DE2631487A1

DE2631487A1 - Folgesteuereinrichtung

Info

Publication number: DE2631487A1
Application number: DE19762631487
Authority: DE
Inventors: Ronald L Bailey
Original assignee: Barber Colman Co
Current assignee: Barber Colman Co
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1976-07-13
Publication date: 1977-02-03
Also published as: JPS5231287A; US3984699A; CA1058724A; GB1518429A

Description

Patentanwalt DIPL.-PHYS. DR. W. LANGHOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF*

MÜNCHEN 81 · WiSSMANNSTRASSE 14 ■ TELEFON 93 27 74 · TELEGRAMMADRESSE LANGHOFFPATENT MÜNCHEN

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München, den 13. Juli 1976 Unser Zeichen: 71 - 1649

Barber-Colman Company, 1300 Rock Street, Rockford, 111., USA

Folgesteuereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Folgesteuereinrichtung zum Erzeugen von DigitalSignalen zum schrittweisen Anschalten und Abschalten mehrerer Teillasten als Funktion eines analogen Eingangssignals, mit einem Komparator mit digitalem Ausgang zum Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schaltrichtungs-Bezugssignal, so daß der Komparator einen ersten Ausgangszustand annimmt, wenn das Eingangssignal größer ist als das Bezugssignal, und einen zweiten Zustand, wenn das Bezugssignal größer ist als das Eingangssignal.

Derartige FoIgeSteuereinrichtungen dienen dazu, eine mehr oder weniger große Anzahl von Teillasten ocer Teilverbrauchern stufenweise

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• Standiger allgemeiner Vertreter nach § 46 PatAnwO. zugelassen bei den Landgerichten München I und II. Postscheckkonto: München, Nr. 489 52-808 · Bankkonten: Bayerische Vereinsbahk. München. Nr. 861899. Deutsche Bank. München. Nr. 52/13B

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in Bruchteilen der Gesamtlast zu ändern, um die Abweichung des Ist-Wertes von einem Soll-Wert zu verringern.

Bekannte Folgesteuereinrichtungen haben den Nachteil, daß sie eine verhältnismäßig lange Zeit benötigen, um Abweichungen zwischen der Ist-Größe und der Soll-Größe zu korrigieren. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich dadurch, daß große plötzliche Belastungsänderungen auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Folgesteuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine große Einstellgeschwindigkeit aufweist und trotzdem keine großen Belastungssprünge verursacht und welche nicht zu Schwingungen neigt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist gegeben durch einen Taktgenerator, durch eine Schrittschalteinrichtung zum schrittweisen Schalten der Digitalsignale durch die Impulse des Taktgenerators, durch einen von dem Komparator gesteuerten Taktunterbrecher zum Unterbrechen der Impulse des Taktgenerators, und durch einen von dem Komparator gesteuerten Schaltrichtungswender für die Schrittschalteinrichtung .

Es sind zwar bereits Folgesteuereinrichtungen bekannt, bei denen ein Taktgenerator zum Weiterschalten verwendet wird, jedoch arbeitet der Taktgenerator dabei ununterbrochen, und die Folgesteuereinrichtung kann in Schwingungen geraten, woraus sich eine erhöhte Abnutzung und unerwünschte Schwankungen des gesteuerten Parameters ergeben.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Folgesteuereinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Folgesteuereinrichtung.

Die beschriebene FolgeSteuereinrichtung ist eine Allzwecksteuerung, die z.B. dazu verwendet werden kann, den Flüssigkeitsstand in Behältern zu regeln, etwa durch Betätigen von Ventilen für den Zulauf oder Ablauf von Flüssigkeit aus den Behältern. Sie kann ferner zum Regeln des Druckes bei Kompressoren verwendet werden, durch Begrenzen einer elektrischen Leistungsentnahme mit Lastschaltern, zum Regeln einer Raumheizung durch An- oder Abschalten von Heizungseinheiten, zum Regeln einer Raumkühlung, etwa durch An- oder Abschalten von Kühlkompressoren, oder etwa zum Betätigen von Anzeigeeinrichtungen für unsichere Betriebszustände. Außer in den oben angeführten Verwendungsfällen läßt sich die Folgesteuereinrichtung noch bei einer Vielzahl anderer Steuerungen einsetzen.

