DE2724355A1

DE2724355A1 - Erregungsschaltung fuer elektromagnete

Info

Publication number: DE2724355A1
Application number: DE19772724355
Authority: DE
Inventors: John Wayne Stewart
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1977-05-28
Publication date: 1977-12-15
Also published as: JPS52149351A; FR2347762A1; CA1100572A; GB1570735A; FR2347762B1; US4059844A

Description

Die Erfindung betrifft eine Erregungsschaltung für Elektromagnete mit einem Schalter, der in seinem geschlossenen Zustand eine Erregungsspannung an die Wicklung des Elektromagneten anlegt, wobei eine Stromabfühlvorrichtung ein den Strom durch die Wicklung repräsentierendes Abfühisignai erzeugt.

Schaltungen der obengenannten Art können z. B. in Matrixdruckern verwendet werden, in denen die Wicklungen der Elektromagnete erregt werden, wenn die Drucknadeln betätigt werden sollen.

üblicherweise wird jedes der speziellen Drahtdruckelemente eines Drahtmatrixdruckers durch einen Elektromagneten angetrieben, der erregt wird, wenn ein Anschlag des Drahtes erforderlich ist. Zur schnellen Betätigung des Elektromagneten wird eine hohe Spannung, im allgemeinen mit einer Rechteckwellenform,an den Elektromagneten angelegt. Dies bewirkt ein Ansteigen des Stromes durch die Wicklung mit einer schnellen Rate. Mit dem Ansteigen des Stromes steigt ebenfalls das IR bzw. der Wärmeverlust an. Die Größe des durch die Wicklung für einen Gesamtdruckzyklus fließenden Stromes ist in zweierlei Hinsichten zu groß. Erstens bewirkt er eine überhöhte Aufheizung, was wiederum eine Zerstörung des Elektromagneten bewirken kann und zweitens ist die aufgenommene Energie größer als die zur Durchführung der- gewünschten Funktion erforderliche Energie.

In einer bekannten Treiberschaltung zur Erregung von Elektromagneten wird das Abfühlsignal an einen Spannungsvergleicher angelegt, der einen Schalter öffnet, wenn das Abfühlsignal einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet und der den

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Schalter schließt, wenn das Abfühlsignal unterhalb des vorbestimmten Schwellenwertes fällt. Um sicherzustellen, daß ein ausreichend großer Strom zur Anfangserregung des Elektromagneten festgelegt wird, verwendet man einen separaten hohen Schwellenwert, wobei eine Schaltung verwendet wird, in der ein Kondensator nachfolgend geladen wird, so daß durch Unterdrückung einer Operation in dem Netzwerk ein niedrigerer Schwellenwert während der nachfolgenden Erregungsoperation eingestellt wird. Obwohl diese bekannte Erregungsschaltung eine Reduzierung der vom Elektromagneten aufgenommenen Energie bewirkt, weist diese Schaltung den Nachteil auf, daß durch die Aufladung des Kondensators zur unwirksamen Vorspannung desselben Energie aufgenommen wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Erregungsschaltung für Elektromagnete der vorgenannten Art aufzuzeigen, in der die erwähnten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Zeitsteuervorrichtung, die mit der Stromabfühlvorrichtung und dem Schalter verbunden ist, wobei im geschlossenen Zustand des Schalters beim Erreichen eines einen vorbestimmten Strom durch die Wicklung anzeigenden Abfühlsignals die Zeitsteuervorrichtung den Schalter für eine feste vorbestimmte Zeitperiode öffnet und der Schalter zyklisch wieder geschlossen und geöffnet wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Halteschaltungen (clamping means) mit dem Elektromagneten verbunden sind, um den Elektromagneten auf einem Potential mit entgegengesetzter Polarität und einer unterhalb der Treiberspannung liegenden

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Größe während der Perioden, in denen der Schalter zyklisch geöffnet wird, zu halten.

Dies hat den Vorteil, daß ein Spulenstrom auch dann aufrechterhalten wird, wenn der Schalter geöffnet ist, so daß Energie erhalten bleibt durch Reduzierung des Flußwechsels, was eine weitere Reduzierung von Wirbelstromverlusten in dem Elektromagneten bewirkt.

