DE2504923B2

DE2504923B2 - Schutzanordnung fuer eine elektronische ansteuerungsschaltung fuer anzeigelampen

Info

Publication number: DE2504923B2
Application number: DE19752504923
Authority: DE
Inventors: Herbert 8521 Igelsdorf Baumgartner
Original assignee: Fa. Diehl, 8500 Nürnberg
Priority date: 1975-02-06
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1977-03-03
Also published as: DE2504923A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzanordnung für eine elektronische Ansteuerungsschaltung für Anzeigelampen mit nichtlinearer Kennlinie, insbesondere für Luftfahrtgeräte. Eine solche Anordnung ist aus der DT-AS 16 13 865 bekannt.

Derartige Schaltungen sollen so geschützt sein, daß Kurzschlüsse der Anzeigelampen oder deren Fassungen die Schaltungen selbst nicht zerstören. Zusätzlich soll im Kurzschlußfalle eine möglichst geringe Wärmeentwicklung auftreten. In Luftfahrtgeräten sind sehr viele Anzeigelampen und eine dementsprechende Vielzahl von Ansteuerungsschaltungen nötig. Aus Kostengründen muß deshalb die Ansteuerungsschaltung möglichst einfach aufgebaut sein.

Aus der Literaturstelle Richter, Schaltungsbuch der Transistortechnik, 3. Auflage, Seite 175 ist es grundsätzlich bekannt, Transistoren von Netzgeräten mit einer elektronischen Schaltungsanordnung gegen Kurzschluß zu sichern. Eine derartige Schaltung arbeitet nach Art eines bistabilen Multivibrators.

Beim Oberschreiten eines bestimmten Spannungswertes kippt der Multivibrator und schaltet einen weiteren Transistor, der das Netzgerät abschaltet Diese Schaltung erfordert eine Vielzahl von Bauteilea Sie kann schon aus diesem Grunde nicht zur Sicherung einer Ansteuerungsschaltung für Anzeigelampen in Betracht gezogen werden.

Auch Schaltungen mit Kennlinien, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, eignen sich nicht als Ansteuerangsschaltungen für Anzeigelampen. In F i g. 1 ist ein Strom/Spannungsdiagramm der an der Anzeigelampe abfallenden Spannung und des diese durchfließenden Stromes dargestellt Der Anzeigelampe ist eine Ansteuerungsschaltung vorgeschaltet. Die Kennlinie der Anzeigelampe ist mit L bezeichnet. Die Kennlinie A gih für eine Ansteuerungsschaltung mit Strombegrenzung. Die Kennlinien Bund C stellen eine »einziehende« Strombegrenzung dar. Schaltungen mit derartigen Kennlinien in der Praxis zu verwirklichen, erfordert einen großen schaltungstechnischen Aufwand. Beim normalen Betrieb der Anzeigelampe arbeitet diese am Arbeitspunkt D. Im Kurzschlußfall (U_L = 0) ist bei der Kennlinie A mit einer großen Verlustleistung, im Beispielsfalle 8,4 W, zu rechnen. Bei dem Kennlinienverlauf B ergibt sich im Kurzschlußfall immerhin noch eine Verlustleistung von 2,1 W. Besonders nachteilig ist. daß in beiden Fällen die Verlustleistung während der gesamten Kurzschlußzeit auftritt. Bei der Kennlinie C ist die Verlustleistung im Kurzschlußfall zwar praktisch Null Dieser Kennlinienverlauf eignet sich jedoch nicht, da die Kennlinie C die Kennlinie L der Anzeigelampe schneidet und sich diese deshalb nicht auf ihren Arbc-itspunkt Dbringen läßt.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Schutzanordnung für eine Ansteuerungsschaltung für Anzeigelampen vorzuschlagen, die bei Kurzschluß die gesamte Schaltungsanordnung abschaltet und bei der hierzu nur wenige, einfache, zusätzliche Schaltungsmittel erforderlich sind.

Nach der Erfindung wird obige Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Konstantstromquelle, welche eine Strombegrenzungskennlinie aufweist, der Anzeigelampe vorgeschaltet ist, daß parallel zur Anzeigelampe eine Spannungskontrollschaltung geschaltet ist. die bei einem Kurzschluß im Schaltungszweig der Anzeigelampe auf einen Spannungswert anspricht, der unterhalb des Schnittpunktes der Kaltwiderstandsgeraden der Anzeigelampe und der Strombegrenzungskennlinie liegt, und daß beim Ansprechen der Spannungskontrollschaltung diese die Konstantstromquelle abschaltet Tritt bei dieser Ansteuerungsschaltung ein Kurzschluß in der Anzeigelampe bzw. deren Fassung auf, dann sinkt demzufolge die Spannung an der Spannungskontrollschaltung. Diese sperrt dann die Konstantstromquelle. Dadurch, daß die Ansprechspannung der Spannungskontrollschaltung unterhalb der Kaltwiderstandsgeraden der Anzeigelampe liegt, ist das Einschalten der Anzeigelampe ohne Schwierigkeiten möglich. Die Zeitspanne zwischen dem Auftreten des Kurzschlusses und dem Abschalten der Konstantstromquelle ist äußerst gering, so daß eine unerwünschte große Wärmeentwicklung mit Sicherheit vermieden ist

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskontrollschaltung einen Schalttransistor aufweist dessen Basis an einem der Anzeigelampe parallel Legenden Spannungsteiler und dessen Kollektor an der Basis eines die Konstantstromquelle bildenden Transistors liegt Ersichtlich erfordert diese Spaltung für die KurzschluBsicherheit nur wenige zusätzliche Bauelemente.

