DE2423258A1 - Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines induktiven verbrauchers - Google Patents

Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines induktiven verbrauchers

Info

Publication number
DE2423258A1
DE2423258A1 DE2423258A DE2423258A DE2423258A1 DE 2423258 A1 DE2423258 A1 DE 2423258A1 DE 2423258 A DE2423258 A DE 2423258A DE 2423258 A DE2423258 A DE 2423258A DE 2423258 A1 DE2423258 A1 DE 2423258A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
diode
transistor
supply voltage
consumer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2423258A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2423258C3 (de
DE2423258B2 (de
Inventor
Walter Dipl Ing Droescher
Werner Ing Jacopich
Kurt Dipl Ing Winter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19742423258 priority Critical patent/DE2423258C3/de
Priority to AT672974A priority patent/AT337810B/de
Priority to JP5714775A priority patent/JPS514570A/ja
Publication of DE2423258A1 publication Critical patent/DE2423258A1/de
Publication of DE2423258B2 publication Critical patent/DE2423258B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2423258C3 publication Critical patent/DE2423258C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/04Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/04113Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit in bipolar transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/64Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors having inductive loads

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers, der in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal auf einem Signaleingang aus einer Versorgungsspannung gespeist ist.
  • Induktive Verbraucher mit Gleichstromspeisung, insbesondere elektromechanische Elemente wie Relais, Schütze, Magnetventile und Magnetkupplungen, sollen bei einer Betätigung möglichst rasch ansprechen. Hierzu werden aie beim Einschalten zunächst mit einer Erregerspannung gespeist, die wesentlich höher ist als die für den Dauerbetrieb thermisch zulässige Spannung.
  • Hierdurch wird ein rascherer Aufbau des magnetischen Flusses und damit auch der mechanisch wirksamen Kräfte erreicht. Nach erfolgter Betätigung wird die Erregerspannung auf einen im Dauerbetrieb zulässigen Wert reduziert.
  • Dies kann bei einem elektromechanischen Element beispielsweise durch einen mit der Induktivität in Reihe geschalteten ohmschen Widerstand erreicht werden. Pieser beeinträchtigt in der ersten Phase des Einschaltvorganges den Aufbau des magnetischen Flusses noch nicht und ermöglicht zunächst die volle Auferregungsgeschwindigkeit. Im Bereich der relativ großen Erregung jedoch, die zur Einleitung der mechanischen Bewegung über den vollen Arbeitsluftspalt hinweg erforderlich ist, wirkt der Reihenwiderstand bereits begrenzend, so daß die angestrebte raschere mechanische Betätigung nicht immer verwirklicht wird.
  • Bereits vor dem Beginn der mechanischen Bewegung gehen grobe Spannungszeitflächen am Reihenwiderstand verloren und stehen nicht für den magnetischen Feldaufbau zur Verfügung.
  • Eine weitere bekannte Lösung besteht darin, daß ein ohmscher Reihenwiderstand durch einen Hilfskontakt des elektromechanischen Elementes in den Stromkreis geschaltet wird, sobald dieses durchgeschaltet hat. Diese sogenannte "Sparschaltung" ist im empfindlich gegen Schwankungen der Versorgungsspannung und gegen eine Dejustierung des Hilfskontaktes.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontaktlos arbeitende elektronische Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Stoß erregung auch bei rasch aufeinanderfolgenden Schaltzyklen ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung mit der Kombination der folgenden Merkmale erreicht: a) der induktive Verbraucher liegt zwischen den beiden Potentialen der Versorgungsspannung in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines Beistungstransistors, der von einem komplementären Treibertransistor angesteuert ist, dessen Basis mit dem Signaleingang verbunden ist, b) der Emitter des Treibertransistors ist über einen Kondensator mit einem Potential der Versorgungsspannung und über eine Diode mit dem Mittelpunkt zwischen dem Leistungstransistor und dem induktiven Verbraucher verbunden, c) eine Zenerdiode ist zwischen den Signaleingang und ein Potential der Versorgungsspannung geschaltet.
  • AusfUhrungsbaspieleder Erfindung und ihre in den Unteransprüchen näher gekennzeiciineten Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrauben. Es zeigen: Fig. 1 das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig. 2 einige charakteristische Signalverläufe in der Schaltung der Fig. 1, Fig. 3 - 6 die Schaltbilder weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung, Fig. 2 einige. charakteristische Signalverläufe in der Schaltung der Fig. 6.
