DE2711877C3

DE2711877C3 - Elektronisches Schaltgerät

Info

Publication number: DE2711877C3
Application number: DE2711877A
Authority: DE
Inventors: Robert 7995 Neukirch Buck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1979-09-13
Also published as: US4193023A; JPS53116480A; FR2384387A1; SE438225B; SE7802057L; JPS6131573B2; FR2384387B1; DE2711877A1; GB1597919A; DE2711877B2

Description

spannung für den Oszillator und den Schaltverstärker einen relativ hochohmigen Hilfswiderstand und eine Zenerdiode auf (vgl. die DE-OS 19 51 137). Bei diesem bekannten Schaltgerät sind der relativ hochohmige Hilfswiderstand und die Schaltstrecke des Ausgangsthyristors parallelgeschaltet und ist die Parallelschaltung aus dem relativ hochohmigen Hilfswiderstand und der Schaltstrecke des Ausgangsthyristors mit der Zenerdiode in Reihe geschaltet. Bei den praktisch ausgeführten Schaltgeräten dieser Art liegt parallel zu der Zenerdiode noch die Reihenschaltung aus einer Koppeldiode und einem Speicherkondensator, wobei die Speisespannung für den Oszillator und den Schaltverstärker vom Speicherkondensator abgenommen wird. Bei diesem bekannten elektronischen Schaltgerät wird also unabhängig davon, ob der Ausgangsthyristor durchgeschaltet odei gesperrt ist, stets ein Strom über die Zenerdiode geführt, der an der Zenerdiode in Form der Zenerspannung die Speisespannung für den Oszillator und der. Schaltverstärker erzeugt. Bei durchgeschaltetem Ausgangstyristor fließt nämlich der d.irch uen Ausgangstyristor fließende Strom (und der durch den Hilfswiderstand fließende, jedoch vernachlassigbare Strom), bei gesperrtem Ausgangstyristor der durch den Hilfswiderstand fließende Strom durch die Parallelschaltung aus dem Oszillator, dem Schaltverstärker, dem Speicherkondensator und der Zenerdiode, fällt also an der Zenerdiode die für den Oszillator und den Schaltverstärker erforderliche Speisespannung ab.

Das zuvor beschriebene elektronische, berührungslos arbeitende Schaltgerät ist bereits ausgestaltet und weitergebildet worden (vgl. die DE-OS 21 27 956). Bei diesem Schaltgerät ist anstelle der Zenerdiode ein Hilfsthyristor vorgesehen und ist die Zündelektrode des Hilfstyristors über eine Zenerdiode an ihre Anode angeschlossen. Während bei dem weiter oben beschriebenen elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerät bei durchgeschaltetem Ausgangsthyristor neben dem Spannungsabfall am Ausgangsthyristor an der Zenerdiode die Zenerspannung in der Größenordnung von 5 bis 6 V als unterwünschter Spannungsabfall und das Produkt aus diesen Spannungsabfällen und dem Strom durch den Ausgangsthyristor und die Zenerdiode als unerwünschter Verbrauch, also als Verlust, immer noch beachtlich sind, treten bei dem zuletzt beschriebenen elektronischen Schaltperät ein wesentlich geringerer Spannungsabfall und ein wesentlich geringerer Verlust auf. Tatsächlich fällt nämlich bei diesem Schaltgerät nur kurzzeitig, und zwar bis der Hilisthyrister durchgeschaltet hat, neben dem Spannungsabfall an dem Ausgcngsthyristor die Zenerspannung als Spannungsabfall auf, während nach dem Durchschalten des Hilfsthyristors nur noch am Ausgangsthyristor und am Hilfsthyristor ein Spannungsabfall und ein Verlust auftreten. Im durchgeschalteten Zustand resultiert der Spannungsabfall an diesem elektronischen Schaltgerät praktisch aus dem Spannungsabfall an der Schaltstrecke des Ausgangsthyristors und dem Spannungsabfall an der Schaltstrecke des Hilfsthyristors, weil die Schaltstrecken des Ausgangsthyristors und des Hilfsthyristors in Reihe geschaltet sind. Bei der Aussage, daß im durchgcschaltctcn Zustand dieses elektronischen Schaltgcrätes dessen Spannungsabfall aus den Spanniingsabfällen an den Schaltstrccken des Ausgangsthyristors und des llilfsihyristors resultiert, ist die Spannungszeitflächc, aus der die Speisespannung für den Oszillator und den Schaltverstärker gewonnen wird, unberücksichtigt geblieben. Unberücksichtigt geblieben ist auch der Spannungsabfall, der aufiritt, wenn — wc bei Schaltgeräten, die zum Anschluß an eine Wechseispannungsquelle bestimmt sind, üblich — eingangsseitig noch eine Gleichrichterbrücke vorgesehen ist.

