DE2212236C3 - Schaltungsanordnung für batteriebetriebene Feuerzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden einer Funkenstrecke in einem batteriebetriebenen Feuerzeug mit einem der Batterie über ein Betätigungsorgan zuschaltbaren, im wesentlichen aus einem Transistor und einem Übertrager gebildeten Wandler, einem durch den Wandler über ein Gleichrichterelement ladbaren Zündkondensator und einem Zündtransformator.

Bei derartigen bekannten Anordnungen wird die sehr geringe Spannung einer handelsüblichen Monozelle durch den Wandler auf die Ladespannung des Zündkondensators hochtransformiert, dessen Entladespannung dann wiederum über den Zündtransformator auf die Zündspannung der Funkenstrecke hochtransformiert werden muß.

Die Bemühung, derartige Schaltungsanordnungen auch in Taschenfeuerzeugen anzuwenden, scheiterte an deren Gewicht und Volumen, hauptsächlich im Hinblick auf die verwendbare Energiequelle. So war die Anwendung einer Knopfzelle bisher nicht möglich, da μ bei länger anhaltendem Betätigungsvorgang — wie dies beispielsweise immer dann geschieht, wenn der Benutzer des Feuerzeuges auch andere Personen noch Feuer geben will — eine unzulässig hohe Energieentnahme auftritt und zur schnellen Entleerung der Knopfzelle führt.

Durch die DE-OS 14 57 616 ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen zur Zündung des Brenngases eines Feuerzeuges bekanntgeworden, gemäß der an die Pole einer Spannungsquelle einerseits der Kollektor und andererseits über die Primärwicklung eines Transformators der Emitter eines Transistors angeschlossen ist, während die Basis dieses Transistors über einen Spannungsteiler, einen nachgeschalteten Widerstand und eine Rückkopplungswicklung des Transformators an der Spannungsquelle liegt

In der DE-AS 10 73 625 ist ein elektronisches Blitzlichtgerät mit Spannungsregelung der Speicherkapazität beschrieben. Die Ladung des Zündkondensators dieseü elektronischen Zündsystems beginnt, wenn die Entladung abläuft

Die DE-PS 10 83430 bezieht sich auf ein elektronisches Blitzlichtgerät mit einem aus einer Stromquelle niederer Gleichspannung über einen Spannungsformer mit hoher Gleichspannung aufzuladenden Speicherkondensator und mit einem den Umformer in Abhängigkeit von der am Speicherkondensator vorhandenen Spannung ein- bzw. ausschaltenden Relais, dem ein spannungsabhängiger Widerstand über einen stromverstärkenden Transistor einen von der Spannung am Speicherkondensator abhängigen Strom zuführt

Durch die DE-OS 20 37 069 ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Hochspannungsfunkens, mit einem Schaltkreis nach Art eines Sperr- oder Durchflußwandlers, der aus einer Quelle niedriger Gleichspannung gespeist wird und im Sekundärkreis seines Rückkopplungsübertragers mindestens zwei, in der Ausgangstellung eines Umschalters parallel geschalteten Ladekondensatoren aufweist, die nach Betätigung des Umschalters in Reihe geschaltet sind und über einen Transformator entladen werden, dessen Sekundärwicklung zu einer Funkenstrecke parallel liegt

Aus »Transistor-Schaltungstechnik« von H. Le η nartz und W. Taeger 1963/64, Md 127 ist eine Schaltung für Elektronenblitzgeräte bekannt bei der eine Spannung dem Steuerkreis des Wandlertransistors zugeführt wird und eine automatische Abschaltung mittels einer Diode, die in Funktion tritt, wenn der Effektivwert der Spannung an der Wicklung größer wird als die an der Basiswicklung entstehende Spannung, vorgesehen ist Eine weitere Schwierigkeit der bekannten Schaltungsanordnungen besteht hinsichtlich deren Zündsicherheit: Einerseits soll die Zeit vom Beginn der Oszillation des Wandlers bis zum Zündfunkenüberschlag mindestens so groß sein wie die Zeit, in welcher sich ein zündfähiges Gas-Luft-Gemisch bilden kann, andererseits sollte also auch die Zeit, welche vom Betätigungsbeginn des Feuerzeuges an verstreicht ehe die Flamme brennt, die Reaktionzeit des Benutzen nicht überschreiten.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine zündsichere Schaltungsanordnung mit geringem Gewicht und Volumen, insbesondere der Verwendung in Taschenfeuerzeugen, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine dem Entladestrom des zündkondensators entsprechende Spannung abgegriffen und diese dem Steuerkreis des Wandlertransistors zugeführt wird, wobei die Spannung bei einer bestimmten Höhe und Polarität die Schwingungen des Wandlertransistors unterbricht

