DE2432841A1

DE2432841A1 - Auf strahlung ansprechende umschaltschaltung

Info

Publication number: DE2432841A1
Application number: DE2432841A
Authority: DE
Inventors: Charles Peter Cockshott; John Howard Moore
Original assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Current assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Priority date: 1973-07-12
Filing date: 1974-07-09
Publication date: 1975-02-20
Also published as: FR2237374A1; FR2237374B1; ES428157A1; AU7083374A; IT1021580B; GB1481513A; IN143944B; US3944860A; JPS5034878A

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTS BÜRO 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97 243284·

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER

Tke Lucas Electrical Geapanj Liaiit©d

Well Street

GB-Birmingham 8. JmIi 1974

Auf Strahlung ansprechende

Die Erfindung "betrifft eine auf Strahliang ansprechende TJmsehalt-Sehaltung.

Eine Schaltimg gemäß d@r Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelles ©ine auf Strahlrang ansprechende Vorrichtung, di© dann leitet» wenn sie d©r Strahlungsquelle ausgesetzt wird, ein Zwiscten der Quelle und der Vorrichtung angeordnetes Steuerglied, das für ein Einwirken der Qaelle auf die Verrichtung zu bestimmten Zeitpunkten sorgt, eine mit der Vorrichtung gekoppalte Triggersehaltung zur Erzeugung eines Ausgangs dann₅ wenn der Ausgang ven der Vorrichtung einen Sollwert annimmt, und Mittel zum Modifizieren des Stromflusses durch die Quell© entsprechend dem Ausgang von der Vorrichtung für einen bekannten Beleuchtungswert.

Vorzugsweise messen die Mittel den Spitzenausgang der Vorrichtung und erhöhen den Stroiaflusß durch die Quelle, wenn der Spitzenausgang unter einen Sollwert abfällt.

Die Erfindung ist nachstehend an Sand eines Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Pig. 1 und 2 Schaltbilder, die zwei Ausführungsbeiepiele der Erfindung z-eigen, und
Fig. 5 die Darstellung einer geringfügigen Abwandlung, die auf das

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eine wie auf das andere Ausführungsbeispiel anwendbar ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist eine Fahrzeugbatterie 11 mit ihrem Pluspol mit einer Stromleitung 14 über einen Widerstand 12 und den Fahrzeugztindschalter 13 in Reihe verbunden, und mit ihrem Minuspol ist sie mit einer Stromleitung 15 verbunden, die an Masse angelegt ist. In Heihe zwischen die Leitungen Η und I5 sind zwei Widerstände 16, 17 geschaltet, deren Verbindung mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 18 verbunden ist, dessen Kollektor Bit der Leitung I4 und dessen Emissionselektrode über einen Widerstand 1<? mit der Leitung I5 verbunden ist. Bin weiterer n-p-n-Transistor 21 ist vorgesehen, dessen Emissionselektrode über einen Widerstand 22 mit der Leitung 15 und dessen Kollektor mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Transistore 23 verbunden sind. Dessen Emissionselektrode wiederum ist mit der Leitung 14 verbunden, und dessen Kollektor ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 24 verbunden, der mit seiner Emissionselektrode mit der Verbindung zwischen einer liohtaussendenden Diode 25 und einer Diode 26 verbunden ist, die in leihe zwischen die Leitungen 14, 15 verbunden sind.

Ferner ist ein Phototransistor 27 vorgesehen, der an der Diode 25 sitzt. Der Kollektor des Transistors 2^ ist mit der Leitung 14 verbunden, und die Emissionselektrode ist mit der Steuerelektrode eine· n-p-n-Traneistore 28 verbunden. Dessen Kollektor iat mit der Leitung 14, dessen Emissionselektrode ist über einen Widerstand 29 ■it der Leitung 15 verbunden. Die Steuerelektrode des Transistors 28 ist mit der Leitung 15 über einen Widerstand 3I und vier Dioden 32, 33, 34, 35 in Seihe verbunden. Die Verbindung zwischen dea Widerstand 31 und der Diode 32 ist über, einen Widerstand 36 alt der Leitung 14 verbunden.