Auch das zuletzt beschriebene elektronische, berührungslos arbeitende Schaltgerät ist bereits ausgestaltet und weitergebildet worden (vgl. die DE-OS 26 13 423). Bei diesem Schaltgerät ist die Anode des Hilfsihyi istors an den Pluspol der zu schaltenden Gleichspannung angeschlossen. (Der Ausdruck »zu schaltende Gleichspannung« bedeutet hier und im folgenden die an der Schaltstrecke des Ausgangsthyristors — bzw. des ersatzweise vorgesehenen anderen elektronischen Schalters — anstehende Gleichspannung; handelt es sich um ein an eine Wechselspannungsquelle anzuschließendes Schaltgerät, das eingangsseitig eine Gleichrichterbrücke aufweist, so ist die »zu schaltende Gleichspannung« eine pulsierende Gleichspannung.) Bei dem weiter oben beschriebenen elektronischen Schaltgerät (vgl. die DE-OS 21 27 956) ist. wie bereits zum Ausdruck gebracht, die Anode des Hilfsthyristors an die Kathode des Ausgangsthyristors angeschlossen. Wird der Ausgangsthyristor gezündet, so fließt zunächst ein Strom über die Schaltstrecke des Ausgangsthyristors in den Speicherkondensator. Wenn die sich an dem Speicherkondensator aufbauende Speisespannung fur den Oszillator und den Schaltverstärker den Sollwer' erreicht hat. dann fließt über die Schaltstreckc des Ausgangsthyristors und die Zenerdiode ein Zündstrom in die Zündelektrode des Hilfsthyristors. so daß auch dieser durchschaltei. Sind dann der Ausgangsthyristor und der Hilisthyristor durchgescha ^-et. so sind deren Schaltstrecken in Reihe geschaltet, js tritt der bereits weiter oben erläuterte Spannungsabfall auf. Bei dem zuletzt beschriebenen elektronischen .Schaltgerät (vgl. die DE-OS 26 13 423) erfolgt das Aufladen des Speicherkondensators und das Zünden des Hilfsthyristors in der gleichen Weise, wie dies zuvor dargelegt worden ist. Hat der Hilfsthyristor. dessen Anode an den Plu'-Dol der zu schaltenden Gleichspannung und dessen Kathode an den Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung angeschlossen sind, durchgeschaltet, so ist der Hilfsthyristor der eigentliche elektronische Schalter des elektronischen Schaltgerrtes gevorden. Man kann dar, auch dahingehend ausdrücken, daß Lei diesem elektronischen Schaltgerät der Hilfsthyristor nun gleichsam als eigentlicher Ausgangsthyristor verwendet wird. Jedenfalls resultiert bei diesem elektronischen Schaltgerät dessen Spannungsabfall im durchgeschalteten Zustand praktisch nur noch aus dem Spannungsabfall an der Schaltstrecke des Hilfsthyristors, — wenn man wiederum die Spannungszeitfläche, ajs uer die Speisespannung für den Oszillator und den Schaltverstärker gewonnen wird, und den Spannungsabfall an einer eingangsseitig vorgesehenen Gleichrichterbrücke unberücksichtigt läßt. Im Ergebnis tritt also bei dem zuletzt beschriebenen elektronischen Schaltgerät im dur^hgeschalteten Zustand ein nochmals verringerter Spannungsabfall auf.

Im übrigen sollen elektronische Schaltgeräte der in Rede stehenden Art (und analog arbeitende Meßwertumformer) an Spannungsquellcn mit unterschiedlicher Spannung angschlossen werden können (unterschiedliche Anschlußspann,ipgen), — wobei die .Speiseschaltung zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator stets zumindest eine annähernd konstante Speisespannung erzeugen soll: z. B. sollen elektronische Schaltgeräie der in Redt stehenden Art ohne weiteres

an .S[HInIiUIIgSqMeIIeM eingeschlossen werden können, ileren Spannung /.wischen 40 und 230 Y liegt, Folglich muß bei den bekannten, zuvor beschriebenen Schaltgcriiten der relativ hochohmige I Itlfsw idcrstanii so dimensioniert sein, daß bei der minimal zulässigen AnsehluBspannung durch den I lilfswiderstand noch tier benötigte Strom fließt. Wird nun ein so ausgelegtes Schaltgeräl mit einer höheren als der minimal zulässigen Anschlußspannung betrieben, so wird am I lilfswiderstand mehr als notwendig elektrische l.nergie verbraucht, nämlich in Warme umgesetzt. Das stört aus mindestens zwei (»runden, l-iinerseiis sollen elektronische Schaltgeräle der in Rede stehenden .Art auch im gesperrten Zustand möglichst wenig elektrische liner gie verbrauchen, andererseits führt die Umsetzung der verbrauchten liriergie in Warme dazu, daß these Warme

.Schaltgerät nicht unzulässig aufheizt.

Die Aufgabe, die zuvor beschriebenen elektronischen Schaltgeräte so auszugestalten und weiterzubilden, daß sie im gesperrten Zustand unabhängig von der Anschlußspannimg — in einem weiten Bereich /ulassi ger Anschlußspannungen — nur den für ihre Funktion erforderlichen Strom aufnehmen, ist bereits im wesentlichen dadurch gelöst worden (vgl. die DI-OS 2 3 j() 2iJ). daß die Speisescnaltting zur Erzeugung tier Speisespannung für den Oszillator einen Konstantstromgeneralor aufweist und der Konstantstromgeneratoi mit tier Parallelschaltung aus dem Oszillator und dem Speicher kondensator eine Reihenschaltung bildet. Dabei ist man von tier Frkennlnis ausgegangen, daß die Aufgabe tier .Speiseschaltung »Erzeugung einer Speisespannung für den Oszillator» richtig verstanden zum Inhalt hat »Zurverfügungstellung einer bestimmten elektrischen Leistung bei einer bestimmten Spannung«.