Es ist ein Vorteil, daß die Erregungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in drei Zuständen arbeiten kann. In einem ersten Zustand wird an die Wicklung die volle Spannung angelegt. In dem zweiten Zustand, in dem der Schalter geöffnet ist, fließt trotzdem noch Strom durch die Wicklung, jedoch mit einem geringeren Wert, so daß ein plötzlicher Stromabfall verhindert wird. In dem dritten Zustand ist der Schalter endgültig geöffnet, wenn die Erregung des Elektromagneten voll abgeschlossen ist. Während dieses dritten Zustandes kann der Elektromagnet die Energiequelle zurUckladen, so daß an die Wicklung Spannung mit entgegengesetzter Richtung zur schnellen Stromreduzierung geliefert wird. Die wiederholbaren Zyklen am Schalter treten zwischen dem ersten und zweiten Zustand auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Dabei wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen. In diesen zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Erregungsschaltung für Elektromagnete, die in einem Matrixdruckkopf verwendet wird;

Fig. 2 eine detailliertere Schaltung von einer Anzahl der in Fig. 1 dargestellten Schaltungen;

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Fig. 3 eine Schaltung zur Erläuterung des Stromabfühlnetzwerkes und der "Haite-Aus-Zeitgabevorrichtung", die in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 4 eine Schaltung zur Erregung eines Elektromagneten, die in dem System nach Fig. 1 verwendet wird und

Fig. 5 eine Schaltung einer Haltetreibervorrichtung, die in dem System gemäß Fig. 1 verwendet wird.

In Fig. 1 kann der Druckkopf 10 ein Matrixdruckkopf sein, der sieben einzelne Eiektromagnete zum Antrieb von sieben Drucknadeln aufweist. Die sieben Elektromagnete des Druckkopfes 10 werden durch sieben entsprechende Treiberkreise 70 erregt, die mit Dl bis 07 bezeichnet sind. Spulenhaitetreiberkreise 80 werden zur Erzeugung von Haltesignalen für die Treiberpaare Dl, D2; D3, D4 und D5, D6 verwendet. Ein Spulenhaltetreiber 81 wird zur Lieferung des Spulenhaltetreibersignals für den einzigen Treiberkreis D7 eingesetzt. An einer Eingangsklemme 15 wird ein Auswertesignal angelegt, das an einen Eingangsauswertesperrkreis 20 gelangt. Der Ausgang dieses Auswertesperrkreises wird einem Impulsbreitenzeitgeber 30 zugeführt. Der Impulsbreitenzeitgeber liefert ein Zeitsteuersignal, das eine Funktion eines vorselektierten charakteristischen Auswerte signals ist. Der Impulsbreitenzeitgeber 30 sendet drei Ausgangssignale an einen Besetztleitungstreiber 60, an Spulenhaitetreiber 80 und 81 und an "Halte-Aus-Zeitgeber^M 40.

Jeder der Treiberkreise sendet ein Signal an den Eingang eines Stromabfühlkreises 50. Der Ausgang des Stromabfühlkreises ist mit dem Haite-Aus-Tre1berkreis 40 verbunden. Der Ausgang des Haite-Aus-Zeitgeberkreises 40 ist mit jedem der Treiberkreise 70

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verbunden, an denen ebenfalls über einen Anschluß 72 ein Datendrucksignal angelegt wird. Während des Betriebes der in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gelangt ein Niedrigpegelauswertesignal an den Eingang 15 des Eingangsauswertesperrkreises 20, durch das bewirkt wird, daß der Ausgang des Eingangsauswertesperrkreises 20 einen hohen Wert annimmt. Mit dem hohen Eingangssignal am Impulsbreitenzeitgeber beginnt der Zeitgeber eine Zähloperation, die in dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel nach 700 Mikrosekunden beendet wird. Wenn der Zeitgeber mit dem Zählvorgang beginnt, nimmt sein Ausgang einen hohen Wert an, der wiederum einen Ausgang 52 des Belegtleitungstreibers 60 auf einen niedrigen Pegel setzt, wodurch ein Belegtsignal an eine nicht gezeigte Systemsteuereinheit gesendet wird. Die Spulenhaltetreiber 80 und 81 werden wirksam gemacht. Das Signal an der Impulsbreitensammelleitung 41 geht hoch, wodurch alle Treiber 70, die ein niedriges Druckdatensignal über den Anschluß 72 erhalten, erregt werden. Wenn eine Unterdrückungsleitung 73 einen hohen Spannungspegel (+28 Volt) aufweist, so werden die Treiber eingeschaltet und liefern volle 28 Volt an die jeweils zugehörigen Wicklungen. Die Sperrleitung 1st mit einem nicht gezeigten Sperrkreis verbunden zur Unterdrückung von Operationen des in Fig. 1 gezeigten Kreises, wenn die Quellenlogikspannung nicht Innerhalb einer vorbestimmten Amplitudengrenze liegt. Wenn das Treibersignal von dem Impulsbreitenzeitgeber einen niedrigen Wert annimmt, wird jeder der Treiber ausgegeschaitet.

