DE2732512B1 - Schutzschaltungsanordnung fuer einen elektronischen Schaltverstaerker vor einem Elektromagneten - Google Patents
Schutzschaltungsanordnung fuer einen elektronischen Schaltverstaerker vor einem ElektromagnetenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
An industriell eingesetzten Nähmaschinen sind für halbautomatischen Betrieb häufig elektromagnetisch
betätigte Stell- und Betätigungselemente zur Einleitung, zur Durchführung oder Beendigung bestimmter automatisierter
Arbeitsvorgänge vorgesehen, wie es etwa in der DE-AS 14 85 265 für elektromagnetisch betätigte
Fadenschneideinrichtungen an Nähmaschinen beschrieben ist. Aber auch in elektromechanischen Einrichtungen
anderer Art, wie etwa bei Werkzeugmaschinen oder Taktstraßen, erfolgt die Betätigung häufig
elektromechanisch, also mittels eines elektrisch bzw. elektronisch ansteuerbaren Elektromagneten als Stellglied
Für die Ansteuerung solcher Elektromagneten ist es bekannt, die stationäre Halteerregung während des
Einschaltintervalles des Elektromagneten im Taktbetrieb mit Taktimpulsen vorzunehmen.
Bei solcher Halteerregung mittels Taktimpulsen stellt sich je nach dem vorgegebenen Tastverhältnis und der
konstanten Amplitude eine mittlere wirksame Erregung ein. Zur Schnellerregung des Elektromagneten wird
dieser jedoch bei Betriebsbeginn dadurch kurzzeitig übererregt, daß über eine gewisse Zeitspanne hinweg
die Speisespannung ununterbrochen mit der genannten konstanten Amplitude angelegt wird, um erst nach
erfolgtem Ansprechen des Elektromagneten auf den stationären Betrieb mit Taktimpulsen, also auf Haltebetrieb
mit verringerter Magneterregung, umzuschalten.
Problematisch ist, daß während dieses stationären Taktbetriebes im Einschaltintervall des Elektromagneten
am Schaltverstärker, der mit dem Elektromagneten
to in Serie geschaltet ist, periodische Abschaltspannungen auftreten. Diese sind bekanntlich desto höher, je steiler
die Schalter-Kennlinie des abschaltenden Schalt Verstärkers verläuft. Andererseits ist aber gerade eine
derartige steile Schalter-Charakteristik angestrebt, um den Schaltverstärker im idealen Schalterverhalten
umsteuern zu können, in dem das Auftreten innerer Verlustleistung praktisch vermieden ist. Damit die somit
periodisch auftretenden, recht erheblichen Abschalt-Spannungsspitzen nicht die hochohmige Kollektor-Emitter-Strecke
des geöffneten Schaltverstärkers durchschlagen, ist der Einsatz von Abschaltspannungs-Begrenzerschaltungen
als Schutzschaltungen üblich, die die Aufgabe haben, die Spannungsspitzen auf die je nach
dem individuell eingesetzten Schaltverstärker zulässige Sperrspannung zu begrenzen. Solche Abschaltspannungs-Begrenzerschaltungen
bestehen in der Regel entweder aus einer Zenerdioden-Rückkopplung vom Kollektor auf die Basis des Eingangstransistors des
Schaltverstärkers, der seinerseits in der Regel als Darlington-Schaltung realisiert ist, oder aus einer dem
Elektromagneten parallelgeschalteten Reihenschaltung aus einer Freilaufdiode und einem Vorwiderstand.
Die erstgenannte Variante herkömmlicherweise angewandter Begrenzerschaltungen, bei der die Durchlaß-
« spannung der Zenerdiode (die in der Praxis noch mit
einer Referenzspannungsdiode in Reihe geschaltet ist) nach der zulässigen Sperrspannung des Schalterverstärkers
zu dimensionieren ist, weist den Nachteil auf, daß bei Überschreiten dieser zulässigen Sperrspannung
durch die Abschalt-Spannungsspitzen der Schaltverstärker vorübergehend in Durchlaßrichtung angesteuert
wird; dabei arbeitet er dann im ungünstigen Verlustleistungsbereich
seines Kennlinienfeldes, wodurch die beim Abschaltvorgang zu vernichtende Energie insoweit
in Verlustwärme umgesetzt wird. Diese Abschalt-Verlustwärme kann, zumal bei den modernen marktgängigen
Darlington-Schaltungen mit Plastikgehäuse, zur Zerstörung dieser Transistorkombination, die den
Schaltverstärker darstellt, führen.
