DE2556645A1 - Transistor circuit with miniature electromechanical relay - has capacitor in excitation circuit and diode in holding circuit with earthing connection to remote end of diode - Google Patents
Transistor circuit with miniature electromechanical relay - has capacitor in excitation circuit and diode in holding circuit with earthing connection to remote end of diodeInfo
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Abstract
Description
Schaltungsanordnung mit einem elektromechanischen RelaisCircuit arrangement with an electromechanical relay
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem elektromechanischen, insbesondere miniaturisierten, Relais, bei der ein Ansprech- lmd ein Haltekreis vorgesehen sind, die uifterschiedlich große Strome liefern.The invention relates to a circuit arrangement with a electromechanical, especially miniaturized, relays with a response A holding circuit is provided which supply currents of different magnitudes.
Elektromechanische Relais weisen im allgemeinen äe nach Erregung unterschiedliche Ansprech- und Abfallzeiten auf. Bei schwacher Erregslg ergeben sich mitunter relativ lange Ansprechzeiten, die darüberhinaus starken exemplarischen Streuungen unterworfen sind, während die Abfallzeiten demgegenüber verhältnismäßig kurz sind.Electromechanical relays generally have different types of excitation Response and fall times on. In the case of weak excitation, there are sometimes relative long response times, which are also subject to strong exemplary spreads are, while the fall times are comparatively short.
Beispielsweise liegen die Ansprechzeiten von einfachen, einkontaktigen Schutzgas-Stahlrelais bei 1,2-facher Ansprechsicherheit bei etwa 4 ms bis 8 ms, während die Abfallzeiten nur bei Werten um 0,1 ms bis 0,3 ms schwanken.For example, the response times are simple, single-contact Inert gas steel relay with 1.2-fold response reliability at approx. 4 ms to 8 ms, while the fall times fluctuate only at values between 0.1 ms and 0.3 ms.
Verwendet man das Relais zur Zeichenübertragung, so führen diese Eigenschaften zu mehr oder weniger starken Zeichenverzerrungen.If the relay is used to transmit characters, these properties lead to more or less severe distortion of characters.
Ansprechzeiten von Relais sind neben anderen Faktoren von der elektrischen Leistung abhängig, die dem Stromkreis, in dem sich die Relaiswicklung befindet, zugeführt wird. Eine Erhöhung der Ansteuerleistung bringt dabei eine Verkürzung der Ansprechzeiten. Eine starke Erregung des Relais, die die Ansprechzeiten und Exemplarstreuwerte vermindet, bedeutet jedoch eine Erhöhung der Änsteuerleistung, die vor allem bei miniaturisierten Relais sehr rasch zu Problemen der thermischen Belastbarkeit führt.Response times of relays depend on the electrical, among other factors Power dependent on the circuit in which the relay winding is located is fed. An increase in the control power brings about a shortening the response times. A strong excitation of the relay, which the response times and Decreased specimen variance, but means an increase in control performance, which especially at miniaturized relays quickly become problems the thermal load capacity leads.
In vielen Fällen wird daher der Hysterese-Effekt eines Relais zwischen Ansprech- und Halteerregung ausgenutzt und ein stromsparender Haltekreis, ggf. über eine ZweitwickXung gebildet. Eine derartige Schaltungsanordnung ist zum Beispiel aus dem Handbuch der Relais-Schaltungstechnik von J. Th.In many cases, therefore, the hysteresis effect of a relay is between Response and hold excitation utilized and a power-saving hold circuit, possibly via a second winding is formed. Such a circuit arrangement is, for example from the manual of relay circuit technology by J. Th.
Appels und B.H. Geels, Philips technische Bibliothek, 1967, Seite 21 bekannt.Appels and B.H. Geels, Philips Technical Library, 1967, p 21 known.
