DE2423258B2 - Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines induktiven verbrauchers - Google Patents
Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines induktiven verbrauchersInfo
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Description
iu Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers, der in Abhängigkeit von einem an einem
Signaleingang anliegenden Ansteuersignal von einer Versorgungsspannung gespeist ist, bei der der Verbraueher
zwischen den beiden Potentialen der Versorgungsspannung in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke
eines Leistungstransistors liegt, der von einem komplementären Treibertransistor angesteuert ist, dessen Basis
mit dem Signaleingang verbunden ist. Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 35 49 955
bekannt.
Induktive Verbraucher mit Gleichstromspeisung, insbesondere elektromechanische Elemente, wie Relais,
Schütze, Magnetventile und Magnetkupplungen, sollen bei einer Betätigung möglichst rasch ansprechen.
Hierzu werden sie 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. Dieser 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 mechanisehe Betätigung nicht immer verwirklicht wird.
Bereits vor dem Beginn der mechanischen Bewegung gehen große Spannungszeitflächen am Reihenwiderstand
verloren und stehen nicht für den magnetischen Feldaufbau zur Verfügung.
so 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 empfindlich gegen
Schwankungen der Versorgungsspannung und gegen eine Dejustierungdes Hilfskontaktes.
Aus der US-PS 36 60 730 ist eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers
bekannt, der in Abhängigkeit von einem an einem
ω) Signaleingang anliegenden Ansteuersignal von einer
Versorgungsspannung gespeist ist. Der Verbraucher liegt zwischen den beiden Potentialen der Versorgungsspannung in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke
eines Leistungstransistors und in Reihe mit einem
ii5 ohmschen Widerstand. Der Leistungstransistor wird
von einem komplementären Treibertransistor angesteuert, dessen Basis mit dem Signaleingang verbunden
ist. Der Strom durch den Verbraucher ist somit
abhängig vom Widerstandswert des ohmschen Reihenwiderstandes,
der zur Einhaltung der gewünschten Erregungsbedingungen an den Verbraucher angepaßt
werden muß. Bei der bekannten Schaltungsanordnung schwankt der Dauererregerstrom mit der Versorgungsspannung. Die Verlustleistung in der Schaltungsanordnung
steigt quadratisch mit der Versorgungsspannung. Eine rasche Entregung des Verbrauchers beim Abschalten
wird durch ein enges Zusammenwirken eines Zeitkreises mit einer Widerstandskombination erzielt,
wodurch eine weitere Anpassung an den Verbraucher erforderlich wird. Darüber hinaus ist die bekannte
Schaltungsanordnung für Verbraucher höherer Leistungen nicht geeignet, da beim Abschalten der Verbraucherstrom
über die Basis eines Transistors geführt wirci, die jedoch nur eine beschränkte Stromtragfähigkeit
aufweist.
Bei der aus der US-PS 35 49 955 bekannten Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven
Verbrauchers wird nach der Stoßerregung der Verbraucherstrom an einem Meßwiderstand überwacht
und mit einer Vergleichsspannung einer Diode verglichen. Der Verbraucherstrom wird nach der Stoßerregung
auf die Vergleichsspannung der Diode geregelt. Hierzu ist erforderlich, daß entweder die Vergleichsspannung der Diode oder der ohmsche Widerstandswert
des Meßwiderstandes an den Verbraucher individuell angepaßt wird. Eine rasche Entregung des
Verbrauchers, sowie eine Ansteuerung über ein leistungsarmes Steuersignal ist bei dieser bekannten
Schaltungsanordnung nicht vorgesehen.