Die zweitgenannte Alternative herkömmlicherweise angewandter Begrenzerschaltungen, bei der die Abschalt-Spannungsspitzen
über die Freilaufdiode praktisch kurzgeschlossen werden, weist den Nachteil auf,
daß der die Ansprechschwelle bestimmende Serienwiderstand die gesamte Energie in Verlustwärme
umsetzt, so daß insbesondere bei gedrängt aufgebauten
bo einen reversierbaren Antriebsmotor bekannt, dessen
Ankerkreis über den Reversierschalter eine Freilaufdiode in Form eines steuerbaren elektronischen Ventiles
parallelgeschaltet ist, um elektrische und mechanische Überbeanspruchungen des Antriebsmotors bei unzulässiger,
nämlich bei schon vom Netz abgetrennten Motor, erfolgender Betätigung des Reversierschalters dadurch
auszuschließen, daß spätestens dann eine Löschung dieses Ventiles erzwungen wird.
In Erkenntnis der Tatsache, daß an sich eine reine Freilaufdiode ohne Vorwiderstand die abschaltspannungsabhängige
Verlustwärmeentwicklung in der Umgebung der Schutzbeschaltung vermeiden würde, andererseits aber eine erhebliche Abfallverzögerung
hervorrufen und damit eine Schnellabschaltung des Elektromagneten bei Betriebsende verhindern würde,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltungsanordnung eingangs genannter Art
dahingehend weiterzubilden, daß einerseits während stationären Taktbetriebes keine unzulässige, abschaltspannungsabhängige
Verlustwärme in der Schutzbeschaltung entsteht, andererseits aber bei Betriebsende,
also am Ende des Einschaltintervalles für den Elektromagneten, eine Verzögerung der Entregung im
Interesse einer wirksamen Schnellabschaltung des Elektromagneten vermieden ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schutzschaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art
dadurch gelöst, daß die Maßnahmen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 getroffen
werden.
Durch diese erfindungsgemäße Lösung ist gewährleistet, daß während des stationären Taktimpulse-Betriebes,
also während des Einschaltintervalles mit periodisch geschaltetem Elektromagneten, die Freilaufdiode
unmittelbar dem Elektromagneten parallelgeschaltet ist, also die periodischen Abschalt-Spannungsspitzen unmittelbar
kurzgeschlossen werden, ohne daß es im Schaltverstärker selbst oder in der Schutzbeschaltung
zu nennenswerter Entwicklung von Verlustwärme kommt. Die durch diese unmittelbare Parallelschaltung
der Freilaufdiode bedingte, spürbar erhöhte Abfallverzögerung des Elektromagneten stellt dabei noch einen
vorteilhaften Nebeneffekt dar, weil sich dadurch eine Verbesserung der Charakteristik des quasi-kontinuierlichen
Dauerbetriebes mit Halteerregung während des Einschaltintervalles ergibt. Indem andererseits am Ende
des Einschaltintervalles die zuvor erwähnte unmittelbare Parallelschaltung von Elektromagnet und Freilaufdiode
aufgehoben wird, tritt einerseits nun keine Abfallverzögerung des Elektromagneten mehr auf, und
die andererseits stattdessen einmalig, nämlich bei Betriebsende auftretende erhöhte Abschalt-Spannungsspitze
wird ohne weiteres durch eine der erwähnten herkömmlichen Abschaltspannungs- Begrenzerschaltungen
auf ein für die Funktion des Schaltverstärkers unkritisches Maß begrenzt, ohne daß die einmalig im
Schaltverstärker bzw. im Bereiche der Schutzbeschaltung beim Dioden-Serienwiderstand kurzzeitig zu
vernichtende Verlustleistung zu einer spürbaren Erwärmung führt.