Daraus ist dann abgeleitet worden, daß letzten lindes ein bestimmter, weitgehend konstanter Strom benotigt wird. — wenn dieser konstante Strom am »Verbraucher«, d. h. am Oszillator (oder an einem anderen Indikator und E:gf. an einem Schallverstärker), eine konstante Spannung erzeugt, der »Verbrauchern also eine konstante Impedanz hat. oder wenn durch eine dem »Verbraucher« parallelgeschaltete Zenerdiode (oder cm anderes Bauelement mit Spannungsbegrenzungscharakter. das den Sollwert der Speisespannung für den Oszillator vergibt und den Istwert der Speisespannung am .Speicherkondensator begrenzt), dafür gesorgt wird, daß dem »Verbraucher« eine konstante Speisespannung zur Verfugung steh! Daraus folgt, daß die Reihenschaltung aus dem Konstantstromgenerator und der Parallelschaltung aus dem Oszillator, dem .Speicherkondensator und der Zenerdiode dem Ausgangsthyristor parallelgeschaltet sein kann, daß aber auch der Konsiantstromgenerator und der Ausgangsthyristor eine Parallelschaltung bilden können und diese Parallelschaltung mit der Parallelschaltung aus dem Oszillator, dem .Speicherkondensator und der Zenerdiode in Reihe geschaltet sein kann.

Bei dem zuletzt beschriebenen elektronischen Schaltgerät resultiert dessen Stromaufnahme im gesperrten Zustand unter anderem aus dem Strom, der über die Zenerdiode fließt, wenn die sich an dem Speicherkondensator aufbauende Speisespannung ihren Sollwert erreicht hat. Nun sollen elektronische Schallgeräte der in Rede stehenden Art in gesperrten Zustand eine minimale Stromaufnahme haben. — damit sie insoweit w eitgehend elektronische, kontaktbehaftete Schaltgeräte ersetzen können, die im gesperrten Zustand natürlich keine .Stromaiilnahme haben, lim in bezug auf eine noch geringere Stromaufnahme im gesperrten Zustand ausgestaltetes und weitergebildetes elektronische·. Schaltgerät ist dadurch gekennzeichnet (vgl. die DIiOS 2b lh 2h·)). daß die Zenerdiode so an den Konstant stromgenerator angeschlossen ist. da 1.1 der Konstant stromgenerator dann sperrt, wenn die sich am Speicherkondensator aufbauende Speisespannung ihren Sollwert erreicht hat. Ist die Zenerdiode bei einem elektronischen Schaltgeräl der in Rede stehenden Art dem .Speicherkondensator parallelgeschaltet, so \erhin ilert diese Zenerdiode. daß der vom Konstanisirom generator kommende Strom am .Speicherkondensator eine zu hohe Speisespannnung für den Oszillator entstehen laßt. Die sich am Speicherkontlensator aufbauende Speisespannung wirtl durch the Zenerdiode begr'.-!'/!. die Zeüersp-innung der (Jem Spe!che'l<""d<:'>sator parallclgesehalteteii Zenerdiode ist der Sollwert tier Speisespannung. Bei dem zuletzt beschriebenen elektronischen Schaltgeräl wird demgegenüber verhindert, daß tier Konsiantstromgenerator dann noch Strom liefert, wenn die sich am .Speicherkondensator aufgebaute Speisespannung ihren Sollwert erreicht hat. Während also bei dem weiter oben beschriebenen elektronischen Schaltgerät die Zenertlioile den vom Konstant' -omgenerator gelieferten Strom dann, wenn er nicht mehr benötigt wird, an ilen Speicherkondensator vorbeileitet, folglich Strom unnütz verbraucht wird, wird bei dem zulet/t beschriebenen elektronischen Schaltgerät dann, wenn kein Stion* mehr benötigt wird. ium Konstantsuomgenerator auch keiner mehr geliefert. Noch antlers ausgedrückt ist bei dem weiter oben beschriebenen elektronischen Schaltgerät ein Konstantstromgenerator verwirklicht, der im gesperrten Zustand ties Schaltgerates permanent einen konstanten Strom liefert, während bei dem zuletzt beschriebenen Schaitgerat ein »spannungsgesteuerter« Koristantstroingenerator verwirklicht ist. der dann »abschaltet«, wenn die Speisespannung für den Oszillator ihren Sollwert erreicht hat.