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Wenn der Strom in einem der Elektromagnete den gewünschten Pegel erreicht, triggert der Stromabfühlkreis 50 den Haite-Aus-Zeitgeberkreis 40. Dieser Sperrt die Treiber und ermöglicht es, daß die Treiberströme zurückgehen. Zu dieser Zeit werden die Haltekreise 80, 81 wesentlich. Es ist wünschenswert, daß der Spulenstrom aufrechterhalten wird, auch wenn die Treiber gesperrt werden. Dies wird erreicht, indem die Spulenspannung auf etwa 2 Volt gehalten wird, wobei die Polarität dieser Spannung entgegengesetzt zu der der Treiberspannung ist, so daß eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Stromrückganges erreicht wird. Die Aufrechterhaltung eines Spulenstromes auch bei gesperrten Treibern 70 hat den Vorteil, daß Energie erhalten bleibt, da der Flußwechsel verringert wird und Wirbelstromverluste in dem einen der Elektromagnete reduziert werden. Wenn eine vorbestimmte Halte-Aus-Periode vorbei ist, wird der Haite-Aus-Zeitgeberkreis 40 die Treiber wieder einschalten und die Spulenströme beginnen wieder in Richtung zu dem gewünschten Pegel hin anzusteigen. Wenn dieser Pegel in irgendeinem der Elektromagnete erreicht wird, erfolgt wieder eine Betätigung des Stromabfühlverstärkers und eine Triggerung des Haite-Aus-Zeitgeberkreises 40. Dieser Zyklus wird wiederholt bis die Erregungszeit, die durch den Impulsbreitenzeitgeber 30 bestimmt wird, beendet ist.

Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein Eingangsauswertekreis 20 mit zwei NAND-Gliedern 21 und 22 gezeigt ist. Ein Eingang des NAND-Gliedes 21 ist mit dem Anschluß 15 zum Empfang des Auswerteeingangssignals und über einen Widerstand Rl

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mit einer Spannungsquelle +5 Volt verbunden. Der andere Eingang des NAND-Gliedes 21 ist mit dem Ausgang des NAND-Gliedes 22 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gliedes 21 ist über einen RC-Pfad, der aus einem Widerstand R2 und einem Kondensator Cl besteht, mit Masse verbunden. Ober einen zwischen dem Widerstand R2 und dem Kondensator Cl vorgesehenen Abgriff wird eine Verbindung mit dem Zeitgeberkreis 31 hergestellt. Der Zeitgeberkreis kann aus einem herkömmlichen integrierten Standardzeitgabekreis bestehen. Der Ausgang des NAND-Gliedes 21 liegt ebenfalls am Eingang des NAND-Gliedes 22. Der Ausgangsanschluß des Zeitgeberkreises 31 ist mit dem verbleibenden Eingang des NAND-Gliedes 22 verbunden. Das Signal am Ausgangsanschluß 8 ist das Treiberzeitsignal. Wenn während des Betriebs ein niedriges wirksames Äuswertesignal am Anschluß 15 erscheint, so wird der Ausgang des NAND-gliedes 21 auf einen hohen Pegel gesetzt. Das aus R2 und Cl bestehende Netzwerk wirktals Störfilter am Eingang des Zeitgebers 31. Ein positiver Obergang am Anschluß 3 des Zeitgebers 31 triggert den Zeitgeber, womit eine 700 Mikrosekunden dauernde Taktperiode eingeleitet wird.