Als elektronischer Schalter wird zweckmäßigerweise die Schaltstrecke eines Zweirichtungs-Tyristors (Triacs)
benutzt, desse Gate, über den geschlossenen Betriebsschalter, also während stationärer Taktansteuerung des
Elektromagneten, für periodisches Zünden beim periodischen Abschalten des Schaltverstärkers vorgespannt
ist. D. h„ bei geschlossenem Betriebsschalter wird die kontinuierliche Gate-Ansteuerung derart dimensioniert,
daß jeweils beim periodischen Auftreten der Abschalt-Spannung die Schaltstrecke des Triac durchzündet und
damit die Freilaufdiode über diese nun niederohmige Schaltstrecke unmittelbar dem Elektromagneten parallelgeschaltet
wird. Dadurch wird die erhöhte Abschalt-Spannung rasch abgebaut, und das Triac verlöscht
wieder. Bei Betriebsende dagegen, wenn also der Betriebsschalter geöffnet ist, ist das Gate des Triac nicht
mehr für ein Durchzünden der Schaltstrecke vorgespannt, d. h., beim letztmaligen Abschalten des Elektromagneten
wird der Schalter in Form des Triac nicht mehr geschlossen, die unmittelbare Parallelschaltung
von Elektromagnet und Freilaufdiode und damit die für Dauerbetrieb günstige, für Schnellabschaltung bei
Betriebsende aber hinderliche Abfallverzögerung tritt nicht ein.
Wenn der Betriebsschalter bei vorgesehenem Betriebsende mit erwünschter Schnellentregung des Elektromagneten in einem Moment geöffnet wird, da das Triac gerade eine niederohmige Schaltstrecke aufweist, also die Freilaufdiode dem Elektromagneten parallelgeschaltet hat, dann wird dadurch die gewünschte te Schnellentregung verhindert, weil ein Triac nur dadurch wieder abschaltet, daß der Laststrom über die Schaltstrecke unterbrochen wird. Um auch in solchen ungünstigen Zeitpunkten für das öffnen des Betriebsschaltern die Schnellabschaltung sicherzustellen, ist es nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, mit öffnen des Betriebsschalters eine kurze Impulsansteuerung des Schaltverstärkers auszulösen, die bewirkt, daß dieser, falls er im Zuge des Taktbetriebes gerade hochohmig war, nun kurz
Wenn der Betriebsschalter bei vorgesehenem Betriebsende mit erwünschter Schnellentregung des Elektromagneten in einem Moment geöffnet wird, da das Triac gerade eine niederohmige Schaltstrecke aufweist, also die Freilaufdiode dem Elektromagneten parallelgeschaltet hat, dann wird dadurch die gewünschte te Schnellentregung verhindert, weil ein Triac nur dadurch wieder abschaltet, daß der Laststrom über die Schaltstrecke unterbrochen wird. Um auch in solchen ungünstigen Zeitpunkten für das öffnen des Betriebsschaltern die Schnellabschaltung sicherzustellen, ist es nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, mit öffnen des Betriebsschalters eine kurze Impulsansteuerung des Schaltverstärkers auszulösen, die bewirkt, daß dieser, falls er im Zuge des Taktbetriebes gerade hochohmig war, nun kurz
2i durchschaltet und dadurch die Potentialdifferenz über
den Anodenanschlüssen des Triac kurzzeitig zusammenbrechen läßt, mit der Folge, daß der Triac, falls er
gerade durchgeschaltet war, in diesem Moment des Betriebsendes auf jedenfall hochohmig wird und damit
die Parallelschaltung der Freilaufdiode zum Elektromagneten aufhebt. Am Ende dieser Impulsansteucrung
des Schaltverstärkers tritt kein neues Durchschalten des Triac ein, weil jetzt der Betriebsschalter geöffnet, das
Triac-Gate also nicht für ein Durchzünden der
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung
mit nachstehender Beschreibung eines Prinzipschaltbildes sowie eines Schaltbildes für eine bevorzugte
schaltungstechnische Realisierung einer Schutzschaltung nach der Erfindung. Es zeigt
Fig. 1 eine Schutzschaltung nach der Erfindung mit einem einer Freilaufdiode zugeordneten, in Abhängigkeit
von der Funktion eines Schaltverstärkers angesteuerten elektronischen Schalter, und
Fig.2 eine Schutzschaltung nach Fig. 1, bei der der
elektronische Schalter durch ein Triac realisiert ist.