Fig. 1 zeigt eine Folgesteuereinrichtung 10 mit einem Komparator 20 und einer Bezugssignalquelle 30. An den Eingang des Komparator s gelangt einerseits ein variables analoges Eingangssignal, welches in üblicher Weise repräsentativ für einen zu überwachenden Zustand ist, etwa für die Abweichung desselben von einem Sollwert, und andererseits das Bezugssignal aus der Bezugssignalquelle 30. Der Komparator erzeugt Steuersignale, die an eine Folgeschalteinrichtung·40 gelangen, die mit einer Anzahl Laststeuereinrichtungen 5OA, 5OB, 5OC, ... 5ON verbunden ist und

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schrittweise jeweils eine dieser Laststeuereinrichtungen nacheinander zuschaltet oder abschaltet. Beim Anschalten einer Laststeuereinrichtung gelangt zugleich ein Rückkopplungssignal an die Bezugssignalquelle 3 0 und verstellt diese so, daß der durch den Komparator 20 bewirkten Verstellung entgegengewirkt wird. Die Folgeschalteinrichtung 40 wird von einem Taktgeber 60 gesteuert, der wiederum von einem Taktunterbrecher 70 ein- oder ausgeschaltet wird, der an den Komparator 20 angeschlossen ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Taktunterbrecher 70 den Taktgeber 60 abstellt, wenn der Komparator 20 keine Stellbefehle abgibt.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Folgesteuereinrichtung nach der Erfindung. Diese umfaßt Speiseleitungen 11 und 12, die an den positiven bzw. negativen Pol einer geregelten Gleichspannungsquelle angeschlossen werden.

Der Komparator 2 0 umfaßt einen H-Komparator 21 und einen L-Komparator 22. Der invertierende Eingang des H-Komparators 21 ist mit dem Signaleingang I verbunden, ebenfalls der nicht-invertierende Eingang des L-Komparators 22, letzterer über einen Justierwiderstand 23. Die Ausgänge der H-Komparators 21 und des L-Komparators 22 sind über Lastwiderstände 24 bzw. 25 mit der positiven Speisespannungsleitung 11 verbunden und über Widerstände 26 bzw. 27 jeweils mit ihrem nicht-invertierenden Eingang. Die positiven Speiseanschlüsse des H-Komparators 21 und des L-Komparators 22 sind mit der positiven Speisespannungsleitung 11 verbunden und die negativen Speiseanschlüsse über Widerstände 28 bzw. 29 mit der negativen Speisespannungsleitung 12.

Die Bezugssignalquelle 3 0 umfaßt eine Konstantstromquelle 31, die aus einem Transistor 33, einer Zenerdiode 32 und einem

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in der Emitterleitung des Transistors liegenden Widerstand gebildet ist. Der Kollektor des Transistors 33 ist über die Serienschaltung eines Widerstandes 34 und eines Widerstandes 35 mit dem negativen Speisespannungsanschluß 12 verbunden. Die Basis des Transistors 33 ist mit demselben über einen nicht bezifferten Widerstand verbunden. Der Kollektor des PNP-Transistors 33 dient als Bezugspunkt 36, an den der nicht invertierende Eingang des H-Komparators 21 über einen Widerstand 37 angeschlossen ist. Die Verbindungsstelle der Widerstände 34 und 35 dient als Bezugspunkt 38 für einen niedrigen Pegel und ist mit dem invertierenden Eingang des L-Komparators 22 verbunden.