Die Ansteuerschaltung liegt an einer Betriebsspannungsquelle. Das Signal, das von der Anzeigelampe angezeigt werden soll liegt an einem Signaleingang. Vorzugsweise ist parallel zum Signaleingang die Basis-Emitterstrecke eines Eingangstransistors geschaltet der beim Auftreten des anzuzeigenden Signals gesperrt wird. Ferner liegt zwischen dem Kollektor des Eingangstransistors und der Basis des Schalttransistors der Spannungskontrollschaltung ein Kondensator, der beim Sperren des Eingangstransistors jinen Einschaltimpuls an den Schalttransistor leitet Parallel zu dem Kondensator ist eine Diode geschaltet über die beim Abschalten des Signals, d.h. leitend werden des Eingangstransistors, der Schalttransistor und damit der Transistor der Konstantstromquelle gesperrt wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung liegt der Kollektor des Eingangstransistors über einen Widerstand an der Betriebsspannung. Nach einem Kurzschluß ist die Ansteuerungsschaltung hierbei durch einmaliges Aus- und Einschalten des Signaleingangs betriebsbereit zu machen.

Eine andere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß der Kollektor des Eingangstransistors über einen Widerstand an einer Impulsquelle liegt Diese gibt beispielsweise Rechteckimpulse mit einer Frequenz von etwa 1 Hz ab. In diesem Fall v.i.d die Ansteuerungsschaltung nach einem Kurzschluß durch einen Impuls der Impulsquelle wieder betriebsbereit geschaltet.

In der folgenden Zeichnungsbeschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die bereits beschriebenen Kennlinien,

F i g. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schutzanordnung für eine Ansteuerungsschaltung,

F i g. 3 ein spezielles Schaltungsbeispiel und

F i g. 4 ein Strom/Spannungsdiagramm der Ansteuerungsschaltung. ^j

In Fig.2 ist einer Anzeigelampe 1 eine Konstantstromquelle 2 vorgeschaltet Die Anzeigelampe 1 und die Konstantstromquelle 2 liegen in Serie zwischen den Polen 3 und 4 einer Betriebsspannung. Die an der Anzeigelampe 1 abfallende Spannung Ul wird in einer Spannungskontrollschaltung 5 verarbeitet Auf die Spannungskontrollschaltung wirkt ferner an einem Eingang 6 das anzuzeigende Signal ein. Die Spannungskontrollschaltung steuert den Stromgenerator 2.

In Fig.3 ist die Konstantstromq'ielle 2 von einem Transistor 1 mit Vorwiderständen R1 und R 2 gebildet. Zwischen dem Spannungspol 4 und der Basis des Transistors Tl liegen zwei Dioden D1 und D 2 in Serie, die den Transistor Tl im Betriebsfall mit einem im wesentlichen konstanten Basisstrom versorgen.

Die Spannungskontrollschaltung 5 weist einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R 3 und A4, auf. Dieser Spannungsteiler liegt parallel zur Anzeigelampe 1 an dem Kollektor des Transistors Tl . Am Abgriff des Spannungsteilers liegt die Basis eines Schalttransistors T2, dessen Emitter über eine Diode D 3 an den Pol 3 angeschaltet ist Der Kollektor des Schalttransistors T2 ist über einen Widerstand R 5 mit der Basis des Transistors Tl verbunden.

An den Signaleingang ist ein Schalter 7 angeschaltet dessen Schaltzustand von der Anzeigelampe 1 .^!gezeigt werden solL Dem Signaleingang ist über einen Widerstand R 6 die Basis eines Eksgangstransistors T3 nachgeschaltet, dessen Kollektor über einen Widerstand Λ 7 am Pol 4 liegt Der Widerstand R 8 dient zur Vorspannung der Basis des Transistors T3.

Weiterhin liegen zwischen dem Kollektor des Eingangstransistors T3 und der Basis des Schalttransistors T2 ein Kondensator Cund eine Diode D 4 paralleL Eine strichliert dargestellte Leitung 8 stellt eine Alternativlösung dar, bei der der Widerstand R 7 nicht am Pol 4, sondern an einer Impulsquelle liegt.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Ansteuerungsschaltung für die Anzeigelampe 1 ist im folgenden anhand der F i g. 4 beschrieben.