Im auf das Wesentliche beschränkten Schaltbild nach Fig. 1 ist ein Elektromagnet 1 zwischen positiver
ίο Versorgungsspannung und Masse mit einem elektronischen
Schaltverstärker 2 in Serie geschaltet. Die Kollektor-Emitter-Schaltstrecke des in Darlington-Schaltung
wiedergegebenen Schaltverstärkers 2 ist niederohmig, der Schaltverstärker 2 also auf Durchlaß
3) geschaltet, wenn, bei geschlossenem Betriebsschalter 3,
die Basis des Eingangstransistors angesteuert wird. Beim Betriebsschalter 3 kann es sich beispielsweise um
einen von Hand ober über eine automatische Steuerungseinrichtung betätigten elektromechanischen oder
elektronischen Schalter handeln. Betätigung, also Schließen des Betriebsschalters 3 bezweckt die Erregung
des Elektromagneten 1, um eine Kraft auf ein elektromagnetisch betätigtes Stell- oder Betätigungselement
auszuüben, beispielsweise den Fadenabschneider an einer Nähmaschine.
Um mit einer einzigen Betriebsspannung auszukommen, wird im Interesse einer Schnellerregung des
Elektromagneten 1 im Momente des Schließens des
Betriebsschalters 3 vorübergehend volle Betriebsspannung an den Elektromagneten 1 angelegt und daraufhin
auf intermittierenden oder Takt-Betrieb mit der Wirkung einer nach Maßgabe des Tastverhältnisses auf
die sogenannte Halteerregung verringerten Erregung umgeschaltet. Dafür ist zwischen dem Betriebsschalter 3
und dem Schaltverstärker 2 ein elektronischer Umschalter 4 vorgesehen, der als separater Bausatz eingeschaltet
oder Bestandteil der Beschattung des Schaltverstärkers 2 sein kann. Dieser Umschalter 4 weist eine
monostabile Kippstufe 5 auf, die aufgrund Ansteuerung vom Betriebsschalter 3 her so lange den Schaltverstärker
2 auf Durchlaß steuert, bis sie nach Ablauf ihrer Zeitkonstante in den stabilen Schaltzustand zurückkippt
und fortan einen dem zweiten Ausgang nachgeschalteten stabilen Multivibrator 6 ansteuert, wenn und solange
der Betriebsschalter 3 weiterhin geschlossen bleibt. Nunmehr erfolgt also die Ansteuerung des Schalterverstärkers
3 periodisch, nach Maßgabe des Tastverhältnisses (Impuls-Impulspause- Verhältnisses) des Ausgangssignales
des Multivibrators 6.
Aus der Schaltungstechnik ist es bekannt, daß beim Abschalten eines Elektromagneten 1 aufgrund seiner
Selbstinduktivität eine Abschalt-Spannungsspitze auf dem magnetseitigen Anschluß der Schaltstrecke auftritt,
die von der sich öffnenden und geöffneten Schaltstrekke, im dargestellten Beispielsfalle von der Darlington-Emitter-Strecke
des Schaltverstärkers 2, sicher gesperrt werden muß, um zu verhindern, daß bei Betriebsende
weiterhin Erregerstrom durch den Elektromagneten 1 fließt; denn das würde eine Schnellentregung des
Elektromagneten 1 bei Betriebsende verhindern und könnte außerdem zur Zerstörung des Schaltverstärkers
2 führen.
Um Spannungsüberschläge aufgrund der Abschalt-Spannungsspitzen am Schaltverstärker 2 zu vermeiden,
ist es üblich, Abschaltspannungs-Begrenzerschaltungen 7 vorzusehen, von denen die beiden wichtigsten
Realisierungsformen in F i g. 1 berücksichtigt sind. Die erste Alternative für eine solche Begrenzerschaltung 7.1
besteht im wesentlichen aus einer zwischen Kollektor und Basis des Eingangstransistors des Schaltverstärkers
2 vorgesehenen Rückkopplung in Form einer Zenerdiode 8, mit der in der Regel eine Vorspannungsdiode 9 in
Serie geschaltet ist. Die Durchbruchspannung der Zenerdiode 8 ist nach Maßgabe der zulässigen
Sperrspannung am Schaltverstärker 2 gewählt, d. h., wenn diese Sperrspannung infolge Auftretens eines
Abschalt-Spannungsimpulses überschritten wird, schaltet die Zenerdiode 8 durch, und infolge Stromeinspeisung
in die Basis des Eingangstransistors des Schaltverstärkers 2 wird letzterer so weit aufgesteuert, daß die
ansonsten schädliche Abschalt-Spannung durch Umsetzen in Verlustwärme abgebaut wird.
