DE2354676A1 - Elektronisches schaltgeraet - Google Patents

Elektronisches schaltgeraet

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DE2354676A1
DE2354676A1 DE19732354676 DE2354676A DE2354676A1 DE 2354676 A1 DE2354676 A1 DE 2354676A1 DE 19732354676 DE19732354676 DE 19732354676 DE 2354676 A DE2354676 A DE 2354676A DE 2354676 A1 DE2354676 A1 DE 2354676A1
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parallel
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • H03K17/955Proximity switches using a capacitive detector

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Description

527 CUMM EE JSACH KaiserstraSa ι '-Ί
MERTEN KG
Elektronisches Schaltgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Scha!tgerätr das über insgesamt zwei Außenleitungen einerseits an eine Spannungsquelle und andererseits an einen Verbraucher anschließbar ist, enthaltend wenigstens einen berührungslos wirkenden Fühler, der vom Lastsfrom oder der Netzspannung gespeist wird und dessen gleichgerichtete uncPanäTog zum Annäherungszusvand sich ändernde Ausgangsspannung einem Signalgeber und dessen Ausganossignal einem elektronischen Schaltelement ν zugeführt wird.
Ein bekanntes Schaltgerät besteht aus einem von außen durch ein AAetaiitei! be-? dämpfbaren Oszillator, ein vom Oszillator Lriätigtes elektronisches Schaltelement, einem Thyristor und einem zwischen dem Oszillator und dem Thyristor liegenden Kipp verstärker, der in Abhängigkeit vom Bedämpfungszustand des Oszillators den Thyristor durchsteuert. Ferner hat das Schaltgerät eine Speise schaltung zur Erzeugung der für den Oszillator und den Kippverstärker erforderlichen HÜfsspannung.
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Die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hüfsspannung für Jon Oszillator und dem Ι^ΐρρ-verstärker besteht aus · iner in Reihe mit der Schaltstrecke des Thyristors liegenden Zenerdiode und einem parallel zur Schaltstrecke des Thyristors liegenden relativ hocnohmigen Hilfswiderstand.
Unabhängig davon, ob der Thyristor geschlossen ist oder nicht, wird immer ein Strom über die Zenerdiode geführt, der an der Zenerdiode in Form der Zenerspannung, die für den Oszillator erforderliche Speisespannung erzeugt.
Der Oszillator dieses bekannten Schaltbrettes besteht aus einem in Emitterschaltung betriebenen Transistor. Im Kollektorkreis liegt ein L-C-Schwingkreis. Die Oszillatorspannung wird am Kollektor des Transistors über einen Koppelkondensator abgegriffen und entsprechend gleichgerichtet, geglättet und dem Kippverstärker zugeführt. Von hier ab erfolgt die SignaIauswertung über einen separaten Steuerstromkreis. Zum Beispiel läßt sich durch das Steuersignal eine zwischen dem Thyristor und dem Kippverstärker geschaltete bistabile Kippstufe (Flip - Flop ) schalten, so daß durch das erste Annähern an den Oszillator das Gerät eingeschaltet und durch das zweite Annähern ausgeschaltet werden kann»
Dern bekannten Schaltgeräf wird also von der Wechselspannungsquelle eine Außenleitung über die Last und nur eine weitere Außenleitung direkt zugeführt und die Speisespannung für den Oszillator im Schaltgerät selbst vom Laststrom abgeleitet. Des Ausgangssignal des Oszillators wird innerhalb des Gerätes über einen separaten Steuerstromkreis ausgewertet.
Will man den Oszillator oder den Oszillator mit dem Kippverstärker räumlich von der übrigen Steuerschaltung trennen, um z.B. unter räumlich beengten Bedingungen Schalt-
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vorgänge aufzunehmen, oder um die Steuerschaltung nicht extremen mechanischen und klimafischen Belastungen auszusetzen, kann der Anschluß zwar, wie bereits beschrieben, über nur insgesamt zwei Außen leitungen erfolgen, jedoch zur Verbindung mit dem Oszilla-
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tor sind drei Leitungen erforderlich.
