DE2356854B2 - Elektronischer Schalter - Google Patents

Description

5. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß bei Verwendung eines NPN-Transislors und emitterseitig angeordnetem Lastwiderstand und der Gleichsetzung eines von der Steuersignalquelle abgegebenen ersten Signals mit logisch NEIN, eines diesem gegenüber positiven zweiten Signals mit logisch JA als erstes ukd zweites Gatter (Gl. G 2) jeweils NOR-Gatter verwendet sind (F i g. 4).

6. Elektronischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang (E21) des zweiten Gatters (G 2) über einen gegenüber dem Lastwiderstand (RIs) relativ hochohmigen Widerstand (R A) mit dem zweiten Eingang (E22)des zweiten Gatters (G 2) verbunden ist und daß zwischen diesen zweiten Eingang (E 22) und den Lastsiromkreis-Schaltungspunkt (10) eine in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des Transistors (Ts I) gepolte Diode (D tjemgefügt ist (F i g. 5).

7 Elektronischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich rwt, daß zwischen den Laststromkreis-Schaltungspunkt (10) und den Lastwiderstand (RIs)eine für den Laststrom in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D2) eingefügt ist (F i g. 5).

8 Elektronischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net. daß parallel zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors (TsI) eine für den Laststrom in Sperrichtung gepolte Zenerdiode (D i) angeordnet •st(Fig.5).

9. Elektronischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach dem ÄC-Glied (R 3. C I)eine Störungsmeldeeinrichtung angeschaltet ist ( F i g. 5).

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Schalter entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Schalter dieser Art. wie sie z. B. aus der DT-AS 13 921 bekannt sind, werden in der Nachrichtentechnik zur Signalübertragung u. ä. verwendet, indem mit ihrer Hilfe Gleichstromkreise abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Das Schließen und öffnen eines solchen Gleichstromkreises geschieht hierbei mit Hilfe eines sogenannten Schalttransistors, dessen Kollektor-Emitterstrecke mit Hilfe eines Eingangssignals (Steuersignals) von einem hochohmigen in einen niederohmigen Zustand versetzt werden kann. Die Auswertung solcher Signale erfolgt häufig weit entfernt vom Schalttransistor z. B. mit Hilfe von Relais, die in den Gleichstromkreis eingefügt sind. Außerdem werden die von dem Gleichstrom durchflossenen Signaladern meist auch noch über Verteilereinrichtungen geführt Das Auftreten von Kurzschlüssen solcher Signaladern kann daher nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Hierbei wird meist der Lastwiderstand, also z. B. das Relais, kurzgeschlossen. Befindet sich die Kollektor-Emitterstrecke des Schalttransistors eines solchen elektronischen Schalters während eines Kurzschlusses des Lastwiderstandes im niederohmigen Zustand, so muß der Transistor eine gegenüber den normalen Betriebsverhältnissen wesentlich erhöhte Leistung aufnehmen. Um hierdurch eine Zerstörung des Schalttransistors zu verhindern, ist bei dem aus der DT-AS

»13921 bekannten elektronischen kurzschlußsicheren dtersystem vorgesehen, einen Laststromkreisihungspunkt mit einem zweiten Eingang einer ijenzschaltung zu verbinden, dessen erstem ug das zur Beeinflussung des Schalttransistors 5 sehene Steuersignal zugeführt is_ Die KoinzimzschaJtung ist so ausgelegt, dal ein einem Kurzhluß entsprechender Potenüalsprung am Laststromis-Schaltunjgspunkt die Sperrung des Schalttransiors zur Folge hat auch wenn dem ersten Eingang der io oinzidenzschahung ein Steuersignal anliegt das an ι den Scnaktransistor in den niederohmigen Zustand •rsetzen würde. Da jedoch bei diesem bekannten >«ektronischeri kurzschlußsicheren Schaltersystem am "Laststromkreis-Schaltungspunkt im Ruhezustand, also 15 ei wegen Fehlens eines Steuersignals gesperrtem lalttransistor, ebenfalls ein Potential vorhanden ist, , demjenigen entspricht, welches im Kurzschlußfall uftritt muß dieses Potential zum Einschalten des strecke in den niederohmigen Zustand steuernden Eingangssignals wirksam ist

Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe durch eine den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches entsprechende Ausbildung eines solchen elektronischen Schalttrs.

