DE2411206B1 - Spannungsdetektor mit Transistoren - Google Patents

Description

• Durch diese Maßnahmen erhält man einen Spannungsdetektor, der für Störspannungen, die kurzzeitig eine entgegengesetzte Polarität annehmen, unempfindlich ist, so daß z. B. bei Verwendung einer derartigen Anordnung in Trägerfrequenzsystemen die auftretende Rufspannung kein Umschalten des Spannungsdetektors hervorrufen kann.
• Der dem polarisierten Relais vorgeschaltete Relaiskontakt kann dabei entweder zwischen der Relaiswicklung des polarisierten Relais und den beiden in Reihe zu ihr liegenden Transistoren oder zwischen dem einen Pol der Eingangsgleichspannungsquelle und den beiden Transistoren angeordnet sein.
• Im ersten Fall erhält man dabei eine Anordnung, die im Leitungszug zu übertragender Signale liegt, während im zweiten Fall der Spannungsdetektor außerhalb des jeweiligen Leitungszuges der tJbertragungsleitung liegt.
• Der Spannungsdetektor kann auch derart ausgebildet sein, daß sowohl in die Spannungsteiler als auch zwischen den Relaiswicklungen und den beiden dazu in Reihe liegenden Transistoren Dioden so eingeschaltet sind, daß nach dem jeweiligen Umschalten des Relaiskontaktes die so entstandene galvanische Verbindung bei nicht umgepolter Spannung stromlos ist.
• Dadurch wird bewirkt, daß derjenige Teil des Spannungsdetektors, der durch Umschalten des jeweiligen Relaiskontaktes zwischen den beiden anderen der Eingangsgleichspannung angeschlossen ist, einen sehr hohen Nebenschluß bildet, so daß dieser sich für die Übertragung und bei Messungen nicht mehr bemerkbar macht.
• Bildet man ferner den Spannungsdetektor derart aus, daß ein weiterer Relaiskontakt des polarisierten Relais derart in Reihe zu den beiden Spannungsteilern geschaltet ist, daß nach dem jeweiligen Ansprechen des Relais der Spannungsteiler von der Gleichspannungsquelle abgetrennt ist, so wird der vorstehend genannte Effekt noch vergrößert.
• Um die Transistoren vor Überlastung zu schützen, ist es vorteilhaft, daß die Emitter-Kollektor-Strecken c'er in Reihe zur Relaiswicklung liegenden Transistoren jeweils mit entsprechend gepolten Zenerdioden überbrückt sind.
• Werden zur Umschaltung mehrere Kontakte als sie auf einem Relais zur Verfügung stehen, benötigt, so ist es vorteilhaft, daß ein weiteres polarisiertes Relais über einen weiteren, zu diesem Relais gehörenden Relaiskontakt und zwei entgegengesetzt gepolten mit den jeweiligen Emittern der Transistoren verbundenen Dioden parallel zur Eingangsgleichspannungsquelle eingeschaltet ist.
• An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt dabei einen Spannungsdetektor, bei dem der der Wicklung als polarisierten Relais vorgeschaltete Relaiskontakt zwischen der Relaiswicklung und dem dieser Wicklung vorgeschalteten Transistoren liegt.
• Liegt das normale Potential (al minus, b1 plus) am Eingang des Spannungsdetektors an, bekommt der Transistor Ts3 über die Dioden D9, D10, den Widerstand R 5, die DiodenD11, D 12 und über den Kontaktall (9, 8) Basisstrom und geht in den gesättigten Zustand, womit nun über die Dioden, Kontakt' (5, 6) das Relais A 1 in den nicht gezeichneten Zustand umschaltet. Die signaladern sind nun frei von einem Nebenschluß, weil die Dioden D 1 und D 6 für die angelegte Polarität gesperrt sind.
• Bei einer der Eingangsgleichspannung veranlaßten Polaritätsumkehr schaltet das Relais A 1 in die dargestellte Lage zurück, da in analoger Weise der Transistors Ts2 Basisstrom erhält, wobei die Schaltung nun für diese Polarität ebenfalls frei von Nebenschlüssen ist.
• Bei überlagerter Störspannung, z. B. einer Rufwechselspannung, tritt sowohl in beiden Zuständen Polaritätsumkehr zwischen den Sprechadern auf. Solange diese Umpolspannung die Zenerspannung der Dioden D 12 bzw. D 2 nicht erreicht, fließt kein Basis-und Kollektorstrom in den Transistoren Ts3 bzw.
• Es 2. Übersteigen jedoch die umpolenden Rufspitzen kurzzeitig jeweils den Wert der Zenerspannung, so wird über den Aufladestrom der Kondensatoren C3 bzw. C1der Transistor Ts 4bzw. Tsl durchgesteuert.
• Am Kollektor erscheint dieser Kondensator um die Stromverstärkung vergrößert, so daß nur ein langsames Ansteigen der Spannung am Widerstand R 4 bzw. R2 möglich ist. Dadurch wird gewährleistet, daß erst bei Umpolung längerer Dauer die Transistoren Ts 3 bzw. Ts 2 über die Dioden D 9, D10 bzw.
• D 3, D 4 leitend werden und eine Umschaltung vom Relais A 1 veranlassen können.
• In den Pausen zwischen den Umpolspitzen der Rufwechselspannung entlädt sich der Kondensator C3 bzw. C1 mit kleiner Zeitkonstante über die Widerstände R 4 und R 6 bzw. R 1 und R 2, weil wegen des fehlenden Stromflusses über die Dioden D 11 bzw. D 1 die scheinbare Kapazitätsvergrößerung durch die Transistorstromverstärkung nicht mehr wirksam ist. Dadurch muß bei der nächsten Umpolspitze der Kondensator wieder vom ursprünglichen Niveau hochgeladen werden.
• Die Dioden D 5 und D 7 schützen die Transistoren Ts 2 und Ts 3 vor Überspannungsspitzen.
• F i g. 2 zeigt einen Spannungsdetektor, bei dem der in Reihe zu der Relaiswicklung liegende Relaiskontakt zwischen dem einen Pol der Eingangsgleichspannungsquelle und den beiden in Reihe zu der Relaiswicklung liegenden Transistoren angeordnet ist.
