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Elektronischer Regler
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Die Erfindung betrifft einen elektronischen Regler für das Ein-Aus-Schaltverhältnis
von Schaltimpulsen.
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Regler für das Ein-Aus-Schaltverhältnis werden beispielsweise bei
der Leistungsregelung von Herdplatten, Bratröhren oder anderen Wärmegeräten verwendet.
Bisher wurden dafür insbesondere mit einem Bi-Metall ausgestattete Regler verwendet.
Mit diesen mechanischen Reglern konnte nach dem bisherigen Stand der Technik lediglich
ein Ein-Aus-Schaltverhältnis von bis zu 90 % erreicht werden, was insbesondere auf
die Trägheit des Bi-Metalls zurückzuführen ist. Auch mit bekannten monostabilen
Multivibratorschaltungen läßt sich kein derart großes Ein-Aus-Schaltverhältnis von
1 bis 99 % erreichen, wie es öfters benötigt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und
billigen, für die Massenfertigung geeigneten elektronischen Regler mit möglichst
großem und stufenlos regelbarem Ein-Aus-Schaltverhältnis zu schaffen, der beispielsweise
zur Regelung der Leistungszufuhr von Wärmegeräten verwendet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß ein stufenlos
regelbares Ein-Aus-Schaltverhältnis von 1 bis 99 % mit einfachsten Mitteln erzielt
werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der elektronische Regler nur
aus einfachsten elektronischen Bauteilen aufgebaut ist, die sich leicht integrieren
lassen, so daß Integratinsverfahren angewendet werden können, die lediglich für
einfache Strukturen zulässig sind, aber eine hohe Betriebstemperatur des integrierten
Schaltkreises erlauben.
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Anhand von mehreren Ausführungsbeispielen und von Zeichnungen soll
nachfolgend nun die Erfindung noch näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1 und 2 verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
elektronischen Reglers Fig. 3a, 3b und-3c die Ausgangssignale des elektronischen
Reglers bei unterschiedlich eingestellten Ein-Aus-Schaltverhältnissen und Fig. 4
ein Ausführungsbeispiel der Schaltung des Taktgebers.
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In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
elektronischen Reglers dargestellt. Mit 1 ist eine erste, definierte Rechteckimpulse
abgebende Schaltunganordnung bezeichnet. Dieser ersten Schaltungsanordnung 1 ist
eine zweite Schaltungsanordnung 2 nachgeschaltet, die aus einer Parallelschaltung
besteht und sich wenigstens aus einem ersten Parallelzweig 3 und einem zweiten Parallelzweig
4 zusammensetzt. Der erste Parallelzweig 3 enthält dabei in Reihenschaltung einen
-ersten variablen Widerstand 5 und eine Diode 7. Der zweite Parallelzweig
enthält
ebenfalls in R£Ihenchaltung einen zeiten variablen Widerstand 6 und eine Diode 8.
Der zweiten Schaltungsanordnung 2 ist ein Taktgeber 9 nachgeschaltet. Der erste
Parallelzweig 3 der zweiten Schaltungsanordnung 2 liegt dabei zwischen dem Ausgang
10 der ersten Schaltungsanordnung 1 und dem Eingang 11 des Taktgebers 9. Der zweite
Parallelzweig 4 der zweiten Schaltungsanordnung 2 liegt mit seinem einen Ende über
einen Vorwiderstand 12 an dem Pluspol 13 der Versorgungsspannung, während sein anderes
Ende ebenfalls an dem Eingang 11 des Taktgebers 9 liegt. Der erste variable Widerstand
5 und der zweite variable Widerstand 6 verfügen über Abgriffe, die es ermöglichen,
einen Teilwiderstand abzugreifen. Die Abgriffe der Teilwiderstände der beiden variablen
Widerstände 5 und 6 sind zusammengeschaltet und gemeinsam an den Eingang 11 des
Taktgebers 9 geführt.