  • Die Schaltung nach Fig. 1 wird unter Hinweis auf die charakteristischen Signalverläufe in Fig. 2 erläutert: Ein induktiver Verbraucher 1 ist mit seinem einen Anschluß an eine erste Schiene 4 der Versorgungsspannung angeschlossen und liegt mit seinem anderen Anschluß am Kollektor eines pnp-Leistungstransistors T2, -dessen Emitter an der zweiten Schiene 3 der Versorgungsspannung liegt. Anstelle eines Leistungstransistors kann auch eine Darlingtonstufe verwendet wrden.
  • Die Basis des Leistungstransistors T2 ist über einen Widerstand R2 ebenfalls an die zweite Schiene 3 gelegt und wird über einen weiteren Widerstand R1 vom Kollektor eines npn-Treibertransistors T1 angesteuert. Der Treibertransistor Ti ist von einem zum Leistungstransistor 92 komplementären Typ, Die Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors 1 ist durch eine Schutzdode D2 geschützt. Der Emitter des Treibertransistors 1 ist über die Schutzdiode D2 mit einem Kondensator C und einer weiteren Diode D3 verbunden. Die Diode D3 ist in Durchlaßrichtung der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors 1 geschaltet und mit ihrem anderen Anschluß mit dem Kollektor des Leistungstransistors T2 verbunden. Der Kondensator C ist mit seinem anderen Anschluß an die erste Schiene 4 der Versorgungsspannung gelegt. Die Basis des Treibertransistors 1 und damit der Signaleingang ist über eine Zenerdiode Z1 mit der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung verbunden. Die Zenerdiode Z1 ist so gepolt, daß sie bei einer Ansteuerung der Basis des Treibertransistors T1 mit einem Potential zwischen den beiden Schien 3, 4 der Versorgungsspannung die höchste an der Basis des Treibertransistors T1 auftretende Spannung gegen die erste Schiene 4 der Versorgungsspannung vermittels ihres Zenerdurchbruches begrenzt. Die Ansteuerung kann über eine beliebige Widerstandskombination oder mit einem eingeprägten Strom erfolgen Führt der Ansteuerbefehl U2 (Fig. 2) am Signaleingang 2 ein Potential nahe dem Potential der ersten Schiene 4 der Versorgungsspanung, so sind die beiden Transistoren T1 und T2 und der Verbraucher 1 stromlos. Wird das Basispotential des Treibertransistors Ti durch den Ansteuerbefehl U2 gegenüber dem Potential der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung angehoben, so beginnt der Treibertransistor T1 zu leiten und steuert den Leistungstransistor T2 an. Der Verbraucher 1 wird an die volle Versorgungsspannung zwischen den beiden Schienen 3 und 4 gelegt. Der durch den Innenwiderstand der Ansteuerung und durch die Steuerspannung gegebene Basisstrom des Treibertransistors Ti und der im wesentlichen durch die Versorgungsspannung und den Widerstand R1 bestimmte Basis strom des Leistungstransistors T2 laden den Kondensator Cl auf eine Spannung Ub (Fig. 2) am Punkt b auf. Durch den Anstieg der Spannung Ub am Kondensator o wird der Emitter des Treibertransistors Ti angehoben. Dabei sinken die Basisströme des Treibertransistors T1 und auch des Leistungstransistors T2 langsam ab und das Basispotential Ua (Fig. 2) am Punkt a des Treibertransistors Ti steigt um den etwa konstanten Durchlaßspannungsabfall seiner Basis-Emitter-Strecke um das Emitterpotential verschoben mit. Die Verbraucherspannung Uc (Fig. 2) am punkt c hat noch immer den Wert der vollen Versorgungsspannung. Nach einer gewissen Zeit, die durch die Basisströme der beiden Transistoren, den Kondensator C und die Zenerspannung der Zenerdiode Z1 gegeben ist, ist die Basisspannung Ua des Treibertransistors Ti soweit angestiegen, daß sie durch den Zenerdurchbruch der Zenerdiode Z1 begrenzt wird.