Der Besetztieitungstreiberkreis 60 enthält ein NAND-Glied 21, dessen Eingänge mit dem Ausgangsanschluß 8 des Zeitgeberkreises 31 verbunden sind. Der Ausgang 62 des NAND-Gliedes 61 ist mit einer nicht gezeigten Systemsteuereinheit verbunden, um anzuzeigen, daß das Druckersystem sich in einem besetzten oder nichtbesetzten Zustand befindet. Wenn der Ausgang 8 des Zeitgeberkreises 31 einen hohen Pegel annimmt, wird das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 61 am Ausgang 62, der zu der Steuereinheit führt, einen niedrigen Besetztpegel annehmen. Der

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Anschluß 6 des Zeitgebers 31 wird ebenfalls niedrig, wodurch bewirkt wird, daß der Transistor Ql auf seine Anfangserregung eingeschaltet wird. Die Basis des Transistors Ql liegt an einer +5 Volt-Spannungsquelle über einem Widerstand R6 und ist Über eine Diode CRl und einen Widerstand R5 mit dem Ausgang 6 des Zeitgebers 31 verbunden. Der Emitter des Transistors Ql liegt ebenfalls an einer +5 Volt-Spannungsquelle. Der Kollektor des Transistors Ql liefert das Basiserregungssignal für die Spulenhaitetreiberkreise 80 und 81. Die Anschlüsse 13 und 11 des Zeitgeberkreises 31 sind über einen Kondensator C2 miteinander verbunden und der Anschluß 13 liegt über einem Widerstand R3 und einem Potentiometer R4 an +5 Volt. Die Anschlüsse 1, 2 und des Zeitgabekreises 31 liegen an Masse.

Im folgenden wird auf Fig. 3 Bezug genommen, in der der Stromabfühl kreis 50 und der Halte-Aus-Zeitgabekreis 40 gezeigt sind. Der Anschluß 51 ist über ein Potentiometer R7 mit +28 Volt verbunden. Der Emitter des Transistors Q2 liegt ebenfalls an der +28 Volt-Spannungsquelle. Die Basis des Transistors Q2 liegt an dem Abgriff des Potentiometers R7 über einem Widerstand R8. Der Kollektor des Transistors Q2 1st über Widerstände R9 und RIO mit Masse verbünde. Ein Kondensator C3 liegt mit einem Anschluß an einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R9 und RIO und mit seinem anderen Anschluß an +5 Volt. Der Transistor Q2 verstärkt die von dem Potentiometer R7 abgegriffene Spannung, die eine Funktion des durch die Spule 71 fließenden Stromes 1st. Der Ausgang des Stromabfühlkreises 50 wird an einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R9 und RIO abgegriffen und

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mit dem Halte-Aus-Zeitgeber 40 über einen Widerstand RIl verbunden. Der Widerstand RIl ist mit der Basis eines Transistors Q3 verbunden. Zusätzlich liegt die Basis des Transistors Q3 über einem Kondensator C4 und einem Widerstand R14 am Kollektor eines Transistors Q4. Der Emitter des Transistors Q3 liegt an +5 Volt. Der Kollektor des Transistors Q3 ist mit der Basis des Transistors Q4 über einen Widerstand R12 verbunden. An den Anschluß 52 wird das Treiberzeitgabesignal von dem Impulsbreitenzeitgeber 30 angelegt. Die Diode CR2 koppelt den Anschluß 52 an die Basis des Transistors Q4. Der Widerstand R13 verbindet die Basis des Transistors Q4 mit Masse und Über den Widerstand R12 mit dem Transistor Q3, so daß eine Basisvorspannung für den Transistor Q4 gebildet wird. Der Emitter des Transistors Q4 ist über eine Diode CR3 an Masse gelegt und liegt über einem Widerstand R15 an -»-5 Volt. Der Kollektor des Transistors Q4 liegt ebenfalls an einem +5 Volt-Potential Über einer Serienschaltung, die aus den Widerstanden R16 und R17 besteht. Die Basis des Transistors Q5 liegt an einem zwischen den Widerständen R16 und R17 angeordneten Verbindungspunkt. Der Emitter des Transistors Q5 liegt an +5 Volt. Der Ausgang des Transistors Q5 wird an dessen Kollektor abgenommen und er liefert das Impulsbreitensignal.

