DE2534026A1

DE2534026A1 - Einrichtung zum gesteuerten schalten relativ hochgespannter signale

Info

Publication number: DE2534026A1
Application number: DE19752534026
Authority: DE
Inventors: John M Vandling
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1974-07-30
Filing date: 1975-07-30
Publication date: 1976-02-19
Also published as: FR2281013A1; GB1518947A; US3983321A; IT1038763B; JPS5144412A; CA1052279A; NL7508182A

Description

Einrichtung zum gesteuerten Schalten relativ hochgespannter Signale

Die Erfindung "bezieht sich auf das Schalten von Gleichstrom- oder Niederfrequenz-Signalen relativ hoher Spannung unter Steuerung durch hochfrequente Impulse relativ niedriger Spannung. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer entsprechenden gesteuerten Schalteinrichtung, um Geräte wie Faksimile-Sender/Empfanger und dergleichen mit Leistung stabiler Frequenz zu versorgen.

Es gibt viele Fälle, in denen ein gesteiiertes Schalten von Gleichstrom- oder Niederfrequenzquellen relativ hoher Spannungen v/ünschensY/ert ist. Eine solche Steuerung kann durch digitale logische Schaltungen erfolgen. Hierbei müssen jedoch Vorkehrungen getroffen v/erden, um die Kit niedriger Spannung arbeitende logische Schaltung gegenüber der die hohe Spannung liefernden Quelle zu trennen oder zu isolieren, was ziemlich kostspielig v/eräen kann.

Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet für SchaltSteuerungen der genannten Art sind Faksiinile-Sender/Enipf anger, in deneneine Speisequelle stabiler Frequenz für den Synchron-

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motor gebraucht wird, der die drehbar gelagerte, das Dokument oder die Kopie tragende Trommel des Sender/Empfängers antreibt. In einem in der USA-Patentschrift 3 582 550 beschriebenen Fall wird, hierzu das Ausgangssignal eines Oszillators stabiler Frequenz auf einen Frequenzgenerator gegeben, der aus einer Reihe logischer Glieder besteht, die einen periodisch wiederkehrenden Impuls liefern, der Torschaltungen zur Steuerung des Synchronmotors zugeführt wird. Die genannte USA-Patentschrift offenbart also eine Schaltung, in der zur Realisierung einer Speisequelle relaitv hoher Spannung und stabiler Frequenz logische Elemente verwendet werden. Es werden in dieser Patentschrift jedoch keinerlei Mittel offenbart, mit denen sich eine Isolierung zwischen der logischen Schaltung und einer Speisequelle hoher Spannung erreichen läßt. ■

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung zur Steuerung von hoch gespannten V/echsel- oder Gleichsignalen mittels niedriger Spannung, wobei die Isolierung oder Trennung zwischen Signalen niedriger Spannung und Signalen hoher Spannung durch Mittel erreicht wird, die wenig Platz beanspruchen, wirtschaftlich sindvnd geringe Kosten erfordern.

Es dst auch eine Aufgabe der Erfindung, eine solche Steuereinrichtung zur Bildung einer Speisequelle stabiler Frequenz für einen Faksimile-Sender/Empfänger zu verwenden.

Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben enthält eine bevorzugte Ausführungsforra der Erfindung eine Quelle von Impulsen niedriger Spannung und im wesentlichen konstanter· Frequenz, die durch im wesentlichen konstante Zeitintervalle beabstandet sind. Eine Impulssteuereinrichtung ist mit der Quelle und mit dem Eingang einer Hochspannungs-Isoliereinrichtung gekoppelt, um die Zuführung von Impulsen zum Eingang der Isoliereinrichtung zu steuern. Ein Schalttransistor, der eine

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Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist und eine das Zeitintervall zwischen den Niederspannungsimpulsen überschreitende Basisspeicherzeit hat, ist mit seiner Basis an den Ausgang der Isoliereinrichtung angeschlossen, so daß er zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor während der Impulszeiten und während der Intervalle zwischen den Impulsen leitend ist.

Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung stellt die Impulssteuereinrichtung beim Ausbleiben von Impulsen aus der Quelle einen offenen Stromkreis am Eingang der Isoliereinrichtung her, so daß die Isoliereinrichtung gegenüber ständiger Zuführung eines Gleichstromsignals geschützt ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Isoliereinrichtungen und zwei Transistoren vorgesehen Die Impulssteuereinrichtung enthält in diesem Fall außerdem Mittel, um eine Reihe von Impulsen abwechselnd an den einen"und den anderen der beiden Transistoren zu legen, so daß die beiden Transistoren abwechselnd leitend v/erden. Zwei Versorgungsquellen können mit entgegengesetzter Polarität in Reihe zu den Emitter-Kollektor-Strecken der "beiden Transistoren geschaltet v/erden. Eine solche Schaltungsanordnung kann als stabile V/echselstrom-Speisequelle für einen Synchronmotor eines Faksimile-Sender/Brapfängers eingesetzt werden, indem man den Motor parallel zu der Reihenschaltung anschließt«

Um sicher zu stellen, daß die beiden Transistoren nicht gleichseitig leiten, kann die Impulssteuereinrichtung zwei Schaltglieder enthalten, deren eines mit dem Eingang der einen Isoliereinrichtung und deren anderes mit dem Eingang der anderen Isoliereinrichtung gekoppelt ist. Ferner seiei Maßnahmen getroffen, um die beiden Schaltglieder abwechselnd einzuschalten und um beide Schaltglieder unmittelbar vor dem Einschalten eines der Schaltglieder gleichzeitig zu sperren.

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Zum abwechselnden Einschalten der beiden Schaltgleider kann eine logische Schaltung vorgesehen sein, die ihren Zustand ändert, während beide Schaltglieder gesperrt sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 ist das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung in einem .!Faksimile-Sender/Empfänger;

Figur 2 zeigt das Schema der logischen Schaltung zur Steuerung der Schalteinrichtung nach Fig. 1;

Figur 3 zeigt ,Wellenformen, mit Hilfe derer die Schaltungen nach den Figuren 1 und 2 erläutert werden;

Figur 4 zeigt Wellenformen zur Veranschaulichung der Basisspeicherwirkung der Transistoren.

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, enthält ein Faksimile-Sender/ Empfänger eine drehbar gelagerte Trommel, die mittels eines Synchronmotors 10 über verschiedene Winkelstellungen in Richtung des Pfeils 14· gedreht wird, um eine abtastende Relativbewegung zwischen einem um die Trommel 12 gelegten Dokument und einem Wandler 16 hervorzurufender sowohl lesen als auch schreiben kann. Das Lesen kann mittels eines Fotodetektors und das Schreiben mittels eines Schreibstifts erfolgen. Eine zusätzliche Abtastbewegung zwischen dem Wandler 16 und dem von der Trommel 12 getragenen Dokument oder Kopiermedium ea?· folgt dadurch, daß der Wandler 16 parallel zur Achse der Trommel 12 in Richtung des Pfeils 18 verschoben wird, so daß die gesamte Oberfläche des Dokuments oder des Kopiermediums abgetastet werden kann.

Der Wandler 16 ist mit einer Sende/Empfangsschaltung 20 gekoppelt. Diese Schaltung 20 enthält einen Demodulator und

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Verstärker zur. Betätigung des Schreibstifts des Wandlers entsprechend Signalen, die über eine Übertragungsstrecke, z. B. über die in Fig. 1 gezeigten Telefonleitungen, empfangen werden. Die Schaltung 20 enthält außerdem Einrichtungen zur Verstärkung und Modulation von Sendesignalen, welche den vom Photodetektor des Wandlers 16 erfaßten Informationsinhalt eines von der Trommel 12 getragenen Dokuments darstellen.