Insbesondere ist bei dem elektronischen Schalter nach der Erfindung vorgesehen, daß bei Verwendung eines PNP-Transistors und kollektorseitig angeordnetem Lastwiderstand und der Gleichsetzung eines von der Steuersignalquelle abgegebenen ersten Signals mit logisch NEIN, eines diesem gegenüber positiven zweiten SignaSs mit logisch JA, als erstes Gatter ein OR-Gatter und als zweites Gatter em NOR-Gatter verwendet ist oder daß bei Verwendung eines PNP-Transistors und emitterseitig angeordnetem Last-

•itt muli dieses roienuai zum tinscnaiien aes widerstand und der Gleichsetzung eines von der ilttransistors ersetzt werden. Dieser .»otentialersatz, 20 Steuersignaiquelte abgegebenen ersten Signals mit wird bei dem elektronischen kur/schlußsicheren logisch NEfN. eines diesem gegenüber positiven Schaltersystem mit Hilfe eines Taktgenerators bewirkt. zweiten Signals mit logisch JA als erstes™° Impulse mit einem Potential abgibt, das

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der kurze

zusammen mit dem Potential des Steuersignals die Koinzidenzschaltung überwinden und den Schaltiransi- 25 stör niederohmig steuern kann. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Taktgenerators über eine Entkopplung* diode ebenfalls mit dem zweiten Eingang der Koinzidenzschaltung verbunden.

Weitere Anordnungen, mit deren Hilfe es möglich ist. einen Schalttransistor vor Überströmen zu schützen, sind aus der DT-AS 20 27 310 und der DT-AS 12 02 826 bekannt. Die aus der DT AS 20 27 310 bekannte Schaltungsanordnung zum elektronischen Schutz einer Ausgangsschaltung im Empfänger einer Datenübertragungsanlage hat den Vorteil, daß sie nach Art einer OberstromsicSerung völlig unabhängig von der Art des verwendeten elektronischen Schalters in einen Gleichstromkreis eingefügt werden kann. Sie enthält einen Abschalttransistor, über dessen Kollektor-Emitterstrekke der Gleichstromkreis geführt i and einen Steuertransistor, der wiederum von dem Spannungsabfall an einem Meßwiderstand, der ebenfalls in den Gleichstromkreis eingefügt ist beeinflußt wird. Überschreitet der den Meßwiderstand durchtließende Strom einen bestimmten Wert so wird dadu~ch der Steuertransistor geöffnet und demzufolge der Abschalttransistor gesperrt. Bei der aus der DT-AS 12 02 826 bekannten Anordnung zur schnellen kontaktlosen Unterbrechung eines Stromes mittels einer Vierschichtentriode muß zur Sperrung der in den Gleichstromkreis eingefügten Vierschichtentriode eine St-omquelle vorgesehen werden, mit deren Hilfe ein entgegengesetzt zum L.aststrom fließender Sperrstrom durch die Vierschichtentriode gedrückt werden kann, wenn diese gesperrt werden soll.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen elektronischen Schalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß zum Wiedereinschalten des elektronischen Schalters kein von einem Taktgenerator abgeleitetes; Hilfsignal erforderlich ist und daß neben dem Schalt transistor kein weiterer in den Laststromkreis eingefügter und für den Laststrom auszulegender Transistor und auch keine Hilfsspannungsquellen erforderlich sind und dennoch eine beim Auftreten eines Lastwiderstand-Kurzschlusses erfolgende automatische Abschaltung des Schalttransistors nur für die Dauer eines den Schalttransistor mit seiner Kollektor-Emitter-

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Gatter jeweils NAND-Gatter verwendet sind und der Steuersignalquelle eine Invertierstufe nachgeschaltet ist oder daß bei Verwendung eines PNP-Transistors und kollektorseitig angeordnetem Lastwiderstand und der Gleichseizung eines von der Steuersignalquelle abgegebenen ersten Signals mit logisch NEIN, eines diesem gegenüber positiven zweiten Signals mit logiwh IA. als erstes Gauer ein UND-Gatter und als zweites Gatter ein NAND-Gatter verwendet ist und daß der SteuerMgnalquelle eine Invertierstufe nachgeschaltet ist. oder daß bei Verwendung eines N PN-Transistors und emiiterseitig angeordnetem Last widerstand und der Gleichseizung eines von der Steuersignalquelle abgegebenen ersten Signals mit logisch NEIN, eines diesem gegenüber positiven zweiten Signals mit logisch JA. als erstes und zweites Gatter jeweils NOR-Gatter verwendet sind.