Zwischen die Leitungen 14 und 15 ist ein Widerstand 42 mit zwei Dioden 43, 44 in Keine geschaltet, und die Emissionselektrode des Transistors 28 ist mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 42

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und der Diode 43 durch eine Diode 45 und zwei Widerstände 46» 47 in Heihe verbunden, wobei zu den Widerständen 46 und 47 ein Kondensator 48 parallelgeschaltet ist. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 47 und der Diode 43 ist über einen Widerstand 49 mit der Steuerelektrode eines p»n-p-Transistors 5I verbunden, dessen Steuerelektrode auch über eine Diode 41 mit der Emissionselektrode des Transistors 28 verbunden ist» Die Emissionselektrode und der Kollektor des Transistors 51 sind jeweils mit den Kollektoren eines p-n-p-Transistore 50 und eines n-p-n-Transietors 52 verbunden, wobei die Transistoren 50 und 52 mit ihren Emissionselektrode mit d©r Leitung I4 bzw. I5 verbunden sind. Di© Steuerelektrode des Transistors 50 ist mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Transistore 55 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 14» dessen Steuerelektorde und Kollektor miteinander und dessen Kollektor mit der Leitung 15 über einen Widerstand 56 verbunden sind, während die Steuerelektrode des Transistors 52 mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 54 verbunden ist, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 15, dessen Steuerelektrode und Kollektor miteinander und dessen Kollektor mit dem Kollektor eines p-n-p-Transistore 53 verbunden sind. Der Transistor 53 ist mit seiner Emissionselektrode mit der Emissionselektrode des Transistors 5I verbunden, und mit seiner Steuerelektrode ist er mit der Verbindung zwischen den Widerständen 46 und 47 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 52. ist ferner mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 57 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 15 und dessen Kollektor über einen Widerstand 58 mit der Leitung 14 und auch mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 59 verbunden sind. Dessen Emissionselektrode wiederum ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistore 60 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung I5 verbunden ist. Die Kollektoren der Transistoren 59 und 60 sind mit der Lekitung I4 über die Primärwicklung 61 einer Zündspule verbunden, deren Sekundärwicklung 62 mit den Zündkerzes des Motors nacheinander über einen Verteiler in bekannter Weise verbunden ist.

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Sie Schaltung steuert dia Erzeugung τοη Funken, und zu diesem Zweck ist ein von dem Motor angetriebees Glied vorgesehen, das zwischen der Diode 25 und dem Transistor 27 Isevegfe&r ist. Die Anordnung ist dabei so Vorgesehen, da« in dem Augenblicks in dem ein Funken benötigt wird, der Transistor 27 von der Lichtquelle abgeschnitten wird. Wenn für den Augenblick die 'Transistoren 2J und 24 auSer acht gelassen werden, fließt Strom durch dis Bi©ds 25₉ a© daß sie dauernd Licht aussendet. Venn der -Irans! st or 27 beleuchtet wird, erzeugter einen Ausgang, der über die Biods 41 as die Steuerelektrode des Traneis tors 51 und auch über die Moda 45 ®& den Kondensator 48 angelegt wird, so dafi der Kondensator 4® «a£ den Spitseneusgamg des Traneistors 28 aufgeladen wird, lin Teil (üfcilcherwei oe 90$) der Spannung am Kondensator 4§ wird sui die Stau®E8l®ktr©eLe. des Transistors 55 angelegt. Sie Transistoren 5® 'and 53 wirken als eine Stromspiegelschaltung, d.h. die Schaltimg verismeirt, die Stein« lsi den Transistoren 50 und 55 auszugleichen. Ei® Ersssistorea 52 "sad 54 wirken in gleicher Weis«. Während der Traneistor 27 beleuchtet wird, ist das Signal an der Steuerelektrode des Transistors 51 isa stäreker@n Haß· positiT als das Signal an der Steuerelektrode des ffraasistore 53, weil der Transistor 53 nur einen Teil des Spitsensusgaags des fransistore erhält« Der Transistor 54 leitet damit stärker sei as d«? Transistor 52, und der Transistor 52 wird gesättigt. Ba der Transistor 52 ge-

sättigt ist, ist dessen Kellektorspamuag niedrig, und der Transistor 57 wird ausgeschaltet, so daS das Barlingten-Paar 59» iO eingeschaltet ist und StroB in der Wicklung 61 flieSt.