Die zweite Alternative für die Begrenzerschaltung 7.2 besteht aus einer Reihenschaltung einer Freilaufdiode
10 mit einem Vorwiderstand U, wobei diese Reihenschaltung dem Elektromagneten 1 parallelgeschaltet ist.
Die Freilaufdiode 10 ist für die Abschalt-Spannungsspitzen in Durchlaßrichtung gepolt, so daß diese über die
genannte Begrenzerschaltung 7.2 gemäß der zweiten Alternative kurzgeschlossen werden. Dabei dient der
Vorwiderstand U dazu, die hierdurch bedingte Abfallverzögerung des Elektromagneten 1 bei Betriebsende
wenigstens teilweise zu kompensieren, und der Vorwiderstand 11 wird derart dimensioniert, daß sich
aufgrund des Spannungsabfalles über ihm keine für den Schaltverstärker 2 kritische Abschalt-Spannungshöhe
mehr einstellt. Allerdings führt nun der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand U zu dessen erheblicher und
unter besonderen Einsatzfällen aufgrund Wärmeabstrahlung nicht mehr zulässiger Erwärmung, da ja
während Dauerbetriebes des Elektromagneten 1 im Schaltbetrieb die Abschalt-Spannungsspitzen in rascher
Folge auftreten.
Um einerseits unzulässige Abschalt-Spannungspitzen und andererseits unerwünschte Verlustwärme in jenem
to Vorwiderstand 11 zu vermeiden, ist nach der erfindungsgemäßen
Schutzschaltung stets eine Freilaufdiode 10 vorgesehen, die dem Elektromagneten 1 über einen
elektronischen Schalter 12 unmittelbar parallelschaltbar ist. Dieser Schalter 12 wird vom Schaltverstärker 2, wie
in Fig. 1 durch den Anschluß des Steuereingangs 13 symbolisch dargestellt, derart angesteuert, daß. er
während stationären Dauerbetriebes des Elektromagneten 1, zumindest aber jeweils am Pulsende der
Taktansteuerung vom Multivibrator 6 her, geschlossen ist. D.h., während stationären Betriebes des Elektromagneten
1 ist die Freilaufdiode 10 zu jedem Abschaltaugenblick dem Elektromagneten 1 unmittelbar
parallel geschaltet, und die gesamte Abschaltspannung wird unmittelbar kurzgeschlossen, ohne den
Schaltverstärker 2 zu beanspruchen. Die damit einhergehende Vergrößerung der Abfallverzögerung ist nur
günstig, da ja der Zweck der periodischen Ansteuerung des Elektromagneten 1 bei stationärem Betrieb der ist,
den Elektromagneten 1 kontinuierlich mit gemäß dem Mittelwert der periodischen Ansteuerung des Schaltverstärkers
2 verringerter Halteerregung zu betreiben. Eine unter Umständen angeschlossene Begrenzerschaltung
7 gemäß erster Alternative 7.1 oder gemäß zweier Alternative 7.2 (d. h. Ergänzung der Freilaufdiode 10 um
den Vorwiderstand U) ist wirkungslos, da ja die Abschalt-Spannungsspitzen sofort über den geschlossenen
Schalter 12 und die Freilaufdiode 10 unmittelbar kurzgeschlossen werden.
Wenn jedoch bei Betriebsende der Betriebsschalter 3 wieder geöffnet wird, also eine wesentliche Abfallverzögerung stören würde, dann wird aufgrund geänderter Ansteuerung des Steuereinganges 13 der Schalter 12 nicht mehr geschlossen, d. h, es findet keine unmittelbare Parallelschaltung der Freilaufdiode 10 zum Elektromagneten 1 mehr statt. Stattdessen wird die Begrenzerschaltung 7 in derjenigen Alternative, die im konkreten Anwendungsfalle vorgesehen ist, bevorzugt in der ersten Alternative 7.1, wirksam, d. h, einmalig — nur bei Betriebsende — erfolgt ein Abbau der Abschalt-Spannung durch Umsetzung in Verlustwärme, ohne daß dadurch bereits eine unzulässige Erwärmung der aktiven Bauelemente des Schaltverstärkers 2 oder ggf.