Diese Beispiele für die weitere Ausgestaltung eines elektronischen Schalters nach der Erfindung sollen lediglich aufzeigen, daß die Erfindung weder durch die Art des verwendeten Transistors noch durch die entweder kollektorseitige oder emitierseitige Anordnung des Lastwiderstandes eingeengt wird. Werden, um den Schalttransistor mit seiner Kollektor Emiuerstrekke in den niederohmigen Zustand zu versetzen, von der Steuersignalquelle positive Signale abgegeben, so genügt es, der Steuersignalquelle im ersten und letzten Fall dieser Ausgestaltungen der Erfindung eine Invertierstufe nachzuschalten, und di^se Invertierstufe im zweiten und dritten Fall dieser Ausgestaltungen der Erfindung wegzulassen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweite Eingang des zweiten Gatters mit einem gegenüber dem Lastwiderstand relativ hochohmigen Widerstand verbunden ist und daß zwischen diesen zweiten Eingang und den Laststromkreis· Schal tungspunkt eine in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des Transistors gepolte Diode eingefügt ist

Mittels dieser Ausgestaltung des elektronischer Schalters nach der Erfindung kann das am Laststrom kreis-Schaltungspunkt bei gesperrtem Transistor unc das im Kuraschlußfall wirksame Potential durch ein voi der Steuersignalquelle über diesen hochohmigen Wider stand geliefertes Potential substituiert werden. Die: kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn das ai

dem Laststromkreis-Schaltungspunkt im Sperrzustand des Transistors bzw. im Kurzschlußfall wirksame Potential zur Verarbeitung in der Logik zwar vorzeichenrichtig ist, jedoch größenordnungsmäßig nicht geeignet ist.

Ferner kann bei dem elektronischen Schalter nach der Erfindung vorgesehen sein, daß zwischen den Laststromkreis-Schaltungspunkt und den Lastwiderstand eine für den Laststrom in Durchlaßrichtung gepolte Diode eingefügt ist.

Diese Diode verhindert in vorteilhafter Weise, daß im Laststromkreis ein die Betriebsstromrichtung umkehrendes Potential, welches z. B. in Folge eines Schaltungsfehlers auftreten kann, sich auf den Schalttranststor schädlich auswirken kann.

Schließlich ist vorgesehen, daß parallel zur Kollektor Emitterstrecke des Transistors eine für den Laststrom in Sperrichtung gepolte Zenerdiode angeordnet ist.

Diese Zenerdiode verhindert, daß der lediglich für dir Betriebsspannung bemessene und daher gegen Überlastung empfindliche Transistor durch eine beim Abschalten des Laststromes von der Induktivität des Lastwiderstandes auftretende Spannungsspitze gefährdet werden kann.

Ferner kann vor oder nach dem ÄC-Glied eine Störungsmeldeeinrichtung angeschaltet sein.

Durch diese Anschaltung kann auf einfache Weise das Auftreten eines Lastwiderstandkurzschlusses signalisiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von fünf Figuren noch näher erläutert. Dabei zeigen die

F i g. I bis 4 Prinzipschaltbilder des elektronischen Schalters, wie sie sich bei Verwendung eines PNP-Transistors oder eines NPN-Transistors bzw. eines kollektorseitig oder emitterseitig angeordneten Lastwider Standes ergeben, und

Fig.5 ein Schaltbild des elektronischen Schalters nach der Erfindung unter Verwendung eines PNP-Transistors und kollektorsei tig angeordnetem Lastwiderstand mit weiteren Einzelheiten der Schaltung.

Im einzelnen ist den F i g. 1 bis 4 zu entnehmen, daß ein Schalttransistor 7s1 mit seiner Kollektor-Emitterstrecke in einen Gleichstromkreis eingefügt ist. welcher zwischen den Anschlüssen 6 und 9 verläuft Der Transistor kann sowohl ein sogenannter PNP Transistor sein, wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt oder ein NPN-Transistor, wie in den Prinzipschaltbildern der Fig.2 und 4. Ein in den Gleichstromkreis eingefügter Lastwiderstand RIs kann entweder koilektorseitig im Gleichstromkreis angeordnet sein, wie dies in den Prinzipschaltangen nach den Fig. 1 and 2 der FaS ist oder emittersehig. wie in den Schaltungen nach den Fig.3 and 4. Der Lastwiderstand Rk ist in den PrinzipschaJtbildern der Fig.1 bis 4 als ohmscher Widerstand dargestellt, was jedoch nicht ausschließt, daß es sich bei diesem Widerstand z. B. um die Wickhing eines Relais handeln kann. Zar Steuerung des Sdraitzastandes des Transistors TsI vom niederohmigen Zustand seiner Koflektor-Emiuerstrecke in den hochohmigen Zustand dieser Strecke and umgekehrt ist ein von einer nicht dargestellten Steuenagnaiquene abgegebenes Steuersignal vorgesehen, das einem Schaltungspunkt 7 zugeführt ist