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Der zweiten Schaltungsanordnung 2 ist ein als Umschalter dienendes
Schaltelement zugeordnet. Das als Umschalter dienende Schaltelement ist bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als Transistor 14 ausgebildet, dessen Basis über
einen Vorwiderstand 15 an dem Ausgang 10 der ersten,Rechteckimpulse abgebenden Schaltungsanordnung
1 liegt, dessen Emitter 16 an Masse bzw. dem Minuspol der Versorgungsspannung und
dessen Kollektor 17 in Punkt 23 an den zweiten Parallelzweig 4 der Parallelschaltung
der zweiten Schaltungsanordnung 2 geführt ist.
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Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, kann der Taktgeber 9 beispielsweise
durch einen in geeigneter Weise zur Ladung bzw. Entladung eines Kondensators 18
geschalteten UniJunktion-Transistor 19 gebildet werden, wobei der Eingang 11 des
Taktgebers 9 beispielsweise durch den Emitter 20 des UniJunktion-Transistors 19
gebildet wird. Selbstverständlich ist es möglich, für den Taktgeber 9 auch andere
geeignete Schaltungsanordnungen zu wählen.
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Anschließend soll die Wirkungsweise des elektronischen Reglers entsprechend
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben werden. Durch eine geeignete Ausführung
der ersten Schaltungsanordnung 1 entsteht an ihrem Ausgang 10 Jeweils im Rhythmus
der Rechteckimpulse ein Spannungspegel H, während in den Pausen
zwischen
den Rechteckimpulsen die Spannung 0 am Ausgang 10 der ersten Schaltungsanordnung
steht. Durch eine geeignete Wahl des Vorwiderstandes 12 im zweiten Parallelzweig
4 der zweiten Schar tungsanordnung 2 wird dafür gesorgt, daß der Spannungspegel
an dem Punkt 23 des zweiten Parallelzweiges der zweiten Schaltungsanordnung 2 genau
so hoch-ist wie der Spannungspegel an Ausgang 10 der ersten Schaltungsanordnung,
wenn, verursacht durch entsprechende Rechteckimpulse, am Ausgang 10 der Spannungspegel
H liegt. Die Spannungshöhe am Ausgang 10 der ersten Schaltungsanordnung 1 und am
Punkt 23 des zweiten Parallelzweiges 4 sind also bei Anliegen einer Spannung Jeweils
gleich hoch.
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Die im ersten Parallelzweig 3 und im zweiten Parallelzweig 4 liegenden
Dioden 7 und 8 sind derart angeordnet, daß ein Stromfluß vom Taktgeber 9 zu dem
Pluspol der Batterie bzw. der ersten Schaltungsanordnung 1 verhindert wird; der
Strom kann also nur von der ersten Schaltungsanordnung 1 zum Taktgeber 9 bzw. vom
Pluspol der Versorgungsspannung über den zweiten Parallelzweig 4 zum Taktgeber 9
fließen.
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Nach Einschalten des elektronischen Reglers läuft der Taktgeber 9
an und der erste Taktimpuls schaltet die Schaltungsanordnung 1 am Ausgang 10 auf
den Spannungspegel H. Aufgrund dieser Spannung fließt über die Diode 7 und den variablen
Widerstand 5 des zweiten Parallelzweiges 3 ein Strom zu dem Taktgeber 9. Die Höhe
des Stromes wird durch den am variablen Widerstand 5 abgegriffenen Teilwiderstand
bestimmt. Da am Ausgang 10 der ersten Schaltungsanordnung 1 über den Vorwiderstand
15 auch die Basis des Transistors 14 liegt, wird durch die am Ausgang 10 bzw. an
der Basis des Transistors 14 stehende Spannung der Transistor 14 durchgeschaltet.
