DE2347930A1

DE2347930A1 - ELECTRONIC DEVICE FOR SUPPLYING A CONSUMER WITH PULSES OF CONSTANT VOLTAGE

Info

Publication number: DE2347930A1
Application number: DE19732347930
Authority: DE
Inventors: Jean-Bernard Pulzer
Original assignee: STOPPANI SA
Current assignee: STOPPANI SA
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-09-24
Publication date: 1974-04-11
Also published as: IT993415B; GB1426009A; CH571791A5; US3918425A; FR2200696B1; NL7313190A; FR2200696A1

Description

29.98829,988

Stoppani S.A.; Etablissements pour la mecanique de precision et l'electro-mecanique,Stoppani S.A .; Establishments pour la mecanique de precision et l'electro-mecanique,

3000 Bern (Kanton Bern, Schweiz), Könizstrasse 29, und Jean-Bernard PULZER, Elektrofachmann, 2114 Fleurier (Kanton Neuenburg, Schweiz), Areuse 4a3000 Bern (Canton Bern, Switzerland), Könizstrasse 29, and Jean-Bernard PULZER, electrical specialist, 2114 Fleurier (Canton of Neuchâtel, Switzerland), Areuse 4a

"Elektronische Vorrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers mit Impulsen konstanter Spannung""Electronic device for supplying a consumer with pulses of constant voltage "

Die Erfindung befasst sich mit einer elektrischen Vorrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers mit Impulsen konstanter Spannung, bei der ein mit einer elektrischen Energiequelle verbundener Oszillator dafür verwendet wird, einen Kondensator aufzuladen, der dann über den Verbraucher mittels eines Thyristors entladen wird.The invention relates to an electrical device for supplying a load with pulses of constant voltage, in which a with an electrical energy source connected oscillator is used to charge a capacitor, which then by means of the consumer a thyristor is discharged.

Bei einer solchen Vorrichtung ist es notwendig, über einen Schaltkreis zu Verfugen, der es gestattet, die Kondensatorspannung in der Weise zu steuern, dass die Funktion des Oszillators dann unterbrochen werden kann, wenn der Ladungszustand des Kondensators soweit gediehen ist, dass dieser eine konstante Spannung mit Sicherheit erreicht hat, d.h. eine von der Versorgungsquelle unabhängige. In such a device it is necessary to have a circuit Grouting that allows the capacitor voltage to be controlled in such a way that that the function of the oscillator can be interrupted when the state of charge of the capacitor has grown so far that it is constant Voltage has definitely reached, i.e. one that is independent of the supply source.

Es sind Vorrichtungen dieser Art bekannt, die die Spannung des Kondensators oder eines Teils desselben dazu verwenden, den Blockierschaltkreis des Oszillators in Tätigkeit zu setzen. Diese Systeme haben den Nachteil, eine langsame Entladung des Kondensators zu bewirken und dementsprechend eine periodische Neuinbetriebsetzung des Oszillators auch dann zu erfordern, wenn der Thyristor nicht gestartet wurde. Ausserdem kann man dem Thy-There are devices of this type known that the voltage of the capacitor or use part of it to activate the blocking circuit of the oscillator. These systems have the disadvantage to cause a slow discharge of the capacitor and accordingly to require a periodic restart of the oscillator, if the thyristor has not started. In addition, the Thy-

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ristor vorwerfen, bei Extremtemperaturen eine zu lange Leitzeit zu haben, was in diesem Fall ein normales Funktionieren des Oszillators verhindert.accuse ristor of having too long a conduction time at extreme temperatures, which in this case prevents normal functioning of the oscillator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteilen abzuhelfen,The invention is based on the object of remedying these disadvantages,

Weiterhin hat sie zur Aufgabe, diese Vorrichtung dazu zu verwenden, die Primärwicklung einer Zündspule eines Explosionsmotors zu versorgen.It also has the task of using this device to To supply the primary winding of an ignition coil of an explosion engine.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung eines Hilfskondensators das Blockieren des Oszillators steuert, der dann durch das Einschalten eines elektronischen Schalters neu gestartet wird, welcher die Entladung des genannten Hilfskondensators bewirkt, um den Thyristor zu starten, wobei letzterer vorzugsweise mit einem das Löschen erleichternden, induktiven Element versehen ist.The inventive device is characterized in that the Charging an auxiliary capacitor controls the blocking of the oscillator, which is then restarted by switching on an electronic switch which causes the discharge of said auxiliary capacitor to to start the thyristor, the latter preferably being provided with an inductive element that facilitates erasure.