Gemäß der Erfindung wird eine Folge von Impulsen niedriger Spannung abwechselnd auf die Primärwicklungen 22 und 24 zweier Trenntransformatoren 26 und 28 gegeben. Die Sekundärwicklungen 30 und 32 der Transformatoren sind mit den Basen von Schalttransistoren 38 und 40 verbunden, um die Kollektor-Emitter-Strecken zweier weiterer Transistoren 34 und 36 abwechselnd auf den Empfang abwechselnder Impulsfolgen hin leitend zu machen. Indem man den Impulsen eine genügend hohe Frequenz gibt und die Intervalle zwischen den Impulsen genügend klein hält, bleiben die Transistoxen 34 und 36 während des Intervalls zwischen den ihnen angelegten Impulsen leitend, und zwar wegen der Basisspeicherwirkung der Transistoren 34 und 36. Da die Trenntransformatoren 26 und 28 keinen genügend hohen Strom in ihren Sekundärwicklungen 30 und 32 erzeugen, um die Basen der Transistoren 34 und 36 direkt wirksam anzusteuern, sind die Transistoren 38 und 40 in Darlington-Schaltung mit den. Transistoren 34 und 36 verbunden. Die Transistoren 38 und 40 liefern dann den notwendigen Basisstrom für die Transistoren 34 und 36, um mit Sicherheit deren vollständige Sättigung zu erreichen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Impulse einer Impulsfolge unter Steuerung durch eine Impulssteuereinrichtung 42 abwechselnd so- auf die Basen der Transistoren 34 und 36 gegeben, daß die Emitter-Kollektor-Strecken dieser Transistoren abwechselnd leitend v/erden. Die Emitter-Kollektor-Strecken der

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Transistoren 34 und 36 werden dann in Reihe mit entgegengesetzt gepolten Versorgungsquellen 44 und 4-6 hoher Spannung (d.h. hoch gegenüber der niedrigen Spannung der Impulse) geschaltet. Der Synchronmotor 10 liegt in diesem Fall quer zur Serienschaltung zwischen einer ersten Klemme 48a und einer zweiten Klemme 48b, so daß er von einer positiv und negativ werdenden Rechteckwelle angesteuert wird, deren Spitze-Spitze-Amplitude gleich ist der Summe der Spannungen der Versorgungsquellen.

Da der Synchronmotor einen Leistungsfaktor von etwa 50 # hat und somit eine stark induktive Last darstellt, speichert er eine beträchtliche Energiemenge, die während des ersten Teils jeder Halbwelle der Rechteckwelle auf elektrische Weise abgeführt werden muß. Zu diesem Zweck sind Dioden 50 und vorgesehen, um die gespeicherte Uberschußenergie in die eine oder die andere der Versorgungsquellen zurückzugeben. Von der Basis zum Emitter jedes der Transistoren 34 und 36 führende Widerstände 54 und 56 bilden einen Gleichstromrückweg, so daß der Transistor-Leckstrom aischen Kollektorund Basis nicht dazu führt, daß ein im gesperrten Zustand zu haltender Transistor in Durchlaßrichtung leitend wird.

Damit die Transistoren 34 und 36 zur Erzeugung einer Rechteckwelle abwechselnd leitend werden, ist es notwendig, eine Folge von Impulsen den Primärwicklungen 22 und 24 der Transformatoren 26 und 28 abwechselnd zuzuführen. Dies geschieht mittels der Impulssteuereinrichtung 42, die nachstehend im einzelnen in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wird.

In Fig. 2 ist bei 58 ein Taktoszillator dargestellt, der hochfrequente Impulse erzeugt und sie direkt auf ein Paar von.NAND-Gliedern 60 und 62 gibt, die von den Ausgangssignalen eines Flipflops 64 abwechselnd aktiviert werden. Die von den NAND-Gliedern 60 und 62 abwechselnd kommenden Impulsfolgen werden dann auf Treiberstufen in Form von UND-Gliedern 66 und 68 gegeben, von wo aus sie den Primär-

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wicklungen 22 und 24 der Transformatoren 26 und 28 (Fig. 1) zugeführt werden.