Wenn jedoch bei Betriebsende der Betriebsschalter 3 wieder geöffnet wird, also eine wesentliche Abfallverzögerung stören würde, dann wird aufgrund geänderter Ansteuerung des Steuereinganges 13 der Schalter 12 nicht mehr geschlossen, d. h, es findet keine unmittelbare Parallelschaltung der Freilaufdiode 10 zum Elektromagneten 1 mehr statt. Stattdessen wird die Begrenzerschaltung 7 in derjenigen Alternative, die im konkreten Anwendungsfalle vorgesehen ist, bevorzugt in der ersten Alternative 7.1, wirksam, d. h, einmalig — nur bei Betriebsende — erfolgt ein Abbau der Abschalt-Spannung durch Umsetzung in Verlustwärme, ohne daß dadurch bereits eine unzulässige Erwärmung der aktiven Bauelemente des Schaltverstärkers 2 oder ggf.
des Vorwiderstandes 11 eintritt.
Durchlaßrichtung der Freilaufdiode 10 Strom fließt, nämlich um während stationären Betriebes mit Halteerregung
die unipolaren, periodisch auftretenden Abschaltspannungsspitzen kurzzuschließen, könnte als
gesteuerter elektronischer Schalter an sich ohne weiteres der Einsatz eines Thyristors in Betracht
gezogen werden. Allerdings würde der kathodenseitig praktisch auf Versorgungsspannungspotential liegen,
d.h. an seinem Gate müßte eine dagegen wiederum positive Spannung zur Verfugung gestellt werden, um
den Thyristor durchschalten zu können. Um den schaltungstechnischen Aufwand für die Bereitstellung
einer solchen, gegenüber der — im dargestellten Beispielsfall positiven — Versorgungsspannung zu
vermeiden, ist für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Lösung, wie es in F i g. 2
dargestellt ist, der Einsatz eines sogenannten Zweirichtungs-Thyristors
oder Triac 14 zur Realisierung des steuerbaren elektronischen Schalters 12 vorgesehen,
weil dieses Bauelement auch im II. Quadranten der I/U- Kennlinie durchgezündet werden kann. Der in
F i g. 1 symbolisch dargestellte Steuereingang 13 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 also durch das
Triac-Gate 15 realisiert Da im dargestellten Ausfüh- to rungsbeispiel vorgesehen ist, daß auch der Betriebsschalter 3 an positiver Versorgungsspannung liegt, ist
zwischen diesem und dem Gate 15 eine Inverterschaltung 16 eingefügt. Dadurch ist dann, wenn der
Betriebsschalter 3 für kontinuierlichen Betrieb des is
Elektromagneten 1 mit Halteerregung geschlossen ist, das Gate 15 auf ein niedrigeres Potential gelegt, als die
Bezugsanode des Triac 14, um letzteren um II. Quadranten des Kennliniendiagrammes durchzünden zu
können.
Bei geschlossenem Betriebsschalter 3 ist somit das Gate 15 derart vorgespannt, daß das Triac 14 zündet,
ehe die Abschalt-Spannung am magnetseitigen Anschluß des Schaltverstärkers 2 einen für diesen
typischen Wert erreicht hat; d. h, während kontinuierlichen Taktbetriebes des Elektromagneten 1 schaltet der
Schalter 12 wiederum periodisch durch, indem die Schaltstrecke des Triac 14 bei Auftreten von Abschalt-Spannungsimpulsen
zündet, und die Freilaufdiode 10 ist jedesmal dann dem Elektromagneten 1 unmittelbar
parallelgeschaltet, um diese Abschalt-Spannungsspitzen kurzzuschließea
Bei Betriebsende dagegen, wenn also der Betriebsschalter 3 wieder geöffnet wird, wird die Ansteuerung
des Gate 15 aufgehoben, d. h., beim nunmehr auftretenden
letzten Abschalt-Spannungsimpuls ist der unmittelbare Kurzschluß über die Freilaufdiode 10 nicht
gegeben, weshalb die Begrenzerschaltung 7 (etwa in der ersten Alternative 7.1) einmalig wirksam wird.