Bei den eingangs beschriebenen bekannten elektronischen Schaltgeraten (\gl. die DE-OS 14 51 117 und 21 27 95h) erfolgt die Ansteuerung des Ausgangsthyristors über dessen Zündelektrode. Diese ist nämlich einerseits über einen relativ hochohmigen Zündelektrodenwiderstand an den Pluspol der zu schaltenden Gleichspannung und andererseits über einen Ansteuertransistor an den Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung angeschlossen. Ist der Ansteuertruitsistor durchgeschaitet — das ist bei einem Schaltgerät mit »Arbeitskontakt« dann der Fall, wenn der Oszillator schwingt —,so kann über die praktisch am Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung liegende Zündelektrode des Ausgangsthyrisiors kein Zündstrorn zur Kathode fließen, der Ausgangsthyristor nicht zünden, das Schaltgerät nicht durchschalten. Sperrt nun der Ansteuertransistor — das ist bei einem Schaltgerät mit »Arbeitskontakt« dann der Fall, wenn der Oszillator, z. B. durch ein angenähertes Metallteil beeinflußt, aufgehört hat zu schwingen —, so fließt vom Pluspol der zu schaltenden Gleichspannung über den Zündelektrodenwiderstand ein Zündstrom von der Zündelektrode des Ausgangsthyristors zu dessen Kathode, der Ausgangsthyristor zündet, das elektronische Schaltgerät schaltet durch.

Die bekannten, zuvor beschriebenen elektronischen Schaltgeräte sind bereits in bezug auf das Problem »Ansteuerung des Ausgangsthyristors« ausgestaltet und

weiteigebildcl worden (ν μ I. die I)I-I-OS 2h lh 77 3).
uiiln'i natürlich Mc'iertreMelll ist. daß heim Anlegen diesel Schaltgcrale an die SpannungsqueHe kein iiugew ollter Schaltimpiils auftritt. Dieses elektronische Schallgerat ist zunächst und im wesentlichen dadurch (JCkCmIZi¹¹ChIIeI. dal.! /um Zünden des Aiisgangsthyn siors die Zündelektrode des Ausgangslhs nstors über einen Ansleuertransistor (oder einen anderen elektronischen Schaller) an eine Ansleucrspannung anschließbai im. die zumindest um den Betrag der Zündspannung des \iisgani_'sth\nslois über der Speisespannung für den < K/i'lator liegt. Dabei ist zunächst berücksichtigt «"iili-ii, daIi die Spciseschaltuiig /ur Erzeugung der ¹M" Urspannung für ilen Os/illnior zumindest vor dem /ii'i li-ü di". \usgangslh\nstors /wischen der Kathode (!'.'■ \usgangsth\ risiors und dem Minuspol der /u schaltenden < ilen hspaiiuung wirksam ist. — so dal! die Kathode des Aiisgangsthyristors praktisch an der Speisespannung fur ilen Oszillator liegt. Damit nun de ι Ausgangsihwisior zünden kann, wird die Zündelektrode (.!es Ausgangsihvristors an eine Ansteuerspannung gelegt, the zumindest um den Helrag der Zündspannung des Ausgangsiln ristors über der Speisespannung für den Oszillator liegt. Die Ansteuerspannung isl andererseits aber auch nicht wesentlich größer als für das Zünden ties Aiisgangsthyristors notwendig, so dal! ohne weiteres ein Ansteuertransistoi /wischen die Ansteuerspannung und die Zündelektrode des Ausgangsthyristors gelegt werden kann. — was z. B. bei den eingangs beschriebenen bekannten elektronischen Schaltgeraten (vgl. die DMOS 14 -31 | j7 und Jl 27 45h) nicht möglich gewesen ist.

Ausgehend von dem /mor in aller Ausfuhrlichkeil dargelegten Stand der Technik liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im einzelnen beschriebenen bekannter, elektronischen Schaltgerätc in bezug auf die Speiseschallung zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator noch weiter zu vereinfachen und zu \ erbessern, nämlich dahingehend, daß der zuvor beschriebene I lilfsthyristor entfallen kann.

was erimuungsgemaite ^clialtgerat. Dei dem diese Aufgabe gelost ist. im daduich gekennzeichnet, daß der Ansteuertransistor »ausgangsseitig« an den .Speicherkondensator bei durchgeschaltetem Ansteuertransistor über den Ansteuertransistor geladen wird. Der Ausdruck »ausgangsseitig« bedeutet, daß z. B. bei einem in Basis-Kollektor-Schaltung betriebenen PNP-Transistor als Ansteuertransistor dessen Kollekt an den dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung fernen E.ndc des Speicherkondensators angeschlossen ist.

Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Sehalipprät muß — wie bei allen elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art — in bezug auf die Funktion der Speiseschaltung zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator unterschieden werden zwischen dem Zustand »Oszillator beeinflußt« und dem Zustand »Oszillator unbeeinflußt«. (Die folgenden Ausführungen gelten für ein elektronisches Schaltgerät mit »Arbeitskontakt«.)