Um den Transistor FsI sperren zu können, auch wenn dem Schaltungspunkt 7 ein Steuersignal anliegt. ete geeignet ist. den Transistor 7*1 mit seiner KoUefitor-Ermtferstrrcke in den niedcrohmigen Zustand zu versetzen ir«i um diese Srx rrur.g fur die Dauer eines solchen gerade anliegenden Signals aufrechterhalten zi können, ist zwischen dem Schaltungspunkt 7 und einen Laststromkreis-Schaltungspunkt 10. welcher in deir Gleichstromkreis zwischen dem Transistor TsI und den Lastwiderstand RIs vorgesehen ist eime Logikschaltunj angeordnet. Diese Logikschaltung bewirkt eint Verknüpfung des Ausgangssignals des Transistors Ts\ mit dem am Schaltungspunkt 7 wirksamen Eingangssi gnal zur Erzielung einer erwünschten Wirkung, nämlicl·

ίο der Sperrung des Transistors TsI im Falle eine; Kurzschlusses des Lastwiderstandes RIs.

Bei den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Prinzip Schaltbildern eines elektronischen Schalters nach dei Erfindung ist vorausgesetzt daß der Transistor Ts\ jeweils durch ein von der Steuersignalquelle abgegebe nes erstes Signal mit seiner Kollektor-Emitterstrecke ir den leitenden Zustand versetzt werden soll und daß eir von der Steuersignakjuelle abgegebenes zweites Signal welches gegenüber dem ersten Signal positiv sein soll die Sperrung des Transistors 7V also die Unterbre chung des Stromflusses im Gleichstromkreis zwischer den Anschlüssen 6 und 9 zur Folge haben soll. Jedocr sollen die in den F i g. I bis 4 dargestellten Beispiele de: Aufbaus eines elektronischen Schalters nach dei Erfindung lediglich den Grundgedanken der Erfindung vermitteln. Verwendet man nämlich als zweites Signa ein gegenüber dem ersten Signal der Steuersignalquelle negatives Signal so genügt es unter Verwendung dei durch die dargestellten Beispiele vermittelten Lehre durch einen entsprechenden Austausch der Gatterschal tungen. die mit dem elektronischen Schalter nach dei Erfindung erwünschte Wirkung ebenfalls zu erzielen.

Bei den in den Fig.! bis 4 dargestellten Aus fühningsbeispielen sind zur Verknüpfung des Schal - 35 tungspunktes 10 mit dem Schaltungspunkt 7 und dei Eingangselektrode (Basiselektrode) des Transistors Ts\ im wesentlichen jeweils zwei Gatterschaltungen vorge sehen. Diese Gatterschaltungen Gl. Gl weisen jeweih zwei Eingänge £11, £12; £21. £22 sowie jeweils einer Ausgang Al und Al auf. Jeweils ein erster Eingang £11 £21 beider Gatter Gl. G2 ist mit dem Schaltungspunkt Ϊ verbunden, an den auch die Steuersignalquelle ange schlossen zu denken ist. Bei den in den Fig. 2 und , dargestellten Prinzipschaltungen mit einem N PN-Tran sistor und kollektorseit igem Lastwiderstand bzw. einen PNP-Transistor und cmitterseitigcm Lastwiderstand isi in die gemeinsame Verbindungsleitung zwischen der beiden ersten Eingängen der Gatter Gl und G2 unc dem Schaltungspunkt 7 eine laveruerstufe eingefügt, ds

S» bei diesen sisb&uiekn das den Gatterschal tungen zngefuhrte Steuersignal, welches die Kollektor Enritterstrccke des Shistors FsI m der niedcrohmigen Zustand schaben soil gegenüber dendie Sperrung dieses Transistors bewirkenden Signa

SS positiv sein muß.

Der zweite Eingang £22 des zweiten Gatters G2 isi mit dem stsiiieb-Schaltungspunkt IO verbunder und der zweite Eingang £12 des ersten Gatters CTI übei ein IfCGhed. welches ans de» Widerstand R3 und den

«o Kondensator CI bestellt, an den Ausgang A2 de zweiten Gatters Gl angeschlossen. Außerdem ist dei Aasgang Al des Gatters Gl mit der Basiselektrode de: Transistors TsI Verbundes. Pie pnipiee Wirksei der in den Fig.1 ta

4 dargestellten Anordnungen soll nun an Hand der if Fig. I dargestellten Anordnung näher erläutert wer den. Die Anordnungen nach den Fig.2 bis < funktionieren entsprechend

