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Kennwort: "Halteelektronik" Steuereinrichtung für eine Magneteph@@
Die Erfindung betri@@@ e@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ spule mit
einem Transister z@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ spule, einer Einrichtung
zur @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ nach dem Einschalten sow@e @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
den Kondensator.
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Aus der GB-PS 899 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
tenden Magnetsp@@@ e@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ Einschaltphase
der ma@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ wird. Nach beende @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
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sistor Teil ein@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ vorgeschaltet
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@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ten Magnetspule mit @@m schwingender @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
parallel
zum einen Brückenwiderstend ein Kondensator liegt, dessen Ladestrom eine BrUckenverstimmung
und dailt tF4 Unterbrechung der Oszillatorschwingung verurmacht, was zum vorübergehenden
Dauereinschalten der Leistungsschaltstufe und damit vollem Einschalten der Magnetspule
führt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß der
Brückenwiderstand und der dazu parallelgeschaltete Kondensator an einen Schalter
angeschlossen sind; der beide an positive oder negatives Spannungspotential zu legen
vermag. Beim Anlegen an positives Potential lädt sich der Kondensator auf. Während
dieser Aufladung ist im Brtckenquerzweig eine positive Spannung vorhanden, die den
Oszillater übersteuert, wodurch ein dauerndes Durchsteuern des Transistors der Leistungsschaltstufe
bewirkt wird. Nach Beendigung des Aufladevorganges schwingt der Oszillator wieder
normal die Oszillatorschwingung steuert dann das Ein-Aus-Schaltverhältnis über den
Transistor derart, daß durch die Magnetspule nur ein pulsierender und in seinem
Mittelwert verminderter Strom 1 Zum Abschalten der MAgnetspule wird über den Schalter
an den den parallelgeschalteter Kondensator aufweisenden Brückenzweig eine positive
Spannung gelegte wodurch der Oszillator aufgrund der im Brückenquerzweig vorhandenen
Übersteuerungsspannung ausgeschaltet wird, so daß der TRansistor sperrt und damit
die Magnetspale abschaltet, Gleichzeitig entlädt sich der Kondensator über die Diede.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist d a d u r c h g
ek e n n z e i c h n e t, daß die Leistungsschaltstufe aus der Kombination zwee
er Transistoren besteht, von denen der erste Transistor (PNP-Transistor) als eigentlicher
Schalttransistor vorgesehen ist, dessen Basis Uber einen Kondensator von der Gezillatorstufe
angesteuert wird, während an den Kollektor dieses Transisors die Basis des zweiten
Transistors (NPN-Transistor) angeschlossen ist, dessen Emitter über eine Diede und
einen Vorwiderstand
am Oszillatorausgang liegt, während sein Xollektor
über einen Vorwiderstand mit der Basis des Schalttransistors verbunden ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß im Falle eines Kurzschlußes an der Magnetspule
der Schalttransistor zwar Uber den Kondensator kurzzeitig eingeschaltet wird, dann
aber durch den zweiten Transistor (Sicherheitstransistor) gesperrt wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
anhand von Schaltskizzen und Diagrammen veranschaulicht. Dabei zeigen: Fig. 1 eine
Schaltskizze der Steuereinrichtung einer Magnetspule mit einem Umschalter zum Ansteuern,
Fig. 2 eine im wesentlichen gleiche Schaltskizze, bei der jedoch zur Ansteuerung
der Steuereinrichtung ein Transistor als Schalter vorgesehen ist, Fig. 3 ein Diagramm
der Oazillator-Eingangsspannung und der davon abhängigen Frequenz, Fig. 4 ein Diagramm
der Oszillator-Ausga paenun-g und des davon hervorgerufenen Spulenstromes und Fig.
5 ein Diagramm der Brückenquerzweigspannung bzw.
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Oszillator-Eingangsspannung.
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Mit 1 und 2 sind in Fig. 1 zwei Leitungen bezeichnet, an die das negative
und das positive Potential einer nicht dargestellten Spannungsquelle angeschlossen
ist. Ein Umschalter 3 ist mit seinem einen Festkontakt 4 an die Leitung 1 (Punkt
A) und mit seinem anderen Festkontakt 5 an die Leitung 2 (Punkt B) angeschlossen.
Der Umschaltkontakt 6 dieses Umschalters ist mit einem Widerstand 7 verbunden, der
zusammen mit Widerständen 8, 9, 10 eine Widerstandsbrückenschaltung bildet. Parallel
zum
Widerstand 7 liegt ein Kondensator 11. An diesen guß dem Widerstand
7 und dem Kondensator 11 bestehenden Brilckenzweig ist an seinem vom Umschalter
3 abgewandten Ende eine Diode 12 angeschlossen, die andererseits an der Leitung
2 (+) liegt. Im Brückenquerzweig (B 1, B 2) liegen über Jeweils einen Vorwiderstand
13, 14 die Eingänge 15 und 16 eines Verstärkers 17, der zusammen mit einem Kondensator
18 und den Widerständen 13, 14 und 19 einen Oszillator bildet. Der Ausgang 20 des
Verstärkers 17 ist über einen Widerstand 21 im Punkt C an die Leitung 1 angeschlossen.