Wenn der Transistor 27 τοη d@r Mode 25 &feg«sebjaitt#n wird, fällt dia Spannung an der Steuerelektrode des franeistors 51, die Spannung an der Steuerelektrode des Transistors 33 bleibt aber im wesentlichen kinstant, weil der Spitsenausgang des Transistors 27 durch die Diode 45 und den Kondensator 48 aufgefangen wird. Der Eingang an der Steuerelektrode des Transistors 5I fällt auf die Spannung an der Steuerelektrode des Tranaistors 55 ab, und diese betagt einen bestimmten Anteil der Spannung an Kondensator 48, und der Transistor 52 leitet dann im zunehmenden Hafte und tritt außer Sättigung,

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so dag dessen Kollektorspssraung aasteigt mad fi©r !Transistor 57 eingeschaltet wird. Ms Traasist@r©a 39 «am^ 60 werden ausgeschaltet, na den Funkes, entsteh®» sm lass©a<, Ss vorsteht eioh_s da® beim Arbeiten mit dieser Anordrarag -die Zeitgafee eLoa? IPaakes niefet dareh irgendeine Terringerang im Wirktmgsgrsd dor Diode 25 oder des Transistors 27 geändert wird» weil di© Spitzes&tfortschaltung ständig den maximalen Ausgang des Transistors 27 siI Bad leser ©in@n Funken in dem Augenblick erz©ugt_s wann d©E Amsgaa^ aiaf ©ia©n "bestiMBteja Teil des maximalen Ausgange abfälltο

Die Transistoren 25 uad 24 wer&@n toEsk di© Ümschalt-Schaltung 22, 18 gesteuert, und voraiisg©a!©tEt_p dal dor Ausgang am Kondensator 48 liber einem S©llw®rt liegt, wird der fesansistor 21 eingeschaltet und schaltet die Transistoren 23 «ad 24 ein« s© daß »in Teil des durch den Widerstand 26fe fließead@m Stroms dmreh dem Transistor 24 fleiflt. Wenn der Wirkungsgrad der Mod© 25 ©&©r d©@ Transistors 27 sich jedoch auf einen Pssakt reduziert, dag di© Spammmg am Kondensator 48 unter einem Sollwert liegt, schaltet sich dor Transistor 18 ein, und die Transistoren 25 und 24 s©helta%& sich aus, so daß der durch Die Diode 25 fließende Strom verstärkt wird.

Se versteht eich, dafi bei Verwendung der bsschriebenen Anordnung eine sehr geringe Inderung im der Zaitgslse des Systems auftritt, während die Bauteile älter werden oder sehamtaiger werden.

Die Anordnung kann auch für sadero Zwack© vervsndet werden, unter anderem für die Steuerung &©s linepsitzenc; von Kraftstoff.

In Fig. 2, in der Bauteile, die jenem in Fig. 1 entsprechen, durch die gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet sind, sind die Widerstände 16, 17 aus dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weggelassen, und die Steuerelektrode des Transistors 18 ist mit dem Kollektor eines n-p-n-Tranaistore 108 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 15 und dessen Steuerelektrode mit dem Kollektor eines n-p-n-Transistors 106 verbunden ist. Dessen Aiissionselektro-

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de ist über einen Wideretand 107 mit der Leitung 15 verbunden. Sie Steuerelektrode des Transistors 106 ist mit der Steuerelektrode und den Kollektor eines n-p-n-Transistore 102 verbunden, dessen Emissionselektrode alt der Leitung 15»außÄerdeaa aber auch über einen Widerstand 101 mit der Emissionselektrode eines n-p-n-Transistore 104 verbunden ist. Sie Emissionselektrode des !Transistors 104 ist über einen Widerstand 103 mit dem Kollektor des Transistors 106 verbunden, und die Steuerelektrode und der Kollektor des Transistors 104 sind miteinander und mit der Steuerelektrode des Transistors und über einen Widerstand 103 nit der Leitung 14 verbunden. Sie Widerstände 19 und 22 sind zur Leitung 15 durch einen Widerstand 109 zurückgeführt.