Zunächst sei angenommen, der Transistor TsI befinde sich im gesperrten Zustand, d. h. seine Kollektor-Emitterstrecke sei hochohmig. Ausgehend von der dargestellten Schaltung wird in diesem Fall von der Steuersignalquelle ein zweites Signal abgegeben, welches positiv gegenüber einem von dieser Quelle abgegebenen ersten Signal ist. Da der Transistor TsI gesperrt ist, liegt am Schaltungspunkt 10 im wesentlichen das Potential des Schaltungspunktes 9, also negatives Potential. Somit sind an den Eingängen £21. £22 des Gatters G2. bei welchem es sich um ein sogenanntes NOR-Gatter handelt, voneinander verschiedene Potentiale wirksam. Hierbei ist in den Prinzipschaltungen nach den F i g. 1 bis 4 vereinfachend angenommen, daß in jeder dieser Schallungen nur zwei voneinander verschiedene Potentialzustände möglich sind, nämlich ein dem von der Sleuersignalquelle abgegebenen ersten Signal äquivalentes Signal und ein einem von dieser Quelle abgegebenen zweiten Signal äquivalentes gegenüber dem ersten Signal positives Signal. Unter dieser Voraussetzung liegt also bei gesperrtem Transistor TsI an dem Schaltungspunkt 10 das erste Signal und an dem Schaltungspunkt 7 das zweite Signal. Ferner sollen die Gatterschaltungen so ausgelegt sein, daß für diese das zweite Signal das logische JA repräsentiert und das erste Signal das logische NEIN. Somit ist aber am Schaltungspunkt 8. also am Ausgang des RC-Gliedes. im Ruhezustand der dargestellten Schaltung das erste Signal wirksam. Beim Gatter Cl handelt es sich um ein sogenanntes OR-Gatter, folglich steht an dessen Ausgang das zweite Signal. Ein an der Basiselektrode des Transistors TsI wirksames zweites Signal sperrt die Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors. Um nun den Transistor TsI zu öffnen, also dessen Kollektor-Emitterstrecke in den niederohmigen Zustand zu versetzen, muß von der Steuersignalquelle an Stelle des zweiten Signals das erste Signal abgegeben werden. Wenn dies der Fall ist, so werden beide Eingänge des Gatters Gl vom ersten Signal beaufschlagt, da der Transistor TsI sich zunächst noch im gesperrten Zustand befindet. Am Ausgang des Gatters Gl steht daher das zweite Signal. Am Schaltungspunkt 8 ist jedoch zunächst noch das erste Signal wirksam, weil das /?C-Glied (Widerstand RZ, Kondensator Cl) zunächst noch den Durchgriff des zweiten Signals auf den Schaltungspunkt 8 verhindert. Infolgedessen steht an beiden Eingängen des Gatters Gl jetzt das erste Signal und damit auch an dessen Ausgang A\ und damit ebenso an der Basiselektrode des Transistors FsI. Dies hat zur Folge, daß der Transistor nun mit seiner Kollektor-Emitterstrecke niederohmig geschaltet wird Damit kann aber das am Schakungspunkt 6 stehende zweite Signal auf den Schaftungspunkt 10 durchgreifea Am Eingang Eil des Gatters Gl ist daher jetzt das erste Signal und am Eingang £22 des Gatters Gl das zweite Signal wirksam. Am Ausgang A2 des Gatters Gl tritt daher jetzt wieder das erste Signa! auf und verhindert damit eine bignaländerung am Schahungspunkt 8. Die Zeitkonstante des ÄC-Gliedes (Widerstand Ri und Kondensator Cl) muß also so bemessen werden, daß sie bei einem Umschalten der Steuersignalquelle vom zweiten Signal (Sperrsignal) zum ersten Signal, d. h. während des Durchsteuerns des Transistors TsI. eine Signaländerung am Schaltungspunkt 8 sicher verhindert.

Tritt nun im Stromkreis des Widerstandes Rh ein diesen Widerstand überbrückender Kurzschluß auf. so wird dadurch das am SchaUungsnunkt 10 wirksame zweite Signal durch das erste Signal ersetzt, während am SchaUungspunkt 7 nach wie vor das erste Signal steht. Infolgedessen tritt am Ausgang Al des Gatters G2 das zweite Signal auf. Nach einer von der Zeitkonstante des /iC-Güedes bestimmten Verzögerungszeit greift das zweite Signal vom Ausgang Al des Gatters Gl auf den Schaltungspunkt 8 durch. Infolgedessen ist nun am Eingang El 1 des Gatters Gl das erste Signal und am Eingang £12 dieses Gatters das zweite

ίο Signal wirksam. Dies hat am Ausgang dieses Gatters G\ eine Signaländerung vom ersten zum zweiten Signal zur Folge. Das zweite Signal aber sperrt den Transistor TsI. Nach einer durch die Zeitkonstante des RC-Gliedes bestimmten Verzögerungszeit wird also der Transistor TsI bei einem Kurzschluß des Last Widerstandes Rh gesperrt und damit der Stromkreis zwischen den Schaltungspunkten 6 und 9 unterbrochen. Nach der Sperrung des Transistors TsX bleibt am Schakungspunkt 10 weiterhin das erste Signal wirksam, so daß sich am Schaltzustand des Transistors 7"sl nicht· ändert.