Es sind sogenannte Zweidraht-Gebor bekannt, die über insgesamt zwei Leitungen mit einem Schaltverstärker verbindbar sind.
Diese Signal-Geber bestehen aus einem Transistor-Oszi'lator, dessen Speisespannung über eine Leitung dem Oszillator zugeführt wird. Das an der Spule anstehende hochfrequente Streufeld bildet die Ansprechzone. Bei Eintauchen von Metall in das Streufeld wird dem Oszillator Energie entzogen,und die damit verbundene Änderung des Innenwiderstandes des Oszillators wird zur Ansteuerung des Schaltverstärkers genutzt. Im unbedämpften Zustand ist der Oszillator niederohmig, sein Innenwiderstand entsprechend klein. Der Arbeitsruhestrom hai einen bestimmten Wert. Durch Annäherung an den Oszillator wird dieser hochohmig, sein Innenwiderstand steigt an. Entsprechend sinkt die Stromaufnahme auf j inen geringeren Wert ab. Die Stromänderung erfolgt analog zum Grad der Bedämpfung des Oszillators, also auch analog zum Annäherungszustand des Metallgegenstandes. Die Stromänderung ist statisch wirksam, solange der Gegenstand im Wirkbereich des Fühlers ist. Man spricht in diesem Zusammenhang von einem dynamischen Arbeitspunkt, im Gegensatz zum statischen Arbeitspunkt, der durch die Ruhrströmaufnahme im ungedämpften Zustand des Oszillators gebildet wird. Vorteilhaft liegen der statische und der dynamische Arbeitspunkt weit auseinander, um bei Annäherung eines Gegenstandes an den Oszillator einen möglichst großen Stromabfall zu erreichen, Der Stromabfall läßt sich im Schaltverstärker in einer Auswertungsschwelle z.B. einem Trigger auswerten.
Auf diese Weise läßt sich der Fühler über insgesamt zwei Leitungen mit dem Schaltkreis verbinden und den äußeren Bedingungen, sei es durch geringe Abmessungen oder bei hohen mechanischen Beanspruchungen,in idealer Weise anpassen. Allerdings lassen sich bei der Arbeitsweise dieses Oszillator-Gebers nicht ohne weiteres
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mehrere Geber über eine Pc;al Ul schaltung cn *?<nen c,'err.3 ir samen Schaltkreis anschließen, UiTi z.B. von verschiedenen Punkten (Siellen) den Verbraucher ein- und auszuschalten. Vielmehr ist es ο rf order! ich, jeweils für eine bestimmte Anzahl parallel geschalteter Geber, z.B. 20, die Auswertungsschwelle im gemeinsamen Schaltkreis extern einzustellen. E?n werterer Nachteil dieser Geber ist in der relativ hohen Ruhestromaufnahme zu sehen. Da wie bereits erwähnt, bei einem Zweidraht-Schaltkreis a\e Speisespannung vom Laststrom oder der Netzspannung abgeleitet werden kann, addieren sich die Teilströme aller parallel geschalteten Geber, so daß im Extremfall der Verbraucher nicht vollständig ausgeschaltet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es,, ein berührungslos wirkendes Schaltgerät zu schaffen, an dem ohne Änderungen am gemeinsamen Schaltkreis mehrere Fühler über Je zwei Leitungen parallel geschaltet werden können. Außerdem soll das Schaltgerät (speziell der Fühler) eine geringe Dauerstromaufnuhme haben und eiren gesicherten Schaltzustand gegenüber Störungen vom Netz. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Ausgangssignal des Signalgebers der Speisespannung des Fühlers überlagert ist und in einer nachfolgenden Signalauswertungs-Schalrung abgegriffen wird.
'Bei der.i erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltgerät wird somit die gleichgerichtete und analog zum Annäherungszustand sich ändernde Ausgangsspannung des Fühlers einem Signalgeber zugeführt, der bei e^er bestimmten Annäherung an den Fühler ein Schaltsignal erzeugt, das unabhängig von der Dauer der Annäherung und vom Zeitpunkt des Wiederentfcrnens vom Fühler ist.