Der Zustand des Flipflops 64 und somit die Aktivierung der NAND-Glieder 60 und 62 wird abhängig vom Stand eines Zählers 70 gesteuert, der ebenfalls mit dem Ausgang des Taktoszillators 58 gekoppelt ist. Jedesmal wenn der Zähler eine vorbestimmte, einer halben Periode der Rechteckwelle entsprechende Anzahl der vom Taktoszillator 58 kommenden Impulse gezählt hat, spricht eine an den Ausgang des Zählers 70 angeschlossene Verknüpfungsschaltung 72 an, um ein Flipflop 74 zu triggern, welches eine Klinkschaltung (elektrische Klinke) 76 "setzt". Der Q-Ausgang der Klinke 76 führt zu einem NAND-Glied 78, welches über ein als Inverter wirkendes NAND-Glied 80 mit dem Flipflop 64 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Flipflops 74 stellt außerdem den Zähler 70 zurück.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung v/erden die NAND-Glieder 60 und 62 bei jedem Setzen der Klinke 76 vorübergehend gesperrt, um den äußerst schädlichen Zustand einer gleichzeitigen Leitfähigkeit der beiden Transistoren "*A- und 36 zu verhindern· Zu diesem Zweck wird der Q-Ausgang der Klinke 76 direkt auf die NAND-Glieder 60 und 62 gegeben, so daß die Klinke 76, wenn sie am Anfang durch einen Ausgangsimpuls des Flipflops 74 gesetzt ist, die NAND-Glieder 60 und 62 für die Dauer sperrt, während welcher die Klinke 76 im gesetzten Zustand bleibt. Die Dauer dieses vom Q-Ausgang der Klinke kommenden Inhibitionsimpulses wird bestimmt durch ein Ausgangssignal des Zählers 70, welches der Klinke 76 zu deren Rücksetzung zugeführt wird. Die Dauer des von der Klinke 76 kommenden Impulses wird so festgelegt, daß sie größer als die Basisspeicherzeit der Transistoren 34 und 36 ist. Während des Inhibxtionsimpulses CJ wird vom Zähler 70 dem NAND-Glied 78 ein Impuls zugeführt, um das Flipflop 64 in Vorbereitung auf das Ende des Inhibitionsimpulses Q in den entgegengesetzten Zusfend zu triggern. Vorzugsweise wird der das NAND-Glied 78

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aktivierende Impuls des Zählers 70 in der Mitte des Inhibitionsimpulses Q ausgelöst, um sicher zu stellen, daß das Flipflop 64- vor dem Ende des sperrenden Impulses Q in den anderen Zustand getriggert wird. In besonders bevorzugter Ausführungsform wird die Klinke bei einem nach 64- Mikrosekunden aufgelaufenen Stand des Zählers 70 zurückgesetzt, während das NAND-Glied 78 bei einem Zählerstand aktiviert wird, der bereits nach 32 Mikrosekunden erreicht ist.

Die Beziehung zwischen dem Inhibitionssignal Q und anderen in der Schaltung nach Fig. 2 vorkommenden Signalpegeln sei nachstehend im einzelnen anhand der Wellenformen nach Fig. 3 beschrieben. Die Wellenform A stellt das Signal am Q-Ausgang der Klinke 76 dar, welches zur Aktivierung des NAND-Gliedes 78 verwendet wird. Die Wellenform B entspricht den Inhibitionsimpulsen Q, die am Beginn jeder Halbperiode den NAND-Gliedern 60 und 62 direkt zugeführt werden. Die Wellenform C stellt die Impulse vom Zähler 70 dar, die ebenfalls dem NAND-Glied 78 zugeführt werden. Man erkennt, daß das Signal der Wellenform G an den Anfangspunkten der Halbperioden, die durch vertikale unterbrochene Linien angedeutet sind, "niedrig" wird und nicht' eher in den "hohen" Zustand übergeht, als die Mitte der Impulse der Wellenform A erreicht ist, die ebenfalls dem NAND-Glied 78 zugeführt werden. Daher wird das NAND-Glied 78 erst dann aktiviert und liefert erst dann den Impuls der Wellenform D, wenn die Hälfte des Aktivierungsimpulses der Wellenform A, die dem Q-Ausgang der Klinke 76 entspricht, verstrichen ist.