Diese Maßnahmen lassen sich jedoch bei miniaturisierten Relais mit kleiner Hysterese, geringem Wickelraum und wenigen Kontakten nur schwer realisieren.However, these measures can be used with miniaturized relays Small hysteresis, little winding space and few contacts are difficult to achieve.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der vorstehend näher bezeichneten Art derart auszubilden, daß sich eine Verringerung der Ansprechzeiten und ihrer Streuungen ergibt.The object of the invention is to provide a circuit arrangement of the above to be designed in such a way that the response times are reduced and their scatter results.
Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe in der Weise ausgebildet, daß der Ansprechkreis derart bemessen ist, daß das Relais auf einen mehrfachen Wert der Betriebserregung dynamisch übererregt wird. Dabei werden zunächst die mehrfache bzw. vielfache Übererregung für das Ansprechen des Relais kurzzeitig dynamisch erzeugt und danach im stationären Zustand die Betriebswerte eingehalten.According to the invention, the circuit arrangement for solving this Task designed in such a way that the response circuit is dimensioned such that the relay is dynamically overexcited to a multiple value of the operational excitation. First, the multiple or multiple overexcitation for the response of the relay is generated dynamically for a short time and then the operating values in the steady state adhered to.
Durch die dynamische Ubererregung des Relais beim Ansprechen lassen sich, ohne übermäßigen Leistungsbedarf, die Ansprechzeiten und deren Streuwerte vermindern. Im nachfolgend stationären Zustand wird das Relais dann bei seinem normalen Betriebswert gehalten. Die zur Verringerung der Ansprechzeit notwendige Leistung braucht dabei nur kurzzeitig aufgebracht zu werden.Due to the dynamic overexcitation of the relay, let it respond the response times and their scatter values without excessive power requirements Reduce. In the steady state that follows, the relay is then at its normal Operating value held. The power needed to reduce the response time only needs to be applied for a short time.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich zusätzlich zu einer wesentlichen Verringerung der Ansprechzeiten und deren Streuungen der Vorteil, daß im statinären Zustand durch die zugeführte Leistung keine größere thermische Belastung bzw. eine thermische Überlastung des Relais auftritt. Insbesondere wird eine thermische Überlastung des Relais bei längeren Standzeiten oder bei Impulsbetrieb mit ungünstigem Impuls/Pause-Verhältnis vermieden.These measures result in addition to an essential one Reduction of the response times and their scatter the advantage that in the static State no major thermal load or a thermal overload of the relay occurs. In particular, there is a thermal overload of the relay for longer periods of standstill or for pulse operation with an unfavorable pulse / pause ratio avoided.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, daß das Relais in der Kollektorzuführung eines Transistors angeordnet ist, und daß das Relais über eine im Haltekreis liegende Diode an Bezugspotential geführt ist und im Ansprechkreis einen Kondensator aufweist und daß der Kondensator mit seinem dem Relais abgewandten Anschluß einerseits über einen Ladestromzweig an eine Ladegleichspannung geführt und andererseits über einen ersten Schalter an Bezugspotential schaltbar ist, und daß die Diode derart gepolt ist, daß sie für den Haltestrom durchlässig ist.In a further embodiment of the invention, the circuit arrangement designed such that the relay is arranged in the collector lead of a transistor and that the relay is connected to reference potential via a diode in the hold circuit is performed and has a capacitor in the response circuit and that the capacitor with its terminal facing away from the relay on the one hand via a charging current branch to a DC charging voltage and on the other hand via a first switch Reference potential is switchable, and that the diode is polarized such that it is for the holding current is permeable.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß beim Einschalten des Relais eine zusätzliche Spannung wirksam ist und nach Beendigung des Einschaltvorganges der Haltekreis selbsttätig die Speisung des Relais übernimmt.These measures have the advantage that when switched on of the relay an additional voltage is effective and after the end of the switch-on process the holding circuit automatically takes over the supply of the relay.