Wird der Oszillator beeinflußt, so schaltet der Ansteuertransistor durch. Zunächst wird dann über den durchgeschalteten Ansteuertransistor dem Speicherkondensator Strom zugeführt, da erfindungsgemäß der Ansteuertransistor »ausgangsseitig« an den .Speicherkondensator angeschlossen ist. In dem Maße, wie durch den dem Speicherkondensator über den Ansteuertransistor zugeführten Strom die Spannung am Speicherkondensator ansteigt, steigt auch die Spannung an dem dem S[IL¹U hei ki itulcnsalor parallelgeschalteteti Spannungsteiler an. — und /war so lange, bis dem Ausgangsthy ri-MiH uber seine an den Ab)TiIf des Spannungsteiler'' angeschlossene Zündelektrode ein ihn /um Zünden bringende- Strom /ulliel.lt

Bei unbeeinflußtem Oszillator ist der Ansleueitransislor mehl durc hgeschallel. so daß auch dem Speicher kondensator über den Ansleiiertransistor kein Strom zufließen kann. |cdoch wird dann, wenn Strom benötigt wird, dieser von dem hochohmigcn I lilfswiderstand oiler von dem Konsl.uilslioingeiieratoi, der Vorzugs weise anstelle des hochohmigen 1 lilfswidcrstandes vorgesehen isl, geliefert.

Damit nun bei unbeeinflußtem Oszillator und folglich nicht durchgcsi halteten! Ansteuertransistor dem Aus gangsthvristor iil er eine Zündcleklrode kein di:t\ Ausgangsthyrislo! zinn Zünden bringender Strom zufließen kann, können verschiedene Maßnahmen verwirklicht werden. Diese Maßnahmen werden im lolgenden in Veibindung mit einer lediglieh Aiisfühmngsbeispiele darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt

Ii g. I ein BlockM h.iilbild eines elektronischen. bei lib nil igslos arbeit ende 11 Si. ha I !gerät es,

I ι g. 2 einen Ausschnnt aus dem Schaltbild einer erslen Aiisfüliningsform des Schaiiueräles nach I ι g. 1. ίamIich einen Teil ties Sih.ilUi ι μaι kers, den Ausgangsthvrisior und die Speiseschaltnntr zur Erzeugung der llilfsspannung für den Oszillator und den Schaltverstärker.

!"ig. 3 linen dem Aus>-chniti nach I i g. 2 entsprechenden Ausschnitt aus dem Schaltbild einer zweiten Ausfiihrungsfom) des .vlutltgerates nach I ι g. 1 und

[■" i g. 4 einen den Ausschnitten nach den E i g. 2 und i entsprechenden Ausschnitt aus dem Schaltbild einer (!r;t;cn Ausführnngsfonn des Schaltgerätes nach E ig. I.

Das in F i g. 1 mit Hilfe eines Blockschaltbildes dargestellte elektronische Schaltgerat I arbeitet berührungslos, d. h. es sprich! z. B. auf cm sich annäherndes, nicht dargestelltes Metallteil an. und ist über einen Auüenleiter 2 an einen CoI i einer Spannungsquelle 4 und nur über einen weiteren Außenleiter 5 an einen Anschluß 6 eines Verbrauchers 7 angeschlossen. — während der andere Anschluß 8 des Verbrauchers 7 an den anderen Pol 9 der .Spannungsquelle 4 angeschlossen ist. Mit anderen Worten ist das dargestellte Schaltgerat I in bekannter Weise über insgesamt nur zwei Außenleiter 2, 5 einerseits an die Spannungsquelle 4 und andererseits an den Verbraucher 7 angeschlossen.

WIo die F i g. 1 zeigt, besteh! das dargestellte Sihnllgrräi 1 in seinfm grundsätzlichen Aufbau :ins einem von außen beeinflußbaren Oszillator 10. einem dem Oszillator 10 nachgeschalteten Schaltverstärker 11 mit einem ausgangsseitige.n vorgesehenen Ansteuertransistor 12. einem von dem Oszillator 10 über den Schaltverstärker 11 und damit über den Ansteuertransistor 12 steuerbaren Ausgangsthyristor 13, einer Speiseschaltung 14 zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator 10 und den Schaltverstärker 11 und einer eingangsseitig vorgesehenen Gleichrichterbrücke 15: die Gleichrichterbrücke 15 ist vorgesehen, weil es sich bei der Spannungsquelle 4 um eine Wechselspannungsquelle handelt.

i^iC i.CiirE ucf i-Miriuüng uCSClldltigt SiClI NiClli mit ucT

Ausgestaltung des Oszillators 10 und des Schaltverstärkers 11. so daß insoweit die Figuren Details nicht zeigen. Für das erfindungsgemäße Schaltgerat 1 mögliche und bevorzugte Ausführungsformen des Oszillators 10 bz.w.

des Schaltverstärker Il /eigen die I)IOS 14 51 1)7. 14 b(i 178. 14 hh 21 S. 20 ih 840. 22 OJ OW und 22 Oi 040 (I'iir den Oszillator 10) bzw. clic I)Ii-OS 14 51 Ii7 und 22 0 3 90b sowie clic DCAS 2i % 440 (für den Schaltverstärker 11).