Im folgenden wird auf Fig. 4 Bezug genommen, In der sieben Spulentreiber 70 dargestellt sind. Das Impulsbreitensignal vom Anschluß 41 wird an die Basis des Transistors Q6 angelegt. Die Basis des Transistors Q6 1st über einen Widerstand R18 mit dem Datendruckeingangsanschluß verbunden. Der Datendruckeingangsanschluß 1st mit dem Anschluß 72 von F1g. 1 gekoppelt. Der Emitter des Transistors Q6 1st mit dem

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Datendruckanschluß über einen Widerstand R19 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q6 liegt über einem Widerstand R20 am Sperrsignaleingangsanschluß 73. Der Kollektor ist mit der Basis des Transistors Q7 gekoppelt und der Kollektor des Transistors Q7 ist mit einem Kondensator C5 verbunden. Der Emitter des Transistors Q7 liegt ebenfalls am Sperrsignaleingangsanschluß 73. Der Kollektor des Transistors Q7 ist mit einem Verbindungspunkt gekoppelt, der zwischen den Dioden CR5 und CR6 liegt, wobei zwei Widerstände R21 und R22 dazwischengeschaltet sind. Ein Darlington-Treiberpaar Q8 liegt mit seiner Basis am gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R21 und R22. Der Kollektor des Darlington-Transistorpaares ist mit +28 Volt über einen Widerstand R23 verbunden. Die Stromabfühlleitung zum Anschluß 31 liegt am Kollektor des Darlington-Transistorpaares Q8 über einer Diode CR4. Der Emitter des Darlington-Transistorausgangs liegt an der Wicklung 71 eines Elektromagneten, die mit dem anderen Wicklungsende an Masse liegt. In dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel werden in einem Druckkopf 10 sieben einzelne Spulen 71 verwendet. Die Anode der Diode CR5 liegt an einem Anschluß zum Empfang des Haltetreibersignals von dem Spulenhaitetreiber 80 oder 81. Die Anode der Diode CR6 ist mit -28 Volt beaufschlagt, wodurch die induktiven Spitzen der Spule absorbiert werden.

Im folgenden wird Fig. 5 beschrieben, in der ein Kreis gezeigt ist, der als Spulenhaitetreiber 80 oder 81 verwendet werden kann. Ein Darlington-Transistorpaar Q9 ist mit seiner Basis über einen Widerstand R24 mit dem Spulenhaitetreiber 30 verbunden. Die Basis des Transistors Q9 liegt ebenfalls über einem Widerstand R25

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an dem Anschluß 70, an dem ebenfalls der Emitter liegt. Die Kollektoren sind Masse verbunden. Der Ausgang des Treibers 70 wird von dem Emitter des Transistors Q9 abgenommen.

Wenn das Auswertesignal am Anschluß 15 (Fig. 2) empfangen wird, geht der Ausgang des NAND-Gliedes 21 nach oben und das genannte Signal gelangt über das Störfilternetzwerk R2 und Cl an den Anschluß des Zeitgeberkreises 31, wodurch bewirkt wird, daß der Kreis seine 700 Mikrosekundenperiode mit "Ein"-Zeit beginnt. Der Anschluß 8 des Kreises 31 nimmt einen hohen Pegel an und das Besetztsignal zu der Steuereinheit von dem NAND-Glied 61 geht nach unten und der Invertierausgang am Anschluß 6 des Kreises 31 schaltet den Treibertransistor Ql für die Haltetreiberkreise ein. Der Strom in der Diode CR2 (Fig. 3) wird unterbrochen und der durch den Widerstand R12 fließende Strom wird auf die Basis des Transistors Q4 übertragen, wodurch der Transistor Q4 eingeschaltet wird. Der Transistor Q4 geht in die Sättigung und schaltet den Transistor Q5 ein, der bewirkt, daß das Impulsbreitensignal am Anschluß 41 nach oben geht. Dadurch wird ein Treiber 70 (Fig. 4) wirksam, der ein niedriges Druckdatensignal aufweist. In einigen dieser Treiber wird der Strom bei eingeschaltetem Transistor Q6 für den Transistor Q7 geliefert. Wenn das Sperreingangssignal nach oben geht, nach der Spannung von +28 Volt, wird der Transistor Q7 eingeschaltet und liefert einen Basisstrom an den Darlington-Treiber Q8, der wiederum für die Spule 71 annähernd die volle Spannung +28 Volt liefert. Der Spulenstrom steigt an und wird eventuell sein Maximum erreichen. Der Strom in irgendeiner Spule