Die Folgeschalteinrichtung 40 umfaßt ein Rechts-Links-Schieberegister 41, dessen Speiseanschlüsse mit der negativen Speisespannungsleitung 12 bzw. über einen Widerstand 42 mit der positiven Speisespannungsleitung 11 verbunden ist.An den positiven Speiseanschluß ist eine Zenerdiode 43 angeschaltet, die in Serie mit einem Widerstand 44 liegt, der mit dem negativen Speisespannungsanschluß verbunden ist. Die Verbindungsstelle ist mit der Basis eines NPN-Transistors 45 verbunden, dessen Kollektor mit dem Rückstelleingang R des Schieberegisters verbunden ist und außerdem über einen Widerstand 46 mit dem positiven Speiseanschluß des Schieberegisters verbunden ist. Der Stelleingang S ist mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 48 verbunden, der wiederum über einen Widerstand 47 mit dem positiven Speiseanschluß des Schieberegisters verbunden ist. Die Emitter der beiden Transistoren 45 und 48 sind mit dem negativen Speisespannungsanschluß 12 verbunden. Der Mode-Eingang M des Schieberegisters ist an die Verbindungsstelle 49' eines aus zwei Widerständen bestehenden und zwischen dem Ausgang des H-Komparators 21 und dem negativen Speisespannungsanschluß 12 angeschalteten Spannungsteiler angeschlossen. Die Ausgänge

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OA, OB₇ OC/ ... ON des Schieberegisters sind jeweils mit einer zugeordneten Laststeuereinrichtung 5OA, 5OB, 5OC, ... 5ON verbunden.

Man erkennt aus Fig. 2, daß die Laststeuereinrichtungen 50 jeweils einen NPN-Transistor umfassen. Diese Transistoren sind mit ihren Basisanschlüssen jeweils über Strombegrenzungswiderstände 51A, 51B, 51C, ... 51N mit dem zugeordneten Ausgängen OA, OB, OB, ...ON verbunden. Die Emitter dieser Transistoren sind mit den Verbraucherd.h. Lastanschlüssen A, B, C, ... N verbunden, an die z.B. Zündschaltungen von Halbleiterschaltungen (nicht dargestellt) angeschaltet sind, deren andere Anschlüsse mit der Masseleitung, d.h. dem negativen Speisespannungsanschluß 12, verbunden sind. Die einzelnen Ausgänge des Schieberegisters sind jeweils über Gegenkopplungswiderstände 53A, 53B, 53C, ... 53N und damit in Reihe liegende Sperrdioden 54A₇ 54B, 54C, ... 54N mit dem Bezugspunkt 38 verbunden.

Der Taktgeber 60 umfaßt einen einseitig an Masse liegenden Kondensator 61/ der über eine Ladediode 62 und einen damit in Reihe liegenden Widerstand an den positiven Speisespannungsanschluß angeschlossen ist. Die Entladung des Kondensators erfolgt über eine Entladediode 63, die in Serie mit einem Widerstand liegt und in dieser Serienschaltung antiparallel zur Ladediode 62 geschaltet ist. Die spannungsführende Seite des Kondensators 61 ist mit dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 64 verbunden. Der nicht-invertierende Eingang desselben ist an den Abgriff'65' eines Spannungsteilers 65 angeschaltet, der mit den beiden Speisespannungsleitungen 11, 12 verbunden ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers 64 ist über einen Lastwiderstand 66 mit der positiven Speisespannungsleitung verbunden sowie über einen Spannungsteiler 67 mit Masse. Außerdem ist der Ausgang über einen Widerstand 68 mit dem nichtinvertierenden Eingang verbunden. Der Abgriff 67^r dieses Spannungsteilers ist mit der Basis des Transistors 48 verbunden. Der

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positive Speisespannungsanschluß des Differenzverstärkers 64 ist mit der positiven Speisespannungsleitung 11 verbunden und der negative Speisespannungsanschluß über einen Widerstand 69 mit Masse.