Erfolgt die Verwendung für die Versorgung einer Zündspule eines Explosionsmotors, dann sind die genannten Vorrichtungen mit einem von dem Motor betätigten Steuerorgan verbunden und ausserdem mit der Primärwicklung einer Zündspule und mit der Batterie. Wenn die Versorgungskabel zu lang sind, oder wenn die Befestigung der Vorrichtung keinen guten Kontakt mit der Masse des Fahrzeugs sicherstellt, können parasitäre Impulse vom mit dem Steuerorgan verbundenen Kabel erfasst werden. Diese Impulse beruhen auf dem Funktionieren des Oszillators, der wichtige Stromspitzen . absorbiert. Auf der anderen Seite erfordert die Verwendung eines mechanischen Unterbrechers für die Steuerung der Vorrichtung einen mit einem geeigneten Filter versehenen Schaltkreis, um Aufpralleffekte zu unterdrücken.If it is used to supply an ignition coil of an explosion engine, then said devices are connected to a control element operated by the motor and also to the primary winding an ignition coil and with the battery. When the supply cables are too are long, or if the attachment of the device does not ensure good contact with the mass of the vehicle, parasitic impulses may emanate from the cables connected to the control unit are detected. These impulses are based on the functioning of the oscillator, the important current spikes. absorbed. On the other hand, the use of a mechanical breaker to control the device requires one with one circuit equipped with a suitable filter to suppress impact effects.

Um auch diese Nachteile zu beseitigen, ist die erfindungsgemässe Vorrichtung auch dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten des elektronischen Schalters über einen Schaltkreis erhalten wird, der während des Funktionierens des Oszillators verriegelt wird und durch ein vom Motor betätigtesIn order to eliminate these disadvantages as well, the device according to the invention also characterized in that turning on the electronic Switch is obtained via a circuit that is interlocked during the functioning of the oscillator and by a operated by the motor

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ORIGINAL INSPECSffiDORIGINAL INSPECSffiD

- 7347930- 7347930

Organ angetrieben wird.Organ is driven.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf das beigefügte Schalt schema Ausführungsformen erläutert werden.Further features and advantages essential to the invention can be found in the following Description in the with reference to the attached circuit diagram Embodiments are explained.

Um auch diese Nachteile zu beseitigen, ist die Vorrichtung nach der Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten des elektronischen Schalters erhalten wird über einen Schaltkreis, der während des Funktionierens des Oszillators verriegelt wird und durch ein vom Motor angetriebenes Organ erregt wird.In order to eliminate these disadvantages as well, the device is according to the invention also characterized in that the switching on of the electronic switch is obtained via a circuit that is active during operation of the oscillator is locked and is energized by an organ driven by the motor.

Die nachfolgende Beschreibung und das beigefügte Schema zeigen ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung und deren erfindungsgemässe Verwendung.The following description and the attached diagram show an exemplary embodiment of the device and its use according to the invention.

Diese Ausführungsform ist dazu bestimmt, an einem Motor angebracht zu werden, der für eine konventionelle Zündung vorgesehen ist, d.h. einem solchen, der eine Zündspule 4 und einen Unterbrecher 3 aufweist. Letzterer weist einen festen Kontakt 3a und einen beweglichen Kontakt 3b auf, die durch die Rotation des Motors angetrieben werden, welcher die Öffnungen und die sukzessiven Schliessungen der Kontakte bewirkt.This embodiment is intended to be attached to an engine intended for conventional ignition, i.e. a one that has an ignition coil 4 and an interrupter 3. The latter has a fixed contact 3a and a movable contact 3b, which are driven by the rotation of the motor, which the openings and the causes successive closings of contacts.