Aus der DT-OS 15 88 146 ist eine Schaltungsanordnung
zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers bekannt, bei der für die Stoßerregung und für die
Dauererregung zwei Leistungstransistoren vorgesehen sind, wobei zwei unterschiedliche Versorgungsspannungen
aus getrennten Netzgeräten bereitgestellt sind. Die Bereitstellung von zwei unterschiedlichen Versorgungsspannungen erfordert einen erheblichen Aufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltungsanordnung für
eine Stoßerregung eines Verbrauchers mit rasch aufeinanderfolgenden Schaltzyklen zu schaffen, die bei
geringem Aufwand an Bauelementen leistungssparend und unabhängig von der Stromaufnahme des Verbrauchers
arbeitet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Emitter des Treibertransistors über einen für
den Steuerstrom des Leistungstransistors bemessenen Kondensator mit dem direkt am Verbraucher anliegenden
Potential der Versorgungsspannung und über eine in Durchlaßrichtung der Basis-Emitter-Strecke des
Treibertransistors geschaltete Diode mit der Verbindungsleitung zwischen dem Leistungstransistor und
dem Verbraucher verbunden ist und daß zwischen dem Signaleingang und dem direkt am Verbraucher anliegenden
Potential der Versorgungsspannung eine die an der Basis des Treibertransistors auftretende höchste
Spannung gegen das direkt am Verbraucher anliegende Potential der Versorgungsspannung begrenzende
Zenerdiode geschaltet ist.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zur Ansteuerung ein leistungsschwaches
Logiksignal ausreicht. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist vom Stromverbrauch des
jeweiligen Verbrauchers unabhängig, da eine konstante Gegenspannung im Verbraucherkreis wirksam wird, die
vom tatsächlichen Verbraucherstrom unabhängig ist und eine rasche Entregung des Verbrauchers bewirkt.
Der Dauererregerstrom wird unabhängig von Schwankungen der Versorgungsspannung über die Haltespannung
konstant gehalten. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eignet sich somit insbesondere zur
Stromversorgung von induktiven Verbrauchern mit Gleichstromspeisung, insbesondere elektromechanisehen
Elementen, wie Relais, Schützen, Magnetventilen und Magnetkupplungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der
Schaltungsanordnung,
Fig. 2 einige charakteristische Signalverläufe in der
Schaltung der Fig. I1
F i g. 3 bis 6 die Schaltbilder weiterer Ausführungsbeispiele,
Fig. 7 einige charakteristische Signalverläufe in der
Schaltung der F i g. 6.
Die Schaltung nach F i g. 1 wird unter Hinweis auf die charakteristischen Signalverläufe in F i g. 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
werden. Die Basis des Leistungstransistors T2 ist über einen Widerstand R 2 ebenfalls an die zweite Schiene 3
gelegt und wird über einen weiteren Widerstand R 1 vom Kollektor eines npn-Treibertransistors Tl angesteuert.
Der Treibertransistor Tl ist von einem zum Leistungstransistor T2 komplementären Typ. Die
Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors 1 ist durch eine Schutzdiode D 2 geschützt. Der Emitter des
Treibertransistors 1 ist über die Schutzdiode D 2 mit einem Kondensator C und einer weiteren Diode D 3
verbunden. Die Diode D 3 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 ZX mit der ersten Schiene 4 der
Versorgungsspannung verbunden. Die Zenerdiode Z1 ist so gepolt, daß sie bei einer Ansteuerung der Basis des
Treibertransistors Tl mit einem Potential zwischen den
beiden Schienen 3, 4 der Versorgungsspannung die höchste an der Basis des Treibertransistors Tl
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.