  • Da das Emitterpotential des Treibertransistors Tl mit den Steuerströmen noch weiter angehoben wird, beginnt der Treibertransistor T1 zu sperren und sperrt zunehmend auch den ieistungstransistor T2. Der Verbraucher 1 hält den Verbraufherstrom il (Fig. 2) durch seine Induktivität etwa konstant. Durch den Verbraucherstrom i sinkt bei zunehmender Emitter-Kollektor-Spannung am Leistungstransistor T2 die Verbraucherspannung Uc (Fig. 2) ab. Schließlich sperrt der Leistungstransistor T2 soweit, daß die Verbraucherspannung kleiner wird als die am Kondensator C bereits erreichte Ladespannung Ub. Damit beginnt die Überlaufdiode D3 zu leiten und die Transistorkombination T1, T2 hält den Verbraucher 1 auf einer Spannung, die sich aus dem durch den Zenerdurchbruch der Zenerdiode C1 gegebenen Basispotential des Treibertransistors T1 und den Durchlaßspannungen der Basis-Emitter-Strecke von T1, der eventuellen Schutzdiode D2 und der Überlaufdiode D3 ergibt. Sinkt die Verbraucherspannung Uc darüber hinaus, so wird der Emitter des Treibertransistors Tl herabgezogen und die beiden Transistoren öffnen wieder etwas. Steigt die Verbraucherspannung Uc darüber hinaus, so wird der Emitter von T1 angehoben und die beiden Transistoren sperren wieder etwas.
  • Der induktive Verbraunher 1 wird somit nach dem Ansteuern des Treibertransistors T1 für eine vorbestimmte Zeit an die volle Versorgungsspannung gelegt und rasch erregt.Damit wird das gewünschte beschleunigte Rinsehaltverhalten erreicht. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit wird die Spannung c am Verbraucher 1 auf einen thermisch dauernd zulässigen Wert reduziert, der z.B.
  • bei einem Relais zwischen dem Dauernennstrom und dem Haltestrom liegen kann. Die Höhe der dauernd am Verbraucher 1 anliegenden Spannung T; Uc kann durch geeignete Wahl der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z1 leicht eingestellt werden.
  • Wird die Basis des Treibertransistors T1 über die Ansteuerung U2 am Signaleingang 2 wieder mit einem Potential nahe dem Potential der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung angesteuert, so sperrt der Treibertransistor T1, dessen Emitter sich noch auf den geladenen Kondensator C abstützt. Ebenso sperrt der vom Treibertransistor T1 nicht mehr angesteuerte Leistungstransistor T2. Der im Augenblick der Absteuerung im induktiven Verbraucher 1 fließende Strom il klingt in Porm einer gedämpften Schwingung über den Kondensator C, die Überlaufdiode D3 und die Induktivität und den Innenwiderstand des Verbrauchers ab. Da der Kondensator C nur für den relativ geringen Steuerstrom des Leistungstransistors T2 bemessen ist, während der Verbraucherstrom i um den Faktor der Stromverstärkung des Leistngstransistors T2 größer ist, wird der Kondensator C sehr rasch entladen und der Emitter des Treibertransistors T1 abgesenkt. Sobald der Emitter soweit abgesenkt ist, daß das auf der Ansteuerung der Basis des Treibertransistors T1 anstehende Potential um die Schwellenspannung der Basis-Emitter-Strecke von Tl unterschritten wird, beginnt der Treibertransistor T1 wieder zu leiten und steuert den Leistungstransistor T2 an. Der Verbraucher bezieht seinen Strom nun zum größten Teil über den Leistungstransistor T2, zu einem kleinen, der Steuerung der Schaltungsanordnung dienenden Teil über den Treibertransistor T1. Dabei steuert das Basispotential des Treibertransistors Ti auch die Spannung Uc am Verbraucher 1 wie bei der Betriebsphase, in der der thermisch zulässige Dauerstrom fließt. Ist beispielsweise die Basis des Treibertransistors Tl relativ niederohmig gegen die erste Schiene 4 der Versorgungsspannung abgeschlossen, so beginnt T1 zu leitcn, wenn der Kondensator o durch den im induktiven Verbraucher 1 abklingenden Strom bis auf eine negative Spannung entladen und umgeladen wurde, die 4m wesentlichen der Durchlaßspannung der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors 1 und der Durchlaßspannung der Schutzdiode D2 entspricht. Die Spannung Uc am Verbraucher 1 ist dann um die Durchlaß spannung der überlaufs diode D3 weiter negativ. Die Summe dieserSpannungen sowie der innere ohmsche Spannungsabfall wirken abmagnetisierend auf den Verbraucher. Der induktive Verbraucher 1 entlädt den Kondensator C nach dem Absteuern außerordentlich rasch. Da die Kapazität des Kondensators für eine neuerliche Stoß erregung zeitbestimmend ist, werden sehr rasch aufeinanderfolgende Schaltzyklen ermöglicht.