Der Taktunterbrecher 70 umfaßt einen von dem Taktgeber gesteuerten Schalter, nämlich den NPN-Transistor 71, der zwischen der Entladediode 63 und Masse liegt und dessen Basisanschluß mit dem negativen Speiseanschluß des DifferenzVerstärkers 64 verbunden" ist. Es sind ferner NPN-Transistoren 72 und 73 vorgesehen, die parallelgeschaltete H- und L-Komparatoren bilden und als ODER-Gatter wirken, das in Serie mit dem Transistor 71 liegt, wobei die Basiselektroden der Transistoren 72 und 73 jeweils mit dem spannungsführenden Ende der Widerstände 28 bzw. 29 verbunden sind.

Wirkungsweise

Wenn die Folgesteuereinheit angeschaltet wird, fließt Strom über den Widerstand 42 und erregt das Schieberegister 41. Die Rückstell-Zenerdiode 43 blockiert einen Stromfluß durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 45, bis die Zenerspannung der Zenerdiode überschritten ist, während der ein Η-Signal an den Rückstelleingang R des Schieberegisters gelangt und die Ausgänge desselben den Pegel L führen. Wenn die Ausgangspegel an den Ausgangsanschlüssen OA, OB, OB, ... ON gleich L sind, sind die entsprechenden Gegenkopplungswiderstände 53A, 53B, 53C, ... 53N mit Masse verbunden, so daß sie parallel zu dem Spannungsteilerwiderstand 25 an dem Bezugspunkt 38 liegen. Die Zenerdiode 32 ergibt einen konstanten Strom durch den Transistor 33, durch den Widerstand 34, der den Totbereich der Schaltung festlegt, und durch den Widerstand 35 sowie die Gegenkopplungswiderstände 53A, 53B₇ 53C, ... 53N. Dadurch ergibt sich eine bestimmte Spannung an dem Bezugspunkt 38 entsprechend der niedersten Ansprechschwelle sowie eine bestimmte Spannung an

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dem Bezugspunkt 3 6 entsprechend der höheren Ansprechschwelle. Der Unterschied zwischen beiden Ansprechschwellen wird durch den Widerstand 34 bestimmt.

Ein Eingangssignal, etwa eine Spannung, die abhängig ist von der Differenz zwischen einem Meßwert einer überwachten Zustandsgröße und einem Sollwert, und die ein Maß für die erforderliche Korrektur ist, gelangt an den Eingang I und von dort direkt zu dem invertierenden Eingang des !Comparators 21 für den höheren Schaltpegel. Der nicht-invertierende Eingang ist über den Widerstand 3 7 an den Bezugspunkt 3 6 angeschaltet, der den oberen Ansprechpegel der Schaltung festlegt. Wenn das Eingangssignal niedriger ist als die Bezugsspannung am Bezugspunkt 36, wird der Ausgang des Komparators 21 in den Η-Zustand geschaltet. Aufgrund der Rückkopplung durch den Widerstand 2 6 wird die Umschaltung beschleunigt und der Komparator in den Sättigungszustand gesteuert. Wenn das Eingangssignal größer ist als die Spannung am Bezugspunkt 3 6, wird der Ausgang des Komparators 21 in den L-Zustand gesteuert. Die Ausgangsspannung gelangt über den Spannungsteiler 49 vom Abgriff 49' desselben zu dem Modeanschluß M des Schieberegisters 41, wobei ein Η-Pegel an diesem Anschluß das Register für Linksverschiebung und ein L-Pegel für Rechtsverschiebung der an das Schieberegister aus dem Taktgeber 60 gelangenden Impulse einstellt.

Bei dem Taktgeber 60 wird der Kondensator 61 über die Ladediode 62 geladen. Die Spannung an dem Kondensator gelangt an den invertierenden Eingang des DifferenzVerstärkers 64, so daß dieser also eine hohe Spannung führt, wenn der Kondensator geladen ist, und eine niedrige, wenn er entladen ist. Der nicht- invertierende Eingang des Differenzverstärkers 64 ist an den Abgriff 65" des Spannungsteilers 65 angeschaltet und führt eine Bezugsspannung, die zwischen der hohen und der niedrigen Spannung liegt, die an den invertierenden