Die Zündspule 4 weist eine Sekundär-Hochspannungswicklung 4b auf, die mit einem Funkenbildner 5 (Zündkerze) verbunden ist und eine Primärwicklung 4a, die bei der konventionellen Zündanlage von einem durch den Unterbrecher 3 zerhackten Strom durchquert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die zwischen die Kontakte C und D geschaltete Primärwicklung 4a dazu bestimmt, von den durch die Vorrichtung 7 erzeugten Im-. pulsen durchquert zu werden, welche in der Sekundärwicklung 4b genügende Spannungen erzeugen, um an den Zündkerzen Funken zu bilden. Diese Impulse werden durch das Entladen eines Kondensators Cl mittels eines Thyristors T7 gebildet und an die Primärwicklung 4a der Zündspule über einThe ignition coil 4 has a secondary high-voltage winding 4b, which is connected to a spark generator 5 (spark plug) and a primary winding 4a, which is traversed by a current chopped up by the interrupter 3 in the conventional ignition system. In the illustrated embodiment the primary winding 4a connected between the contacts C and D is intended to be used by the Im- generated by the device 7. pulses to be traversed, which generate sufficient voltages in the secondary winding 4b to form sparks at the spark plugs. These impulses are formed by discharging a capacitor Cl by means of a thyristor T7 and connected to the primary winding 4a of the ignition coil via a

_ 4 i.,098 1 h/0330_ 4 i., 098 1 h / 0330

Indukti ons element 8 angelegt. Dieses Element besteht aus einer L-Spule parallel mit einem Widerstand R8 und hat zur Funktion, die Löschung des Thyristors T7 zu erleichtern. Der Schaltkreis, welcher das Einschalten des Thyristors T7 bewirkt, wird später im Detail beschrieben.Induction element 8 applied. This element consists of an L-coil in parallel with a resistor R8 and its function is to facilitate the deletion of the thyristor T7. The circuit that turns on of the thyristor T7 will be described in detail later.

Die Ladung des Kondensators Cl wird erhalten über einen Oszillatorschaltkreis. Dafür ist die Sekundärwicklung 6c eines Transformators 6 einerseits mit der Masse und andererseits mit dem Kondensator Cl über eine Diode Dl verbunden. Das andere Ende des Kondensators Cl ist mit dem Kontakt C verbunden, welcher seinerseits über eine Diode D2 parallel zur Primärwicklung 4a der Zündspule mit der Masse verbunden ist.The charge of the capacitor C1 is obtained via an oscillator circuit. For this, the secondary winding 6c of a transformer 6 is connected on the one hand to ground and on the other hand to the capacitor C1 via a diode Dl connected. The other end of the capacitor Cl is connected to the contact C, which in turn is parallel to the primary winding via a diode D2 4a of the ignition coil is connected to ground.

Die Versorgung der Vorrichtung erfolgt aus einer Batterie 1, die über den Kontakt 2 mit dem Kontakt A verbunden ist. Die Spannung wird angelegt an die Primärwicklung 6a des Transformators des Oszillators, und zwar über den Transistor T2. Die Basis des Transistors T2 ist mit dem Emitter des Transistors Tl verbunden, dessen Kollektor mit dem mittleren Steckkontakt des Primärwicklungsteils 6a verbunden ist und deren Basis durch die Reaktionsspannung der Wicklung 6b erregt wird. Das andere Ende dieser Wicklung ist einerseits mit der Masse über einen Widerstand R14 und andererseits mit dem Punkt E über einen Widerstand Rl 5 verbunden, der eine Polarisierspannung an der Basis des Transistors Tl liefert, um den Oszillator zu starten. Während des Betriebs des Oszillators wird periodisch an der Basis des genannten Transistors Tl eine positive Spannung abgenommen, die die Transistoren Tl und T2 leitend macht. Während des Alternierens, bei dem die Transistoren Tl und T2 blockiert sind, würde an der genannten Basis ohne die Diode D4 eine zur für die Ladung des Kondensators Cl verwendete Spannung der Sekundärwicklung 4c proportionale, negative Spannung gemessen. Die Verwendung einer Diode D4 zwischen der Masse und der Basis des Transistors Tl gestattet es einerseits, die Basis dieses Transistors zu schützen und andererseits diese Spannung am anderen Ende der WicklungThe device is supplied from a battery 1, which is connected to the Contact 2 is connected to contact A. The voltage is applied to the primary winding 6a of the transformer of the oscillator, namely via the transistor T2. The base of the transistor T2 is connected to the emitter of the Connected transistor Tl, whose collector is connected to the middle plug contact of the primary winding part 6a and whose base is connected to the reaction voltage the winding 6b is energized. The other end of this winding is on the one hand connected to ground via a resistor R14 and on the other hand connected to point E via a resistor Rl 5, which has a polarizing voltage at the base of the transistor Tl supplies to start the oscillator. During the operation of the oscillator is periodic at the base of said transistor Tl picked up a positive voltage which makes the transistors Tl and T2 conductive. While alternating, at which the transistors T1 and T2 are blocked, one would be used for charging the capacitor C1 at the base mentioned without the diode D4 Voltage of the secondary winding 4c proportional, negative voltage measured. The use of a diode D4 between the ground and the base of the transistor Tl makes it possible on the one hand to protect the base of this transistor and on the other hand to protect this voltage at the other end of the winding