Eine mit besonders einfachen Mitteln realisierbare Schaltungsanordnung ergibt sich dadurch, daß der Ladestromzweig ein Basisspannungsteiler des Transistors und die Ladespannung die an den Emitter des Transistors geführte Versorgungsspannung ist.A circuit arrangement that can be implemented with particularly simple means results from the fact that the charging branch is a base voltage divider of the transistor and the charging voltage is the supply voltage carried to the emitter of the transistor is.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine Schaltungsanordnung, bei der durch einfach realisierbare Maßnahmen erreicht wird, daß ein im Ansprechkreis liegender Transistor beim Einschalten des Relais zunächst mit der doppelten Versorgungsspannung versorgt wird und im Anschluß an den Einschaltvorgang an der einfachen Versorgungsspannung liegt.These measures result in a circuit arrangement in which by means of measures that are easy to implement, it is achieved that a When the relay is switched on, the transistor initially has twice the supply voltage provided and after the switch-on process on the simple supply voltage lies.
Eine dynamische Übererregung für das Ansprechen des Relais auf einen frei wählbaren vielfachen Wert der normalen Betriebserregung, bei der das Relais anschließend im stationären Zustand gehalten bleibt, läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreichen, daß zusätzlich zum ersten Schalter ein zweiter, zum ersten inverser Schalter vorgesehen ist, und daß über den zweiten Schalter der Ladestromzweig an die Ladespannung schaltbar ist und daß der Kondensator und der Basisspannungsteiler über Entkopplungsdioden mit Hilfe des ersten Schalters gemeinsam an Bezugspotential schaltbar sind.A dynamic overexcitation for the relay to respond to one freely selectable multiple value of the normal operating excitation at which the relay subsequently held in the steady state can be implemented in a further embodiment achieve the invention in that, in addition to the first switch, a second, is provided for the first inverse switch, and that via the second switch of the Charging branch is switchable to the charging voltage and that the capacitor and the Base voltage divider shared by decoupling diodes using the first switch are switchable at the reference potential.
Dabei ist die Ladespannung insbesondere größer als die Versorguflgsspannung, so daß sich eine besonders weitgehende dynamische Übererregung erzielen läßt.The charging voltage is in particular greater than the supply voltage, so that a particularly extensive dynamic overexcitation can be achieved.
Zweckmäßigerweise wird parallel zum Relais eine Leerlaufdiode geschaltet, die den Transistor vor Relaisabschaltspannungen schützt.A no-load diode is expediently connected in parallel to the relay, which protects the transistor from relay switch-off voltages.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on the exemplary embodiments shown in the figures explained in more detail.
Es zeigen Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit einem auf die Versorgungsspannung eines Transistors aufladbaren Kondensator und die Fig. 2 und 3 Schaltungsanordnungen mit einem Kondensator, der auf eine gegenüber der Versorgungsspannung eines Transistors größere Ladespannung aufgeladen wird.1 shows a circuit arrangement with an on the supply voltage a transistor chargeable capacitor and FIGS. 2 and 3 circuit arrangements with a capacitor, which is on a opposite to the supply voltage of a transistor higher charging voltage is charged.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist das Relais 4 mit dem Wicklungsanschluß A über die Diode 31 an Masse und mit dem Wicklungsanschluß E an den Kollektor des npn-Transistors 51 geführt, der mit seinem Emitter unmittelbar an der Versorgungsspannung - U1 liegt, und mit seiner Basis sowohl über den Widerstand 11 an die Versorgungsspannung - U1 als auch über den Widerstand 12 und den dazu in Serie liegenden Kontakt 6 an Masse geführt ist. Zwischen dem Verbindungspunkt des Kontaktes 6 mit dem Widerstand 12 einerseits und dem Verbindungspunkt der Diode 31 mit dem Relais 4 andererseits liegt der Kondensator 21. Parallel zum Relais 4 ist die Diode 32 angeordnet.In the circuit arrangement according to FIG. 1, the relay 4 is connected to the winding connection A through the diode 31 to ground and with the winding connection E. the collector of the npn transistor 51 out, which is directly connected to its emitter connected to the supply voltage - U1, and with its base both across the resistor 11 to the supply voltage - U1 as well as via the resistor 12 and the to it in series contact 6 is connected to ground. Between the connection point of the contact 6 with the resistor 12 on the one hand and the connection point of the diode 31 with the relay 4 on the other hand, the capacitor 21 is parallel to the relay 4 the diode 32 is arranged.
