DE2504823B2

DE2504823B2 - Elektronischer schalter

Info

Publication number: DE2504823B2
Application number: DE19752504823
Authority: DE
Inventors: Günter; Ehricke Claus DipL-Ing.; 8000 München Pfauth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-02-05
Filing date: 1975-02-05
Publication date: 1976-11-25
Also published as: DE2504823A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schalter mit einem über die Kollektor-Emitterstrecke eines ersten Schalttransistors geführten Gleichstromkreis, mit zumindest einer in dem Gleichstromkreis entweder kollektor- oder emitterseitig angeordneten Reihenschaltung, bestehend aus einem Lastwiderstand und einer in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des ersten Schalttransistors gepolten ersten Diode, mit einem ersten Basisspannungsteiler, mit einer am ersten Schalttransistor lastwiderstandsseitig angeschlossenen und in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des ersten Schalttransistors gepolten zweiten Diode und mit einer ein Steuersignal über eine Ansteuerschaltung zum Schalten des ersten Schalttransistors abgebenden Steuersignalquelle.

Ein derartiger elektronischer Schalter ist Gegenstand eines älteren Vorschlags (DT-AS 23 56 854), bei dem die Ansteuerschaltung durch eine Ansteuerlogik realisiert ist.

Aus der DT-OS 23 10 448 ist weiter ein Verfahren zum Schutz eines elektronischen Schalters bei einem Kurzschluß eines in Reihenschaltung mit dem Schalter verbundenen Verbrauchers bekannt, bei dem bei Inbetriebnahme des Verbrauchers ein Abtastimpuls ausgelöst wird, der den Schalter schließt, bei dem bei geschlossenem Schalter das Potential am Verbindungspunkt des Schalters und des Verbrauchers ermittelt wird und bei dem in Abhängigkeit von diesem Potential der Schalter stromdurchlässig gehalten oder gesperrt wird. Die angegebene Schaltung zur Durchführung dieses Verfahrens ist relativ aufwendig.

Werden beispielsweise bei Fernmeldeinrichtungen über eine Signalleitung Dauerzeichen oder Impulse in Form von Erdpotential übertragen, so geschieht dies häufig mit Hilfe eines elektronischen Schaltkontakts in Form eines Transistor^. Kommt die Signalader mit einer spannungsführenden Leitung in Berührung, wodurch ein Kurzschluß auftritt, so kann dessen Überlastung zwar durch eine Strombegrenzung verhindert werden, jedoch muß der Tranistor nahezu die gesamte KurzschluBleistung übernehmen, was einen hoch belastbaren Transistur voraussetzt, der relativ teuer und platzaufwendig ist.

Beim älteren Vorschlag wird der Transistor im Kurzschlußfall abgeschaltet, so daß ein weniger belastbarer und damit kleinerer und billigerer Transistor verwendet werden kann. Die Abschaltung wird mit einer aus zwei Gattern bestehenden Logikschaltung bewirkt, die sich für eine Realisierung in integrierter Technik anbietet.

Aufgabe der Erfindung ist es, für einen derartigen Schalter eine besonders für die Realisierung mit diskreten Bauelementen geeignete Ansteuerschaltung anzugeben.

Ausgehend von einem elektronischen Schalter der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Ansteuerschaltung gelöst, bei der ein zweiter Schalttransistor vorgesehen ist, dessen Kollektor mit dem Eingang des ersten Basisspannungsteilers, dessen Emitter mit einer in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des zweiten Schalttransistors gepolten dritten Diode und dessen Basis mit einem zweiten Basisspannungsteiler verbunden ist, bei der der Eingang des zweiten Basisspannungsteilers einerseits über einen Widerstand mit der zweiten Diode und andererseits mit einer vierten Diode verbunden ist, die mit ihrem anderen Anschluß an den Ausgang der Steuersignalquelle angeschaltet ist, die in entgegengesetzter Weise wie die Basis-Emitterdiode des zweiten Schalttransistors Ts 2 gepolt ist und die durch einen Kondensator überbrückt ist, und daß die dritte Diode mit dem vom zweiten Schalttransistor abgewandten Anschluß und der Fußpunkt des zweiten Basisspannungsteilers mit der Betriebsspannungsquelle verbunden sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine in Reihe zum Widerstand und zur zweiten Diode geschaltete Zenerdiode vorgesehen ist. Diese erlaubt eine genauere Einstellung der Abschaltschwelle.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem ersten Schalttransistor TsI als pnp-Typ, mit einem zweiten Schalttransistor Ts 2 als npn-Typ, mit vier Dioden Dl bis D 4, mit Widerständen R1 bis R 5, mit einem Lastwiderstand RL, mit einem Kondensator C, mit einem Eingang E und mit einem Ausgang A.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 ist (olgende: Im Ruhezustand, wenn kein Zeichen ansteht, üegt am Eingang E eine Spannung — Ui. Diese Spannung sperrt über die Diode D 4 und den Widerstand A3 den Schalttransistor Ts2. Damit erhält der Schalttransistor TsI keinen Basistrom und ist ebenfalls gesperrt, so daß über die Rückführung mit der Diode D 2 und dem Widerstand R 4 kein Strom fliegt

Wechselt das Potential am Eingang £ sprunghaft von dem Spannu5gswert -Ui auf Erdpotential, so wird zwar die Diode D 4 in Sperrichtung betrieben, jedoch kann der positive Spannungssprung über den Kondensator C und den Widerstand R 3 auf die Basis des Schalttransistors Ts 2 durchgreifen. Dadurch wird dieser dynamisch aufgesteuert und die Basis des Schalttransistors Ts 1 erhält über den Widerstand R 2 ebenfalls einen Steuerstrom, der diesen Transistor in die Sättigung bringt Am Kollektor des Schalttransistors TsI erscheint, abgesehen von der Restspannung, Erdpotential, und es kann über die Diode D 2, den Widerstand R 4 und den Widerstand R 3 ein Haltestrom fließen, so daß der Schalttransistor Ts 2 und damit der Schalttransistor TsI aufgesteuert bleiben. Hierbei muß die Zeit der dynamischen Ansteuerung über den Zeicheneingang E mit Hilfe des Kondensators C mindestens so groß gewählt werden, bis die Schaltvorgänge zum Selbsthalten abgelaufen sind.