• Liegt die normal gepolte Fernspeisespannung (a minus, b plus) an der Anschlußleitung, so fließt Basisstrom über die Dioden D 49, den Widerstand R 44, die Diode D 48 in den Transistor Ts22, welcher durchschaltet, wodurch über Kontakt cIt (15, 14) der Transistor Ts 22 und die Diode D 47 das polarisierte Relais CI erregt wird und in die nicht gezeichnete Kontaktlage umschlägt. Als Folge davon erhält nun das polansierte Relais CII über den Kontakt cI' (jetzt 15, 16) die DiodeD44 und den Kontakt cIIr (11; 12) Erregung und schaltet auch in die nicht gezeichnete Kontaktlage um, wobei nun wegen der in Sperrichtung gepolten Dioden D 43 und D 45 kein Nebenschluß zwischen den Adern der Anschlußleitung besteht.
• Weitere Kontakte der Relais CI und CII können für Umschaltzwecke der Leitung verwendet werden.
• Der Transistor Ts6, Kondensator C12, Widerstand R 45, Widerstand R 43 verhindern in analoger Weise wie bei der Anordnung nach F i g. 1 beschrieben, ein Umschalten der Relais bei kurzzeitiger Polaritätsumkehr durch überlagerte Stör-, z. B. Rufwechselspannungen. Nachdem die erforderliche Anzahl von Umschaltkontakten an einem kolarisierten bistabilen Relais nicht verfügbar ist, bei zwei parallel oder in Serie geschalteten Relais aber die Speiseleistung nicht zum Umschalten ausreicht, wird wie oben beschrieben, der Umschaltvorgang zeitlich gestaffelt. Speiseleistung ist hierbei dann nur jeweils für eines der beiden Relais und nur während des Umschaltvorganges erforderlich.
• Bei einer Umkehrung der Polarität der Eingangs- gleichspannung (a plus, b minus) erfolgt über die nun leitenden Dioden D 41 und D 43 das Rückschalten des Relais CI und anschließend über die Dioden D 45 das Rückschalten des Relais CII in die dargestellte Lage.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Spannungsdetektor mit Transistoren zur Umschaltung polarisierter Relais in Abhängigkeit von der Polarität der Eingangsgleichspannung, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zur Relaiswicklung jedes polarisierten Relais (A 1, C 1) mindestens ein Relaiskontakt des gleichen Relais liegt, daß parallel zur Eingangsgleichspannungsquelle zwei Spannungsteiler (R 4, R 5, D 11, D12; R2, R3, D1, D2; R41, R42, D41; R43, R 44, D 49) angeordnet sind, an deren Abgriffen jeweils die Basen zweier Transistoren (Ts2, Ts3; Ts21, Ts22) über mit entgegengesetzter Polarität versehener Dioden (D3, D4; D9, D10, D40; D 48) geführt sind, während die Emitter-Kollektor-Strecken dieser beiden Transistoren (Ts2, Ts3; Ts21, Ts22) jeweils in Reihe zur Wicklung der polarisierten Relais (A 1, C 1) angeordnet sind, daß in jedem Spannungsteiler (R 4, R 5, D 11, D12; R2, R3, Dl, D2; R R41, R42, D41; R43, R44, D 49) parallel zu einem der Spannungsteilerwiderstände (R 2, R 4; R 41, R 43) die Emitter-Kollektorstrecken jeweils zweier weiterer Transistoren (Tsl, Ts4; Ts20, Ts23) liegen, deren Emitter-Basisstrecken jeweils mit einem ohmschen Widerstand (R 1, R6; R40, R 45) und deren Basis-Kollektorstrecken jeweils über einen Kondensator (C1, C3) verbunden sind.
2. 2. Spannungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Reihe zur jeweiligen Relaiswicklung (A 1) liegende Relaiskontakt (all) zwischen der Relaiswicklung des polarisierten Relais (A 1) und den beiden, der Relaiswicklung (A 1) vorgeschalteten Transistoren (Ts2, Ts3, Ts21, Ts22) angeordnet ist (Fig. 1).
3. 3. Spannungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Reihe zu der Relaiswicklung (CI) liegende Relaiskontakt zwischen dem einen Pol der Eingangsgleichspannungsquelle und den beiden in Reihe zu der Relaiswicklung liegenden Transistoren (Ts2, Ts3) angeordnet ist (F i g. 2).
4. 4. Spannungsdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in die Spannungsteiler (R 4, R 5, D 11, D12; R2, R3, Dl, D2, R41, R42, D41; R43, R44, D 49), als auch zwischen den Relaiswicklungen (A 1, C 1) und den beiden dazu in Reihe liegenden Transistoren (Ts2, Ts3, Ts21, Ts23) und den Dioden (D1, Dli; D6, D8; D41, D43; D 47, D 49) so eingeschaltet sind, daß nach dem jeweiligen Umschalten des Relaiskontaktes (al', c 11) die so entstandene galvanische Verbindung bei nicht umgepolter Spannung stromlos ist.
5. 5. Spannungsdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektorstrecken der in Reihe zur Relaiswicklung liegenden Transistoren (Ts2, Ts3, Ts21, Ts22) jeweils mit entsprechend gepolten Zenerdioden (D5, D 7, D 42, D 46) überbrückt sind.
6. 6. Spannungsdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Relaiskontakt (al") des polarisierten Relais derart in Reihe zu den beiden Span- nungsteilern (R 4, R 5, D 11, D 12, R 2, R 3, D1, D 2) geschaltet ist, daß nach dem jeweiligen Ansprechen des Relais der Spannungsteiler von der Gleichspannungsquelle abgetrennt ist.
7. 7. Spannungsdetektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres polarisiertes Relais (CII) über einen weiteren, zu diesem Relais gehörenden Relaiskontakt (cII1) und zwei entgegengesetzt gepolten mit den jeweiligen Emittern der Transistoren (Ts3, Rs2) verbundenen Dioden (D 44, D 45) parallel zur Eingangsgleichspannungsquelle eingeschaltet ist.