Bei einer derartigen Maßnahme wird der Batterie — unabhängig von der Betätigungsdauer des Feuerzeuges — bei jedem Betätigungsvorgang praktisch immer nur so viel Energie entnommen, wie zur Ladung des Zündkondensators erforderlich ist, so daß sogar eine Knopfzelle als Energiequelle angewendet werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Spannung an einem Widerstand im Entladestromkreis des Zündkondensators abgenommen und über eine Diode der Steuerelektrode eines die Basis des Wanalertransistors abschaltenden elektronischen Schalter zugeführt

Gemäß der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, das Betätigungsorgan als Taster auszubilden, wobei der Taster in seiner Arbeitsstellung die Batterie einschaltet und in seiner Ruhestellung die Diode mit der Bezugselektrode der Batterie verbindet

Damit sind für jeden Zündvorgang exakt reproduzierbare Ausgangsbedingungen, vor allem hinsichtlich der Zeitkonstanten der Schaltungsanordnung, geschaffen, so daß deren- Zündsicherheit stets gewährleistet ist

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Basis des Wandlertransistors an die eine Ausgangselektrode des als elektronischer Schalter wirkenden Transistors geschaltet und dessen zweite Ausgangselektrode mit der Rückkopplungswicklung des Wandlers und dessen Basis mit der Diode verbunden.

Der übliche Wandler weist im allgemeinen nur einen Transistor auf, an dessen Ausgangselektrode die Primärwicklung und an dessen Basis die Rückkopplungswicklung des Wandlers geschaltet ist Die erfin- X) dungsgemäße Schaltungsmaßnahme ermöglicht infolge der zusätzlich im Wandlertransistor aufgebrachten Stromverstärkung bei gleichbleibend kurzer Ladezeit des Zündkondensators eine erhebliche Kapazitäts- und damit Volumenverringerung des Kondensators des Schwellwertschalters.

Des weiteren ist es gemäß der Erfindung vorteilhaft den Hilfstransistor komplementär — dotiert zum Transistor des Wandlers — auszubilden, da bei unterbrochener Oszillation des Wandlers, jedoch anhaltendem Betätigungsvorgang des Feuerzeuges, sich beide Transistoren in ihrem gesperrten Zustand befinden, so daß der Energiequelle dann praktisch nur die sehr geringen Sperrströme entnommen werden müssen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiel.··, näher erläutert, die Zeichnung zeigt das elektrische Schaltbild der Schaltungsanordnung.

Eine Batterie 1 ist über einen Taster 2 in dessen so Arbeitsstellung a einem Emtakt-Gleichspannungswandler zuschaltbar. Dieser Wandler besteht aus einem npn-dotierten Wandlertranristor 3, an dessen Kollektor die Primärwicklung 4.1 des Wandlers 4 geschaltet ist Die Basis liegt über einem Widerstand 5 am Kollektor eines zusätzlich eingebrachten, als elektronischen Schalter wirkenden pnp-dotierten Transistor 6, an dessen Emitter die Rückkopplungswicklung 4.2 des Wandlers 4 geschaltet ist Seine Basis erhält über einen Begrenzungswiderstand 8 und einen in Serie geschalte- w ten Kondensator 9 den Steuerstrom. Die Sekundärwicklung 43 des Wandlers 4 ist über ein Gleichrichterelement 10 einem Zündkondensator U zugeschaltet Im Entladekreis des Zündkondensators 11 liegt die Primärwicklung eines Zündtransformators 12, dessen μ Sekundärwicklung die zum Zünden der Flamme vorgesehene Zündstrecke 13 speist, zusammen mit der Hauptstrecke eines Thyristors 14 — dein Tor des Thyristors ;st ein Zündwiderstand 15 zugeschaltet — und einem Widerstand 16, Dieser Widerstand 16 ist über eine ihm anodenseitig zugeschaltete Diode 17 mit dem Kondensator 9 verbunden. In seiner Ruhestellung b überbrückt der Taster 2 den Kondensator 9, in dieser Stellung ist die Zuleitung der Batterie 1 zum Wandler unterbrochen.

Soll die Flamme des Feuerzeuges gezündet werden, so wird der Taster 2 vom Benutzer manuell aus seiner Ruhestellung b in seine Arbeitsstellung a gebracht Dann liefert die Batterie 1 die Energieversorgung für den Wandler, Ein der Batterie 1 und dem Taster 2 parallel geschalteter Pufferkondensator 18 verhindert unzulässig Stoßbelastungen der Zelle.