Hier ist eine Diode 110 in Seihe mit de lichtaussendenden Diode 25 vorgesehen. Sie Dioden 34 und 35 sind entfallen.

Sie Anordnung nach Fig. 1, in der der Ausgang vom Transistor dem Transistor 28 zugeleitet wird, der zwei Ausgänge durch die Diode b*w· 45 liefert, ist nun geändert worden. Die Bauteile 41» 42, 43» 44 und 49 sind weggelassen, und die Emissionselektrode dee Translators 27 ist hier mit den Steuerelektroden zweier n-p-n-Transistören 111 und 112 verbunden, dessen Kollektoren mit der Leitung 14 verbunden sind. Die Emiseionselektroden der Transistoren 111, 112 sind mit den Steuerelektroden zweier n-p-n-Tranisistoren 113*115 verbunden, und deren Kollektoren sind mit der Leitung 14 verbunden. Die Emissionselektrode des Transistors 112 ist mit der Leitung 15 über den Kondensator 46 verbunden und liefert auch die erforderliche Rückkopplung zur Steuerelektrode des TraxaLstors 21. Die Emissionselektrode des Transistors 113 ist mit der Steuerelektrode des Transistors 51 verbunden, und die Emissionselektrode des Transistors 115 i>t mit der Leitung 15 durch Widerstände 46 und 47 in Seihe verbunden. Die Verbindung zwischen den Widerständen 46, 47 ist mit der Steuerelektrode des Transistors 53 verbunden. Der Kollektor des Transistors 52 ist mit der Steuerelektrode des Transistors 57 verbunden, und der Best der Schaltung ist so, wie er im

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ursprünglichen Anwendungsfall beschrieben worden ist.

Bis Bauteile 101 bis 108, die d®n Widerstand 16 und 17 ersetzen, bilden ©ine temperaturatabile SpannungabasugssehEltiangs, wobei die Bezugsspannung an dem Kollektor d©s Transistors 108 erscheint. Ein© geeignete Wahl der Widerstand© 101 _v 105 ^ad 107 ermöglicht ein Einstellen des Kollektorstross am Transistor 102 auf das Zehnfache des Kollektorstroms im Transistor 106„ Unt©r dissen Umständen ist die Differenz in das Steu©r©l©ktr®d©n=ilrii@!si©aQel€ktroden-Span&ungsfeabfall swisehen den beiden Transistoren vorhersehbar, und ei© hat ©inon bekannten positiven Temperaturkoeffizient©!!. Biese Spannungsdifferens wird an den Wid©r@tand 1^7 angelegt» der den Strom im Kollektorkreis des Transistors 106 bestimmte &nd deiait auch dia Spaanung, di© am Widerstand 105 ©ntstehto D©r Spaimmngsausgang ist aus zwei Komponenten zusammengesetztρ m&ali©h der Spannung am Widerstand 105 u*i& slsn SteuerolQOktrQden^fe d©n@pannung©n d®r Transistorsn 108 iaad 104· Wi® Yorsteiiend tertj hat di© Spannung am Widtrstand 105 ein©n positiTea Semporaturko@ffizient©n_p währsnd die StQni©r©l©ktrodea-&iisBioaselektEodenspaauaungen beide negativ© Taapgraturkooffisaieatsn hafeea« Di® Gaaeaitausgangsspannung von d©r SpannungQb©siagsQchalti2ng ist dami tessperaturkompensiert und auß©rd©a ©twa unabhängig von dar Uetsapeaiaung. Das Anlegen dieser Bezugsgpannung an di® St@u©rel@ktrode des fransistors 18 ®rz©ugt ®ine genaueres Schaltung als jene, di© in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Aufgabe der zusätzlichen Diod©-110 bastsht daria₅ einen gräßer©n Bereich an Steuerung dQS Diodsnstroaa dusch die EUokkopplungsschaltung und den Bypass=Transist©r 24 zu srmöglichen.