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wird bewirken, daß es in dem Stromabfühiwiderstand R23 einen Spannungsabfall gibt. Die Diode CR4 in jedem Treiberkreis bewirkt die Feststellung dieses größten Spannungsabfalls und führt diesen zu dem Strompegeleinstei!potentiometer R7 (Fig. 3), das so eingestellt 1st. daß der gewünschte maximale Strom den Transistor Q2 einschaltet und den Ausschaltzyklus einleitet. Wenn der Transistor Q2 sich in seiner Sättigung befindet, wird die Basiserregung für den Transistor Q3 entfernt und bewirkt, daß der Transistor Q3 gesperrt wird und mit diesem die Transistoren Q4 und Q5 ebenfalls. Die Ladung am Kondensator C4 hält die Basis des Transistors Q3 auf einem positiven Wert und der Kollektor des Transistors Q4 schwingt während des Ausschaltezyklus von Q4 auf einen positiven Pegel. Diese Ladung am Kondensator C4 hält den Transistor Q3 gesperrt und bestimmt die Dauer der Ausschaltezeitperiode des Kreises. Wenn der Transistor Q5 gesperrt 1st, fällt das Impulsbreitensignal am Anschluß 41 ab und schaltet die Ausgangstreiber aus, wodurch bewirkt wird, daß der Strom in dem AbfUhltransistor R23 gegen Null geht, wodurch die Basiserregung für den Transistor Q2 wegfällt und dieser gesperrt wird. Die Widerstände RIO und RIl ermöglichen eine Entladung des Kondensators C4 bis der Ladepegel die Lieferung eines Basisstromes für den Transistor Q3 ermöglicht und diesen einschaltet. Somit 1st die Ausschaltperlode für eine feste vorbestimmte Zeit definiert. Der Transistor Q3 wird eingeschaltet, so daß ein Basisstrom für den Transistor Q4 geliefert wird

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und dieser ebenfalls leitend wird. Die Kollektorspannung des Transistors Q4 fällt ab und bewirkt, daß ein Ladestrom für den Kondensator C4 entsteht. Somit wird eine positive Rückkopplung gebildet, die garantiert, daß die Transistoren Q3 und Q4 entriegelt werden und wieder mit Hilfe des Transistors Q5 den Treiber einschalten. Dieser An-Aus-Zyklus wird fortgesetzt bis das Treiberzeitsignal von dem Zeitgeber 31 abfällt und den Transistor Q4 gesperrt hält. Der Treiberkreis wird durch das Impulsbreitensignal am Anschluß 41 gesteuert und durch das Druckdatensignal sowie durch das Unterdrückungseingangssignal. Wenn alle drei Eingänge gültig sind, so werden die Transistoren Q6, Q7 und Q8 eingeschaltet, um eine Erregungsspannung für die Spule 71 zu liefern. Der Strom in jeder Spule wird durch den Abfühltransistör R23 gemessen und der Spannungsabfall wird über die Diode CR4 auf die Stromabfühl 1 eitung gekoppelt. Wenn das Darlington-Transistorpaar Q8 gesperrt ist und ein Spulenstrom vorhanden ist, versucht das nichtgeerdete Ende der Spule nach negativ zu gehen. Dieser Obergang wird durch die Diode CR6 begrenzt, wenn die Erregungszeit vorbei ist und ein schneller Abfall erforderlich ist. Die induktive Spitze der Spule 71 wird dann durch die -28 Volt-Spannungsquelle absorbiert. Während der Erregungszeit wird die Sperrzustandsspannung durch den Haltekreis 80 oder 81 und durch die Diode CR5 begrenzt. Die Haltetreiber halten die Anode der Diode CR5 auf etwa -1 Volt und die Spannung an der Spule 71 wird auf -2 Volt begrenzt. Wenn die Erregungszeit beendet ist, werden die Transistoren Ql, Q9 und QlO gesperrt und die Diode CR6 begrenzt den negativen Obergang.