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— O —- O -

-s- P347930-s- P347930

6b zurückzugewinnen, um über eine Diode D3 einen Hilfskondensator C2 zu laden, der dazu bestimmt ist, das Blockieren des Oszillators zu steuern.6b to recover an auxiliary capacitor C2 via a diode D3 load, which is intended to control the blocking of the oscillator.

Das Blockieren des Oszillators wird sichergestellt durch einen Transistor T3, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors Tl und dessen Emitter mit der Masse verbunden ist. Die Basis des genannten Transistors T3 weist einen mit der Masse verbundenen Widerstand RIl auf und ist mit dem Kontakt A mit einem Thyristor T5 über einen Widerstand B, 13 verbunden. Der Thyristor T5 wird dann ausgelöst, wenn der Kondensator C2 geladen ist und bewirkt die Leitfähigkeit des Transistors TS. Dementsprechend wird das Gitter des Thyristors T5, das einen an die Basis des Transistors T3 angeschalteten Widerstand R 12 aufweist, mit dem Kondensator C2 über eine Zenerdiode Zl verbunden. Ein Steuerimpuls am Gitter eines Thyristors T6 bewirkt die Entladung des Kondensators C2 über einen Widerstand R9, den Thyristor T6, das Gitter des Thyristors T7 parallel zum Widerstand R7 und das induktive Element 8. Diese Entladung steuert einerseits das Auslösen des Hauptthyristors T7 und andererseits das Löschen des Thyristors T 5, indem an der Anode des letzteren ein negativer Impuls über einen Kondensator C3 angelegt wird, der zwischen den Anoden der Thyristoren T5 und T6 geschaltet ist. Durch Ausnutzen der Entladung des Kondensators C2 für das Auslösen des Thyristors T7 steht eine sehr starke Impulswirkung zur Verfügung, die auch dann konstant bleibt, wenn bei der Versorgungsspannung beträchtliche Änderungen eintreten. Bei hohen Temperaturen jedoch können die an den Kondensator C2 angeschalteten Elemente kleine Fluchtströme aufweisen, die den Kondensator auslösen und dementsprechend ein neues Einschalten der Vorrichtung 7 nach einer langen Unterbrechung des Oszillators verhindern könnten. Um diesen Nachteil zu beseitigen,, ist der Kondensator C2 mit dem Kontakt A über einen grosswertigen Widerstand RIO verbunden, der es also gestattet, evtl. Pluchtströme zu kompensieren.The blocking of the oscillator is ensured by a transistor T3, whose collector with the base of the transistor Tl and its emitter is connected to the ground. The base of said transistor T3 has a resistor RIl connected to ground and is connected to the contact A is connected to a thyristor T5 via a resistor B, 13. Of the Thyristor T5 is triggered when capacitor C2 is charged and causes the conductivity of the transistor TS. Accordingly, will the grid of the thyristor T5, which has a resistor R 12 connected to the base of the transistor T3, with the capacitor C2 a Zener diode Zl connected. A control pulse on the grid of a thyristor T6 causes the capacitor C2 to discharge through a resistor R9, the thyristor T6, the grid of the thyristor T7 parallel to the resistor R7 and the inductive element 8. This discharge controls, on the one hand, the triggering of the main thyristor T7 and, on the other hand, the extinction of the thyristor T 5 by applying a negative pulse to the anode of the latter through a capacitor C3, which is placed between the anodes of the thyristors T5 and T6 is switched. By using the discharge of the capacitor C2 to trigger the thyristor T7, there is a very strong one Pulse effect available, which remains constant even if there are significant changes in the supply voltage. At high temperatures however, the elements connected to the capacitor C2 can have small escape currents which trigger the capacitor and accordingly a new switch-on of the device 7 after a long interruption of the oscillator. To eliminate this disadvantage, the capacitor C2 is connected to the contact A via a large-value resistor RIO, which therefore allows for any leakage currents to compensate.