Die I' i g. 2, j und 4 zeigen, daß die Speiseschaltung 14 /ur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator IO und den Schaltverstärker 11 einen Speicherkondensator 16. einen Konstantslromgenerator 17 und eine /cncrdiode 18 aufweisen. Anstelle der /cnerdiode 18 kann auch ein anderes liauelement mit Spannungsbegren-/ungscharaktor verwendet werden.daseien Sollwert der Speisespannung für den Oszillator IO und den Schallverstärker Il vorgibt und den Istwert der Speisespannung am Speicherkondensator 16 begrenzt. I linsichtlich der Realisierung des zu der Speiseschaltung 14 gehörenden Konstanlstromgenerators 17 ist in den I* ι ν ? Ϊ nnd 4 iru/pik fj:i(. ulpjrht¹ A.n^führiJiVsbeisr¹!*.'!

dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Konstantstromgenerator 17 einen in Emitterstellung betriebenen Cieneratortransistor 19 auf, der jedoch auch durch einen Generatorthyristor, z. B. einen Planar-Thyrisior. ersetzt werden könnte. An die Basis 20 ist die /.enerdiode 18 angeschlossen, /.wischen dem Emitter 21 des Generatortransistors 19 Lind dem Ausgang des Konstanlstromgenerators 17 ist eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten und in Durchlaßrichtung beanspruchten Dioden 22 vorgesehen. Das in den F i g. 2. 3 und 4 für den Konsiantslromgenerator 17 dargestellte Ausführungsbeispiel und ein weiteres geeignetes Ausführungsbeispiel sind in bezug auf ihren Aufbau und ihre Funktionsweise im einzelnen auf Seite 21, zweiter Absatz, bis Seite 25 der DE-OS 23 30 233 bzw. in Spalte 12, Zeile 19. bis Spalte 14, Zeile 45 der DE-AS 23 30 233 beschrieben.

Wie die F i g. 2, 3 und 4 zeigen, ist bei den erfindungsgemäßen Schaltgeräten 1 dem Speicherkondensator 16 ein Soannungsteiler 23 aus einer Zenerdiode 24 und einem Stabilisierungswiderstand 25 parallelgeschaltet und ist die Zündelektrode 26 des Ausgangsthyristors 13 an den Abgriff 27 des Spannungsteilers 23 angeschlossen.

F.rfindungsgemäß ist jetzt, wie die F i g. 2, 3 und 4 zeigen, der Ansteuertransistor 12 »ausgangsseitig« an den Speicherkondensator 16 angeschlossen. Der Ausdruck »ausgangsseitig« bedeutet, daß, wie in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellt, bei einem in Basis-Kollektor-Schaltung betriebenen PNP-Transistor als Ansteuertransistor 12 dessen Kollektor 28 an den Speicherkondensator 16 angeschlossen ist.

Wird der Oszillator 10 beeinflußt, so schaltet der

I C UUI 1.1

(Dabe

IWIlU CHI

rät 1 mit »Arbeitskontakt« vorausgesetzt.) Zunächst wird dann über den durchgestalteten Ansteuertransisior 12 dem Speicherkonuensaior 16 Strom zugeführt. In dem Maße, wie durch den dem Speicherkondensator 16 über den Ansteuertransistor 12 zugeführten Strom die Spannung am Speicherkondensator 16 ansteigt, steigt auch die Spannung an dem dem Speicherkondensator 10 über dem Transistor 29 parailelgeschalteten Spannungsteiler 23 an, — und zwar so lange, bis dem Ausgangsthyristor 13 über seine an den Abgriff 27 des Spannungsteilers 23 angeschlossene Zündelektrode 26 ein ihn zum Zünden bringender Strom zufließt Bei unbeeinflußtem Oszillator 10 ist der Ansteuerfransistor 12 nicht durchgeschaltet, so daß auch dem Speicherkondensator 16 über den Ansteuertransistor 12 kein Strom zufließen kann. Jedoch wird dann dieser von dem kcmstantsirorn^enerator 17 geliefen.

Damit nun bei unbeeinflußtem Oszillator IO und folglich nicht ciiirchgeschaltetem Ansteuertransistor 12 dem Ausgangsthyristor Π über seine Zündelektrode 2d ■> kein ihn zum /linden bringender Strom zufließen kann, sind in den Ausführungsbeispielen nach den I·' i g. 2. i und 4 verschiedene Maßnahmen verwirklicht.

Im Ausführungsbeispiel nach I·' i g. 2 ist zwischen dem Speicherkondensator 16 und dem Spannungsteiler 23

K) ein in gleicher Weise wie der Ansteuertransistor 12 angesteuerter Sicherheilslransistor 29 (oder ein anderer elektronischer Schalter) geschaltet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sicherheitstransistor 29 — zur Störimpulsunterdrückung — mit einem zur Basis-Emitterstrecke parallelliegenden Siebglied 30 aus eine.η Siebwiderstand 31 und einem Siebkondensi'ior 12 beschaltet. Nur wenn der Sicherheitstransislor 29

der Fall ist, wenn auch der Ansteuertransislor 12 durchgeschaltet ist, kann die Spannung am 5'pannungsteiler 23 ansteigen und dem Ausgangsthyristor 13 über seine Zündelektrode 26 ein ihn zum Zünden bringender Strom zufließen.