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Der Zweck des Kondensators C3 in Fig. 3 liegt darin, daß eine mögliche Falschtriggerung des Halte-Aus-Kreises verhindert wird. Durch die Diode CR5 wird eine Stromspitze erzeugt, wenn das Darlington-Paar Q8 während der Erregungszeit wieder zurückgeschaltet wird, da in der Diode CR5 eine Ladung gespeichert wird. Diese Stromspitze kann groß genug sein, um den Transistor Q2 einschalten zu können. Jedoch kann diese kurzzeitige Stromspitze den Kondensator C3 nicht so laden, daß der Transistor Q3 gesperrt wird und die Stromspitze wird somit keine fehlerhafte Wirkung in den Schaltkreisen haben.

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Claims

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NCR CORPORATION Dayton, Ohio (V.St.A.)

Patentanmeldung

Unser Az.: Case 2406/GER

ERREGUNGSSCHALTUNG FÜR ELEKTROMAGNETE

Patentansprüche;

fl/ Erregungsschaltung für Elektromagnete mit einem Schalter, der in seinem geschlossenen Zustand eine Erregungsspannung an die Wicklung des Elektromagneten anlegt, wobei eine Stromabfühl vorrichtung ein den Strom durch die Wicklung repräsentierendes AbfUhisignal erzeugt, gekennzeichnet durch eine Zeitsteuervorrichtung (C4, RIO, RIl), die mit der Stromabfühl vorrichtung (R23, 50) und dem Schalter (06-Q8) verbunden ist, wobei im geschlossenen Zustand des Schalters (Q6-Q8) beim Erreichen eines einen vorbestimmten Strom durch die Wicklung anzeigenden Abfühl signals die Zeitsteuervorrichtung (C4, RIO, RIl) den Schalter für eine feste vorbestimmte Zeitperiode öffnet und der Schalter (Q6-Q8) zyklisch wieder geschlossen und geöffnet wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuervorrichtung einen Kondensator (C4) enthält, der mit einem Widerstandsentladekreis verbunden ist, und daß der Widerstandsentladekreis (RIO, RIl) durch die Stromabfühl vorrichtung wirksam gehalten wird in Reaktion auf das einen vorbestimmten Strom durch die Wicklung anzeigenden Abfühl signal.

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3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daß die Stromabfühl vorrichtung einen Widerstand (R23) enthält, der in Serie mit der Wicklung geschaltet ist und daß ein Transistor (Q2) mit seiner Steuerelektrode mit dem Widerstand (R23) verbunden ist und eine erste Hauptelektrode mit einem Referenzpotential beaufschlagt wird und eine zweite Hauptelektrode mit dem Widerstandsentiadekreis (RIO, RIl) verbunden ist.

4. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mit der Wicklung verbundene Begrenzungsmittel (80, 81) zur Festlegung der Wicklung auf ein Potential mit einer Polarität, die entgegengesetzt und kleiner als die Erregungsspannung ist, die während der offenen Schalterperioden vorhanden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung eine Diode (CR5) enthält, die mit der Wicklung verbunden ist,

6. Schaltung nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch einen Impulsbreitezeitgeberkreis (30), der mit der Steuervorrichtung (C4, RIO, RIl) und mit der Begrenzungsvorrichtung (80, 81) verbunden ist und in Reaktion auf das Eingangssignal ein Steuersignal mit vorbestimmter Zeitdauer erzeugt und die Zeitsteuervorrichtung (C4, RIO, RIl) und die Begrenzungsvorrichtung (80, 81) für die vorbestimmte Zeltdauer wirksam hält.

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7. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter einen Unterdrückungseingang (73) enthalt, an den ein Eingangssignal angelegt wird, das die Erregungsspannung außerhalb der vorbestimmten Grenzen anzeigt und daß das Unterdrückungssignal den Schalter in seiner geöffneten Stellung hält.

8. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung über eine Diode (CR6) mit einer Spannungsquelle von entgegengesetzter Polarität zu der Erregungsspannung verbunden 1st und dadurch eine Begrenzung des Spannungsausschlages in der Wicklung als Reaktion auf das Offnen des Schalters erreicht wird.

9. Schaltung mit einer Vielzahl von Erregungsschaltungstreiberkreisen gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuervorrichtung der Wicklungstreiberkreise durch einen einzigen Zeitsteuerkreis (40) gebildet wird.

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