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Eingang gelangt. Wenn an demselben eine hohe Spannung anliegt, ist der Ausgang des Differenzverstärkers im L-Zustand, so daß der Transistor 48 abgeschaltet ist und ein Η-Pegel am Setzeingang S des Schieberegisters 41 über die Widerstände 42 und 47 anliegt. Wenn der Kondensator 61 entladen ist, liegt eine niedrige Spannung am invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 64 an, so daß dessen Ausgang einen Η-Pegel hat und am Abgriff 67" des Spannungsteilers 67 daher eine Spannung anliegt, die den Transistor 48 anschaltet, so daß der Setzeingang S des Schieberegisters 41 mit Masse verbunden wird und also auf L-Potential ist. Das Schieberegister tritt in Tätigkeit, wenn der Pegel am Setzeingang S vom L- in den H-Zustand übergeht, wobei die Schieberichtung durch den Pegel am Mode-Anschluß M bestimmt wird. Wenn der Differenzverstärker 64 den Ausgangspegel L führt, fließt Strom durch den Widerstand 66, den Differenzverstärker 64 und den Widerstand 69 und erzeugt an diesem eine Spannung, die ausreicht, um den Transistor 71 anzuschalten, wenn der Emitter desselben entweder über den Transistor 72 oder den Transistor 73 mit Masse verbunden ist. Dadurch wird der Kondensator 61 über die Entladediode 63, den Transistor 71 und einen der beiden Transistoren 72 und 73 entladen. Hierdurch wird die am Kondensator anliegende Spannung, die auch am invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 64 anliegt, verringert, so daß dessen Ausgang auf Η-Pegel umgeschaltet wird. Aufgrund dessen fließt praktisch kein Strom mehr durch den Widerstand 69, so daß auch der Spannungsabfall an diesem verringert wird und der Transistor 71 abschaltet und die Entladung des Kondensators damit unterbrochen wird. Dieser wird sodann wieder aufgeladen. Das abwechselnde Laden und Entladen geschieht mit einer bestimmten Frequenz, in der dargestellten Schaltung z.B. alls 30 Sekunden, vorausgesetzt, daß einer der Transistoren 72 oder 73 den Emitter des Transistors 71 mit Masse verbindet.

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Wenn der Komparator 21 für die hohe Ansprechschwelle den Ausgangspegel L führt, fließt Strom über den Widerstand 24, den Komparator 21 und den Widerstand 28 und erzeugt an letzterem einen Spannungsabfall, der ausreicht, um den Transistor 72 anzuschalten und damit den Leitungskreis zwischen dem Emitter des Transistors

71 und Masse zu schließen, so daß der Taktgeber 60 freigegeben wird und Schiebeimpulse erzeugt. Wenn am Ausgang des Komparators 21 Η-Potential herrscht, fließt praktisch kein Strom mehr durch den Widerstand 28, so daß der Spannungsabfall an demselben so weit absinkt, daß der Transistor 72 abschaltet. Wenn das am nicht-invertierenden Eingang des Komparators 22 für die niedrige Ansprechschwelle empfangene Eingangssignal niedriger ist als die Spannung an dem Bezugspunkt 38, die am invertierenden Eingang anliegt, führt der Komparator 22 L-Potential. Es fließt sodann Strom durch den Widerstand 25, den Komparator 25 und den Widerstand 29 und erzeugt an demselben einen Spannungsabfall, der den Transistor 73 anschaltet und daher den Leitungskreis vom Emitter des Transistors 71 nach Masse schließt, so daß der Taktgeber 60 Schiebeimpulse erzeugt. Wenn das Eingangssignal größer ist als die Spannung an dem Bezugspunkt 38, welche die niedere Ansprechschwelle festlegt, so führt der Komparator 22 den Ausgangspegel· H. Sodann fiießt praktisch kein Strom mehr durch den Widerstand 29, und der Transistor 73 wird daher gesperrt. Man erkennt, daß keiner der beiden Schalttransistoren

72 oder 73 angeschaltet wird, wenn das Eingangssignal eine Spannung hat, die zwischen den Spannungswerten an den Bezugspunkten 3 6 und 38 liegt» In einem derartigen Fall werden keine Schiebeimpulse von dem Taktgeber erzeugt. Schiebeimpulse werden also nur dann erzeugt, wenn das Eingangssignal höher ist als dieobere Ansprechschwelle oder niedriger als die untere Ansprechschwelle.