  • Die Verlustleistung in der Abmagnetisierungsphase am Leistungstransistor T2 ergibt sich aus dem Produkt aus dem augenblicklichen Verbraucherstrom i multipliziert mit der Summe aus der Versorgungsspannung und der negativen Spannung Uc am Verbraucher 1. Wenn diese geringe zusätzliche Verlustleistung am Leistungstransistor während der Abmagnetisierung des Verbrauchers unerwünscht ist oder wenn mit einer Abschaltung der Versorgungsspannung am Beistungstfansistor - beispielsweise durch eine Sicherung - gerechnet werden muß, so kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine Freilaufdiode D1 vorgesehen sein, die zum Verbraucher 1 parallelgeschaltet und so gepolt ist, daß sie die normale Betriebsspannung des Verbrauchers sperrt. Diese Freilaufdiode D1 ändert die Funktion der Schaltung nicht. Während der Abmagnetisierung des Verbrauchers entlädt der Verbraucherstrom den Kondensator C solange, bis seine Spannung unter Null sinkt. Dann beginnt die Freilaufdiode D1 zu leiten. t-r Kondensator bleibt somit in der Nähe des Nullpotentials liegen. Der Treibertransistor Tl und in der Folge auch der Leistungstransistor T2 bleiben gesperrt, weil für ihre Ansteuerung die Schwellenspannungen der Diode D2 und die Schwellenspannung der Basis-Emitter-Diode des Treibertransistors I1 überwunden werden müßten.
  • Wenn die Freilaufdiode Dl nicht vorgesehen ist, liegt unmittelbar nach Ende der Ansteuerung des Treibertransistors T1 am Kondensator C eine Ladespannung Uc, die der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z1 abzüglich der Schwellenspannung der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors Tl entspricht. Die Basis des Treibertransistors Tl liegt dann aber auf einem Potential in der Nähe des Potentials der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung. Sofern dabei die Differenz spannung die zulässige Sperrspannung der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors T1 überschreitet, ist eine Preilaufdiode D1 vorteilhaft. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Zenerdurchbruchspannung der Zenerdiode Z1 mit Rücksicht auf die gewünschte Haltespannung des Verbrauchers hoch gewählt ist.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung arbeitet völlig gleichartig, wenn sie mit inverser Betriebsspannung und jeweils komplementären Transistortypen betrieben wird. Fig. 3 zeigt eine Schaltung, bei der ein npn-Leistungstransistor 22' zwischen die negative Schiene der Versorgungsspannung und den induktiven Verbraucher geschaltet ist. Die Ansteuerung dieser Schaltung erfolgt mit Strom aus negativer Quelle auf die Basis des pnp-Treibertransistors Tal'.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung stellt sich nach dem zum Ansprechen des elektromagnetischen Elements führenden Erregungsstoß rasch eine Dauererregung ein, die durch geeignete Dimensionierung der Schaltung knapp über dem Haltestrom liegen kann. !s kann von Interesse sein, die Entmagnetisierungszeit nach dem Ende der Ansteuerung zu verkürzen.
  • Auch bei besonders kurzen Ansteuerbefehlen kann es wichtig sein, die Erregung rasch aus der Stoßerregung herabzumagnetisieren. Damit kann nach dem raschen Ansprechen ein ebenso rasches Abfallen eines elektromechanischen Elements erreicht werden.
  • Nach der in Fig. 4 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der dem Treibertransistor Tl abgewandte Anschluß des Kondensators C und der dem Signaleingang abgewandte Anschluß der Zenerdiode Z1 über eine weitere Zenerdiode Z2 mit einem Potential 4 der Versorgungsspannung verbunden ist. Die weitere Zenerdiode Z2 ist so gepolt, daß sie in Durchlaßrichtung betrieben wird, wenn die Zenerdiode Z1 durch einen Ansteuerbefehl an dem Signaleingängen 2, 5 in den Zenerdurchbruch getrieben wurde.
  • Bei einem Ansteuerbefehl am Signaleingang 2, 5 werden der Ladestrom des Kondensators C, der Zeneratrom der Zenerdiode Zl und die inneren Querströme von der Ansteuerung über die in Durchlaßrichtung geschaltete Zenerdiode Z2 gegen die erste Schiene 4 der Versorgungsspannung abgeführt. Nach dem Ende des Ans steuert befehls bietet die Ansteuerung der Basis des Treibertransistors Tl ihr Bezugspotential an, das demvPotential des Belages des Kondensators C entspricht, der dem Emitter des Treibertransistors T1 abgewandt ist. Der Emitter des Treibertransistors Tl stützt sich daher noch auf dem geladenen Kondensator C ab.