W) Führt der Ansteuerbefehl U 2 (F i g. 2) am Signaleingang
2 ein Potential nahe dem Potential der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung, so sind die beiden
Transistoren Tl und T2 und der Verbraucher 1 stromlos. Wird das Basispoteniia! dcsTrcäbcrtransistors
hi Tl durch den Ansteuerbefehl U2 gegenüber dem
Potential der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung angehoben, so beginnt der Treibertransistor Tl 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
Tl und der im wesentlichen durch die Versorgungsspannung und den Widerstand R1 bestimmte
Basisstrom des Leistungstransistors T2 laden den Kondensator C1 auf eine Spannung Ub (F i g. 2) am
Punkt b auf. Durch den Anstieg der Spannung Ui, am
Kondensator C wird der Emitter des Treibertransistors Ti angehoben. Dabei sinken die Basisströme des
Treibertransistors Ti und auch des Leistungstransistors T2 langsam ab und das Basispotential U3 (Fig.2) am
Punkt a des Treibertransistors Tl steigt um den etwa konstanten Durchlaßspannungsabfall seiner Basis-Emitter-Strecke
um das Emitterpotential verschoben mit. Die Verbraucherspannung Uc (F i g. 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 (Λ des Treibertransistors Π so weit
angestiegen, daß sie durch den Zenerdurchbruch der Zenerdiode Z i begrenzt wird. Da das Emitterpotential
des Treibertransistors 7"! mit den Steuerströmen noch
weiter angehoben wird, beginnt der Treibertransistor Ti zu sperren und sperrt zunehmend auch den
Leistungstransistor T2. Der Verbraucher 1 hält den Verbraucherstrom // (Fig. 2) durch seine Induktivität
etwa konstant. Durch den Verbraucherstrom ii sinkt bei
zunehmender Emitter-Kollektor-Spannung am Leistungstransistor T2 die Verbraucherspannung U1-(F
i g. 2) ab. Schließlich sperrt der Leistungstransistor T2 so weit, daß die Verbraucherspannung kleiner wird
als die am Kondensator C bereits erreichte Ladespannung Ub- Damit beginnt die Überlaufdiode D3 zu leiten
und die Transistorkombination Tl, T2 hält den Verbraucher 1 auf einer Spannung, die sich aus dem
durch den Zenerdurchbruch der Zenerdiode Ci gegebenen Basispotential des Treibertransistors Tl und
den Durchlaßspannungen der Basis-Emitter-Strecke von Tl, der eventuellen Schutzdiode D2 und der
Überlaufdiode D 3 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 Tl angehoben und die beiden Transistoren
sperren wieder etwas.
Der induktive Verbraucher 1 wird somit nach dem Ansteuern des Treibertransistors Tl für eine vorbestimmte
Zeit an die volle Versorgungsspannung gelegt und rasch erregt. Damit wird das gewünschte beschleunigte
Einschaltverhalten erreicht. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit wird die Spannung Uc 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 Uc kann durch geeignete Wahl der Durchbruchspannung
der Zenerdiode Zl leicht eingestellt werden.
Wird die Basis des Treibertransistors Tl über die Ansteuerung U? am Signaleingang 2 wieder mit einem
Potential nahe dem Potential der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung angesteuert, so sperrt der Treibertransistor
Tl, dessen Emitter sich noch auf den geladenen Kondensator C abstützt. Ebenso sperrt der
vom Treibertransistor Tl nicht mehr angesteuerte Leistungstransistor T2. Der im Augenblick der Absteuerung
im induktiven Verbraucher 1 fließende Strom // klingt in Form einer gedämpften Schwingung über den
Kondensator C, die Überlaufdiode D 3 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 ;'; um den Faktor der
ίο Stromverstärkung des Leistungstransistors T2 größer
ist, wird der Kondensator Csehr rasch entladen und der Emitter des Treibertransistors Tl abgesenkt. Sobald
der Emitter so weit abgesenkt ist, daß das auf der Ansteuerung der Basis des Treibertransistors Tl
anstehende Potential um die Schwellenspannung der Basis-Emitter-Strecke von Tl unterschritten wird,
beginnt der Treibertransistor Tl 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 Tl. Dabei steuert das Basispotential
des Treibertransistors Tl auch die Spannung U1- am
Verbraucher 1 wie bei der Betriebsphase, in der der thermisch zulässige Dauerstrom fließt. Ist beispielsweise