Die Diode 31 liegt mit der Anode an Masse, die Diode 32 mit der Anode am Kollektor des Transistors 51.The diode 31 is grounded with the anode, the diode 32 with the anode at the collector of transistor 51.
Das Relais 4 wird mit Hilfe des Transistors 51 angesteuert.The relay 4 is activated with the aid of the transistor 51.
Der Eingang des aus den Widerständen 11 und 12 gebildeten Basisspannungsteilers für den Transistor 51 und der Wicklungsanschluß A des Relais 4 sind über den Kondensator 21 miteinander verbunden. Im Ruhezustand ist dieser Kondensator 21 aufgeladen.The input of the base voltage divider formed from resistors 11 and 12 for the transistor 51 and the winding connection A of the relay 4 are via the capacitor 21 connected to each other. In the idle state, this capacitor 21 is charged.
Über die Diode 31 gelangt Erdpotential, über den Basisspannungsteiler 11, 12 die Spannung - Ul an den Kondensator 21.Ground potential passes through the diode 31, through the base voltage divider 11, 12 the voltage - Ul across the capacitor 21.
Schließt der Kontakt 6, der insbesondere als elektromechanischer Kontakt, als elektronischer Transistorschalter oder als Gatterausgang mit Logikpegel ausgebildet sein kann, so wird der Transistor 51 durchgesteuert. Am Kollektor des Transistors 51 und damit am Wicklungsanschluß E des Relais 4 erscheint, abgesehen von der Transistor-Restspannung, die Spannung - Ul. Gleichzeitig entsteht durch die Potentialverschiebung am Kondensator 21 am Wicklungsanschluß A des Relais 4 aufgrund des Sperrverhaltens der Diode 31 eine Spannung + U1. Dadurch wird das Relais 4 mit der doppelten Betriebsspannung, also mit Ubererregung, zum schnellen Ansprechen gebracht. Dabei entlädt sich der Kondensator 21 über die Relaiswicklung bis zum Erreichen des stationären Betriebsstromes, der dann über die Diode 31 fließt.If the contact 6 closes, in particular as an electromechanical contact, designed as an electronic transistor switch or as a gate output with logic level can be, the transistor 51 is turned on. At the collector of the transistor 51 and thus appears at the winding connection E of the relay 4, apart from the residual transistor voltage, the tension - ul. At the same time arises from the potential shift on the capacitor 21 at the winding connection A of the relay 4 due to the blocking behavior of the diode 31 a voltage + U1. This will make the relay 4 with double Operating voltage, so with overexcitation, made to respond quickly. This discharges the Capacitor 21 over the relay winding until the steady-state operating current is reached, which then flows through the diode 31.
Öffnet der Kontakt 6, so wird der Transistor 51 gesperrt, sobald durch den Ladevorgang des Kondensators 21 der Basisstromfluß abgeklungen ist. Durch entsprechende Dimensionierung des durch den Kondensator 21 und den Widerstand 12 gebildeten Zeitgliedes läßt sich dabei die Relaisabfallzeit einstellen und, falls erforderlich, erhöhen, insbesondere kann sie auf gleiche Werte wie die Relaisansprechzeit gebracht werden.If the contact 6 opens, the transistor 51 is blocked as soon as it is through the charging process of the capacitor 21, the base current flow has decayed. Through appropriate Dimensioning of the timing element formed by the capacitor 21 and the resistor 12 the relay release time can be set and, if necessary, increased, in particular, it can be brought to the same values as the relay response time.