  • Die Transistoren Tl und in der Folge T2 sperren. Der induktive Verbraucher 1 findet einen Preilaufkreis vor, in dem als Gegenspannungen die Durchbruchspannung der Zenerdiode Z2 und die Schwellenspannung der Überlaufdiode D3 sowie der eigene ohmsche Spannungsabfall'und bei dem als treibende Spannungen die Ladespannung des Kondensators C und die eigene induktive Spannung auftreten. Durch den im Augenblick der Absteuerung im induktiven Verbraucher 1 fließenden Strom wird der Kondensator C sehr rasch entladen und umgeladen, bis bei einer kleinen inversen Spannung am Kondensator C die Zenerdiode Z1 und die Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors T1 zu leiten beginnen. Diese beiden Schwellenspannungen zusammen mit der Schwellenspannung der Überlaufdiode D3 und der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z2 definieren jetzt die Klemmenspannung am Verbraucher 1. Gleichzeitig haben aber die Transistoren Tal, T2 zu leiten begonnen und führen den wesentlichen Teil des noch fließenden Verbraucherstromes. Ein kleiner Teil des Verbraucherstromes fließt zur Steuerung den beschriebenen Weg über den Treibertransistor T1. Damit ist im Kreis bis zum völligen Abklingen des Stromes jeweils zusätzlich eine Gegenspannung entsprechend der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z2 wirksam. Damit bei einem eventuellen Ausfall der Stromversorgung keine Überlastung dieser Strecke auftritt, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Fr eilaufdiode D4 vorgesehen sein, welche die Versorgungsspannung überbrückt und in Sperrichtung der Versorgungsspannung geschaltet ist.
  • Die Durchbruchspannung der Zenerdiode Z2 kann so gewählt werden, daß während der Abmagnetisierung die Sperrspannung der Transistoren durch die Summe aus der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z2 und der Versorgungsspannung ausgenützt Wird. Damit wird eine rasche Abmagnetisierung erreicht.
  • Nach einer in Fig. 5 dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine rasche Abmagnetisierung dadurch erreicht werden, daß die Basis des Treibertransistors Tl über die Emitter-Kollektor-Strecke eines weiteren, zum Treibertransistor komplementären Transistor T3 mit dem am Signaleingang 2 liegenden Anschluß der Zenerdiode Zl verbunden ist, dessen Basis über einen Vorwiderstand R3 mit einem Potential 4 der Versorgungsspannung verbunden ist. Der Kollektor des zum npn-Treibertransistors Tl komplementären pnp-Transistors T3 ist mit der Basis von T1 und sein Emitter mit dem am Signaleingang 2 liegenden Anschluß der Zenerdiode Z1 verbunden. Zur Begrenzung der Abmagnetisierungsspannung am Verbraucher 1 sind zwei Lösungen möglich, die durch alternatives Einfügen der Schaltbrücken 6 oder 7 realisierbar sind. Mit der Schaltbrücke 7 wird dem Verbraucher 1 eine Freilaufdiode D5 in Reihe mit einer Zenerdiode Z3 parallelgeschaltet. Die Zenerdiode Z3 ist in Durchbruchrichtung in den Freilaufkreis eingeschaltet. Mit der Schaltbrücke 6 wird dem Leistungstransistor T2 eine Zenerdiode Z4 parallelgeschaltet.
  • Bei einem Ansteuerbefehl am Signaleingang 2 wird der Emitter des Transistors T3 gegenüber der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung und damit gegenüber einer Basis angehoben.
  • Der Transistor T3 öffnet und steuert den Treibertransistor 21 an. Am Ende des Ansteuerbefehls sperrt der Transistor T3. Durch den Verbraucherstrom wird. der Kondensator a sehr rasch entladen und umgeladen, bis entweder die Zenerdiode Z4 oder die Zenerdiode Z3 des Freilaufkreises über die Diode D5 aufgrund der stark invers gewordenen Klemmenspannung des Verbrauchers in den Durchbruch getrieben wird. Unter dieser Gegenspannung klingt der Verbraucherstrom sehr schnell ab. Anschließend führt die Kollektor-Basis-Diode des Transistors T3 über den Basis-{vorwiderstand R3 den Kollektor-Basis-weststrom des Treibertransistors T1 ab. Durch den Transistor 23 wird während der Abmagnetlsierungsphase verhindert, daß der Treibertransistor Tl i mit seiner an der ersten Versorgungsspannungsschiene 4 orientierten Basis leitend wird, wenn der induktive Verbraucher 1 eine inverse Klemmenspannung entwickelt.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Signalverläufe in Fig. 7 beschrieben. Diese AuSfuhrungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Dransistors T3 durch eine parallelgeschaltete Zenerdiode Z5 zur Begrenzung seiner Emitter-Kollektor-Spannung überbrückt ist. Hierdurch ist eine Begrenhung der Abmagnetisierungsspannung am induktiven Verbraucher ohne die in Fig. 5 dargestellten Zenerdioden Z3 und Z4 möglich, die als Leistungs-Zenerdioden ausgebildet sind.