Fühler und Signalgeber lassen sich zu einer Baueinheit zusammenfassen und entweder direkt oder über eine zweiadrige Leitung mit dem Schaltkreis verbinden. Das Schaltsignal wird der Speisespannung des Fühlers überlagert und im Schaltkreis mittels einer Signalauswertung abgegriffen. Die Dauerstromaufnahme bleibi unabhängig davon, ob der Fühler bedämpft ist oder nicht nahezu konstant und kann so klein sein, daß sie gerade aus-
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reicht, um den Fühler zu speisen. Feiner \'£&. s!ch das Sc!ial;isgnal durch eine geeignete Beschaltung so formen, daß diese zusätzliche Belastung durch das Schaltsignal nur sehr kurze Zeit auft.Iit.
Durch diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Schaltgerätes lassen sich mehrere Fühler parallel schalten und an einen gemeinsamen Schaltkreis anschließen, ohne für eine bestimmte Anzahl von Fühlern die Ansprechschwelle im Schaltkreis neu .einstellen zu müssen, Vielmehr ist bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät die Ansprechschwelle unabhängig von der Dauerstromauvnahme dei Fühler. Sie ist eingestellt auf das der Speisespannung überlagerte Schaltsignal. Die Grenze für die Anzahl der parallel zu schaltenden Fühler ist theoretisch erst dann erreicht, wenn die Dauerstromaufnahme aller Fühler die Ansprechschwelle erreicht.
Um Störeinflüsse auszuschalten, ist es vorteilhaft, nur so viele Fühler parallel zu schalten, daß die Summe aller Dauerströme ( Betriebssrromgröße aller Fühler) mit einem Sicherheitsabstand unter der Signalstromschweüe in der Signal-Auswertung bleibt.
(auch Nadelirnpuls) Vorteilhaft dient als Schaltsigna! ein kurzer impuls, der immer dann ausgelöst wird, wenn eine bestimmte Annäherung an den Fühler gegeben ist, unabhängig von der Dauer der Annäherung unddem Zeitpunkt des Wiederentfemens vom Fühler.
Gemäß einem weiteren Morkmal der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, daß der Ausgang des Fühlers mit dem Eingang eines Impulsgebers verbunden ist.
Als Fühler können alle auf sich bewegende Gegenstände ansprechende Schaltungsanordnungen dienen, deren Ausgangssignal sich analog zum Annäherungszustand des Gegen-
fdenen; Standes verhält. Am besten sind hierfür hochohmige Oszillatoren geeignet, bei die aus der Schwingungsamplitude erzeugte Ausgangsgleichspannung^«dnäJ* sich in weiten Gren-
verhält ·
zen analog zum sich nähernden Gegenstand/l Ferner können die Oszillator-Fühler kapaz?-
tivlKS/oder induktiv wirken. Mit kapazitiven Fühlern ( Oszillatoren) läßt sich das erBlatt -6 -
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Hndungsgemäße Schaltgerät z.ö, in ctar Haüsinstaliaftons^echnik verwenden. Es spricht z.B. auf Annäherung des menschlichen Körpers an . Dabei beeinträchtigen Kleidungsstücke, z.B. Handschuhe die Schaltfunktion nicht. Mit mehreren parallel geschalteten Fühlern lassen sich ein oder mehrere Verbraucher von verschiedenen Stellen ein- und aus- sowie umschalten. Dadurch, aaß insgesamt nur zwei Außen leitungen zum Anschluß erforderlich sind, läßt sich das Schaltgerät ( Fühler + Schaltkreis ) in jeder vorhandenen Installation einbauen.