Mit Aktivierung des NAND-Gliedes 78 wird dessen Ausgangssignal, welches mit der Wellenform D gezeigt ist, "niedrig¹¹ und bleibt in diesem Zustand, bis die nächste positiv gerichtete Flanke der Wellenform 0 erscheint, so daß am Q-Ausgang des Flipflops 64- ein Signal der Wellenform E und am Q-Ausgang dea Flipflopß 64- ein Signal der Wdlenform F erzeugt wird.

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Es sei bemerkt, daß das Flipflop 64 seinen Zustand nur während des Inhibitionsimpulses B ändert. Da die NAND-Glieder 60 und 62 während der Impulse der Wellenform B an ihrer Aktivierung gehindert, also "gesperrt" bleiben, gelangen die Impulse vom Taktoszillator 58 solange nicht zu den Transformatoren 26 und 28, bis die Inhibitionsimpulse B jeweils zu Ende sind, wenn, auch das Flipflop 64 seinen Zustand gewechselt hat.

Da die Transistoren 34 und 36 abwechselnd leiten und keiner der Transistoren während der Inhibitionszeit am Beginn jeder Halbperiode leitend ist, wird zwischen den Klemmen 48a und 48b eine Spannung erzeugt, welche den Verlauf der Wellenform I hat. Wenn der Verbraucher 10 aus einem eine induktive Last darstellenden Synchronmotor besteht, werden die Inhibitionsintervalle bei den Nulldurchgangszeiten&r Wellenform I eliminiert, weil die Dioden 50 und 52 während und nach den Inhibitionsintervallen leiten. Die Dauer des Leitens nach dem Inhibitionsintervall richtet sich nach den Eigenschaften der induktiven Last und nach der Länge derjenigen Zeit, die zur Rückführung der Überschußenergie über die Diode 50 oder 52 in die Versorgungsquelle notwendig ist. Daher ist die Spannung zwischen den Klemmen 48a und 48b in diesem Fall einer normalen Rechteckwelle ähnlicher.

Wie in Fig· 3 zu erkennen ist, wird die Spannungswelle I ■wischen den Klemmen 48a und 48b der Fig· 1 an den durch die unterbrochenen vertikalen Linien angedeuteten Halbperiodenpunkten Null· Biese Punkte fallen mit dem Ende des jeweils letsten !«pulses in einer Impulsfolge der lÄlenformen G und B Susannen· Genau genommen stimmt dies jedoch nicht, da die transistoren wie oben erwähnt, eine Basisapeioberwirkung haben, auf die »an sichTOrIMBt₉ um ein allgemein reohteckförmigee JUgnal HJ* dl· Speisung de? Last zu erzeugen·

In Big. 4 1st die Leitfähigkeit jedes Tranaistore als Antwort auf die Ton dt» IfANIMJliedern 60 und 62 könnenden Impul-'