  • In der Schaltung der Fig. 6 sperrt am Ende des Ansteuerbefehls U2 (Fig. 7) der Transistor T3. Durch den noch fließenden Verbraucherstrom i1 (Fig. 7) wird der Kondensator C mit der Ladespannung U e am Punkt e sehr rasch entladen und umgeladen, bis der Emitter des Treibertransistors Tl durch die stark invers gewordene Klemmenspannung Uf (Fig. 7) des Verbrauchers 1 am Punkt f soweit herabgezogen ist, daß die Basisspannung U d von Tl über die Durchbruchs spannung der Zenerdiode Z5 hinweg wieder Strom aus der Ansteuerung zu ziehen beginnt. Die Klemmenspannung Uf am Verbraucher 1 ist damit auf eine inverse Spannung zum Bezugspotential der Ansteuerung abzüglich der Zenerdurchbruchspannung der Zenerdiode Z5 abzüglich der Basis-Emitter-Spannung des Treibertransistors T1 abzüglich der Schwellenspannung der Diode D3 gesetzt. Gleichzeitig beginnen jedoch die Transistoren T1 und T2 zu leiten und führen den wesentlichen Teil des noch fließenden Verbraucherstromes. Ein kleiner Teil des Verbraucherstromes fließt zur Steuerung über den Treibertransistor T1. Damit ist jedoch bis zum völligen Abklingen des Stromes jeweils zusätzlich die Durchbruchsspannung der Zenerdiode Z5 wirksam, die aber nur für eine Steuerleistung ausgelegt ist. Damit bei einem eventuellen Ausfall der Stromversorgung keine Überlastung dieser Strecke auftritt, kann zusätzlich eine Preilaufdiode D4 vorgesehen sein, die die Versorgungsspannung überbrückt und in Sperrrichtung zur Versorgungsspannung geschaltet ist.
  • Die Durghspannung der Zenerdiode Z5 kann so gewählt werden, daß während der Abmagnetisierungsphase die Sperrspannung der Transistoren 1 und T2 durch die Summe aus der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z5 und der Versorgungsspannung ausgenützt wird.
  • 9 Patentansprüche 7 Figuren

Claims (9)

  1. Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers, der in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal auf einem Signaleingang aus einer Versorgungsspannung gespeist ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: a) Der induktive Verbraucher ;1) liegt zwischen den beiden Potentialen (3, 4) der Versorgungsspannung in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines Leistungstransistors (T2), der von einem komplementären Treibertransistor (Tl) angesteuert ist, dessen Basis mit dem Signaleingang (2) verbunden ist, b) der Emitter des Treibertransistors (Tl) ist über einen Kondensator (G) mit einem Potential (4) der Versorgungsspannung und über eine Diode (D3) mit dem Mittelpunkt (c) zwischen dem Leistungstransistor (T2) und dem induktiven Verbraucher (1) verbunden, c) eine Zenerdiode (Z1) ist zwischen den Signaleingang (2) und ein Potential (4) der Versorgungsspannung geschaltet.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Treibertransistors (T1) über eine Diode (D2) mit dem Kondensator (C) verbunden ist.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucher (1) eine Freilaufdiode (D1) in Sperrrichtung der Versorgungsspannung parallelgeschaltet ist.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Treibertransistor (Tl) abgewandte Anschluß des Kondensators (C) und der dem Signaleingang (2) abgewandte Anschluß der Zenerdiode (Z1) über eine weitere Zenerdiode (Z2) mit einem Potential (4) der Versorgungsspannung verbunden ist (Fig. 4).
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Treibertransistors (T1) über die Emitter-Kollektor-Strecke eines weiteren, zum Treibertransistor komplementären Transistors (T3) mit dem &m Signaleingang (2) liegenden Anschluß der Zenerdiode (Zi) verbunden ist, dessen Basis über einen Vorwiderstand (23) mit einem Potential (4) der Versorgungsspannung verbunden ist (Fig. 5).