Der Impulsgeber läßt sich besonders einfach mit einem ι Halbleiter mit
negativer Kennlinie aufbauen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Ausgang des Oszillators ( Fühler) mii dem Eingang (Gate ) eines Un!junction-Transistors, insbesondere eines programmierbaren Un I juncf ion -Transistors, verbunden, desr-en Anoden-Kathcden-Strecke in Reihe mit einem Kondensator an Betriebsspannung ( Speisespannung ) und außerdem mir der Anode am Abgriff eines ohmschen Spannungsteilers iiegt.
im ungedämpften Zustand ist der Unijunct-ion-Transisror gesperrt„ Sobald eine Annäherung an den Fühler stattfindet, sinkt die Spannungsschwelle am Gate unter den Wert der Anodenschwe-lle, so daß die Anoden-Kathoden-Stregke durchgezündet wird. Dadurch kommt ein starker Ladungsstoß über den Kondensator zustande, der nur von einem ohmschen Widersrand im Zuge der Signalauswertungsschaltung begrenzt wird.
Die Signalauswertung erfolgt im gemeinsamen Schaltkreis aller Fühler. Hierzu dient ein ηiederahmiger Widerstand, der im Betriebsstrom'kreis Iiegt. Er ist so dimensioniert, daß sein Spannungsabfall sehr viel kleiner als die Betriebsspannung ist. Schaltet der Unijunction - Transistor durch, wird für eine gewisse Zeit volle Betriebsspannung an dem Widerstand anstehen. Dieser hohe Spannungspegel, der, wie bereits beschrieben,
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als Impuls am Widerstand an^tehr, Idßf sich z.B. über eine Zenerdiode als Schwelle abgreifen und der Basis eines Schalttransisfors zuführen. Am Kollektor des Schalttransistors entsteht ein kurzer Schaltimpuls mit voller Betriebsspannung, Nach einem weiteren Merkmai der Erfindung wird demgemäß vorge sch lagen, im Zuge der + oder - Leiiung zu den parallel geschalteten Fühlern einen nied^rohmigen Widerstand in Reihe zu schalten, dem die Reihencchaltung einer Zenerdiode, ggf. eines Basisvorwiderstande? und die Basis-Emitter-Strecke eines Schalttransistors parallel geschaltet sind.
Der Schaltimpuls des Schalttransistors dient in an sich bekannter Weise als Setzsignal für einen bistabilen Multivibrator (Flip-Flop).
Der bistabile Multivibrator ist so beschältet, daß durch Annäherung an den Fühler der Steuerimpuls am Setzeingang den Flip-Flop jeweils in die andere Lage bringt, durch die das elektronische Schaltelement, z.B. ein Triac leitend oder gesperrt, also der Verbraucher ein- oder ausgeschaltet ist.
Diese Schaltzusrände werden bei Netzausfall ebenso fixiert wie bei Netzstörungen aller Art während des Betriebes. Der Einschaltzustand des elektronischen Schalters (Triac ) kanr. nor durch Annäherung an den Fühler ,ausgelöst werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß parallel zur Betriebsspannungs-Leitup.g des Flip-Hop ein Kondensator und in Reihe zur Parallelschaltung von Kondensator und Flip-Flop eine Diode geschaltet ist. Vorausgesetzt, der Flip-Flop ist mit seiner Beschalrung hochohmig und der Kondensator mit entsprechend hoher Kapazität, dann läßt sich bei Netzspannungsausfall für eine bestimmte Zeit (z.B. 10 see.) die Betriebsspannung am Flip-Flop aufrechterhalten, da eine Entladung in Richtung Speisespannungsversorgung durch die Diode verhindert wird.