Es sei angenommen, daß die Folgesteuereinheit für eine Raumtemperaturrege^ng während der Heizperiode verwendet wird. Ein Thermostat

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erzeugt als Eingangssignal eine Spannung, die ein Maß für die Temperaturabweichung ist und die am Eingang I anliegt. Mehrere Heizvorrichtungen werden je nach Bedarf in Stufen zu- oder abgeschaltet.als Funktion der Zustände an den Ausgängen A, B, C, ... N. Wenn das Eingangssignal den höheren Bezugspegel am Bezugspunkt 3 6 überschreitet, womit angezeigt wird, daß mehr geheizt werden muß, entsteht am Ausgang des !Comparators 21 ein L-Signal, welches ein L-Signal an dem Mode-Anschluß M an dem Schieberegister 41 ergibt und dieses daher für Rechtsverschiebung einschaltet. Zur gleichen Zeit schaltet die am Widerstand 28 abfallende Spannung den Transistor 72 ein, der den Taktgeber 60 freigibt, so daß dieser Schiebeimpulse an den Setzeingang S des Schieberegisters 41 abgibt. Sobald der erste Impuls im Pegel ansteigt, schaltet das Schieberegister 41 weiter und ergibt den Ausgangspegel H an dem Ausgang OA, der die Laststeuereinrichtung 5OA einschaltet und die Diode 54A gegensinnig vorspannt, so daß der Widerstand 53A nicht mehr parallel zu dem Widerstand 35 liegt. Mit dem Anschalten der Laststeuerung 5OA wird eine Heizstufe über den Anschluß A erregt. Das Abschalten des Rückkopplungswiderstandes 53A erhöht den Widerstand der Parallelschaltung der Widerstände, die nunmehr durch die Widerstände 35, 53B, 53C, ...und 53N gebildet ist, so daß auch die Bezugspegel an den Bezugspunkten 36 und 3 8 angehoben werden. Dadurch wird eine Verringerung oder Umkehr der Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem höheren Bezugspegel erreicht, so daß die Wirkung, die durch Anschalten einer Heizstufe an dem Anschluß A erzielt wird, vorweggenommen wird. Wenn die Differenz die gleiche Polarität behalten, jedoch einen geringeren Wert aufweisen würde, würde der Ausgang des Komparators 21 im L-Zustand bleiben, so daß ein weiterer Schiebeimpuls das Schieberegister weiterschalten und daher eine weitere Heizstufe hinzuschalten würde, nämlich die, die an dem Anschluß B angeschaltet ist. Dadurch würde zugleich der

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Rückkopplungswiderstand 53B von der Parallelschaltung der Widerstände abgeschaltet werden. Dies führt wieder zu einer Erhöhung der Bezugspegel an den Bezugspunkten 36 und 38. Es werden weitere Heizstufen hinzugeschaltet, und die zugeordneten Rückkopplungswiderstände abgeschaltet, bis die Polarität der Differenzspannung zwischen dem Eingangssignal und dem Bezugssignal· am Bezugspunkt 3 6 ihr Vorzeichen wechseit. Erst dann nimmt der Ausgang des !Comparators 21 den H-Zustand an. .Wenn die Spannung am Bezugspunkt 36 möglicherweise höher ist als die Spannung am Eingang I, werden keine weiteren Heizstufen in der nächsten Zeit angeschaltet. Der Η-Pegel am Ausgang des Komparators 21 gelangt auch an den Mode-Anschluß M des Schieberegisters 41 und steirt diesen daher auf Linksverschiebung um. Die Spannung am Widerstand 2 8 in der negativen Spannungszuführung zu dem Komparator 21 wird dadurch so weit erniedrigt, daß der Transistor 72 abgeschaltet wird, so daß auch die Schiebeimpulse des Taktgebers 60 aufhören. Das Schieberegister 41 wird daher nicht weiter geschaltet und bleibt in dem gerade vorhandenen Zustand. Während dieser Zeit hat das Eingangssignal am Eingang I die Spannung am Bezugspunkt 38 überschritten, so daß der Ausgang des !Comparators 22 für die niedere Ansprechschwelle auf Η-Pegel bleibt und der Transistor 73 abgeschaltet ist.