   Die Erfindung betrifft einen Spannungsdetektor mit Transistoren zur Umschaltung polarisierter Relais in Abhängigkeit von der Polarität der Eingangsgleichspannung.

   In der deutschen Patentschrift 20 38 256 ist bereits ein Spannungsdetektor zum Einschalten polarisierter Relais in Abhängigkeit von der Polarität der Eingangsgleichspannung beschrieben. Dieser Spannungsdetektor schaltet das polarisierte Relais jedoch sowohl bei Unterbrechung der Gleichspannung als auch bei Umpolung der Eingangsgleichspannung um, wobei die Umpolung unabhängig von der Umpolzeit möglichst rasch erfolgt.

   Bei bestimmten Einsatzfällen, vor allem dann, wenn die Eingangsspannung mit Störspannungen, die kurzzeitig eine umgekehrte Polarität annehmen können, behaftet ist, kann diese an sich vorteilhafte Wirkung sich auch nachteilig auswirken.

   Aufgabe des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes ist es daher, einen Spannungsdetektor zum Umschalten polarisierter Relais in Abhängigkeit von der Polarität der Eingangsgleichspannung zu schaffen, bei denen ein kurzzeitiges Auftreten der Umpolung der Eingangsgleichspannung ohne Wirkung auf das umzuschaltende polarisierte Relais bleibt.

   Zur Lösung dieser Aufgabe wird der Spannungsdetektor, daher gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß in Reihe zur Relaiswicklung jedes polarisierten Relais mindestens ein Relaiskontakt des gleichen Relais liegt, daß parallel zur Eingangsgleichspannungsquelle zwei Spannungsteiler angeordnet sind, an deren Abgriffen jeweils die Basen zweier Transistoren über mit entgegengesetzter Polarität versehene Dioden geführt sind, während die Emitter-Kollektorstrecken dieser beiden Transistoren jeweils in Reihe zur Wicklung der polarisierten Relais angeordnet sind, daß in jedem Spannungsteiler parallel zu einem der Spannungsteilerwiderstände die Emitter-Kollektorstrecken jeweils zweier weiterer Transistoren liegen, deren Emitter-Basisstrecken jeweils mit einem ohmschen Widerstand und deren Basis-Kollektorstrecken jeweils über einen Kondensator verhunden sind.