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Durch das Halten der Betriebsspannung am Flip-Hop wird der Schaltzustand Ein bei Netzausfall also eine gewisse Zeit !eng gespeichert, so daß der gleiche Schaltzustand bei Wiederkehr der Netzspannung gegeben ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung isfein zweiter Eingang des Flip-Flop's mit einem hochohmigen Spannungsteiler beschaltet, dessen einer Teil ein femperaturabhängiger Widerstand, vorzugsweise PTC-Widerstand an Betriebsspannung und mildem Abgriff am zweiten Eingang liegte Solange der temperaturabhängige Widerstand niederohrrrig ist, liegt am zweiten Eingang ein hohes negatives Potential. Wird durch Erwärmung der Widerstand hochohmig, erniedrigt sich das negative Potential und der Flip-Flop wird bei einer bestimmten Temperatur auf die Stellung " Schalter Aus " gebracht. Auf diese Weise wird eine Überlastung des Schaltkreises vermieden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vom Abgriff de; Spannungsteilers und parallel zum Festwiderstand ein Kondensator auf Bezugspotential geschaltet. Durch diese Maßnahme wird beim Anlegen der Netzspannung an das Schabgerät oder nach längerem Netzausfall bzw. beim Einschalten der Netzsicherung durch die Aufladung des Kondensators über den festwiderstand der Flip-Flop in die Vorzugslcge " Schalter Aus " gebracht, Die Wirkung dieser Einschaltsperre erfrlgl über den zweiten Eingang.
Mit einem Ausgang des Flip-Flop's wird ein hochohmiger Transistor z.B. FET-T angesteuert, der zum Zündkreis des elektronischen Schaltelementes 'Triac ) gehört. Der im Lastsfromkreis des Verbrauchers liegende elektronische Schalter (Triac ) v/ird mit geringem Phasenanschnitt betrieben, so daß bei Schalterstellung " Ein " der durch den Zündkreis bestimmte Phasenanschnittszipfel als Hilfsspannung für Fühler, Signalgeber, SignaIauswertung und Flip-Flop benutzt werden kann.
V/eitere Einzelheiten werden anhand der Zeichnung erläutert. Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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D:3 einzige.· Figur stellt den Schaltpiori eins; elektronischen Schaltgerätes mit einen berührungslos und kapazitiv wirkenden Fühler dar. Es gliedert sich in 7v/e> Teile, einem Fühierkreis 1 und einem Schaltkreis I!.
Der Fühlerkreis besteht aus einem von außen durch Annäherung z.B. der menschlichen Hand beeinflußbaren Oszillator K einem Signalgeber 2 und einer Leuchtdiode 3 zur Anzeige des Schaltzustandes.
Der Oszillator 1 des erfindungsgemäßen Schaltgerätes arbeitet mit einem in Kollektorschaltung betriebenen Transistor 4. Der Kollektor liegt über Widerstand 5 an Betriebsspannung Un (Gleichspannung) und mit seinem Emifterwiderstand ö (Abgleichwiderstand ) an Punkt "A" , einem Abgriff der Sehwingkreismdukiivität 7. Der Arbeitspunkr des Transistors 4 wird mit dem Basiswiderstand 8 bestimmt. Den frequenzbestimmenden Teil des Oszillators 1 bilden die Schwingkreisinduktivität 7 und die Schwingkreiskapazität 9, eine Spule und ein Kondensator.
j Zwischen der Basis des
Transistors 4 und dem heißen Ende des Schwingkreises liegt ein Kondensator 10, mit dem die Ankopplung an den Transistor 4 beeinflußbar ist. Durch die Beeinflussung dieser Ankopplung tritt, hauptsächlich eine kapazitive Ableitung über den menschlichen Körper ein, dadurch setzt die Schwingung aus.
Der Signalgeber 2 ist als Impulsgeber aufgebaut. Er besteht zunächst aus einer Gleichrichterdiode 11 und einem nachfolgenden Ladekondensator 12. Widerstand IC bestimmt die Ausgangsschwelle am Eingang des Impulserzeugers 14. Als Impulserzeuger dient ein Halbleiter mit negativer Kennlinie, ein programmierbarer Unijunction - Transistor 14, dessen hochohmiger Eingang ( Gate ) an Widerstand 13 liegt. Die Anoden - Kathoden - Strecke des Transistors 14 liegt
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in Reihe mit einem Kondensator Vj on Betrxbispannung Ujj und außerdem mif der Anode an Punkt " B " eines ohmschen Spannungsteilers mir den Widerständen 16 und 17. Die Kathode Hegt ujf M'nespotential. Der Kondensator 18 dient zur Verhinderung des Durchschaltens bei Sröreinflüssen in der Betriebsspannungsleitung.