Wenn die Temperatur in dem geregelten Raum steigt aufgrund der hinzugeschalteten Heizstufen, sinkt das Eingangssignal, bis es möglicherweise unter die Spannung des Bezugspunktes 38 fällt.

In diesem Fall wechselt der Ausgang des Komparators 22 in den L-Zustand, so daß der Transistor 73 eingeschaltet wird und der Taktgeber 60 daher wieder Schiebeimpulse an den Setzeingang S des Schieberegisters 41 liefert. Sobald der erste Schiebeimpuls im Pegel ansteigt, schaltet das Schieberegister 41 nach iinks, da

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der Mode-Anschluß den Pegel für Linkslauf führt. Es sei angenommen, daß vor dem Tätigwerden des Schieberegisters die Heizstufen an den Anschlüssen A, B und C eingeschaltet sind. Wenn das Schieberegister dann zu arbeiten beginnt, wird zuerst der Ausgangspegel am Anschluß OC des Schieberegisters vom H- in den L-Zustand übergehen, so daß der Lastschalter 5OC die an den Anschluß C angeschaltete Heizstufe abschaltet und die Gegenspannung an der Diode 54C fortfällt, so daß der Widerstand 53C wieder an das Widerstands-Parallelnetzwerk angeschaltet ist, das in diesem Zustand durch die Widerstände 35, 35C, ... 35N gebildet ist. Die Hinzufügung des Rückkopplungswiderstandes 53C verringert den Gesamtwiderstand des Widerstandsnetzwerkes und daher auch die Spannung am Bezugspunkt 38, wodurch die Wirkung der verringerten Heizung vorweggenommen wird. Dadurch wird möglicherweise die Polarität des Differenzsignals, das zwischen dem Eingangssignal und der Spannung an dem Bezugspunkt 38 gebildet ist, umgekehrt. Falls dies der Fall ist, geht der Ausgang des !Comparators 22 in den H-Zustand über, und der Transistor 73 wird abgeschaltet, so daß keine weiteren Schiebeimpulse mehr von dem Taktgeber 60 abgegeben werden und der gerade vorhandene Zustand bestehen bleibt.

Wenn die Differenzspannung jedoch lediglich verringert worden ist, ohne das Vorzeichen zu wechseln, gelangen weitere Impulse an das Schieberegister, so daß die Anzahl der angeschalteten Heizstufen nacheinander verringert wird, bis die Differenzspannung ihre Polarität umkehrt.

Die den Anschlüssen A, B, C,... N zugeordneten Heizstufen werden also nacheinander angeschaltet oder in umgekehrter Richtung wieder abgeschaltet, wenn das Eingangssignal die Spannung an dem Bezugspunkt 36 überschreitet bzw. die Spannung an dem Bezugspunkt 3 8 überschreitet. Der Spannungsabstand zwischen diesen beiden

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Bezugspunkten 3 6 und 3 8 kann dabei so gewählt werden, daß das Anschalten oder Abschalten einer Heizstufe nicht zu Schwingungen führen kann. Diese treten nur auf, wenn der Widerstand 3 4 zu klein gewählt ist oder ganz fehlt. Die Obergrenze des durch diesen Widerstand festgelegten Totbereichs wird durch den annehmbaren Bereich der Raumtemperatur bestimmt.