k Θ09808/0911 - 10 -

ORIGINAL INSPECTED

sen dargestellt. Wie gezeigt, steuert der erste Impuls der Wellenform J₁ der beim aktivierten Zustand des NAND-Gliedes 60 erzeugt wird, den Transistor auf Durchlaß, wie es mit der Wellenform K gezeigt ist. Genauer gesagt entspricht der durch den "niedrigen" Zustand des Signals der Wellenform J dargestellte Impuls dem eingeschalteten Zustand des Transistors, während das Intervall zwischen den Impulsen, welches den "hohen" Zustand des Signals der Wellenform J darstellt, dem ausgeschalteten Zustand des Transistors für den Fall entspricht, daß keine Basisspeicherwirkung vorhanden ist. Wegen der sehr kurzen Intervalle zwischen den Impulsen bleibt der Transistor jedoch weiterhin leitend, auch wenn das Signal der Wellenform J in seinen "hohen" Zustand zurückgekehrt ist. Außerdem bleibt die Leitfähigkeit des Transistors auch nach dem letzten Impuls der Wellenform J infolge der Basisspeicherwirkung des Transistors noch eine Zeitlang weiter bestehen, wie es ander Wellenform K zu erkennen ist, so daß der Nulldurchgang der in der Wellenform I gezeigten Rechteckwelle verzögert wird.

Obwohl das genaue Verhältnis -zwischen der Basisspeicherzeit und den Intervallen zwischen den Impulsen des Taktoszillators 58 verschieden groß sein kann, wird vorzugsweise eine Basisspeicherzeit gewählt, die gegenüber den Lücken zwischen den Impulsen des Taktoszillators^groß ist. Beispielsweise ist eine typische Basisßpeicherzeit von etwa 10 Mikrosekunden vorteilhaft, wenn man einen Impulszug mit einer Polgefrequenz von 2 MHz und Impulslücken von 1/4- Mikroaekunden verwendet.

Vm sicher m stellen, daß das Ausbleiben von Impulsen nicht xu einer fortdauernden Beaufschlagung der Primärwicklungen der Transformatoren 26 und 28 mit Gleichstrom führt, sorgt die Iupulasteuereinrichtung 42 dafür, daß an den PrinÄjf«· wicklungen der Transformatoren 26 und 28 ein offener StroÄ-

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kreis .liegt, wenn von den Gliedern 60 und 62 keine Impulse kommen. Dieser 'offene Stromkreis wird durch die UND-Glieder 66 und 68 (Fig. 2) gebildet, wenn der Eingang jedes dieser Glieder in einen "hohen" Zustand gesteuert wird.

Mit der Erfindung wird also eine Einrichtung geschaffen, um das Schalten von niederfrequenten Wechselstromsignalen oder von Gleichstromsignalen mittels kleiner , wirtschaftlicher und billiger treibender Trenntransformatoren 26 und 28 zu steuern. Es sei jedoch erwähnt, daß auch andere billige Isolier- oder Trenneinrichtungen verwendet werden können, etwa geeignete optische isolierende Übertragungseinrichtungen wie Leuchtdioden mit relativ kurzen Ansprechzeiten, in Verbindung mit Photodetektoren, die dazu dienen können, Hochspannungs-Schalttransistoren in den Leitzustand zu bringen.

Vorstehend wurde ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei welchem 2 Transistoren 34- und 36 den Synchronmotor eines Faksimile-Sender/Empfängers speisen. Die Erfindung Eßt sich jedoch auch in anderen Fällen anwenden, einschl. solcher, wo ein einzelner Transistor eingesetzt wird. Die Erfindung ist für jede Schaltung verwendbar, worin ein gesteuertes Schalten relativ hoher Spannung niedriger Frequenz einschl. Gleichspannungen mittels niederfrequenter Signale relativ gerhger Spannung erfolgen soll.

In einer Schaltsteuereinrichtung dieser Art Knnen verschiedene Transistoren Verwendung finden,. Die wichtigste Anforderung an die Transistoren besteht darin, daß ihre Basisspeicherzeit größer ist als die Lückenzeit zwischen den relativ hochfrequenten Steuerimpulsen. Beispielsweise ist ein Verhältnis von 2:1 brauchbar, vorzuziehen ist jedoch ein Verhältnis von mindestens 4:1. Brauchbare handelsübliche Transistoren für die Schaltung nach Fig. 1 sind z.B. Transistoren des Typs 2IT 6308, deren Basisspeicherzeiten bei dem in der Schaltung nach Fig. 1 vorkommenden massigen Basisstrom etwa 6-8 Mikrosekunden betragen.