D. h., der von dem Pluspol 13 der Versorgungsspannung über den Vorwiderstand 12
fließende Strom wird über die Emitter-Kollektor-Strecke 17, 16 des Transistors 14
zur Masse bzw. dem Minuspol der Versorgungsspannung abgeleitet. Der vorstehend beschriebene
Vorgang bedeutet, daß durch den zweiten Parallelzweig 4 der Parallelschaltung der
zweiten Schaltungsanordnung 2 bei einem
Spannungspegel H am Ausgang
der ersten Schaltungsanordnung 1 kein Strom zum Taktgeber 9 fließen kann. Das als
Transistor 14 ausgebildete Umschaltelement verhindert also bei einem Spannungspegel
H am Ausgang der ersten Schaltungsanordnung einen Stromfluß durch den zweiten Parallelzweig
4.
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Im Sinne der Erfindung wäre es grundsätzlich auch möglich -nämlich
dann, wenn die Anordnungen nach den Figuren 1 oder 2 nicht als integrierter Schaltkreis
für beliebige Anwender, sondern für einen einzelnen Anwender ausgeführt werden -,die
Funktion des Transistors 14 durch einen herausgeführten Ausgang für das negierte
Signal Q,der unmittelbar an den Potentialpunkt 13 angeschlossen ist, zu ersetzen.
Dies ist deshalb möglich, weil immer Q oder Q spannungsführend sind. Der gemäß der
Erfindung notwendige Umschalter 14 kann daher durch aus dem Teiler 1 bzw. 33 herausgeführte
negierte Ausgänge realisiert sein.
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Wenn der erste Rechteckimpuls mit dem Spannungspegel H am Ausgang
10 in der ersten Schaltungsanordnung beendet ist, erscheint am Ausgang 10 der ersten
Schaltungsanordnung der Spannungspegel 0. Da an dem Ausgang 10 keine Spannung mehr
liegt, fließt auch über den ersten Parallelzweig 3 der zweiten Schaltungsanordnung
kein Strom mehr. An der Basis des Transistors 14 liegt ebenfalls keine Spannung
mehr, der Transistor 14 sperrt daher seine Kollektor-Emitter-Strecke, es kann also
kein Strom mehr vom Punkt 23 über den Transistor 14 zur Masse abfließen. An Punkt
23 des zweiten Parallelzweiges 4 liegt Jedoch nach wie vor der ständig über den
Vorwiderstand 12 vom Pluspol 13 der Versorgungsspannung eingespeiste Spannungspegel
H. Es fließt also Jetzt ein Strom über die Diode 8 und den zweiten variablen Widerstand
6 des zweiten Parallelzweiges 4 zum Taktgeber 9 des elektronischen Reglers, da der
Transistor 14 nicht mehr leitend ist. Die Höhe des durch den zweiten Parallelzweig
4 fließenden Stromes wird durch den an dem variablen Widerstand 6 abgegriffenen
Teilwiderstand bestimmt.
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Die Abgriffe der Teilwiderstände tier variablen Widerstände 5 und
6 sind zusammengeschaltet und gemeinsam an den Eingang 11 des Taktgebers 9 geführt.
Jeder der durch die beiden parallelen Zweige 3 und 4 fließenden Ströme lädt daher
den Kondensator 18 des Taktgebers 9 auf. Die Ströme in den beiden Parallelzweigen
3 und 4 sind Jedoch Je nach Größe der eingestellten Teilwiderstände in den beiden
Zweigen verschieden groß. Ist beispielsweise im ersten Parallelzweig 3 der variable
Widerstand 5 sehr klein eingestellt, so fließt ein großer Strom von der ersten Schaltungsanordnung
1 in den Taktgeber 9. Der Kondensator 18 des Taktgebers 9 wird daher schnell geladen,
infolgedessen wird der Taktgeber 9 schnell in die Lage versetzt, einen Impuls abzugeben.