Erreicht der Strom im Lastkreis des Schalttransistors Ts 1 unzulässig hohe Werte, beispielsweise im Kurzschlußfall, so geht das Potential am Kollektor des Schalttransistors Ts 1 in Richtung zum Spannungswert —1/2. Überschreitet das Kollektorpotential einen durch den Widerstand R 3 und den Widerstand R 4 festgelegten Wert, so wird der Selbsthaltestrom so klein, daß die Ansteuerung des Schalttransistors Ts 2 nicht mehr aufrecht erhalten werden kann. Damit geht der Schalttransistor Ts 2 unabhängig von dem am Eingang E noch anstehenden Zeichen vorzeitig in den Sperrzustand über und unterbricht ebenfalls die Ansteuerung des Schalttransistors Ts 1. Dieser wird abgeschaltet und der Stromfluß in den Lastkreis wird unterbrochen.

Fließt im Regelfall im durchgeschalteten Zustand des Schalttransistors Ts i kein unzulässig hoher Laststrom, so wechselt mit dem Ende des Zeichens am Eingang E das Potential von Erdpotential zum Spannungswert -Ui und der Schalttransistor Ts 2 wird über die Diode DA und den Widerstand A3 gesperrt Dadurch wird auch der Schalttransistor TsI abgeschaltet und der Haltestrom über die Rückführung unterbrochen.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein npn-Transistor als Schalttransistor TsI und ein pnp-Transistor als Schalttransistor Ts 2 vorgesehen sind. Weiter sind alle vier Dioden entgegengesetzt gepolt und die Betriebsspannung für den Schalttransistor Ts 2 ist positiv. Die Wirkungsweise dieser Schaltung entspricht sinngemäß der nach F i g. 1.

Die Fig.3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen der Lastwiderstand AL emitterseitig am Schalttransistor Ts 1 angeordnet ist. Diese Schaltung läßt sich durch Einfügung eines Schalttransistors Ts 3 und eines Widerstandes R 6 realisieren, wobei der Schalttransistor Ts 3 als Inverter wirkt

Die Schaltung nach F i g. 3 enthält einen npn-Transistor als Schalttransistor Ts 3 und entspricht ansonsten der Schaltung nach F i g. 1.

Die Schaltung nach F i g. 4 enthält einen pnp-Transistor als Schalttransistor Ts 3 und entspricht im übrigen der Schaltung nach F i g. 2.

Alle gezeigten Ausführungsbeispiele lassen sich bei der Realisierung elektronischer Kontakte einsetzen, bei denen die Kurzschlußsicherheit gewünscht wird; beispielsweise bei Impulsgabekontakten für Wählzeichen und andere Schaltkennzeichen, die in elektronischen Fernmeldeinrichtungen auf kurzschlußgefährdeten Signaladern abgegeben werden. Die Schaltung läßt sich vorteilhaft dann einsetzen, wenn wegen zu hoher verfügbarer Betriebs- bzw. Signalspannungen keine integrierten Bausteine verwendet werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronischer Schalter mit einem über die Kollektor-Emitterstrecke eines ersten Schalttransistors geführten Gleichstrumkreis, mit zumindest einer in dem Gleichstromkreis entweder kollektor- oder emitterseitig angeordneten Reihenschaltung, bestehend aus einem Lastwiderstand und einer in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des »o ersten Schalttransistors gepolten ersten Diode, mit einem ersten Basisspannungsteiler, mit einer am ersten Schalttransistor lastwiderstandsseitig angeschlossenen und in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des ersten Schalttransistors gepolten zweiten Diode und mit einer ein Steuersignal über eine Ansteuerschaltung zum Schalten des ersten Schalttransistors abgebenden Steuersignalquelle, gekennzeichnet durch eine Ansteuerschaltung bei der ein zweiter Schalttransistor (Ts 2) vorgesehen ist, dessen Kollektor mit dem Eingang des ersten Basisspannungsteilers (R 1, R 2), dessen Emitter mit einer in gleicher Weise wie die Basis-Emitterdiode des zweiten Schalttransistors (Ts 2) gepolten dritten Diode (D 3) und dessen Basis mit einem zweiten Basisspannungsteiler (RX R 5) verbunden ist, bei der der Eingang des zweiten Basisspannungsteilers (R 3, R 5) einerseits über einen Widerstand (RA) mit der zweiten Diode (D 2) und andererseits mit einer vierten Diode (D 4) 3» verbunden ist, die mit ihrem anderen Anschluß an den Ausgang der SteuersignaJquelle angeschaltet ist, die in entgegengesetzter Weise wie die Basis-Emitterdiode des zweiten Schalttransistors (Ts 2) gepolt ist, und die durch einen Kondensator (C) überbrückt ist, und daß die dritte Diode (D 3) mit dem vom zweiten Schalttransistor (Ts 2) abgewandten Anschluß und und der Fußpunkt des zweiten Basisspannungsteilers (R 3, R 5) mit der Betriebsspannungsquelle verbunden sind.

2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Reihe zum Widerstand (R 4) und zur zweiten Diode (D 2) geschaltete Zenerdiode vorgesehen ist.

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