die Basis des Treibertransistors TI relativ niederohmig
gegen die erste Schiene 4 der Versorgungsspannung abgeschlossen, so beginnt Tl zu leiten, wenn der
Kondensator Cdurch den im induktiven Verbraucher 1 abklingenden Strom bis auf eine negative Spannung
entladen und umgeladen wurde, die im wesentlichen der Durchlaßspannung der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors
1 und der Durchlaßspannung der Schutzdiode D 2 entspricht. Die Spannung Uc am
Verbraucher 1 ist dann um die Durchlaßspannung der Überlaufdiode D 3 weiter negativ. Die Summe dieser
Spannungen 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 Stoßerregung 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 /'; multipliziert mit der Summe aus der Versorgungsspannung und
der negativen Spannung Uc am Verbraucher 1. Wenn
diese geringe zusätzliche Verlustleistung am Leistungsso transistor während der Abmagnetisierung des Verbrauchers
unerwünscht ist oder wenn mit einer Abschaltung der Versorgungsspannung am Leistungstransistor —
beispielsweise durch eine Sicherung — gerechnet werden muß, so kann eine Freilaufdiode D 1 vorgeseher
sein, die zum Verbraucher 1 parallel geschaltet und se gepolt ist, daß sie die normale Betriebsspannung de;
Verbrauchers sperrt. Diese Freilaufdiode D1 ändert dif
Funktion der Schaltung nicht. Während der Abmagneti sierung des Verbrauchers entlädt der Verbraucherstron
wi den Kondensator C so lange, bis seine Spannung unte
Null sinkt. Dann beginnt die Freilaufdiode D 1 zu leiter Der Kondensator bleibt somit in der Nähe de
Nullpotentials liegen. Der Treibertransistor Tl und i der Folge auch der Leistungstransistor T2 bleibe
(/> gesperrt, weil für ihre Ansteuerung die Schwellenspar
nungen der Diode D 2 und die Schwellenspannung de Basis-Emitter-Diode des Treibertransistors Tl übei
wunden werden müßten.
Wenn die Freilaufdiode D1 nicht vorgesehen ist, liegt
unmittelbar nach Ende der Ansteuerung des Treibertransistors Tl am Kondensator C eine Ladespannung
U^ die der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z 1
abzüglich der Schwellenspannung der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors Ti entspricht. Die Basis
des Treibertransistors Ti liegt dann aber auf einem
Potential in der Nähe des Potentials der ersten Schiene 4 der Versorgungsspannung. Sofern dabei die Differenzspannung
die zulässige Sperrspannung der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors Tl überschreitet, ist
eine Freilaufdiode 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 Schaltungsanordnung arbeitet völlig gleichartig, wenn sie mit inverser Betriebsspannung und jeweils
komplementären Transistoren betrieben wird. F i g. 3 zeigt eine Schaltung, bei der ein npn-Leistungstransistor
TT 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
Tl'.
Nach dem zum Ansprechen des elektromagnetischen Elements führenden Erregungsstoß stellt sich rasch eine
Dauererregurig ein, die durch geeignete Dimensionierung
der Schaltung knapp über dem Haltestrom liegen kann. Es 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 dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, daß der dem
Treibertransistor Tl abgewandte Anschluß des Kondensators C und der dem Signaleingang abgewandte
Anschluß der Zenerdiode Zl 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 Zl durch einen Ansteuerbefehl an
den Signaleingängen 2, 5 in den Zenerdurchbruch getrieben wurde.
Bei einem Ansteuerbefehl am Signaleingang 2, 5 werden der Ladestrom des Kondensators C der
Zenerstrom der Zenerdiode Zl und die inneren Querströme von der Ansteuerung über die in Durchlaßrichtung
geschaltete Zenerdiode Z 2 gegen die erste Schiene 4 der Versorgungsspannung abgeführt. Nach
dem Ende des Ansteuerbefehls bietet die Ansteuerung der Basis des Treibertransistors Tl ihr Bezugspotential
an, das dem Potential des Belages des Kondensators C entspricht, der dem Emitter des Treibertransistors Tl
abgewandt ist. Der Emitter des Treibertransistors TI stützt sich daher noch auf dem geladenen Kondensator
Cab. Die Transistoren Tl und in der Folge T2 sperren.