Nachdem im zweiten Parallelzweig 4 der variable Widerstand 6 sehr groß im Verhältnis
zu dem variablen Widerstand 5 im ersten Zweig gehalten ist, so wird beim Spannungspegel
0 am Ausgang 10 der ersten Schaltungsanordnung 1 über den zweiten Parallelzweig
4 ein kleiner Strom zu dem Taktgeber 9 fließen. Der Kondensator 18 des Taktgebers
9 wird daher bedeutend längere Zeit zum Laden benötigen, was wiederum heißt, daß
eine ziemlich lange Zeit vergeht, ehe der Taktgeber 9 in der Lage ist, einen Impuls
abzugeben. Die je nach den unterschiedlich eingestellten Widerstandswerten der variablen
Widerstände 5 und 6 verschiedenen Ladestrom in den beiden Zweigen 3 und 4 verändern
also die Taktfrequenz des Taktgebers 9.
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Die variablen Widerstände 5 und 6 des ersten und des zweiten Parallelzweiges
können im Sinne der Erfindung grundsätzlich getrennt verstellt werden. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt,
ist Jedoch zur Erzielung eines einwandfreien und sehr großen Ein-Aus-Schaltverhältnisses
von z. B. 1 zu 99 , die Kopplung der Abgriffe derart gewählt, daß sich die Widerstandswertänderungen
in den beiden parallelen Zweigen 3 und 4 immer umgekehrt proportional zueinander
verhalten. Dies geschieht dadurch, daß die Verstellung der variablen Widerstände
5 und 6 im ersten und zweiten Parallelzweig der zweiten Schaltungsanordnung 2 stets
gleichzeitig erfolgt. Wie in der Zeichnung dargestellt,ist der erste
variable
Widerstand 5 im ersten Parallelzweig und der zweite Widerstand 6 im zweiten Parallelzweig
zu einem einzigen Potentiometer zusammengefaßt. Die beiden variablen Widerstände
5 und 6 werden dann lediglich aus einer einzigen Widerstandsbahn 24 eines Potentiometers
gebildet. Der Abgriff der Teilwiderstände des ersten und zweiten variablen Widerstandes
5 und 6 erfolgt dann lediglich mittels eines einzigen Schleifers 25, wie aus den
Figuren 3a, 3b und 3c noch besser ersichtlich ist. Die Figuren 3a, b und c zeigen
in Abhängigkeit von der Schleiferstellung 25 des Potentiometers bzw.
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der dadurch eingestellten verschieden großen variablen Widerstände
5 und 6 in den beiden Zweigen 3 und 4 die Impulsformen des Ausgangssignals 22. Die
Impulsformen sind allerdings nicht exakt maßstäblich dargestellt. In Fig. 3a ist
im Parallelzweig 3 ein sehr kleiner variabler Widerstand 5 eingestellt; dadurch
bedingt ist der variable Widerstand 6 im Parallelzweig 4 sehr groß. Das Ausgangssignal
25 zeigt daher ein Ein-Aus-Schaltverhältnis von 97 zu 3 5', d. h., in dem in Fig.
3a dargestellten Falle würde der Verbraucher 97 % seiner möglichen Leistungsaufnahme
erhalten. In Fig. 3b ist der Abgriff so eingestellt, daß die variablen Widerstände
5 und 6 gleich groß sind. Das Ausgangssignal 22 zeigt daher eine Leistungsaufnahme
von 50 5' für den Verbraucher. Aus Fig. 3c ist zu ersehen, daß der Widerstand 5
im ersten Parallelzweig sehr groß ist, der Widerstand 6 im zweiten Parallelzweig
4 dagegen sehr klein ist. Es ergibt sich daher ein Ausgangssignal 22, das dem Verbraucher
nur 3 % seiner möglichen Energieaufnahme zuführt. Die beiden variablen Widerstände
5 und 6 bzw. ihre Abgriffe können selbstverständlich auch durch andere geeignete,
beispielsweise elektronische Mittel realisiert werden.