Im Punkt D liegt der Verstärker außerdem an der Leitung 2. An den Ausgang 20 des
Oszillators ist über einen Kondensator 22 und einen Widerstand 23 die Basis eines
Schalttransistors 24 (PNP-Transistor) angeschlossen. Uber einen Widerstand 25 liegt
diese Basis außerdem an der Leitung 1 (-), an der auch der Emitter dieses Transistors
24 angeschlossen ist, dessen Kollektor den Anschluß für eine Magnetspule 26 bildet,
die mit ihrem einen Ende an der Leitung 2 liegt. Parallel zur Magnetspule 26 liegt
am Kollektor des Transistors 24 eine Freilaufdiode 27. Ebenfalls an den Kollektor
dieses Transistors 24 ist über einem Widerstand 28 die Basis eines Transistors 29
(NPN) (Kurzschlußsicherung) angeschlossen, dessen Kollektor an dem Kondensator 22
und dem Widerstand 23 angeschlossen ist und dessen Emitter über eine Diode 30 und
einen Widerstand 31 am Ausgang 20 des Oszillators liegt. Zwischen der Basis des
Transistors 29 und dessen Emitter ist noch ein Widerstand 32 vorgesehen.
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Wie in Flug. 2 gezeigt ist, kann als Schalter zum Ansteuern der Steuerell-srichtur-s
auch ein Transistor 3 t vorgesehen sein, an dessen Basis eine negative Spannung
zum'Durchsteuern anlegbar ist und dessen Kollektor über einen Widerstand 33 an der
Leitung 1 (-) liegt, während sein Emitter an die Leitung 2 (+) angeschlossen ist.
Der mit dem parallelgeschalteten Kondensator 11 versehene Brückenzweig (Widerstand
7) ist dabei an den Kollektor des Transistors 3' angeschlossen.
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Wie aus den Diagrammen Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich ist, schwingt der
Oszillator bei einer Spannung zwischen den beiden Brückenquerzweigpunkten B 1 und
B 2, die zwischen -ul und +u1 beträgt.
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Dabei verändert sich die Schwingfrequenz des Oszillator mit der angelegten
Spannung nach der Beziehung
Darin sind C = Kapazität von 18 R = Widerstand von 13 V = Widerstand von 19 Widerstand
von 14 Für die Schwingfrequenz ergibt sich aus di?.sem Zusammenhang der in Fig.
3 aufgezeigte Kurvenverlauf. Das mit der Frequenz im Zusammenhang stehende Tastverhältnis
(Einschaltzeit zu Ausschaltzeit des Oszillators) ändert sich damit für Werte von
ue (Eingengsspannung am Oszillator) zwischen Null und ud zwischen den Maximalwerten
# und #. D.h. die Dauer der Einschaltimpulse steigt von Null bis zur Dauereinschaltung
an, während die dazwischenliegenden Ausschaltzeiten im umgekehrten Verhältnis absinken.
Dieses Tastverhältnis wird durch: Wahl der t- Eingangsspannung (in der Widerstandsbrückenschaltung)
so eingestellt, daß die bereits angezogene Spule durch den sich ergebenden Mittel
wert des pulsierenden Stromes I bei minimaler Leistungsaufnahme gehalten wird (Fig.
4).
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Zum Einschalten der Magnetspule wird der Enschalter 3 in die in Fig.
1 dargestellte Stellung gebracht bzw. der TRansistor 3' gesperrt. Dabei lädt sich
der Kondensator 11 auf, wobei zwischen den Brückenquerzweigpunkten B1 und B2 die
Spannung über den Wert u1 ansteigt (Fig. 5). Der Einschaltimpuls des Gezillators
für
den Transistor 24 geht dabei in einen Dauerimpuis Uber, bis durch die teilweise
Aufladung des Kondensators die Spannung unter den Wert ul abgesunken ist. Dann beginnt
der Oszillator wieder zu schwingen, wobei das Tastverhältnis bis zum Erreichen der
durch die Brückenschaltung festgelegte positiven Eingangaspannung absinkt.
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Zum Abschalten der MagnetspUle wird der Umschaltkontakt in seine mit
"Aus" bezeicEmete Stellung gebracht, in der der Umschaltkontakt 6 mit dem Festkontakt
5 verbunden ist, bzw. der Transistor 3' wird durch Ansteuern mit einer negativen
Vorspannung durchgesteuert. Dadurch liegt der Anschlußpunkt des BrUckenzweiges 7,
11 an negativem Spannungspotential, so daß am BrUckenquerzweig nun eine negative
Spannung anliegt, die größer ist als -u1. Dadurch wird der Oszillator ebenfalls
Ubersteuert, so daß der Transistor 24 sperrt und damit die Magnetspule abschaltet.
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Der Kondensator 11 entlädt sich dabei über die Diode 12 und den Umschalter
3 bzw. den Transistor 3' sehr schnell, so das die Kapazität zum erneuten Elnschalten
wer Steuereinrichtung sehr kurzfristig wieder zur Ver@@gung steht.
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Liegt an der Magnetspule ein Kurzschluß vor, so wird die Basis des
NPN-Transistors 29 negative wodurch dieser sperrt und damit die Basis des PNP-Schalt-transistors
an positiver Spannung liegt, so daß auch dieser sperrt und die Magnetspule abschaltet.
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Beim Einschalten der Magnetspule liegt an der Basis des Transistors
29 ebenfalls negative Spannung ani durch den Kondensator 22 wird jedoch ein kurzzeitiges
Durchateuern des Schalttransistors 24 ermöglicht, wodurch an dessen Kollektor und
damit an der Basis des Transistors 29 kurzzeitig positive Spannung anliegt, so daß
die Magnatspule eingeschaltet werden kann.