Wird der Schalter 7 am Signaleingang geschlossen, dann sperrt der bis dahin leitende Eingangstransistor T3. Die Spannung an dessen Kollektor steigt an und über den Kondensator C gelangt ein positiver Anschckimpuls an die Basis des Transistors T2. dieser wird leitend und schaltet über den Widerstand R 5 den Transistor Tl, so daß dieser ebenfalls leitend ist. Er gibt einen konstanten Strom an die Anzeigelampe I ab. An dem noch kalten Widerstand der Anzeigelampe fällt eine Spannung ab, die so groß ist daß der Schalttransistör T2 selbst nach dem Abklingen des Impulses über den Kondensator C leitend bleibt In der F i g. 4 ist die Kaltwiderstandsgerade der Anzeigelampe 1 mit E und ihre Kennlinie mit L bezeichnet Nach kurzer Zeit arbeitet die Anzeigelampe 1 im Arbeitspunkt D. Die Betriebsspannung beträgt im Beispielsfalle 28 V.

Tritt in der Anzeigelampe oder deren Fassung ein Kurzschluß auf, dann folgt der Strom/Spannungsverlauf der Strombegrenzungskennlinie G. Sobald die Spannung im Abschaltpunkt Fkleiner ist als der entsprechende Wert auf der Kaltwiderstandsgeraden £. sperrt der Schalu.-ansistor Γ2. Dies hat zur Folge, daß auch der Transistor Tl gesperrt wird. Somit tritt am Transistor T1 keine Verlustleistung mehr auf.

Nach dem Beseitigen des Kurzschlusses wird die Ansteuerungsschaltung durch öffnen und Schließen des Schalters 7 wieder betriebsbereit geschaltet. Hierbei wird beim Schließen des Schalters 7 der Eingangstransistors T3 erneut gesperrt so daß erneut ein Anschaltimpuls an die Basis des Transistos T2 gelangt. Falls die Verbindungsleitung 8 zu einer Impulsquelle vorgesehen ist, erübrigt sich nach einem Kurzschluß das Öffnen und Schließen des Schalters 7, da der Transistor T2 und damit auch der Transistor Tl durch den ersten Impuls nach dem Kurzschluß wieder eingeschaltet wird. Die während des Kurzschlusses auftretenden Impulse führen nicht zu einer Verlustleistung, die den Transistor Tl zerstören könnte.

Beim normalen Betrieb der Ansteuerungsschaltung d. h. ohne Kurzschluß, wird beim öffnen des Schalters 7 der Transistor T3 leitend. Hierdurch wird über die Diode DA der Schalttransistor T2 und damit auch der Transistor Tl gesperrt. Es fließt kein Strom durch die Anzeigelampe 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzanordnung for eine elektronische Ansteuerungsschaltung für Anzeigelampen mit nichtlinearer Kennlinie, insbesondere für Luftfahrtgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konstantstromquelle (2), welche eine Strombegrenzungskennlinie (G) aufweist, der Anzeigelampe (1) vorgeschaltet ist, daß parallel zur Anzeigelampe (1) eine Spannungskontrollschaltung (5) geschaltet ist, die bei Kurzschluß im Schaltungszweig der Anzeigelampe (1) auf einen Spannungswert (F) anspricht, der unterhalb des Schnittpunktes der Kaltwiderstandsgeraden (E) der Anzeigelampe (1) und der Strombegrenzungskennlinie (G) liegt, und daß beim Ansprechen der Spannungskontrollschaltung (5) diese die Konstantstromquelle (2) abschaltet

2. Schutzanordnung für eine Ansteuerungsschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskontrollschaltung (5) einen Schalttransistor (7"2) aufweist, dessen Basis an einem der Anzeigelampe (1) parallel liegenden Spannungsteiler (R 3, R 4) und dessen Kollektor an der Basis eines die Konstantstromquelle (2) bildenden Transistor (TI) liegt.

3. Schutzanordnung für eine Ansteuerungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Signaleingang die Basis-Emitterstrecke eines Eingangstransistors geschaltet ist, der beim Auftreten des anzuzeigenden Signals gesperrt wird, daß zwischen dem Kollektor des Eingangstransistors (T 3) und der Basis des Schaluransistors (Γ2) der Spannungskontrollschaltung (5) ein Kondensator (C) liegt, der beim Spevren des Eingangstransistors (Γ3) einen Anschaltimpuls auf den Schalttransistor (72) leitet, und daß eine Diode (DA) dem Kondensator (C) parallel liegt, über die beim Abschalten des Signals, d. h. Leitendwerden des Eingangstransistors (73). der Schalttransistor (T2) und damit der Transistor (Ti) abgeschaltet wird.

4. Schutzanordnung für eine Ansteuerungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Eingangstransistors (73) über einen Widerstand (R 7) an der Betriebsspannung (4) liegt.

5. Schutzanordnung für eine Ansteuerungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Eingangstransistors (73) über einen Widerstand (R 7) an einer Impulsquelle liegt.