Der Steuerimpuls des Thyristors T6, der über eine Diode D7 an das GitterThe control pulse of the thyristor T6, which is sent to the grid via a diode D7

' 409815/033 0'409815/033 0

- 6 - ο q L 7 Q Ί Γι- 6 - ο q L 7 Q Ί Γι

.des genannten Thyristors T6 angeschlossen ist, welcher zwischen seinem Gitter und seiner Kathode einen Widerstand R6 aufweist, wird erhalten bei der Öffnung der Kontakte des Unterbrechers 3 durch das Aufladen eines Kondensators C4 durch eine Diode D6 und die Widerstände Rl, R2, R4, die in Serie mit dem Kondensator verbunden sind. Ein Kondensator C5, welcher einerseits zwischen die Widerstände Rl und R2 und-andererseits an die Masse angeschaltet ist, hat die Funktion, zu vermeiden, dass Spannungsspitzen an dem Kontakt A über den Kondensator C4 Auslöseimpulse bewirken können. Das Schliessen der Kontakte des Unterbrechers 3 gestattet es, dass der Kondensator C4 sich über die Widerstände R3, R5 und R4 auflädt. Die Zeitkonstante dieses Schaltkreises wird in der Weise bestimmt, dass die Aufprallwirkungen der Kontakte 3a und 3b keine parasitären Auslösungen bewirken können. Auf der anderen Seite werden die von diesem Steuerschaltkreis für das Starten des Thyristors T6 gelieferten Impulse vom Transistor T8 während des Funktionierens des Oszillators kurzgeschlossen. Dafür wird der Kollektor des Transistors T8 an die Verbindung zwischen dem Widerstand R4 und der Anode der Diode DI geschaltet, wobei der Emitter dieses Transistors T8 an die Masse angelegt ist. Die Basis dieses Transistors T8 weist einen an die Masse angeschlossenen Widerstand Rl 6 auf und ist über einen Widerstand R17 mit dem Punkt E verbunden. Während des Betriebes des Oszillators, d.h. wenn der Thyristor T5 blockiert ist, wird die Versorgungsspannung über den Widerstand R13 und eine Diode D5 an den Punkt E angeschlossen, die zwischen die Anode des Thyristors T5 oder den Punkt E geschaltet ist. Diese Schaltung wird stabilisiert durch eine Zenerdiode Z2, welche zwischen Kontakt E und die Masse geschaltet ist; sie liefert einerseits eine Erregerspannung des Transistors T8 und andererseits die Polarisationsspannung für den Transistor Tl, die für das Starten des Oszillators notwendig ist..of said thyristor T6, which has a resistor R6 between its grid and its cathode, is obtained when the contacts of the interrupter 3 are opened by charging a capacitor C4 through a diode D6 and the resistors R1, R2, R4, the connected in series with the capacitor. A capacitor C5, which is connected on the one hand between the resistors R1 and R2 and on the other hand to the ground, has the function of preventing voltage peaks at the contact A from causing triggering pulses via the capacitor C4. Closing the contacts of the breaker 3 allows the capacitor C4 to charge through the resistors R3, R5 and R4. The time constant of this circuit is determined in such a way that the impact effects of the contacts 3a and 3b cannot cause parasitic trips. On the other hand, the pulses supplied by this control circuit for starting the thyristor T6 are short-circuited by the transistor T8 while the oscillator is functioning. For this, the collector of the transistor T8 is connected to the connection between the resistor R4 and the anode of the diode DI , the emitter of this transistor T8 being connected to ground. The base of this transistor T8 has a resistor Rl 6 connected to ground and is connected to point E via a resistor R17. During the operation of the oscillator, ie when the thyristor T5 is blocked, the supply voltage is connected to the point E via the resistor R13 and a diode D5, which is connected between the anode of the thyristor T5 or the point E. This circuit is stabilized by a Zener diode Z2, which is connected between contact E and ground; it supplies on the one hand an excitation voltage of the transistor T8 and on the other hand the polarization voltage for the transistor Tl, which is necessary for starting the oscillator.