Nähert sich dem Kondensator 10 z.B. eine Hand, so wird dadurch·die An kopplung an den TranSAs/tf^beeinflußt. Proportional zi"n Annäherungszustand ändert sich auch die Schwing·sngsampiitude. Durch did nachfolgende Gleichrichtung und Siebung *πτ£ Diode und Kondensator 12 verhält sich die gleichgerichtete Ausgangsspannung des Oszillators analog zürn Annäherungszustand. Diese Ausgangsgleichspannung v/ird an den Eingang des Transistors 14 gelegt. Im ungedämpften Zustand des Oszillators liegt die Schwelle an der Anode von Transistor 14 etwas höher, als die Gleichspannung om Eingang des Transistors 14. Der Transistor ist gesperrt. Sobald eine Annäherung cn den Kondsnsaior 10 stattfindet, sinkt die Spannungsschwelle am eingang des Transistors 14 unter den V/ert der Anoden-Spannungsschwelle, so daß es zum Durchzünden der An ode η-Kathode η-Strecke kommt. Dadurch kommt ein starker Ladungsstoß über den Kondensator 15 zustande, der als impuls über die ßetriebsspannungsleitung der Signalauswertung 19 zugeführt »wird. Während des Bedämpfungszustandes wirkt der Impuls-Schaltkreis ah Impuls-Generator. Diese Impulse sind jedoch kleiner als die Auswertungsschwelle der Signalauswertung 19, so daß ein neuer SchalMmpuls nicht erfolgt.
Der Fühlerkreis I ist vorteilhaft zu einer Baueinheit z.B. auf einer Platine zusammengefaßt und über Kontakte 20, 21 direkt mii-dem Schaltkreis H lösbar verbunden. In der Zeichnung sind zwei Fühlerkreise I parallel geschaltet und über Leitungen 22, 23 an die Kontakte 20, 21 geführt. Selbstverständlich können noch weitere Fühler angeschlossen werden, ebenso wie der Anschluß von nur einem Fühler möglich ist.
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Der Schaltkreis Il besteht zunäcnsr aus eiiio. Sijnalauswertonys-Schaltnng 19, in der die der Betriebsspannung überlagerter: impulse abgegriffen werden. Die Signalauswertung*- Schaltung besteht aus einem im Betriebsstromkreis Pegerden niederohrnigen Widerstand 24, Er ist so dimensioniert, όα& sein Spannungsabfall sehr viel kleiner ist als die Betriebsspannung. Im Falle des Durchschaltens des Transistors 14 wird jedoch für eine gewisse Zeit aufgrund der Kurzschlußverhältnisse im Fühhrkreis I volle Betriebsspannung an Widerstand 24 anstehen. Dieser hohe Sparnungspegel, der als kurzer Impuls an Widerstand 24 ansteht, wird über eine Zenerdiode 25 als Schwelle abgegriffen und der Basis eines Schalttransistors 26 zugeführt. Dem Widerstand 24 ist die Reihenschaltung aus Zenerdiode 25 der Basisvorwiderstand 27 und die Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors 26 parallel geschaltet. Am Kollektor des Transistors 26 entsteht ein kurzer Schaltimpuls mit voller Betriebsspannung, der als Setzsignal für einen bistabilen Multivibrator 28 (Flip-Flop ) dient. Zum Schutz gegen Störeinf!üsi.<? sind die Kondensatoren 29, 30 parallel zur Basis-Emitter-Strecke bzw. Basis-Kollektorstrecke des Transistors 26 geschaltet.