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Die Einzelheiten des Zählers 70, der V_erknüpfungsschaltung 72, des Flipflops 74-, und- äer Klinke 76 sind ή "Fig. 2 nicht dargestellt. Diese Bausteine sind wesentlich ausführlicher in der gleichzeitig zur Einreichung gelangenden Anmeldung

(Priorität der USA-Anmeldung Nr. 4-93,119,

unsere Akte DA-K 14-32) beschrieben. Wie dort gezeigt, kann die Frequenz des Steuersignals verändert v/erden, indem man selektiv verschiedene Schaltglieder in der Verknüpfungsschaltung 72 der vorliegenden Fig. 2 aktiviert. Die verschiedenen Merkmale des Zählers, der Verknüpfungsschaltung 72, des Flipflops 74- und der Klinke 76 seien durch ausdrückliche Bezugnahme auf die genannte andere Anmeldung zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht, ebenso wie die speziellen Mittel, mit denen die Frequenz des Steuersignals zur Erzielung der Randsynchronisierung verändert werden kann.

Neben der hier beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und den verschiedenen angedeuteten Abwandlungen liegen natürlich auch andere Ausführungsformen und Abwandlungen im Rahmen des eigentlichen Erfindungsgedankens, dessen Umfang in den beigefügten Patentansprüchen darzustellen versucht wird.

Patentansprüche

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Claims

2534Π26

Patentansprüche

Schalteinrichtung, gekennzeichnet durch eine Quelle (58) elektrischer Impulse, die eine niedrige Spannung und im wesentlichen konstante Frequenz haben und durch im wesentlichen konstante Zeitintervalle voneinander getrennt sind} eine hochspannungsisolierende Übertragungs-• einrichtung (z.B. 26) mit einem Eingang und einem Ausgang; eine Impulssteuereinrichtung (42), die mit der Impulsquelle und mit der hochspannungsisolierenden Einrichtung gekoppelt ist, um das Anlegen von Impulsen an den besagten Eingang zu steuern; einen eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweisenden Schalttransistor (z.B. 34), der eine Basisspeicherzeit hat, die größer ist als das Intervall zwischen den besagten Impulsen niedriger Spannung, und dessen Basis mit dem Ausgang der hochspannungsisolierenden Einrichtung gekoppelt ist, um den Transistor zwischen Emitter und Kollektor während der Impulse und der besagten Intervalle zwischen ihnen leitend 7,n machen.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssteuereinrichtung (42) einen offenen Stromkreis an den Eingang der hochspannungsisolierendei

. Einrichtung (26) legt, um das Fließen von Gleichstrom in der hochspannungsisolierenden Einrichtung zu unterbrechen und den Transistor (34) zwischen Kollektor und Emitter nicht-leitend zu machen·
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar hochspannungsisolierter Übertra-

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gungseinrichtungen (26, 28) und ein Paar von Schalttransistoren (34, 36) enthält, deren {jeder mit dem "Ausgang einer zugehörigen der beiden isolierenden Einrichtungen gekoppelt ist, und daß die Impulssteuereinrichtung (42) eine Anordnung (70, 60, 62) enthält, welche einzelne Impulsfolgen abwechselnd an den einen und den anderen der beiden Transistoren legt, um die beiden Transistoren abwechselnd leitend zu machen.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit den Emitter-Kollektor-Strecken der beiden Transistoren(34, 36) zwei Versorgungsquellen (44, 46) geschaltet sind, die in entgegengesetzter Polung so angeord-