Erfolgt während eines Kurzschlusses des Lastwiderstandes RIs am Schaltungspunkt 7 ein Signalwechsel, so daß diesem Schaltungspunkt wieder das zweite Signal anliegt, so hat dies am Ausgang Al des Gatters Gl das erste Signal zur Folge. Der Signalzusland am Schaltungspunkt 8 ändert sich daher nach der Verzögerungszeit des /?C-Gliedes. Es erscheint hier nämlich wieder das erste Signal. Da jedoch am Eingang £11 des Gatters GX das zweite Signal steht, bleibt der Transistor TsI nach wie vor gesperrt.

Ein neuerlicher Signalwechsel am Schaltungspunkt 7 bringt an diesen Punkt das erste Signal. Gleichgültig, ob nun der Lastwiderstand Rh kurzgeschlossen ist oder nicht, am Schaltungspunkt 10 ist bei gesperrtem Transistor TsI das erste Signal wirksam. Am Ausgang Al des Gatters Gl wird daher jetzt das zweite Signal abgegeben. Das /?C-Glied verhindert jedoch zunächst den Durchgriff des zweiten Signals zum SchaUungspunkt 8, an dem das erste Signal wirksam ist. Daher wird nun über das Gatter Gl der Transistor TsI wieder vom gesperrten Zustand in den niederohmigen Zustand seiner Kollektor-Emitterstrecke umgeschaltet.

Bringt diese Umschaltung jedoch das zweite Signal nicht an den SchaUungspunkt 10, weil der Lastwiderstand RIs nach wie vor kurzgeschlossen ist, so bedeutet dies, daß an den Eingängen des Gatters G2 keine Signaländerung stattfindet. Nach wie vor ist daher am Ausgang Al des Gatters G2 das zweite Signal wirksam. Nach Ablauf der durch das RCGlied bestimmten Verzögerungszeit kann das zweite Signal daher nur zum Schaltungspunkt 8 durchgreifen und wird dadurch am Eingang £12 des Gatters Gl und damit auch ar dessem Ausgang AX wirksam. Der Transistor TsI wine daher von neuem gesperrt.

Die Wirkungsweise der in den Fig. I bis 4 im Prinzij dargestellten Schaltung ist daher folgende. Ein an Schaltungspunkt 7 auftretendes zweites Signal (Sperr signal) sperrt den Transistor Tsi sofort Ebenso Steuer ein Signalwechsel am Schaltungspunkt 7 vom zweitei Signal zum ersten Signal den Transistor TsI sofoi durch, d.h. schaltet seine Kollektor-Emitterstreck niederohmig. Wird der Lastwiderstand Rh hn durchge steuerten Zustand des Transistors FsI kurzgeschlossei während am Schahungspunkt 7 das erste Signal steht, s wird der Transistor TsI nach Ablauf einer durch di Verzögerungszeit des ffC-Gliedes bestimmten Zei spanne gesperrt. Die Sperrung bleibt so lang aufrechterhalten, bis ein doppelter Signalwechsi