Durch die Wahl der Auswertungsschwelle an der Zenerdiode 25 kann erfaßt werden, ob ein Fühlerkreis bedämpft wurde. Die Anzchl der parallel geschalteten Fühlerkreise hängt lediglich von der Größe der Auswertungsschwelle ab. An einer vorgegebenen Ausv/ertungsschwelie z.B. 10OmA wird ein Impuls >100mA vom Fühler abgegriffen. Hat ein Fühlerkreis eine Dauerstromaufnahme von 1 mA, können je nach Wahl eines Sicherheitsabstandes zwischen der Auswertungsschwelle ( Zenerdiode 25 ) und der Gesamtbetriebsstromgröße ( aller Fühler ) z.B. von 50% der Auswertungsschwelle , 50 Fühler an den Schaltkreis angeschlossen werden.
Der bistabile Multivibrator 28 bildet einen weiteren Baustein des Schaltkreises 11. Der , bistabile Multivibrator 28 ist mit seiner Spannungsversorgung 31, 32 an einer von
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der Netzspannung abgezweigten Hiifüpani.j,;g eingeschlossen. Er ist φ be schaltet, daß bei Annäherung an den Fühlerkreis ! ( Kondensator 10 ) die Steuerimpulse am Setzeingang 33 ein Umkippen des bistabilen Multivibrators bewirken. Dem bistabilen MuIiI-vibrator 28 ist parallel zu eher Betriebsspannung ein Kondensator 34 und in Reihe zur Betriebsspannung eine Diode 35 geschaltet. Vorausgesetzt der Flip-Flop mit seiher Beschallung ist hochohmig, und der Kondensator 34 hat eine entsprechend; große Kapazität, dann läßt sich bei Netzausfall für eine gewisse Zeit die Bstriebsspcmnunjj am Flip-Flop aufrechterhalten, so daß der gleiche Schaltzustand bei Wiederanliegen der Netzspannung gegeben ist wie vor dem Nerzausfall.
Kondensator 34 und Diode 35 bilden also eine Signalsicherung gegen kurzzeitigen Netzousfall.
Der zweite Eingang 36 des bistabilen Multivibrators 28 ist mit einem hochohmigen Spannungsteiler 37, 38 beschaltet, dessen einer Teil 3/ temperaturQbhängiger Widerstand ( PTC-Widerstand ) an Betriebsspannung und an Punkt " C " am zweiten Eingang 36 liegt. Solange der Widerstand 37 niederohmig ist, liegt am zweiten Eingang 36 ein hohes negatives Potential. Wird durch Erwärmung der Widerstand J~.ochohmig, sinkt das negative Potential ab und der Flip-Flop in die Stellung "Schalter Aus" gebracht. Widerstand 37 und 38 bilden eine Sicherung gegen Übertemperatur.
Von Punkt "C" und parallel zu Widerstand 38 liegt ein Kondensator 39 auf Bezugspotential . Beim Anlegen der Netzspannung an den Schaltkreis, wie z.B. nach längerem ' Netzausfall bzw. beim Einschalten der Netzsicherung wird durch die Aufladung über Widerstand 37 des Kondensators 39 der Flip-Flop 28 in die Vorzugslage "Schalter Aus" gebracht. Die Wirkung dieser Einschaltsperre erfolgt über den zweiten Eingang 36. Der Einschaltzustand kann aber nur durch Annäherung an den Fühlerkreis ausgelöst werden.
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Mit dem Ausgang 40 des bistabilen Muhivioraiors 28 wird über einen Vorwiderstand ein hochohmiger Transistor, ein Feldeffekttransistor 42 angesteuert, der zum Zündkreis des elektronischen Sohaitelementes (Triac) 43 gehört. Der Zündkreis besteht aus der Reihenschaltung eine; Widerstandes 44 und eines Kondensators 45, dem die Drain-Su rce-S ti ecke des FET—rf-eftfisfofs- 42 parallel geschaltet ist. Der Punkt " D " ist über die Triggerdiede 46 an das Gate des Trico's 43 geschaltet. Vor dem Triac in Reihe zum Verbraucher 47 (Glühlampe) ist die Drossel· 48 geschaltet, die im Zusammenhang mit dem Netzkondencator 49 -une Entstörmaßnahme bildet.