Die Diode 32 schutz den Transistor vor Relaisabschaltspannungen.The diode 32 protects the transistor from relay switch-off voltages.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung ist der npn-Transistor 52 mit dem Kollektor an den Wicklungsanschluß E des Relais 4, mit dem Emitter unmittelbar an die Versorgungsspannung - U1 und mit der Basis sowohl über den Widerstand 11 an die Versorgungsspannung - U1 als auch über den Widerstand 12 an die Kathode der Diode 33 geführt. Der Wicklungsanschluß A des Relais 4 ist über den Kondensator 22 an die Kathode der Diode 34 und von dort über den Widerstand 13 und den dazu in Serie liegenden Kontakt 62 an die Ladespannung - U2 geführt.In the circuit arrangement shown in FIG. 2, the npn transistor 52 with the collector to the winding connection E of the relay 4, with the emitter directly to the supply voltage - U1 and to the base both via resistor 11 to the supply voltage - U1 and via the resistor 12 to the cathode of the Diode 33 led. The winding connection A of the relay 4 is through the capacitor 22 to the cathode of the diode 34 and from there via the resistor 13 and the to it Contact 62 connected in series to the charging voltage - U2.
Die Anoden der Dioden 33 und 34 sind miteinander verbunden und über den Kontakt 61 an Masse gelegt. Der Wicklungsanschluß A ist ferner an die Kathode der Diode 3i angeschlossen, deren Anode mit Masse verbunden ist. Parallel zur Wicklung des Relais 4 liegt die Diode 32, deren Anode mit dem Kollektor des Transistors 52 verbunden ist.The anodes of diodes 33 and 34 are connected to each other and across the contact 61 is connected to ground. The winding connection A is also connected to the cathode connected to the diode 3i, the anode of which is connected to ground. Parallel to the winding of the relay 4 is the diode 32, the anode of which is connected to the collector of the transistor 52 connected is.
Mittels der Dioden 33 und 34 sind die beiden Ansteuerwege für das Relais 4 bzw. der Ansprech- und der Haltekreis voneinander entkoppelt. Dadurch erreicht man, daß lediglich das Ansprechen des Relais 4 beschleunigt wird, die Abfallzeit des Relais 4 hingegen, abgesehen von dem Einfluß der Freilaufdiode 32, ihren charakteristisch kleinen Wert beibehält. Dies ist dann erwünscht, wenn das Relais 4 kurze Reaktionszeiten aufweisen soll.The two control paths are established by means of the diodes 33 and 34 for the relay 4 or the response and the hold circuit are decoupled from one another. Through this if only the response of the relay 4 is accelerated, the fall time of the relay 4, however, apart from the influence of the freewheeling diode 32, their characteristic maintains small value. This is desirable if the relay has 4 short response times should have.
Hierbei ist ein weiterer Widerstand 13 als Ladewiderstand für den Kondensator 22 vorgesehen. Dieser Widerstand 13 bietet zugleich die Möglichkeit, eine von der Betriebsspannung -unabhängige Spannung - U2 zuzuführen, so daß sich nicht nur eine Verdoppelung, sondern eine beliebige Vergrößerung gegenüber der Betriebsspannung - Ul erzeugen läßt und damit das Relais 4 in einem gewünschten, frei wählbaren Maß dynamisch übererregt werden kann.Here is another resistor 13 as a charging resistor for the Capacitor 22 is provided. This resistor 13 also offers the possibility of to supply a voltage -independent of the operating voltage - U2, so that not just a doubling, but any increase in relation to the operating voltage - Ul can be generated and thus the relay 4 in a desired, freely selectable amount can be dynamically overexcited.
Zur Unterbindung eines Stromflusses über den Widerstand 13 bei geschlossenem Kontakt 61 läßt sich der Widerstand 13 über einen weiteren, gegenüber dem Schalter 61 invers arbeitenden Schalter 62, der wie der Kontakt 61, insbesondere als elektromechanischer Kontakt, als elektronischer Transistorschalter oder als Gatterausgang mit Logikpegel ausgebildet sein kann, von der Spannung - U2 abtrennen.To prevent a current flow through the resistor 13 when the Contact 61 can be the resistor 13 via another, opposite the switch 61 inversely working switch 62, which like the contact 61, in particular as an electromechanical Contact, as an electronic transistor switch or as a gate output with logic level can be designed to disconnect from the voltage - U2.
Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 2 und 7 unterscheiden sich durch die Polung der Dioden und der Polarität der Versorgungsspannungen. Dabei zeigt Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einem npn-Transistor bei negativen Versorgungsspannungen Ul, U2, Fig. 3 ein Beispiel mit einem pnp-Transistor mit positiven Versorgungsspannungen U1, U2.The exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 7 differ by the polarity of the diodes and the polarity of the supply voltages. It shows 2 shows an exemplary embodiment with an npn transistor with negative supply voltages Ul, U2, Fig. 3 an example with a pnp transistor with positive supply voltages U1, U2.
Anders als bei Fig. 2 sind entsprechend Fig. 3 die Kathoden der Dioden 33' und 34' miteinander verbunden und über den Kontakt 61 an Bezugspotential geführt. Die Diode 31' ist mit der Anode an den Wicklungsanschluß A und mit der Kathode an Masse gelegt. Die als Freilaufdiode dienende Diode 32' liegt mit der Kathode am Kollektor des Transistors 53.In contrast to FIG. 2, the cathodes of the diodes are corresponding to FIG. 3 33 'and 34' connected to each other and via the Contact 61 at reference potential guided. The diode 31 'is with the anode to the winding connection A and with the Cathode connected to ground. The diode 32 'serving as a freewheeling diode is connected to the Cathode at the collector of transistor 53.
Die in den Figuren gezeigten Schaltungen lassen sich im allgemeinen dann vorteilhaft verwerten, wenn kurze Relais-Reaktionszeiten angestrebt werden, oder wenn durch lange Ansprech- und kurze Abfallzeiten von Relais relativ große Zeichenverzerrungen zu erwarten sind. Vorzugsweise kann sie in einer Signalader-Einspeiseschaltung für Wählimpulse in Kennzeichenumsetzern verwendet werden. Dabei wird der vom Wählimpuls gesteuerte Relaiskonstakt der Einspeiseschaltung mit besonders geringer Verzögerung - bezogen auf den Beginn des Wählimpulses - geschlossen, um die hierbei auftretende Impulsverkürzung zu vermindern.The circuits shown in the figures can generally use it advantageously if short relay reaction times are desired, or if relatively large due to long response and short release times of relays Distortions of characters are to be expected. It can preferably be in a signal wire feed circuit can be used for dialing pulses in license plate converters. The from the dialing pulse Controlled relay contact of the feed circuit with a particularly low delay - based on the beginning of the dialing pulse - closed to the one occurring here To reduce impulse shortening.
8 Patentansprüche 3 Figuren8 claims 3 figures
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| DE19752556645 DE2556645A1 (en) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | Transistor circuit with miniature electromechanical relay - has capacitor in excitation circuit and diode in holding circuit with earthing connection to remote end of diode |
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| DE19752556645 DE2556645A1 (en) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | Transistor circuit with miniature electromechanical relay - has capacitor in excitation circuit and diode in holding circuit with earthing connection to remote end of diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2556645A1 true DE2556645A1 (en) | 1977-06-23 |
Family
ID=5964544
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19752556645 Pending DE2556645A1 (en) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | Transistor circuit with miniature electromechanical relay - has capacitor in excitation circuit and diode in holding circuit with earthing connection to remote end of diode |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE2556645A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232104A1 (en) * | 1992-09-25 | 1994-03-31 | Sel Alcatel Ag | Relay control circuit at set threshold voltage - switches from external to internal voltage supply in event of voltage falling below set threshold level, providing emergency power supply. |
-
1975
- 1975-12-16 DE DE19752556645 patent/DE2556645A1/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232104A1 (en) * | 1992-09-25 | 1994-03-31 | Sel Alcatel Ag | Relay control circuit at set threshold voltage - switches from external to internal voltage supply in event of voltage falling below set threshold level, providing emergency power supply. |
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