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stattgefunden hat. Das bedeutet, zunächst muß am Schaltungspunkt 7 das erste Signal wieder durch das zweite Signal ersetzt werden und dann ein erneuter Signalwechsel vom zweiten Signal zum ersten Signal stattfinden, um die Wirkung der durch den Kurzschluß verursachten Sperre des Transistors FsI aufzuheben. Ein nach dem Zwischenspiel eines zweiten Signals erneut am Schaltungspunkt 7 wirksames erstes Signal bewirkt zunächst stets erneut eine Durchsteuerung des Transistors FsI ohne Rücksicht darauf, ob der Widerstand RIs immer noch kurzgeschlossen ist oder der Kurzschluß inzwischen beseitigt worden ist. Auf diese Weise wird der Stromkreis zwischen den Schaltungspunkten 6 und 9 bei jedem einem zweiten Signal folgenden Auftreten des ersten Signals auf das _I$ noch andauernde Vorhandensein eines Kurzschlusses erneut überprüft. Ist dabei der Kurzschluß nach wie vor vorhanden, so wird der Transistor FsI nach Abl.iuf einer durch das Verzögerungsglied bestimmten Zeitspanne erneut abgeschaltet. Der elektronische Schalter prüft also selbsttätig den Betriebszustand des über die Klemmen 6, 9 geführten Stromkreises von neuem, so daß nach Beseitigung eines Kurzschlusses des Lastwiderstandes RIs nicht eigens eine Inbetriebnahme des elektronischen Schalters erforderlich ist.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Schaltbild eines elektronischen Schalters nach der Erfindung, welcher in seiner Grundkonzeption mit der in F i g. 1 dargestellten Schaltung übereinstimmt, ist dem Gatter GI eine Invertierstufe I nachgeschaltet, die lediglich dazu dient. das Ausgangssignal des Gatters Cl in ein zur Steuerung des Transistors Tsi strom- und spannungsmäßig geeigneteres Signal umzusetzen. Das erste Gatter GX ist deshalb bei der in F i g. 5 dargestellten Anordnung ein NOR-Gatter und nicht wie bei der in Fig.1 dargestellten Schaltung ein OR-Gatter. Zwischen die Invertierstufe 1 und die Basiselektrode des Transistors TsI ist ein Widerstand R2 zur Begrenzung des Basisstromes des Transistors FsI eingefügt. Außerdem ist bei der Anordnung nach F i g. 5 eine Diode Di zwischen dem I.aststromkreis-Schaltungspunkt 10 und dem zweiten Eingang £22 des Gatters Gl angeordnet. Diese Diode verhindert den Durchgriff des ersten Signals vom Schaltungspunkt 10 zu einem Schaltungspunkt 11, welcher mit dem Eingang £22 des Gatters Gl übereinstimmt, wenn das am Schaltungspunkt 9 stehende Signal seiner Größenordnung nach nicht als Eingangssignal für den Eingang £22 geeignet ist. Daher wird dem hingang £22 über die Diode Di lediglich das zweite Signal, sofern dies am Schaltungspunkt 10 wirksam ist zugeführt. Das erste Signal gelangt an den Eingang £22 von einem Schaltungspunkt 18 her über «inen Widerstand RA und über den Schaltungspunkt 11. Der Widerstand Λ4 ist dabei wesentlich hochohmiger als der Lastwiderstand RIs. Infolgedessen kann das am _ss Schaftungspunkt 18 z. B. als Dauersignal wirksame erste Signal sich immer nur dann am Schaltungspunkt II auswirken, wenn am Schaltungspunkt 10 ebenfalls das erste Signal steht.

Der Schaltungspunkt 18 kann unter Umständen auch mit dem Eingang £21 des Gatters Gl verbunden werden, ohne daß sich das Schaltverhalten der in F i g. 5 dargestellten Anordnung ändert.

Mit dem Schaltungspunkt 8 ist ein Abgriff 100 verbunden, an den eine Störungsmeldeeinrichtung angeschaltet werden kann, die nicht dargestellt ist. Legt man diese Störungsmeldeeinrichtung so aus, daß diese dann ein Signa! abgibt, wenn am Schaltungspunkt 8 das zweite Signal auftritt und dies ist immer nur dann der Fall, wenn am Schaltungspunkt 7 das erste Signal ansteht und der Widerstand RIs kurzgeschlossen ist, so kann durch die Störungsmeldeeinrichtung jeder im Stromkreis zwischen den Schaltungspunkten 6 und 9 auftretende Kurzschluß während eines ersten Steuersignals aufgezeichnet werden oder in einem solchen Fall Alarm gegeben werden. Ein zwischen den Schaltungspunkt 6 und die Basiselektrode des Transistors FsI eingefügter Widerstand Ri führt der Basiselektrode des Transistors das zweite Signal vom Schaltungspunkt 6 her zu, falls das von der Invertierstufe I abgegebene zweite Signal nicht die für eine Sperrung des Transistors ausreichende Größe aufweist. In der Anordnung nach F i g. 5 kann ferner emitterseitig in den Stromkreis zwischen den Schaltungspunkten 6 und 9 ein Widerstand /?5 eingefügt sein, mit einem gegenüber dem Lastwiderstand RIs relativ geringen Widerstandswert. Dieser Widerstand verbessert den Signalwechsel am Schaltungspunkt 10, weil er im Falle eines Kurzschlusses des Widerstandes RIs insbesondere im Fall eines teilweisen Kurzschlusses dieses Widerstandes den Durchgriff des ersten Signals auf den Schaltungspunkt 10 gegenüber dem Durchgriff des zweiten Signals verbessert. In der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 ist außerdem zwischen dem Schaltungspunkt 10 und dem Widerstand RIs eine Diode für den Laststrom in diesem Kreis in Durchlaßrichtung eingeschaltet. Diese Diode verhindert, daß sich die Stromrichtung im Transistor FsI umkehren kann, wenn z. B. zwischen der Diode Dl und dem Schaltungspunkt 9 ein gegenüber dem Schaltungspunkt 6 positives Potential mit dem Stromkreis, welcher über die Schaltungspunkte 6 und 9 verläuft, in Berührung kommt. Schließlich ist parallel zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors FiI eine Zenerdiode D3 geschaltet. Die Zenerdiode ist so bemessen, daß sie im normalen Betriebszustand des elektronischen Schalters gesperrt ist. Enthält der Lastwiderstand jedoch eine induktive Komponente, so kann es beim Umschalten des Transistors FsI vom niederohmigen Zustand seiner Koiektor-Emitterstrekke in den hochohmigen Zustand dieser Strecke, an dieser Strecke zu einer Abschal tspannungsspitze kommen, die von der Zenerdiode 133 abgefangen wird. Oberschreitet nämlich die Abschaltspannungsspuze an der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors Tsi einen bestimmten Wert, so wird die Zenerdiode £3 leitend and begrenzt damit die an der KoBekior-Eminerstrecke des Transistors FsI mögliche Sperrspannung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 23