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Die erste Rechteckimpulse abgebende Schaltungsanordnung 1 wird bei
dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 durch einen Teiler gebildet. Der Teiler kann beispielsweise
aus einem Flip-Flop 30 bestehen. Als Teiler kommen aber auch Frequenzteiler oder
Schieberegister in Frage. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die am Ausgang
32 des Taktgebers 9 liegende Taktfrequenz
zur Steuerung der ersten,f'echteckinpulse
abgebenden Schaltungsanordnung 1 verwendet. Die Ausgangstaktfrequenz des Taktgebers
9 wird also direkt in den Eingang 33 der ersten Rechteckimpulse abgebenden Schaltungsanordnung
1 eingespeist.
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Das Ausgangs signal 22 des elektronischen Reglers wird am Ausgang
10 der ersten Schaltungsanordnung 1 abgenommen. Gesteuert durch den Taktgeber 9,wird
die als Flip-Flop 30 ausgebildete erste Schaltungsanordnung 1 an ihrem Ausgang 10
entsprechend den Rechteckimpulsen abwechselnd die Spannungspegel H bzw. 0 haben.
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Ist also beispielsweise der variable Widerstand 5 in dem ersten Parallelzweig
sehr klein gewählt, so wird über diesen Zweig ein großer Strom fließen. In kürzester
Zeit wird daher der Taktgeber 9 über seinen Ausgang 32 einen Impuls abgeben, der
sofort an den Eingang 33 des Flip-Flop 30 gelangt und das Flip-Flop umschaltet,
d. h. am Ausgang 10 des Flip-Flop liegt nun der Spannungspegel 0,und der Transistor
14 ist wieder gesperrt. Während dieser Zeit fließt nun über den zweiten Parallelzweig
4 ein Strom vom Pluspol der Versorgungsspannung 13 über den variablen Widerstand
6, der in diesem Fall sehr groß ist, zu dem Taktgeber 9. Infolge des sehr großen
Widerstandes 6 fließt über den zweiten Parallelzweig 4 nur ein kleiner Ladestrom
in den Taktgeber 11. Der Taktgeber 11 wird daher erheblich längere Zeit benötigen,
bis an seinem Ausgang 32 ein weiterer Impuls erscheint, der dann das Flip-Flop 30
wiederum umschaltet. Die Spannungspegel am Ausgang 10 des Flip-Flop 30 und am Punkt
23 des zweiten Parallelzweiges 4 sind dabei gleich groß.
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Durch den als Umschalter ausgebildeten Transistor 14 wird also abwechselnd
der erste oder der zweite Parallelzweig zur Ladung des Taktgebers 11 herangezogen.
Durch die unterschiedlichen Ladestrom wiederum wird die Taktfrequenz des Taktgebers
verändert und mit dieser unterschiedlichen Taktfrequenz wird schließlich die erste
Schaltungsanordnung 1 umgesteuert. Am Ausgang 10 kann daher das Ausgangssignal 22
abgenommen werden, siehe dazu die Figuren 3a, b und c, das z. B. über ein nicht
dargestelltes Relais den Heizstromkreis einer elektrischen Kochplatte eines Herdes
steuert.
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In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
elektronischen Reglers gezeigt. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 arbeitet im
Prinzip wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Bauteile, die mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind, sind identisch mit den Bauteilen des vorhergehenden Ausführungsbeispieles.
Auch ihre Aufgaben und Funktionen entsprechen denen des vorhergehenden. Der Taktgeber
9 steuert mit seiner Taktfrequenz die erste Rechteckimpulse abgebende Schaltungsanordnung
34. Diese wird durch einen Frequenzteiler gebildet.
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Jedoch ist es auch möglich, statt eines Teilers ein Schieberegister
zu verwenden. Das Frequenzteilerverhältnis wird so gewählt, daß eine gewünschte
größere Taktzeit erzielt wird, d. h. die Zeit, die der Taktgeber 9 benötigt, um
einen Impuls abzugeben, multipliziert mit dem wirksamen Frequenzteilerverhältnis.