Die Speiseschaltenjfür den Fühlerkrefs I, der Signalauswertungs-Schalrung und dem Signa I speicher 28 besteht aus der Reihenschaliung eines Widerstandes 50, eines Kondensators 51 und einer Zenerdiode 52, die zwischen Bezugspotential und Netzspannung geschaltet ist. Parnllei zur Zenerdiode 52 ist die Diode 53 in Reihe mit dem Kondensator 54 geschaltet.
Die Speissspannung wird direkt am Kondensator 54 abgegriffen. Bei Schalterstellung "Aus" sieht an der Reihenschaltung über Widerstand 50, Kondensator 51 und Zenerdicde 52 die volle Beiriebsspdnnung an. Bei Schalterstellung "Ein " steht der durch den Zündkreis bestimmte Phasenanschnittszipfel der Netzspannung als Speissspannung zur Verfügung.
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Claims (7)

- nf ■ If 527 GUMMERSBAGH 1Iz if haiiSetfiäm Kaiserstraße 150 MERTEN KG Patentansprüche :
1) ^ Elektronisches Schaltgeiät, das über insgesamt zwei Außer.'eitungen einerseits
an einer Spannungsqueüe und andererseits an oinen Verbraucher anschließbar
ist, enthaltend wenigstens einen berührungslos v/irkenden Fühler, der vom Last-Strom oder der Netzspannung gespeist wird und dessen gleichgerichtete uncTcnaleg zum Annäherungszustand sich ändernde Ausgangsspannung einem Signalgeber und dessenAusgangssignal einem elektronischen Schaltelement zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aurnanassignal des Signalgebers 2 der Speisespannung des Fühlerkreises I überlagert ist und in einer nachfolgenden Signalauswerrungs-Schaitung 19 abgegriffen wird.
2) Elektronisches Schaltgerät ...
nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Fühlers,
(Oszillator 1 ) mit dem Eingang eines Impulsgebers verbunden ist.
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3^ Elektronisches Schabgerät ...
nach Anspruch T und 2 dadurch gekennzeichnet·, daß der Ausgang des Oszillators 1 mit dem Eingang ( Gate ) eines Unjunction-Transistors 14,- insbesondere eines programmierbaren Unijunction-Transistor verbunden ist, dessen Anoden-Kathoden-Strecke in Reihe mit einem Kondensator 15 an Betriebsspannung (Speisespannung UjJ ) und außerdem mit der Anode am Abgriff "B" eines ohmschen Spannunosteilers 16, 17 Jiegt.
4) Elektronisches Schaltgerät ...
nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der +oder - Lei tung κυ den parallel geschalteten Fühlerkreisen I ein niederohmigcr_Widerstand 24 in Reihe geschaltet Ist, dem die Reihenschaltung einer Zenerdiode 25 ,des Basisvorwiderstandes 27 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 26 parallel geschaltet sind.
5) Elektronisches Schaltgerät ...
nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Spannungsversorgung 31, 32 des bistabilen Multivibrators 28 (Flip-Flop) ein Kondensator und in Reihe zur Parallelschaltung von Kondensator 34 und Flip-Flop 28 eine Diode 35 geschaltet ist.
6) Elektronisches Schaltgeröt...
nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang 36 des Fiip-Fipp's 28 mit einem hochohmigen Spannungsteiler 37,38 beschaltet ist, dessen einer Tei!,eip. temperaturabhängiger Widerstand 37, vorzugsweise PTC-Widerstand an Betriebsspannung und mit dem Abgriff " C " am zweiten
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Eingang 36 liegi. ^, 23 5 A 676
7) Elektronisches Schaltgerät ...
nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß vom Abgriff "C" des Spannungsteilers 37, 38 und parallel zum V'/iderstand 38 ein Kondensator 39 auf Bszugspotential geschaltet ist.
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DE2354676A 1973-11-02 1973-11-02 Berührungslos wirkendes elektronisches Schaltgerät Expired DE2354676C3 (de)

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