  6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucher (1) eine Freilaufdiode (D5) in Reihe mit einer Zenerdiode (Z3) parallelgeschaltet ist.
  7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leistungstransistor (T2) eine Zenerdiode (Z4) parallelgeschaltet ist.
  8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (T3) durch eine parallelgeschaltete Zenerdiode (Z5) zur Begrenzung der Emitter-Kollektor-Spannung überbrückt ist.
  9. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Freilaufdiode (D4) die Versorgungsspannung überbrückt und in Sperrichtung der Versorgungsspannung geschaltet ist.
DE19742423258 1974-05-14 1974-05-14 Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers Expired DE2423258C3 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742423258 DE2423258C3 (de) 1974-05-14 1974-05-14 Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers
AT672974A AT337810B (de) 1974-05-14 1974-08-19 Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines induktiven verbrauchers
JP5714775A JPS514570A (ja) 1974-05-14 1975-05-13 Judoseifukayodengenkairosochi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742423258 DE2423258C3 (de) 1974-05-14 1974-05-14 Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2423258A1 true DE2423258A1 (de) 1976-02-05
DE2423258B2 DE2423258B2 (de) 1977-12-29
DE2423258C3 DE2423258C3 (de) 1978-09-07

Family

ID=5915460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742423258 Expired DE2423258C3 (de) 1974-05-14 1974-05-14 Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS514570A (de)
AT (1) AT337810B (de)
DE (1) DE2423258C3 (de)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2361777A1 (fr) * 1976-08-14 1978-03-10 Bosch Gmbh Robert Montage pour deriver le courant de coupure d'un appareil utilisateur inductif
EP0000653A1 (de) * 1977-07-21 1979-02-07 Basil Earle Wainwright Abblendbarer Autorückspiegel
EP0006843A1 (de) * 1978-07-06 1980-01-23 Bürkert GmbH Magnetventil mit elektronischer Steuerung
EP0090058A1 (de) * 1982-03-25 1983-10-05 Ibm Deutschland Gmbh Transistorschaltung zum Schalten des Schreibstromes bei einem Metallpapierdrucker und zum selbsttätigen Verringern des Schreibstromes nach dem Zünden des Lichtbogens
EP0099941A1 (de) * 1982-07-29 1984-02-08 Vickers Systems GmbH Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Elektromagneten eines Wegeventils
EP0163349A2 (de) * 1984-05-31 1985-12-04 GHISALBA S.p.A. Speiseschaltung für einen elektromagnetischen Kontaktgeber
EP0287525A2 (de) * 1987-04-14 1988-10-19 STMicroelectronics S.r.l. Einschaltstromrückführung durch einen eine induktive Last treibenden Leistungsschalttransistor
DE3729954A1 (de) * 1987-09-07 1989-03-16 Sikora Gernot Verfahren und einrichtung zum ansteuern von einspritzventilen
DE3932191A1 (de) * 1989-09-27 1991-04-11 Elektronik Regelautomatik Verfahren und anordnung zum schalten einer induktiven last im gleichstromkreis
DE29608622U1 (de) * 1996-05-11 1996-08-08 Festo Kg, 73734 Esslingen Schaltungsanordnung zur Steuerung von Magnetspulen, insbesondere für Magnetventile
DE10022342A1 (de) * 2000-05-08 2001-11-22 Siemens Ag Antriebselektronik und Verfahren zur elektrisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5056008A (de) * 1973-09-17 1975-05-16
DE3027183C2 (de) * 1980-07-18 1986-07-17 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung
DE3232217A1 (de) * 1982-08-30 1984-03-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zur entregung von gleichstromerregten magnetspulen
DE3840991A1 (de) * 1988-12-06 1990-06-07 Eberle Gmbh Ansteuerschaltung fuer elektromagnetische schaltgeraete

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2361777A1 (fr) * 1976-08-14 1978-03-10 Bosch Gmbh Robert Montage pour deriver le courant de coupure d'un appareil utilisateur inductif
EP0000653A1 (de) * 1977-07-21 1979-02-07 Basil Earle Wainwright Abblendbarer Autorückspiegel
EP0006843A1 (de) * 1978-07-06 1980-01-23 Bürkert GmbH Magnetventil mit elektronischer Steuerung
EP0090058A1 (de) * 1982-03-25 1983-10-05 Ibm Deutschland Gmbh Transistorschaltung zum Schalten des Schreibstromes bei einem Metallpapierdrucker und zum selbsttätigen Verringern des Schreibstromes nach dem Zünden des Lichtbogens