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist dem Speichcrkondensator 16 die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode 33 und einem antivalent zum Ansteuertransistor 12 angesteuerten Sicherheitstransistor 34 (oder einem anderen elektronischen Schalter) parallelgeschaltet, wobei im einzelnen in Reihe zu der Zencrdiodc 33 und dem .Sicherheitstransistor 34 noch ein Strombegrenzungswiderstand 35 geschaltet ist. Bei unbeeinflußtem Oszillator 10 und folglich nicht durchgeschaltetem Ansteuei transistor 12 ist im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 der Sicherheitstransistor 34 durchgeschaltet. Der

H durchgeschaltete Sicherheitstransistor 34 verhindert in Verbindung mit der Zenerdiode 33, daß am Speicherkondensator 16 und folglich am Spannungsteiler 23 eine Spannung entstehen kann, die dazu führt, daß dem Ausgangsthyristor 13 über seine Zündelektrode 26 ein

■Ό ihn zum Zünden bringender Strom fließen k¹ in.

Im Ausführungsbeispiel nach F i e. 4 schließlich ist dor dem Speicherkondensator 16 parallelgeschaltete Spannungsteiler 23 selbst so dimensioniert, daß bei gesperrtem Ansteuertransistor 12 über den Konstantstromgenerator 17 und über den Spannungsteiler 23 kein den Ausgangsthyristor 13 zum Zünden bringender Strom fließt. Das kann einerseits im einzelnen dadurch realisiert sein, daß der Stabilisierungswiderstand 25 des Spannungsteilers 23 so niederohmig ist, daß nur bei durchgeschaltetem Ansteuertransistor 12 in die Zündelektrode 26 des Ausgangsthyristors 13 ein den Ausgarigbiliytisior 13 zum Zünden bringender Strom fließt. Das kann aber andererseits auch dadurch realisiert sein, daß die Zenerdiode 24 des Spannungsteiiers 23 in bezug auf die Zenerspannung so gewählt ist, daß nur bei durchgeschaltetem Ansteuertransistor 12 über den Spannungsteiler 23 ein Strom fließt. Dazu sind also die Zenerdioden 18 und 24 in bezug auf ihre Zenerspannung entsprechend zu wählen.

^b0 Das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Schaltgerät 1 ist in bezug auf die Speiseschaltung 14 zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator 10 und den Schaltverstärker 11 gegenüber den bekannten elektronischen Schaltgeräten, von denen die Erfindung

h5 ausgeht, noch weiter vereinfacht und verbessert worden. Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät 1 wird nämlich nur noch der Ausgangsthyristor 3 benötigt, ist also der bei den eingangs

beschriebenen bekannten elektronischen Sehaltgeralen vorhandene 1 lilfsthyristor entlaHen. Gleichwohl isl der an dem erfindungsgemäßen Schiillgerät I im dinvligeschaltelen Zustand enlsli'lieiidc· Spannungsabiall minimal, isl dieser Spannungsabfall iiiimlicli nur mich der tier Schallslrecke des Ausgangslhynslors 13. Dabei ist «2

wiederum, wie bei den weiter oben gemachten Ausführungen ebenfalls, die Spannungs/eitfläche. aus der die Speisespannung für den Oszillator IO und den Schaltverstärker Il gewonnen wird, urrl der Spannungsabfall an der eingangsseitig vorgesehenen Gleich· richterbriickc 5 unberücksichtigt geblieben.

liei/ii 4 lilatt Zeiehnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Schaltgerät, bestehend aus einem von außen beeinflußbaren Oszillator, einem dem Oszillator nachgeschalteten Ansteuertransistor, einem von dem Oszillator über den Ansteuertransistor steuerbaren Ausgangsthyristor und einer Speiseschaltung zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator, bei dem die Speiseschaltung zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator einen Speicherkondensator, einen relativ hochohmigen Hilfswiderstand oder einen Konstantstromgenerator und eine Zenerdiode aufweist, bei dem dem Speicherkondensator ein Spannungsteiler parallelgeschaltet ist und bei dem die Zündelektrode des Ausgangsthyristors an den Abgriff des Spannungsteilers angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuertransistor (12) ».iusgangsseitig'-an den Speicherkondensator (16) angeschlossen ist.

2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speicherkondensator (16) und dem Spannungsteiler (23) ein in gleicher Weise wie der Ansteuertransistor (12) angesteuerter Sicherheilstransistor (29) geschaltet ist.

3. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitstransistor (29) mit einem Siebglied (30) aus einem Siebwiderstand (31) und einem Siebkondensator (32) beschaltet ist.

4. Elektronisches Scialtger^t nach Anspruch 1, daduich gekennzeichnet, daß dem Speicherkondensator (16) die Reihenschaltung a s einer Zenerdiode (33) und einem antivalent zum Ansteuertransistor (12) angesteuerten Sicherheitstransistor (34) parallelgeschaltet ist.

5. Elektronisches Schaltgcrät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu der Zenerdiode (33) und dem Sicherheitstransistor (34) ein Strombegrenzungswiderstand (35) geschaltet ist.

6. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Speicherkondensator (16) parallelgeschaltete Spannungsteiler (23) so dimensioniert ist, daß bei gesperrtem Ansteuertransistor (12) über den relativ hochohmigen Hilfswiderstand oder den Konstantstromgenerator (17) und über den Spannungsteiler (23) kein den Ausgangsthyristor (13) zum Zünden bringender Strom fließt.

7 Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 6, wobei der Spannungsteiler aus einer Zenerdiode und einem Stabilisicrungswiderstand besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungswiderstand (25) des Spannungsteilers (23) so nicderohmig ist, daß nur bei durchgeschaltctem Anstcuertransistoi (12) in die Zündelektrode (26) des Ausgangsthyristors (13) ein den Ausgangsthyristor (13) zum Zünden bringender Strom fließt.

8. Elektronisches Schaltgcrät nach Anspruch 6, wobei der Spannungsteiler aus einer Zenerdiode und einem Stabilisimingswidcrstand besteh!, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdiode (24) des Spannungsteilers (23) in bezug auf die Zenerspanruing so gewählt ist, daß nur bei durchgeschaltetem Anstciicrtransistor (12) über den Spannungsteiler (23)ein Strom fließt.

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Schaltgerät, bestehend aus einem von außen beeinflußbaren Oszillator, einem dem Oszillator nachgeschalteten Ansteuertransistor, einem von dem Oszillator über den ι Ansteuertransistor steuerbaren Ausgangsthyristor und einer Speiseschaltung zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator, bei dem die Speiseschaltung zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator einen Speicherkondensator, einen relativ hochohmigen Hilfswiderstand oder einen Konstantstromgenerator und eine Zenerdiode aufweist, bei dem dem Speicherkondensator ein Spannungsteiler parallelgeschaltet ist und bei dem die Zündelelektrode des Ausgangsthyristors an den Abgriff des Spannungsteilers angeschlossen ist.

Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein solches Schaltgerät, das über einen Außenleiter an einen Pol einer Spannungsquelle und nur über einen weiteren Außenleiter an einen Anschluß eines Verbrauchers anschiießbar ist, — wobei der andere Anschluß des

;■() Verbrauchers an den anderen Pol der Spannungsquelle angeschlossen oder anschließbar ist. Im übrigen kann dem Oszillator bzw. dem Indikator noch ein Schaltverstärker, ζ. B. eine Kippstufe, nachgeschaltet sein, wobei der Ansteuertransistor gleichsam den Ausgang des

:") Schaltverstärkers darstellen kann. Auch kann statt des Ansteuertransistors >-in anderer elektronischer Schalter, z. B. ein Thyristor vorgesehen sein. Ferner kann anstelle des Ausgangsthyristors auch ein anderer elektronischer Schalter, z. B. ein Triac oder Transistor, verwendet sein.

)(i Elektronische Schaltgeräte der zuvor beschriebenen Art, die also kontaktlos ausgeführt sind und die anstelle des Oszillators auch einen anderen Indikator, z. B. einen Fotowiderstand, eine Fotodiode, einen Fototransistor, eine Magnetdiode, eine Feldplatte, ein Bcrührungsele-

J) ment oder eine ohmsche, eine induktive, eine kapazitive, eine ohmisch-induktive, eine ohmisch-kapazitive oder eine induktiv-kapazitive Brückenschaltung aufweisen können, werden in zunehmendem Maße anstelle von elektrischen Schaltgeräten, die kontaktbehaftet ausge-

4(1 führt sind, in elektrischen Meß-, Steuer- und Regelkreisen verwendet. Da diese elektronischen Schaltgeräte im Gegensatz zu elektrischen Schaltgeräten, die mechanisch betätigt werden, einer Speisespannung für den Oszillator oder den anstelle des Oszillators vorgesehe-

•n nen, im weitesten Sinne eine Information aufnehmenden und umsetzenden Indikator bedürfen, besteht ein Problem bei der praktischen Ausgestaltung dieser elektronischen Schdltgeräte in der Schaffung einer geeigneten .Speiseschaltung zur Erzeugung der Speise-

vi Spannung für den Oszillator, — ein Problem, dessen Lösung besonders dann Schwierigkeiten bereitet, wenn insgesamt nur zwei Außenleiter zur Verfügung stehen. Im übrigen tritt das Problem der Erzeugung der Speisespannung für den Oszillator oder einen anderen

>"> Indikator auch dann auf, wenn der Oszillator bzw. der andere Indikator Bestandteil eines analog arbeitenden Meßwertumformers ist. Ein solcher Meßwertumformer kann z. B. einen Ausgangstransistor aufweisen, der nicht nur für die dualen Zustände »durchgeschaltet« und

'■ι »gesperrt« darstellen kann, sondern vielmehr eine der von dem Indikator aufgenommenen Information analoge Ausgangsgröße realisiert.

Bei einem bekannten elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerät mit einem von außen beeinfluß-

■ · baren Oszillator, einem dem Oszillator nachgcordnctcn Schaltverstärker und einem von dein Oszillator über den Schaltverstärker steuerbaren Ausgangsthyristor weisl die Speiscschaltung zur Erzeugung der Speise-