Diese Taktzeit ist beispielsweise von Interesse, wenn die Leistungszufuhr der Herdplatte
eines Elektroherdes geregelt werden soll. Während des Ankochens bei einer derartigen
Platte wird gewünscht, daß eine gewisse Zeit lang ununterbrochen 100 5'o der Leistung
zugeführt wird. Andererseits hat die Wahl eines Frequenzteilers mit hohem Untersetzungsverhältnis
noch den Vorteil, daß der im Taktgeber 9 befindliche Ladekondensator kleiner gewählt
werden kann als bei einem als Einzel-Flip-Flop ausgebildeten Teiler. Am Ausgang
36 der Schaltungsanordnung 32 liegt das als Umschalter dienende Schaltelement, das
als Transistor 14 ausgeführt ist. Die Basis des Transistors 14 ist über den Vorwiderstand
15 an den Ausgang 36 der erste Rechteckimpulse abgebenden Schaltungsanordnung 34
gelegt. Der Emitter 16 des Transistors 14 liegt an Masse bzw. dem Minuspol der Versorgungsspannung.
Der Kollektor 17 des Transistors 14 liegt, wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß
Fig. 1, an Punkt 23 in dem zweiten Parallelzweig 4 der zweiten Schaltungsanordnung
2.
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Zwischen der ersten Schaltungsanordnung 34 und dem Taktgeber 9 ist
wiederum die zweite Schaltungsanordnung geschaltet, die aus der Parallelschaltung
des ersten Parallelzweiges 3 mit der Diode 7 und dem variablen Widerstand 5 und
dem zweiten Parallelzweig mit der Diode 8 und dem variablen Widerstand 6 besteht.
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Der erste Parallelzweig 3 liegt dabei zwischen dem Ausgang 36 und
dem Eingang 11 des Taktgebers 9. Zwischen dem Ausgang 36 der erste Rechteckimpulse
abgebenden Schaltungsanordnung 34 und dem zweiten variablen Widerstand 6 des zweiten
Parallelzweiges 4 ist nun ein dritter Zweig 41 geschaltet. Dieser dritte Zweig 41
enthält einen setzbaren Speicher 37 und einen Spannungsteiler. Der setzbare Speicher
besteht aus einem Flip-Flop. Der Spannungsteiler besteht aus den Widerständen 38
und 39. Außerdem liegt in dem dritten Zweig eine Diode 40. Die Diode 40 ist ebenso
wie die Dioden 7 und 8 so geschaltet, daß von dem Eingang 11 des Taktgebers 9 kein
Strom zu dem Ausgang 36 der Schaltungsanordnung 34 fließen kann, sondern nur in
umgekehrter Richtung. Der in dem dritten Zweig 41 liegende setzbare Speicher 37
kann Jedoch auch aus einem Schieberegister bestehen.
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Der zweite Parallelzweig 4 liegt einerseits, wie bereits bei dem anderen
Ausführungsbeispiel beschrieben, am Eingang 11 des Taktgebers 9. Über seinen Vorwiderstand
12 liegt er jedoch nun nicht mehr am Pluspol der Versorgungsspannung, sondern am
Ausgang 43 des Speichers 37. Der dritte Zweig 41 liegt einerseits am Punkt 44 und
damit am variablen Widerstand 6 des zweiten Parallelzweiges 4, mit seinem anderen
Ende über den Widerstand 38 hingegen an dem Ausgang 42 des Speichers 37. Letzterer
liegt mit seinem Eingang am Ausgang 36 der Schaltungsanordnung 34. Eine Leitung
45 sorgt für das Rücksetzen sowohl des Speichers 37 wie auch der Schaltungsanordnung
34.