Der induktive Verbraucher 1 findet einen Freilaufkreis vor, in dem als Gegenspannungen die Durchbruchspannung
der Zenerdiode Z2 und die Schwcllcnspannung der Überlaufdiode D 3 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 Absteucrung im induktiven Verbraucher 1 fließenden
Strom wird der Kondensator Γ sehr rasch entluden und umgeladen, bis bei einer kleinen inversen Spannung
am Kondensator C die Zenerdiode Z1 und die Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors Tl zu
leiten beginnen. Diese beiden Schwellenspannungen ">
zusammen mit der Schwellenspannung der Überlaufdiode D 3 und der Durchbruchspannung der Zenerdiode
Z2 definieren jetzt die Klemmenspannung am Verbraucher
!.Gleichzeitig haben aber die Transistoren Tl, T2
zu leiten begonnen und führen den wesentlichen Teil des
ίο noch fließenden Verbraucherstromes. Ein kleiner Teil
des Verbraucherstromes fließt zur Steuerung den beschriebenen Weg über den Treibertransistor Tl.
Damit ist im Kreis bis zum völligen Abklingen des Stromes jeweils zusätzlich eine Gegenspannung cntsprechend
der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z2 wirksam. Damit bei einem eventuellen Ausfall der
Stromversorgung keine Überlastung dieser Strecke auftritt, kann eine Freilaufdiode D 4 vorgesehen sein,
welche die Versorgungsspannung überbrückt und in Sperrichtung der Versorgungsspannung geschaltet ist.
Die Durchbruchspannung der Zenerdiode Z 2 kann so gewählt werden, daß während der Abmagnetisierung
die Sperrspannung der Transistoren durch die Summe aus der Durchbruchspannung der Zenerdiode Z 2 und
der Versorgungsspannung ausgenutzt wird. Damit wird eine rasche Abmagnetisierung erreicht.
Nach einem in F i g. 5 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel kann eine rasche Abmagnetisierung
dadurch erreicht werden, daß die Basis desTreibertransistors
Tl über die Emittcr-Kollektor-Strecke eines weiteren, zum Treibertransistor komplementären Transistors
T3 mit dem am Signaleingang 2 liegenden Anschluß der Zenerdiode Zl verbunden ist, dessen
Basis über einen Vorwiderstand R 3 mit einem Potential
Jr> 4 der Versorgungsspannung verbunden ist. Der
Kollektor des zum npn-Treibertransistor Tl komplementären pnp-Transistors T3 ist mit der Basis von Tl
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 parallel geschaltet. Die Zenerdiode Z3 ist in Durchbruchrichtung
in den Freilaufkreis eingeschaltet. Mit der Schaltbrücke 6 wird dem Leistungstransistor T2 eine
Zenerdiode Z4 parallel geschaltet.
Bei einem Ansteuerbefehl am Signaleingang 2 wird
w der Emitter des Transistors T3 gegenüber der ersten
Schiene 4 der Versorgungsspannung und damit gegenüber seiner Basis angehoben. Der Transistor T3
öffnet und steuert den Treibertransistor Tl an. An1 Ende des Anstcuerbefehls sperrt der Transistor T3
r)r>
Durch den Verbraucherstrom wird der Kondensator C sehr rasch entladen und umgeladen, bis entweder di(
Zenerdiode Z4 oder die Zenerdiode Z3 des Freilauf kreises über die Diode DS aufgrund der stark inver
gewordenen Klemmenspannung des Verbrauchers ii
mi den Durchbruch getrieben wird. Unter dieser Gegen spannung klingt der Vcrbrauchcrstrom sehr schnell al
Anschließend führt die Kollektor-Basis-Diode de Transistors T3 über den Basisvorwiderstand R 3 de
Kollcktor-Basis-Reststroni des Treibertransistors T
iiί ab. Durch den Transistor T3 wird während dt
Abmagnctisicrungsphasc verhindert, daß der Treibe transistor T1 mit seiner an der ersten Vcrsorgungsspa
mmgsschiene 4 orientierten Basis leitend wird, wenn d
709 552/:
induktive Verbraucher 1 eine inverse Klemmenspannungentwickelt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 6 dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die
Signalverläufe in F i g. 7 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors 73 durch eine parallelgeschaltete Zenerdiode Z5 zur Begrenzung seiner Emitter-Kollektor-Spannung
überbrückt. Hierdurch ist eine Begrenzung der Abmagnetisierungsspannung am induktiven
Verbraucher ohne die in Fig. 5 dargestellten Zenerdioden Z 3 und Z4 möglich, die als Leistungs-Zenerdioden
ausgebildet sind.