US4575740A (en) * 1982-03-25 1986-03-11 International Business Machines Corporation Transistor circuit for reducing current after ignition in a metal paper printer
EP0099941A1 (de) * 1982-07-29 1984-02-08 Vickers Systems GmbH Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Elektromagneten eines Wegeventils
EP0163349A2 (de) * 1984-05-31 1985-12-04 GHISALBA S.p.A. Speiseschaltung für einen elektromagnetischen Kontaktgeber
EP0163349A3 (en) * 1984-05-31 1987-10-28 Ghisalba S.P.A. Feed circuit for an electromagnetic contactor
EP0287525A2 (de) * 1987-04-14 1988-10-19 STMicroelectronics S.r.l. Einschaltstromrückführung durch einen eine induktive Last treibenden Leistungsschalttransistor
EP0287525A3 (en) * 1987-04-14 1988-11-17 Sgs-Thomson Microelectronics S.P.A. Transitory current recirculation through a power switching transistor driving an inductive load
US4962346A (en) * 1987-04-14 1990-10-09 Sgs-Thomson Microelectronics, S.P.A. Transitory current recirculation through a power switching transistor driving an inductive load
DE3729954A1 (de) * 1987-09-07 1989-03-16 Sikora Gernot Verfahren und einrichtung zum ansteuern von einspritzventilen
DE3932191A1 (de) * 1989-09-27 1991-04-11 Elektronik Regelautomatik Verfahren und anordnung zum schalten einer induktiven last im gleichstromkreis
DE29608622U1 (de) * 1996-05-11 1996-08-08 Festo Kg, 73734 Esslingen Schaltungsanordnung zur Steuerung von Magnetspulen, insbesondere für Magnetventile
DE10022342A1 (de) * 2000-05-08 2001-11-22 Siemens Ag Antriebselektronik und Verfahren zur elektrisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts
DE10022342C2 (de) * 2000-05-08 2003-04-24 Siemens Ag Antriebselektronik und Verfahren zur elektrisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts

Also Published As

Publication number Publication date
JPS514570A (ja) 1976-01-14
AT337810B (de) 1977-07-25
ATA672974A (de) 1976-11-15
DE2423258C3 (de) 1978-09-07
DE2423258B2 (de) 1977-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0176800A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schaltzustands eines Abschaltthyristors
DE2423258A1 (de) Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines induktiven verbrauchers
DE3702680A1 (de) Verfahren und schaltung zur ansteuerung von elektromagnetischen verbrauchern
EP0060331A1 (de) Kurzschlussschutzvorrichtung für einen Gleichstromsteller
DE9409760U1 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Schützes
WO1991016756A1 (de) Gleichstromumrichter mit strombegrenzung
EP2446526B1 (de) Schaltungsanordnung zum betreiben mindestens einer led
EP1463189B1 (de) Hilfsspannungsquelle für einen spannungsseitigen NMOS-Transistor
DE2461583C2 (de) Schaltung zur Reduzierung der Einschaltverluste eines Leistungstransistors
DE3687976T2 (de) Wechselstromnaeherungsschalter mit geringem leckstrom.
DE2506196A1 (de) Gleichstrom-schaltvorrichtung
DE10064123A1 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Halbleiterschaltelements
DE102016210798B3 (de) Leistungshalbleiterschaltung
DE3240352A1 (de) Elektronische schaltvorrichtung
DE19652622A1 (de) Getaktete Endstufenschaltung zur Steuerung oder Regelung induktiver Lasten
DE2633923A1 (de) Verfahren zum betrieb eines selbstgetakteten schaltreglers und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3536447C2 (de) Kurzschluß- und überlastfeste Transistorausgangsstufe
DE19725317B4 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines mit Gleichspannung betätigbaren Magnetventiles
DE2040793A1 (de) Steuerschaltung fuer Schalttransistoren
DE102017214206A1 (de) Schaltung zum Kurzschlussschutz einer Endstufe
EP1116327B1 (de) Eingangsschaltung für eine endstufe
DE2700547A1 (de) Verfahren zur sicherung eines schaltnetzgeraets mit einem schalttransformator, sowie ueberwachungsvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
EP0059969A1 (de) Spannungsquelle mit Strombegrenzung für die Konstantstromansteuerung von Schrittmotoren
DE2100929A1 (de) Steuerschaltung zur Versorgung eines induktiven Verbrauchers
DE2014217A1 (de) Steuerschaltung fur Schalttransistoren

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee