition time of Reduce the largest to the smallest current and / or vice versa.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Scholtungsonordnung fUr ein kontaktloses, elektronisches StarkstromschUtz unter Verwendung von einem oder mehreren mognetfeldabhungigen Widerständen, die im Kagnetfeldbereich einer Relais spule angeordnet und mit steuerbaren Halbleitern verbunden sind, zu schaffen, welches unmittelbar an die Stelle eines normalen mechanischen Starkstromschützes treten kann, welches jedoch infolge des Fehlens nechanischer Kontakte wesentlich betriebssicherer und durch seinen besonderen Scholtungsaufbau mit modernen elektronischen Schaltmitteln wesentlich kleiner, insbesondere flacher, aufgebaut werden kann. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Schaltungsanordnung der vorgenannten Art angegeben, welclie dadurch gekennzeichnet ist, daß das eine Ende des agnetfeldabhangigen Widerstandes Uber einen ohmschen Widerstand mit dem Gate bzw. Tor eines mit de Lastwiderstand und einer Wechselspannungsquelle in Reihe geschalteten Triac verbunden ist, wobei der Verbindungspunkt einerseits Uber einen Einstellregler mit dem einen Ausgang des Triac und andererseits it einem Kondensator verbunden ist, und das andere Ende des magnetfeldabhdngigen Widerstandes mit dem genannten Kondensator, mit dem anderen Ausgang des Triac und mit der Wechselstromquelle verbunden ist.The invention has set itself the task of a Scholtungsonordnung For a contactless, electronic high-voltage contactor using a or several magnetic field-dependent resistors, those in the magnetic field range a relay coil arranged and connected to controllable semiconductors, too create, which takes the place of a normal mechanical high-voltage contactor can occur, but this is essential due to the lack of mechanical contacts more reliable and due to its special circuit structure with modern electronic Switching means can be constructed much smaller, in particular flatter. To the The solution to the problem posed is a circuit arrangement of the aforementioned type indicated, welclie characterized in that one end of the agnetfeldabhangigen Resistance via an ohmic resistance with the gate or gate of one with the load resistance and an AC voltage source is connected in series triac, wherein the connection point on the one hand via a setting controller with one output of the triac and on the other hand it is connected to a capacitor, and the other end of the resistance depending on the magnetic field with the named capacitor, with the other Output of the triac and connected to the AC power source.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung weist den großen Vorteil auf, daß das StarkstronschUtz unmittelbar durch die Relaisspule und den magnetfeldabhangigen Widerstand im Wechselstromkreis gesteuert werden kann. Es ist also nicht erforderlich, wie bei dem kontaktlosen Relais, mit Tronsistorschaltung eine Glichspannung fUr die Versorgung vorzusehen. Ferner kasn das mit der angegebenen Schaltungsanordnung aufgebaute Starkstromschütz unmittelbar an die Stelle der bisher verwendeten mechanischen Starkstramschütze treten, ohne daß besondere zusitzliche Schaltungsmaßnahmen erforderlich sind.The circuit arrangement according to the invention has the great advantage on that the strong current protection directly through the relay coil and the magnetic field-dependent Resistance in the AC circuit can be controlled. So it is not necessary as in the contactless relay, with a tronsistor circuit, an equal voltage to be provided for the supply. Furthermore, this can be done with the specified circuit arrangement built-up high-voltage contactor directly in place of the previously used mechanical Heavy-duty contactors occur without the need for special additional circuit measures are.

G..aß einer besonderen Ausführungsform ist bei der Schaltungsanordnung gemaß der Erfindung zwischen dem einen Ausgang des Triac und dem Lostwiderstand eine Drossel mit eir- zum anderen Pol der Spannungsquelle führenden Kondensator geschaltet. Durch diese Anordnung wird verhindert, daß Störimpulse, die vor Schaltvorgang des Triac herrühren, in das Netz gelangen.G..ass a special embodiment is in the circuit arrangement according to the invention between the one output of the triac and the lost resistor a choke with a capacitor leading to the other pole of the voltage source switched. This arrangement prevents glitches before switching of the triac originate in the network.

Um die Niederfrequenz- und Hochfrequenzstörungen auszuschalten, kann ferner anstelle der Drossel und des Kondensators ein Nullspannungstrigger vorgesehen sein, der zwischen dem Gate bzw.To eliminate the low frequency and high frequency interference, can a zero voltage trigger is also provided instead of the choke and the capacitor between the gate resp.

Tor des Triac und einem zum magnetfeldabhängigen Widerstand fUhrunden Einstellregler geschaltet ist. Dieser Nullspannungstrigger schaltet immer beim Nulldurchgang der Sinusspannung den Triac ein bzw. aus. Dadurch kann auch die Funkenstörkombination entfallen.Gate of the triac and a resistor that is dependent on the magnetic field Adjuster is switched. This zero voltage trigger always switches at the zero crossing the sine voltage the triac on or off. This can also prevent the radio interference combination omitted.

Der Nullspannungstrigger besteht aus einer komplizierten integrierten Schaltung, die unter der Bezdichnung CA 3059 der Firma RCA Electronic Componentu vertrieben wird.The zero voltage trigger consists of a complicated integrated Circuit under the designation CA 3059 from RCA Electronic Componentu is distributed.

Anhand der Zeichnung soll am Beispiel von zwei bevorzugten Ausführungsforeen die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung näher erldutert werden.Based on the drawing, two preferred embodiments are to be used as an example the circuit arrangement according to the invention will be explained in more detail.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ausfuhrungsform der Schaltungsanordnung gemaß der Erfindung, Fig. 2 eine andere Ausfuhrungsform der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.In the drawing, FIG. 1 shows an embodiment of the circuit arrangement according to the invention, Fig. 2 shows another embodiment of the circuit arrangement according to the invention.

In Fig. 1 besteht die Schaltungsanordnung aus einer Relaisspule Sp mit den beiden AnschlUssen 1 und 2 fur die Steuerspannung.In Fig. 1 the circuit arrangement consists of a relay coil Sp with the two connections 1 and 2 for the control voltage.

Im Kognetfeldbereich der Steuer spule ist ein mugnetfeldabhängiger Widerstand M angeordnet, dessen Wert sich in Abhängigkeit der Stärke des magnetischen Feldes der Spule Sp ändert. Dieser magnetfeldab händige Widerstand ist Uber einen ohmschen Widerstand R mit dem Gate oder Tor G des Triac T verbunden.In the Kognetfeldbereich the control coil is a mugnetfeld-dependent Resistance M arranged, the value of which depends on the strength of the magnetic Field of the coil Sp changes. This magnetfeldab hand resistance is about a Ohmic resistance R connected to the gate or gate G of the triac T.

An diesem Verbindungspunkt ist ein Einstellregler P geschaltet, der mit dem einen Ausgang des Triac T verbunden ist. Gleichzeitig ist an den Verbindungspunkt ein Kondensator 01 gelegt, der mit dem anderen Ende des magnetfeldabhdngigen Widerstandes M verbunden ist.At this connection point, a setting regulator P is connected, the with which one output of the triac T is connected. At the same time is at the connection point a capacitor 01 is placed, which is connected to the other end of the magnetic field-dependent resistor M is connected.

Dieses Ende des magnetfeldabhngigen Widerstandes ist mit dem anderen Ausgang des Triac T und dem einen Pol einer Wechselspannungsquelle an der Klemme 3 verbunden. In dieser Leitung ist ferner noch eine Sicherung Si vorgesehen, die bei Uberbelastung eine Geftlhrdung des Triac T verhindern soll.This end of the magnetic field-dependent resistance is with the other Output of the Triac T and one pole of an AC voltage source at the terminal 3 connected. A fuse Si is also provided in this line, which to prevent the Triac T from being jeopardized in the event of overload.

Der andere Pol der Wechselspannungsquelle liegt auf der Klemme 4, an welche auch die Last L geschaltet ist. Das andere Ende der Last L liegt an der Klemme 5, die Uber eine Entstördrossel Dr an das eine Ende des Triac T geschaltet ist. Es ist ferner ein Kondensator C2 vorgesehen, der die Wechselspannungsquelle und den Lastwiderstond L UberbrUckt und in Verbindung mit der Drossel Dr zur Vermeidung von Niederfrequenz und Hochfrequenzstörungen dient.The other pole of the AC voltage source is on terminal 4, to which the load L is also connected. The other end of the load L is on the Terminal 5, which is connected to one end of the triac T via an interference suppression choke Dr is. A capacitor C2 is also provided, which is the AC voltage source and the load resistance L bridged and in connection with the choke Dr for avoidance of low frequency and high frequency interference.

Die Funktion der Schaltungsanordnung ist dabei wie folgt.The function of the circuit arrangement is as follows.