Durch das fortlaufende gleichzeitige öffnen und Sperren der beiden Transistoren wird aus der Gleichspannung der Batterie 1 in den Primärwicklungen 4.1 und 4.2 des Wandlers 4 eine pulsierende Gleichspannung erzeugt Diese Impulse werden -*n der Sekundärwicklung 43 hochtransformiert Mit dieser, sekundärseitigen Spannungsimpulsen wird je nach Anschluß der Sekundärwicklung 43 entweder in der geöffneten (Durchflußwandler) oder in der gesperrten Phase (Sperrwiidler) des Wandlertransistors 3 und des als elektronischen Schalter dienenden Transistor 6 über das Gleichrichterelement 10 der Zündkondensator 11 aufgeladen.

Beim Erreichen einer definierten Ladespannung zündet der Thyristor 14, d. h. seine Hauptstrecke wird leitend, und der Zündkondensator 11 entlädt sich über die Primärwicklung des Zündtransformators 12 und den Widerstand 16. Dadurch wird in der Sekundärwicklung des Zündtransformators 12 ein Hochspannungsimpuls induziert, wodurch die Zündstrecke 13 gezündet wird.

Nun wird während der Ladezeit des Zündkondensators U der Kondensator 9 infolge des durch den Begrenzungswiderstand 8 fließenden Steuerstroms des Wandlers geringfügig geladen. Bei der Entladung des Zündkondensators 11 entsteht über dem Widerstand 16 eine Spannung, welche über die Diode 17 dem Kondensator 9 als Sperrspannung für den elektronischen Schalter zugeführt wird, so daß letzterer sicher in seinen nichtleitenden Zustand gebracht wird. Damit ist die Oszillation des Wandlers unterbrochen. Gleichzeitig wird also dem Wandlertransistor 3 der Steuerstrom entzogen, so daß auch dieser Wandlertransistor in seinen gesperrten Zustand gelangt Dies hat den Vorteil, daß bei einer anhaltenden Betätigung des Feuerzeuges, also auch des Tasters 2 die Batterie 1 praktisch nur noch mit den sehr geringen Sperrströmen des Wandlertransi stors 3 und des elektronischen Schalters 6 belastet ist. Hirt in Serie zum Kondensator 9 an die Batterie geschalteter Widerstand 19 liefert dem Kondensator 9 den ebenfalls nur sehr geringen Ladestrom nach.

Ist der Betätigungsvorgang des Feuerzeuges beendet, so gelangt der Taster 2 wieder in seine Ruhestellung b zurück. In dieser Stellung ist der Wandler stromlos, der Kondensator 9 wird über den Taster 2 vollständig entladen. Damit ist gewährleistet, daß zu Beginn eines jeden Betätigungsvorganges stets gleiche Ausgangsbedingungen vorliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   U Schaltungsanordnung zum Zünden einer Funkenstrecke in einem batteriebetriebenen Feuerzeug mit einem der Batterie über ein Betätigungsorgan zuschaltbdren, im wesentlichen aus einem Transistor und einem Übertrager gebildeten Wandler, einem durch den Wandler über ein Gleichrichterelement ladbaren Zündkondensator und einem Zündtransformator, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Entladestrom des Zündkondensators (11) entsprechende Spannung abgegriffen und diese dem Steuerkreis des Wandlertransistors (3) zugeführt wird, wobei die Spannung bei einer bestimmten Höhe und Polarität die Schwingungen des Wandlertransistors unterbricht
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Spannung an einem Widerstand (16) im Entladestromkreis des Zündkondensators (11) abgenommen und über eine Diode (17) der Steuerelektrode eines die Basis des Wandlertrannstors (3) abschaltenden elektronischen Schalters (6) zugeführt ist
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Betätigungsorgan als Taster (2) ausgebildet ist, daß der Taster in seiner Arbeitsstellung (a) die Batterie (1) einschaltet und in seiner Ruhestellung (b) die Diode (17) mit der Bezugselektrode der Batterie verbindet
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Basis des Wandlertransistors (3) an die eine Ausgangselektrode des als elektronischer Schalter wirkenden Transistors (6) geschaltet ist und daß dessen zweite Ausgangselektrode mit der RückkoppJungswickhing (4.2) des Wandlers und dessen Basis mit der Diode (17) verbunden ist
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (6) komplementär zum Wandlertransistor (3) ausgebildetist