Patent claims:

09815/033009815/0330

Claims

29,988 claims:

1.) Electronic device for supplying a consumer with pulses of constant voltage, at the one with an electrical energy source connected oscillator is used to charge a capacitor, which is then discharged via the consumer by means of a thyristor is, characterized in that the charging of an auxiliary capacitor controls the blocking of the oscillator, which is then restarted by switching on an electronic switch that controls the Discharge of said auxiliary capacitor for the purpose of starting the thyristor causes.

2. Apparatus according to claim 1 for the supply of the primary winding an ignition coil of an explosion engine, characterized in that the switching on of the electronic switch via a during the The function of the oscillator is locked and is effected by a control circuit which is energized by the motor.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a secondary winding (6b) of a transformer, which supplies the necessary reaction voltage for exciting the oscillator, is used for this purpose the auxiliary capacitor (C2) to one to that of the capacitor (Cl) proportional and independent of the electrical energy source To charge tension.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that a transistor (T3) is used to generate the excitation voltage of the oscillator then to lower it briefly when the capacitor (Cl) is charged,

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wherein the base of said transistor (T3) via a thyristor (T5) is supplied, which controls the short-circuit, and its starting is controlled by charging the auxiliary capacitor (C2) and its extinction by means of a triggering of the electronic switch caused impulse takes place.

5. Apparatus according to claim 1 and 4, characterized in that that said electronic switch is also a thyristor (T6), the starting of which causes the discharge of the auxiliary capacitor, on the one hand is intended to start the main thyristor (T7) and on the other hand to extinguish the short-circuit control thyristor (T5) by means of a Ensure coupling capacitor (C3), which is connected between the anodes of the said thyristors (T5, T6).

6. Apparatus according to claim 1, 3 and 4, characterized in that the grid of the short-circuit control thyristor (T5) by means of a Zener diode is connected to the named auxiliary capacitor, which on the one hand is also connected to the named secondary winding (6b) via a diode and on the other hand is connected to the electrical power source via a high-quality resistor.

7. The device according to claim 1, characterized in that the discharge circuit of the capacitor (Cl) has an inductance (L) which is connected between the cathode of the main thyristor (T7) and the ground.

8. The device according to claim 2, characterized in that a thyristor (T8) is connected to the circuit in such a way that the triggering of the electronic circuit is prevented by its input being short-circuited to ground during the operating time of the oscillator.

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7 3Ll9 3Π 7 3Ll 9 3Π

9. The device according to claim 2, characterized in that the motor-driven member is a mechanical breaker of conventional type which is connected to the electrical energy source through two series resistors between which a decoupling capacitor is connected (C5).

10. The device according to claim 2 and 9, characterized in that a control pulse through the opening of the breaker contacts Charge of a control pulse capacitor (C4) is generated, which is connected to the Interrupter is connected via a diode (D6) and to the ground via a resistor (R3) so that the said capacitor is only connected via this Resistance can discharge when the breaker contacts are closed. (3).

11. The device according to claim 2, 8, 9 and 10, characterized in that that said control pulse to the electronic switch from the other End of the control pulse capacitor (C4) is applied, whereby the said other end also has a resistor (R5) connected to ground and to the contacts to which the transistor (T8) is connected connected to the control circuit.

12. The device according to claim 4 and 8, characterized in that the connected to the control circuit thyristor (8) by a Current is made conductive, which is tapped from the anode of the thyristor (T5) for controlling the short-circuiting when it is blocked.

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