1. Elektronischer Schalter mit einem über die Kollektor-Emitlerstrecke eines Schalttransistors geführten Gleichstromkreis und zumindest einem in dem Gleichstromkreis entweder kollektor- oder emitterseitig angeordneten Lastwiderstand und einer ein Steuersignal zum Schalten des Transistors abgebenden Steuersignalquelle, sowie einer Ansteuerlogik zur Verknüpfung des Potentials des Steuersignals mit dem Potential einer Lastelektrode des Transistors, wobei ein Laststromkreis-Schaltungspunkt zwischen dem Transistor und dem Lastwiderstand mit einem Eingang eine;. Gatters, die Steuersignalquelle mit zumindest einem anderen Gattereingang und ein Gatterausgang mit der Basiselektrode des Schalttransistors verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Eingänge ^E" ItJL E21) von zwei jeweils zwei Eingänge und einen Ausgang aufweisenden Gattern (G 1. G 2) mit der Steuersignalquelle (7). ein /weiter Eingang (Ei2) eines ersten Gatters (G I) über ein RC Glied (R 3. Cl) mit dem Ausgang (A 2) eines zweiten Gatters (G 2), ein zweiter Eingang (E22jdes zweiten Gatters (G 2) mit dem Laststromkreiseingefügt (10) und der Ausgang (A X) des ersten Gatters (G I) mit der Basiselektrode des Transistors (Ts I^ verbunden sind und daß die Verknüpfungseigenschaften der Gatter (Gl, Gl) derart gewählt sind, daß ein einem zumindest teilweisen Kur/schluß des Lastwiderstandes (RIs) äquivalenter Potentialsprung am Laststromkreis-Schaltungspunkt (10) nach Ablauf einer durch das RC-Glied (Ri. Cl) festgelegten Zeitspanne die Sperrung des TransistorsfTs l^zur Folge hat.

2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines PNP-Transistors (Ts 1,J und kollektorseitig angeordnetem Lastwiderstand (RIs) und der Gleichsetzung eines von der Steuersignalquelle abgegebenen ersten Signals mit logisch NEIN, eines diesem gegenüber positiven zweiten Signals mit logisch )A als erstes Gatter (G 1; ein OR -Gatter und als zweites Gatter (G 2) ein NOR-Gatter verwendet ist

(Fig.U

3. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines PNP-Transistors (Ts I)und emitterseitig angeordnetem Lastwiderstand (RIs) und der Gleichsetzung so eines von der Steuersignalquelle abgegebenen ersten Signals mit logisch NEIN, eines diesem gegenüber positiven zweiten Signals mit logisch |A als erstes und als zweites Gatter (G 1, G 2) jeweils NAND-Gatter verwendet sind und der Steuersignal-( ielle eine Invertierstufe nachgeschaltet ist (Fig.3).

4. Elektronischer Schalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines NPN-Transistor$ (Ts I^und kollektorseitig angeordnetem Last widerstand (RIs) und der Gleichsetzung eines von der Steuersignalquelle abgegebenen ersten Signals mit logisch NEIN, eines diesem gegenüber positiven zweiten Signals mit logisch JA, als erstes Gatter (Gl) ein UND-Gatter und als zweites Gatter (G2)e\n NAND-Gatter verwendet ist und daß der Steuersignalquelle eine Invertierstufe nachgeschaltet ist (F i g. 2).

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