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Nun soll die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 beschrieben
werden. Die Schaltung ist so ausgelegt, daß beim Einschalten des elektronischen
Reglers am Ausgang 36 der Schaltungsanordnung 34 der Spannungspegel 0 steht. Ebenso
ist beim Einschalten des elektronischen Reglers der Ausgang 42 des Speichers 37
mit dem Spannungspegel H und der Ausgang 43 mit dem Spannungspegel 0 belegt. Da
am Ausgang 43 keine Spannung anliegt, kann über den ersten Parallelzweig 3 kein
Strom zu dem Taktgeber 9 fließen. Da der zweite Parallelzweig 4 am Ausgang 43 des
Speichers 37 liegt, der beim
einschalten des elextronrscllen reglers
zunächst auch nicht unter Spannung steht, kann über den zweiten Parallelzweig 4
ebenfalls kein Ladestrom zu dem Taktgeber 9 fließen. Allein über den beim Einschalten
des elektronischen Reglers zunächst spannungsführenden Ausgang 42 des Speichers
37 kann über den dritten Zweig 41 und den variablen Widerstand 6 ein Strom zu dem
Taktgeber 9 fließen. Der Spannungsteiler 38, 39 in dem dritten Zweig 41 hat die
Aufgabe, den Ladestrom, der durch den dritten Zweig 41 zu dem Taktgeber 9 fließt,
nochmals herabzusetzen. Dadurch entsteht eine Zykluszeit für einen Taktimpuls, die
beispielsweise durch geeignete Wahl des Spannungsteilers ein Vielfaches der Taktzeit
ohne Einschaltung des dritten Zweiges erreicht. Würde beispielsweise die Taktzeit
ohne das Vorsehen des dritten Zweiges 41 zwei Sekunden betragen, so läßt sich unter
Einschaltung des dritten Zweiges 41 ein Mehrfaches dieser Zykluszeit erreichen.
Eine Verlängerung dieser Taktzeit ist beispielsweise von Interesse, wenn zum Zwecke
des Ankochens bei der Platte eines Elektroherdes in einer Anfangsphase eine bestimmte
Zeit lang konstant 100 % der Leistung zugeführt werden soll. Da der Ladestrom des
dritten Zweiges 41 über den variablen Widerstand 6 des zweiten Zweiges 4 in den
Taktgeber 9 eingespeist wird, ist die hierdurch gegebene Ankochphase mit ständiger
Leistungszufuhr von der eingestellten Fortkochstellung abhängig, die beispielsweise
durch den Schleifer 25 des Potentiometers 5, 6 markiert wird.
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Der Zeitraum, der verstreicht, bis der Taktgeber 9 nach dem Einschalten
des elektronischen Reglers seinen ersten Impuls am Ausgang 32 abgibt, läßt sich
noch dadurch vergrößern, daß zwischen dem Ausgang 42 des Speichers 37 und dem Taktgeber
9 ein weiterer Zweig 50 liegt. Der Zweig 50 ist in den Figuren 2 und 4 strichliert
dargestellt. Der weitere Zweig 50 liegt Jedoch nicht am Eingang 11 des Taktgebers
9, sondern an einem zweiten Eingang des Taktgebers 9. Der Eingang 11 des Taktgebers
9 wird beispielsweise durch den Emitter 20 des UniJunktion-Transistors 19, der zweite
Eingang hingegen durch einen Basisanschluß 60 gebildet, siehe dazu Fig. 4. Er besteht
aus einem Widerstand 51 und einer Diode 52, wobei die Diode 52 wieder
die
Aufgabe hat, einen Stromfluß vom Taktgeber 9 zum Ausgang 36 der ersten Schaltungsanordnung
34 zu verhindern. Der an dem zunächst spannungsführenden Ausgang 42 liegende Zweig
50 erhöht über den Widerstand 51 die Spannung an dem zweiten Eingang 60 des Taktgebers
9, dadurch ergibt sich eine längere Ladezeit für den Ladekondensator 18. Die Taktgeberschaltung
besteht außerdem noch in an sich bekannter Weise aus dem zweiten Basisanschluß 61
und den Widerständen 62, 63 und 64. Durch das Heranführen des weiteren Zweiges 50
an den zweiten Eingang 60 des Taktgebers 9 wird also unmittelbar nach dem Einschalten
des elektronischen Reglers zusätzlich die Taktfrequenz des Taktgebers 9 beeinflußt.
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Unmittelbar nach Einschalten wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 2 der Taktgeber 9 entweder durch den Ladestrom des dritten Zweiges 41 gespeist
und gegebenenfalls über den weiteren Zweig 50 beeinflußt. Gibt der Taktgeber 9 nach
dem Einschalten des elektronischen Reglers seinen ersten Impuls über den Ausgang
32 an den Frequenzteiler der Schaltungsanordnung 34 ab und hat der erste der folgenden
Impulse den Frequenzteiler durchlaufen, so erscheint am Ausgang 36 der Spannungspegel
H.
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Durch diesen Spannungspegel H wird der Speicher 37 gesetzt, d. h.,
an dem beim Einschalten des elektronischen Reglers zunächst spannungsführenden Ausgang
42 des Speichers erscheint der Spannungspegel 0, während am Ausgang 43, der beim
Einschalten des elektronischen Reglers ohne Spannung war, der Spannungspegel H erscheint.
Dieses Setzen des Speichers 37 erfolgt einmalig nach Durchlaufen des ersten Impulses
durch die Schaltungsanordnung 34. Solange der elektronische Regler eingeschaltet
ist, verbleibt nun am Ausgang 43 des Speichers der Spannungspegel H, wohingegen
der Ausgang 42 während der gesamten Einschaltzeit nun spannungslos bleibt. D. h.,
über den dritten Zweig 41 kann während des gesamten Ablaufes kein Ladestrom mehr
zu dem Taktgeber 9 fließen; auch Zweig 50 hat nun keine Wirkung mehr. An dem Ausgang
43 hingegen liegt während des ganzen nun folgenden Ablaufes ständig eine positive
Spannung, die durch entsprechende Auslegung der Schaltung in ihrer Höhe genau der
Versorgungsspannung an dem Punkt 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entspricht.
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Der nun folgende Vorgang entspricht dem anhand des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 1 beschriebenen. Der Spannungspegel H am Ausgang 36 der Schaltungsanordnung
34 setzt nicht nur den Speicher 37, sondern läßt gleichzeitig einen Ladestrom über
den ersten Zweig 3 zu dem Taktgeber 9 fließen.
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Bei einem Spannungspegel H am Ausgang 36 wird auch der über den Vorwiderstand
15 angeschlossene Transistor 14 leitend, so daß trotz der an dem Ausgang 43 des
Speichers 37 liegenden Spannung kein Strom über den zweiten Parallelzweig 4 zu dem
Taktgeber fließen kann. Nach Ende des ersten Rechteckimpulses liegt am Ausgang 36
der Schaltungsanordnung die Spannung 0, es fließt daher kein Strom mehr über den
ersten Parallelzweig 3. Der Transistor 14 sperrt wieder. Durch die Plusspannung
an dem Ausgang 43 des Speichers 37 kann nun ein Ladestrom über den zweiten Parallelzweig
4 zu dem Taktgeber 9 fließen.
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Entsprechend dem eingestellten Widerstandsverhältnis bei den variablen
Widerständen 5 und 6 erfolgt nun die Regelung wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 beschrieben. An dem Ausgang 36 wird das Ausgangs signal 22 abgegriffen. Entsprechend
dem eingestellten Ein-Aus-Schaltverhältnis wir-d ein Transistor 46 ausgesteuert,
der wiederum ein Relais 47 ansteuert. Das Relais 47 wiederum betätigt einen in einem
Leistungsstromkrels liegenden Schalter 48, der einem Verbraucher 49, z. B. einer
Herdkochplatte, entsprechend dem stufenlos regelbaren Ein-Aus-Schaltverhältnis Leistung
zuführt.
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L e e r s e i t e