In der Schaltung der Fig. 6 sperrt am Ende des
Ansteuerbefehls (72 (Fi g. 7) der Transistor 73. Durch
den noch fließenden Verbraucherstrom // (F > g. 7) wird
der Kondensator Cmit der Ladespannung Uc am Punkt
e sehr rasch entladen und umgeladen, bis der Emitter des Treibertransistors 71 durch die stark invers
gewordene Klemmenspannung Ur(F i g. 7) des Verbrauchers 1 am Punkt /so weit herabgezogen ist, daß die
Basisspannung Ud von Π über die Durchbruchsspannung
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 71 abzüglich der Schwellenspannung der Diode D 3 gesetzt. Gleichzeitig beginner
jedoch die Transistoren 71 und 72 zu leiten und führer
den wesentlichen Teil des noch fließenden Verbraucherstromes. Ein kleiner Teil des Verbraucherstromes fließi
zur Steuerung über den Treibertransistor 71. Damit isi
ίο jedoch bis zum völligen Abklingen des Stromes jeweils
zusätzlich die Durchbruchsspannung der Zenerdiode Z5 wirksam, die aber nur für eine Steuerleistunj
ausgelegt ist. Damit bei einem eventuellen Ausfall dei Stromversorgung keine Überlastung dieser Streck«
auftritt, kann zusätzlich eine Freilaufdiode D4 vorgese
hen sein, die die Versorgungsspannung überbrückt unc in Sperrichtung zur Versorgungsspannung geschalte
ist.
Die Durchbruchspannung der Zenerdiode Z5 kam so gewählt werden, daß während der Abmagnetisie
rungsphase die Sperrspannung der Transistoren 71 um 72 durch die Summe aus der Durchbruchspannung de
Zenerdiode Z5 und der Versorgungsspannung ausge nutzt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers, der in Abhängigkeit
von einem an einem Signaleingang anliegenden Ansteuersignal von einer Versorgungsspannung
gespeist ist, bei der der Verbraucher zwischen den beiden Potentialen der Versorgungsspannung in
Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines Leistungstransistors liegt, der vor einem komplementären
Treibertransistor angesteuert ist, Jessen Basis mit dem Signaleingang verbunden ist, d a durch
gekennzeichnet, daß der Emitter des Treibertransistors (Ti) über einen für den Steuerstrom
des Leistungstransistors (T2) bemessenen Kondensator (C) mit dem direkt am Verbraucher (1)
anliegenden Potential (4) der Versorgungsspannung und über eine in Durchlaßrichtung der Basis-Emitter-Strecke
des Treibertransistors (TX) geschaltete Diode (D 3) mit der Verbindungsleitung zwischen
dem Leistungstransistor (T2) und dem Verbraucher (1) verbunden ist und daß zwischen dem Signaleingang
(2) und dem direkt am Verbraucher (1) anliegenden Potential (4) der Versorgungsspannung
eine die an der Basis des Treibertransistors (Ti)
auftretende höchste Spannung gegen das direkt am Verbraucher (t) anliegende Potential der Versorgungsspannung
begrenzende Zenerdiode (ZX) geschaltet ist.