Je nach der Erregung der Spule Sp wird auf den magnetfeldabhöngigen Widerstand n ein magnetisches Feld einwirken. In diesem Falle hundert der magnetfeldabhdngige Widerstand M seinen Wert, wodurch die Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R und dem Gote G sich mindert. Dadurch wird der ZUndpunkt des Triac eingestellt, und dieser wird leitend, was bedeutet, daß die Last L lit der vollen Wechselspannung beaufschlagt wird. Wird der Strom in der Spule Sp ausgeschaltet, so bricht das Magnetfeld zusammen und der magnetfeldabhängige Widerstand M nimmt seinen Ruhewert an. Dadurch wird die Spannung am Gate wieder auf den ursprünglichen Wert gebracht, und der Triac T wird nicht leitend. Damit ist die Wechsel spannung von der Last L abgeschaltet.Depending on the excitation of the coil Sp is dependent on the magnetic field Resistance n act a magnetic field. In this case a hundred of the magnetic field-dependent Resistance M its value, reducing the voltage at the connection point between the resistor R and the Goth G diminishes. This becomes the end point of the triac set, and this becomes conductive, which means that the load L lit the full AC voltage is applied. If the current in the coil Sp is switched off, so the magnetic field collapses and the resistance M, which is dependent on the magnetic field, increases its resting value. This will bring the voltage on the gate back to the original level Brought value, and the triac T is not conductive. This is the alternating voltage disconnected from the load L.

Die Sicherung Si kann eine Thermosich@rung, eine wieder einstellbare Magnetschaltersicherung oder eine elektronische Sicherung sein.The fuse Si can be a thermal fuse, an adjustable one Be a magnetic switch fuse or an electronic fuse.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemtiß Fig. 1 dargestellt.In Fig. 2 is a modified embodiment of the circuit arrangement shown in FIG.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurde die Drossel Dr und der Kondensator C2 weggelassen. Statt dessen ist zwischen das Gate des Triac T und den Einstellregler Pl, der zum magnetfeldabhängigen Widerstand n fUhrt, ein Nullspannungstrigger NST geschaltet. Die zwei anderen Eingang des Nullspannungstriggers sind an den Wideran stand R und/das andere Ende des magnetfeldabhängigen Widerstand des M, das zur Wechselspannungsquelle fUhrt, geschaltet. Dieser Nullspannungstrigger ist ein integrierter Schaltkreis, der unter der Bezeichnung CA 3059 von der Firma RCA Electronic Components vertrieben wird. Durch diesen Nullspannungstrigger wird erreicht, daß der Triac immer nur beim Nulldurchgang der Sinusspannung ein- und ausgeschaltet wird, wodurch keine Niederfrequenz- und Hochfrequenzstörungen entstehen. Damit kann die in Fig. 1 gezeigte Funkentstörkombinotion, bestehend aus der Drossel Dr und dem Kondensator C2, entfallen.In the embodiment shown, the throttle Dr and the Capacitor C2 omitted. Instead, between the gate of the triac T and the Adjustment controller Pl, which leads to the magnetic field-dependent resistance n, a zero voltage trigger IS switched. The two other inputs of the zero voltage trigger are connected to the resistor stood R and / the other end of the magnetic field-dependent resistance of the M, which is to the AC voltage source leads, switched. This zero voltage trigger is an integrated circuit, the one under the Designation CA 3059 from RCA Electronic Components is distributed. This zero voltage trigger ensures that the triac is only switched on and off at the zero crossing of the sinusoidal voltage, whereby no low-frequency or high-frequency interference occurs. This can be used in Fig. 1 radio interference suppression combination, consisting of the choke Dr and the capacitor C2, are omitted.

Claims

Circuit arrangement for contactless, electronic high-voltage protection, using one or more magnetic field-dependent resistors that arranged in the magnetic field area of a relay coil and with controllable semiconductors are connected, characterized in that one end of the magnetic field-dependent Resistance (M) via an ohmic resistor (R) to the gate or gate (G) of a connected in series with the load resistor (L) and an alternating voltage source Triac (T) is connected and the connection point on the one hand via a setting controller (P) with one output of the triac (T) and the other with a capacitor (C1) connected, and that the other end of the magnetic field-dependent resistor (M) connected to the other output of the triac (T) and the AC power source.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that an interference suppression choke between the load resistor (L) and the one output of the triac (T) (Dr) with a capacitor leading to the other pole of the AC voltage source (C2) is switched.

3. Circuit arrangement still claim 1, characterized in that between the gate (G) of the triac (T) and an increasingly magnetic field-dependent resistor (n) leading setting regulator (P1) a zero voltage trigger built up as an integrated circuit (NST) is switched, the other inputs of which on the one hand via a resistor (R) with one output of the triac and on the other hand directly to the other end of the magnetic field-dependent resistor (M) is switched.

4. Circuit arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that between the mii- 'pole of the voltage source (3) and the other output of the triac (T) a thermal, magnetic or electrical Fuse (Si) is switched.