• net sind, daß an der Reihenschaltung zwischen einer ersten Klemme (48a)j die zwischen den beiden Transistoren liegt, und einer zweiten Klemme (48b) die zwischen den V_ersorgungsquellen liegt, ein Wechselsignal erzeugt wird.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daßdie Impulssteuereinrichtung (42) folgendes enftiält: zwei Schaltglieder (60, 62.), deren jedes mit dem Eingang einer gesonderten der hochspannungsisolierenden Einrichtungen (26, 28) gekoppelt ist; eine Anordnung (64) zum abwechselnden Einschalten der beiden Schaltglieder; eine Anordnung (76, Q) zur gleichzeitigen Sperrung der beiden Schaltglieder'unmittelbar vor der Einschaltung jedes der Schaltglieder.
6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, . daß die Anordnung (64) zum abwechselnden Einschalten der beiden Schaltglieder (60, 62) ihren Zustand ändert, während beide S_chaltglieder gesperrt sind.
7. Kombination einer Schalteinrichtung nach Anspruch 1 mit einem Paksimilegerät, welches eine drehbar gelagerte Trommel, einen Synchronmotor zur Drehung der Trommel und

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einen Inforinationswandler aufweist, der beim Drehen der Trommel verschiedenen Winkelpositionen der Trommel gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Taktgeber (58) zur Erzeugung von elektrischen Impulsen vorgesehen ist, die eine niedrige Spannung und im wesentlichen konstante Frequenz haben und durch im wesentlichen konstante Zeitintervalle voneinander getrennt sind;

daß ein mit dem Taktgeber gekoppelter Zähler (70) vorgesehen ist, der einen die Anzahl der ihm zugeführten Impulse darstellenden Zählstand einnimmt;

daß die hochspannungsisolierende Einrichtung aus einem Paar hochspannungsisolierender Anordnungen (26, 28) besteht, deren jede einen Eingang und einen Ausgang hat;

daß die Impulssteuereinrichtung mit dein Taktgeber (58) und mit den Eingängen beider hochspannungsisolierender Anordnungen gekoppelt ist, um die Zuführung von Taktimpulsen zu den hochspannungsisolierenden Anordnungen zu steuern, und außerdem mit dem Zähler gekoppelt, ist, um abhängig vom Zählstand des Zählers abwechselnd an dem einen und dem anderen der Eingänge eine Folge dieser Impulse zu legen;

daß zv/ei Schalttransistoren (3^, 36) vorgesehen sind, deren jeder eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, und eine Basisspeicherzeit hat, die größer ist, als die besagten Intervalle zwischen den Impulsen niedriger Spannung, und daß die Basis jedes Transistors mit dem Ausgang einer jeweils gesonderten der hochspannung! soli er enden Anordnungen gekoppelt ist, um die Transistoren zwischen Emitter und Kollektor während der Impulse und während der Intervalle zwischen ihnen leitend zu machen;

daß zwei Versorgungsquellen (¹IA-, 46) vorgesehen sind, die in entgegengesetzter Polung in Reihe mit den Emitter-Kollektor-Strecken der beiden Transistoren geschaltet sind;

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daß der Synchronmotor (10) quer zu dieser Reihenschaltung von einer zwischen den Transistoren liegenden ersten Klemme (48a) zu einer zwischen den Versorgungsquellen liegenden zweiten Klemme (48b) geschaltet ist.
8. Kombination nach Anspruch 7i gekennzeichnet durch a-ei Treibertransistoren (38, 40), welche die Basen der beiden Schalttransistoren (34, 36) mit den beiden hochspannungsisolierenden Anordnungen (26, 28) koppeln.
9. Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssteuereinrichtung folgendes enthält: zwei mit den Eingängen der beiden hochspannungsisolieren-. den Anordnungen (26, 28) gekoppelte Schaltglieder (60,62); eine Anordnung (64) zum abwechselnden Einschalten der beiden S_chaltglieder abhängig vom Zählstand des Zählers (70); eine Anordnung (76) zur gleichzeitigen Sperrung der beiden Schaltglieder unmittelbar vor dem Einschalten eines der beiden Schaltglieder.
10. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß · die Anordnung (64) zum abwechselnden Einschalten der beiden Schaltglieder (60, 62) ihren Zustand ändert, während die S_chaltglieder gesperrt sind.

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