Die Ausgangsstufe vom Transietor 27 arbeitet in vieler Hinsicht in gleicher Weise wie in Fig. 1, die in Figo 2 gezeigte Anordnung erleihtert jedoch eine Inetegration der Schaltung. Der Transeietor -112 wirkt wie ein Emissionselektrodenfolger, um den Widerstand 31 vom Kondensator 48 abzuschneiden, und der Transistor 115 dient der gleichen Funktion für die Widerstände 46, 47. Die Transistoren

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111 und 113 sind eingeschlossen, um einen Ausgleich für die Spannungsabfall e zu schaffen, die durch die Transistoren 112 und 115 entstehen.

Fig. 3 zeigt eine geringfügige Abwandlung, die für die Anordnung nach Fig. 1 oder für die Anordnung nach Fig. 2 anwendbar ist. Der Transistor 57 ist hier mit seinem Kollektor über einen Widerstand 71 mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Traniators 72 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung I5 und dessen Kollektor über einen Widerstand 73 »i"fc der Leitung I4 verbunden sind. Die Steuerelektrode des Traneistors 59 iet hier sait dem Kollektor des Transistors 72 verbunden. Der einzige Unterschied ist der, daß der Transistor 72 den Augang umkehrt, so daß im Gegensatz zu Fig. 1 und Fig. 2, wo ein.Leiten des Transistors 57 zu einem Nichtleiten der Transistoren 59 und 60 führt, in Fig. 3 ein Leiten des Transistors 57 zu einem Nichtleiten des Traneistors 72 führt, der seinerseits zu eines Leiten der Transistoren 59 und 60 führt. Wenn ein.Funken entstehen so*ll, wenn der ' Transistor 27 von der Lichtquelle abgeschnitten iet, wird die in Fig. 1 oder in Fig. 2 gezeigte Anordnung verwendet, wenn jedoch ein Funken entstehen soll, wenn der Transistor 27 der Lichtquelle ausgesetzt wird, wird die geringfügige Abwandlung nach Fig. 3 verwendet*

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Auf Strahlung ansprechende Umschalt-Schaltung, gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelle, eine auf Strahlung ansprechende Yorrichtung, die dann leitet, wenn sie der Strahlungsquelle aufgesetzt wird, ein zwischen der 'Quelle* und der Yorrichtung angeordnetes Steuerglied, das für ein Einwirken der Quelle auf die Yorrichtung zu bestimmten Zeitpunkten sorgt, eine mit der Yorrichtung gekoppelte Triggerschaltung zur Erzeugung eins Ausgangs dann, wenn der Ausgang von der Vorrichtung einen Sollwert annimmt, und Mittel zum Modifizieren des Stromflusaes durch die Quelle entsprechend dem Ausgang von der Yorrichtung für einen bekannten Beleuchtungswert. · ·

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet r daß die Mittel den Spitzenausgang der Yorrichtung messen und den.Stromfluß durch die Qeuelle ehöhen, wenn der Spitzenausgang unter einen Sollwert abfällt. -

3. Schaltung nach Anspruch 1, g e ken η ζ ei eh η et du r ch Mittel veränderlichen Widerstands parallel su der Strahlungsquelle, wobei der Widerstand der Mittel veränderlichen Widerstands entsprechend dem Ausgang von der Vorrichtung modifiziert werden.

4» Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel veränderlichen Widerstands ein Transistor aind.

5· Schaltung nach Anspruch 4» gekennzeichnet durch eine Uaschalt-Schaltung, die den Spitzenausgang der Yorrichtung mit einem Bezug vergleicht und sich von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand ändert, wenn der Spitzenausgang unter einen Sollwert abfällt, wobei der Transistor eingeschaltet wird, wenn di· TJmschalt-Schaltung sieh in ihrema ersten Zustand befindet, jedoch ausgeschaltet wird, wenn die Umschalt-Schaltung in ihren s*weit«n Zustand getrieben wird.

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6. Schaltung nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß der Bezug durch eine temperaturstabile Spannungsbezugsschaltung geliefert wird.

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