Die Gegenkopplungswiderstände 53A, 53B, 53C, ... 53N sind vorzugsweise so gewählt, daß die dadurch hervorgerufenen Änderungen der Spannungen an den Bezugspunkten 36 und 38 im Verhältnis zu den durch die an- oder abgeschalteten Lasten bewirkten Zustandsänderungen sind. Da die Rückkopplungswiderstände in einer bevorzugten Ausführungsform parallel liegen, sind die Widerstandswerte nicht gleich, selbst wenn die Änderungen durch An- oder Abschalten der Heizstufen an den Anschlüssen A, B, C, ... N gleiche Wirkungen auf eine Änderung des Zustandes haben.

Man erkennt, daß durch die aufeinanderfolgende Anschaltung oder Abschaltung von Verbraucherstufen, etwa von Heizstufen, keine plötzlichen Belastungsschwankungen auftreten, selbst wenn der Ist-Wert und der Soll-Wert weit auseinanderliegen. Die Vorwegnahme der Wirkung der stufenweisen Anschaltung oder Abschaltung von Verbrauchereinheiten wird durch die Rückkopplung vorweggenommen, so daß die gewünschte Wirkung in einer kurzen Zeit erzielt wird. Allein dieser Umstand verringert bereits die Neigung zum Pendeln der Schaltung. Dieses wird ganz ausgeschaltet dadurch, daß die Erzeugung von Schiebeimpulsen unterbrochen wird, wenn das Eingangssignal innerhalb des durch die Bezugspunkte 36 und 38 gegebenen Totbereichs liegt.

Die Mode-Umschaltung des Schieberegisters kann auch auf andere die beschriebene Weise durchgeführt werden. So können z.B.

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die Spannung am Bezugspunkt 3 6 oder 3 8 für diesen Zweck verwendet werden. Es können auch zusätzliche Bezugsspannungen und weitere Komparatoren verwendet werden. Das Rückkopplungsnetzwerk kann natürlich auch aus einer Serienschaltung von Widerständen bestehen.

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Claims

Patentansprüche

1.J Folgesteuerexnrxchtung zum Erzeugen von Digitalsignalen zum schrittweisen Anschalten und Abschalten mehrerer Teillasten als Funktion eines analogen Eingangssignals, mit einem Komparator mit digitalem Ausgang zum Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schaltrichtungs-Bezugssignal, so daß der Komparator einen ersten Ausgangszustand annimmt, wenn das Eingangssignal größer ist als das Bezugssignal, und einen zweiten Zustand, wenn das Bezugssignal größer ist als das Eingangssignal, ge kennzeichnet durch einen Taktgenerator, durch eine Schrittschalteinrichtung zum schrittweisen Schalten der Digitalsignale durch die Impulse des Taktgenerators, durch einen von dem Komparator gesteuerten Taktunterbrecher zum Unterbrechen der Impulse des Taktgenerators, und durch einen von dem Komparator gesteuerten Schaltrichtungswender für die Schrittschalteinrichtung.

2. Folgesteuerexnrxchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Bezugsspannungsquelle für eine obere Ansprechschwelle und eine Bezugsspannungsquelle für eine untere Ansprechschwelle vorgesehen sind und daß der Taktunterbrecher derart geschaltet ist, daß er nur außerhalb des durch die beiden Ansprechschwellen bestimmten Totbereichs Taktimpulse abgibt.

3. Folgesteuerexnrxchtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Taktunterbrecher ein ODER-Gatter als Eingangsschaltung umfaßt.

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4. Folgesteuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle für das Schaltrichtungsbezugssignal zugleich als Bezugsspannungsquelle für eine der Ansprechschwellen ver wendet ist.

5. Folgesteuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, ge kennzeichnet durch eine Schalteinrichtung zum Ändern der Bezugssignale als Funktion der Digitalsignale.

6. Folgesteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalteinrichtung zum Ändern der Bezugssignale eine stufenweise schaltbare Rückkopplungsschaltung umfaßt.

7. Folgesteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückkopplungsschaltung ein mehrere Widerstände umfassendes Widerstandsnetzwerk umfaßt.

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