2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch
gekennzeichnet, daß der Emitter des Treibertransistors (TX) über eine Diode (D 2) mit dem
Kondensator fQverbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucher (1) eine die
Betriebsspannung des Verbrauchers (1) sperrende Freilaufdiode (D 1) parallel geschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch '.,dadurch
gekennzeichnet, daß der dem Treibertransistor (Ti) abgewandte Anschluß des Kondensators (C)und der
dem Signaleingang (2) abgewandte Anschluß der Zenerdiode (Z X) über eine weitere Zenerdiode (Z2)
mit dem direkt am Verbraucher (1) anliegenden Potential (4) der Versorgungsspannung verbunden
ist (F ig. 4).
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Treibertransistors
(TX) über die Emitter-Kollektor-Strecke eines
weiteren, zum Treibertransistor komplementären Transistors (T3) mit dem am Signaleingang (2)
liegenden Anschluß der Zenerdiode (Z 1) verbunden ist, dessen Basis über einen Vorwiderstand (R 3) mit
dem direkt am Verbraucher (1i) anliegenden Potential (4) der Versorgungsspannung verbunden
ist (F ig. 5).
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucher (1) eine
Freilaufdiode (D 5) in Reihe mit einer in Durchbruchrichtung in den Freilaufkreis eingeschalteten
Zenerdiode (Z3) parallel geschaltet ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leistungstransistor (T2)
eine Zenerdiode (Z4) parallel geschaltet ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke
des weiteren Transistors (T3) durch eine parallelgeschaltete Zenerdiode (Z5) zur Begrenzung der
Emitter-Kollektor-Spannung überbrückt ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Freilaufdiode (D4) die Versorgungsspannung überbrückt
und in Sperrichtung zur Versorgungsspannung geschaltet ist.
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 |
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| 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)
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| DE2423258B2 true DE2423258B2 (de) | 1977-12-29 |
| DE2423258C3 DE2423258C3 (de) | 1978-09-07 |
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ID=5915460
Family Applications (1)
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| DE19742423258 Expired DE2423258C3 (de) | 1974-05-14 | 1974-05-14 | Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers |
Country Status (3)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3027183A1 (de) * | 1980-07-18 | 1982-02-04 | 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 |
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| CA1104854A (en) * | 1977-07-21 | 1981-07-14 | Basil E. Wainwright | Rear view mirrors |
| DE2862229D1 (en) * | 1978-07-06 | 1983-05-19 | Burkert Gmbh | Electronically controlled magnetic valve |
| DE3271524D1 (en) * | 1982-03-25 | 1986-07-10 | Ibm Deutschland | Transistor circuit for switching the printing current in a metal paper printer and for automatically reducing the printing current after spark ignition |
| EP0099941B1 (de) * | 1982-07-29 | 1985-11-13 | Vickers Systems GmbH | Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Elektromagneten eines Wegeventils |
| IT1196706B (it) * | 1984-05-31 | 1988-11-25 | Ghisalba Spa | Circuito di alimentazione perfezionato per contattore elettromagnetico |
| DE3871846T2 (de) * | 1987-04-14 | 1993-02-04 | Sgs Thomson Microelectronics | Einschaltstromrueckfuehrung 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 | Schaltungsanordnung zur Steuerung von Magnetspulen, insbesondere für Magnetventile |
| DE10022342C2 (de) * | 2000-05-08 | 2003-04-24 | Siemens Ag | Antriebselektronik und Verfahren zur elektrisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts |
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-
1975
- 1975-05-13 JP JP5714775A patent/JPS514570A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3027183A1 (de) * | 1980-07-18 | 1982-02-04 | 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 |
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| DE2423258A1 (de) | 1976-02-05 |
| AT337810B (de) | 1977-07-25 |
| ATA672974A (de) | 1976-11-15 |
| DE2423258C3 (de) | 1978-09-07 |
| JPS514570A (ja) | 1976-01-14 |
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