Um sicherzustellen, daß die Schnellentregung des Elektromagneten 1 bei öffnung des Betriebsschalters 3
auch dann eintritt, wenn das Triac 14 gerade durchgezündet haben sollte, ist es gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, einen Impulsgeber 17, etwa ebenfalls in der Bauform einer
monostabilen Kippstufe, vorzusehen. Auf Verschwinden der Steuerspannung aufgrund öffnens des Betriebsschalters 3 wird dieser dynamisch angeregt und einmalig
eine kurze Impulsansteuerung des elektronischen Schaltverstärkers 2 hervorgerufen. Dadurch wird
sichergestellt, daß das Triac 14, sollte es in diesem Momente gerade durchgezündet sein, gelöscht und
somit die Abfallverzögerung durch Abschalten der Freilaufdiode 10 aufgehoben wird; und stattdessen wird
die Begrenzerschaltung 7 — sei es in der ersten Alternative 7.1 mit der Dioden-Rückkopplung am
Schaltverstärker 2 oder in der zweiten Alternative 7.2 mit dem Vorwiderstand 11 vor der Freilaufdiode 10 —
wirksam.
809 584/474
Claims (3)
1. Schutzschaltungsanordnung für einen über einen Betriebsschalter ansteuerbaren elektronischen
Schaltverstärker, der während seines Einschaltintervalles einen Elektromagneten — insbesondere für
elektromagnetisch betätigte Stell- und Betätigungselemente an Nähmaschinen — mit Taktimpulsen
eingeschaltet hält, mit einer einseitig zwischen dem Elektromagneten und dem Schaltverstärker angeschlossenen
Abschaltspannungs-Begrenzerschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß als eine weitere Abschaltspannungs-Begrenzerschaltung
dem Elektromagneten (1) eine Freilaufdiode (10) über einen elektronischen Schalter (12) parallelgeschaltet
ist, der vom Schaltverstärker (2) während des Einschaltintervalles, mindestens aber während
des Abfallens der Taktimpulse, auf Durchlaß geschaltet ist, und der bei Beendigung des Einschaltintervalles
durch den Betriebsschalter (3) auf Sperrung angesteuert ist, und daß die erstgenannte
Abschaltspannungs-Begrenzerschaltung (7; 7.1 bzw.
7.2) derart bemessen ist, daß sie bei gesperrtem elektronischem Schalter (12) stromführend ist
2. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische
Schalter (12) die Schaltstrecke eines Triac (14) ist, dessen Gate (15) über den geschlossenen Betriebsschalter (3) während des Einschaltintervalles für
periodisches Zünden beim periodischen Abschalten des Schaltverstärkers (2) vorgespannt ist, und daß
ein Impulsgeber (17) vorgesehen ist, der beim öffnen des Betriebsschalters (3) einen kurzen Einschaltimpulse
auf den Schaltverstärker (2) gibt.
3. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gate
(15) des Triac (14) und dem an Versorgungsspannung für den Elektromagneten (1) liegenden Betriebsschalter (3) eine Inverterschaltung (16) vorgesehen
ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2732512A DE2732512C2 (de) | 1977-07-19 | 1977-07-19 | Schutzschaltungsanordnung für einen elektronischen Schaltverstärker vor einem Elektromagneten |
US05/924,902 US4167030A (en) | 1977-07-19 | 1978-07-14 | Protective circuit for an electronic switching amplifier in series with an electromagnet |
JP53086819A JPS6032328B2 (ja) | 1977-07-19 | 1978-07-18 | 電子式スイッチング増幅器用保護回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2732512A DE2732512C2 (de) | 1977-07-19 | 1977-07-19 | Schutzschaltungsanordnung für einen elektronischen Schaltverstärker vor einem Elektromagneten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2732512B1 true DE2732512B1 (de) | 1979-01-25 |
DE2732512C2 DE2732512C2 (de) | 1979-09-13 |
Family
ID=6014251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2732512A Expired DE2732512C2 (de) | 1977-07-19 | 1977-07-19 | Schutzschaltungsanordnung für einen elektronischen Schaltverstärker vor einem Elektromagneten |
Country Status (3)
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---|---|
US (1) | US4167030A (de) |
JP (1) | JPS6032328B2 (de) |
DE (1) | DE2732512C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2572600A1 (fr) * | 1984-10-31 | 1986-05-02 | Sgs Microelettronica Spa | Stabilisateur electronique de tension, utilisable en particulier dans l'automobile, avec protection contre les surtensions transitoires de polarite opposee a celle du generateur |
US7573693B2 (en) | 2003-05-23 | 2009-08-11 | Pilz Gmbh & Co. | Safety switching device and method for failsafe shutdown of an electric load |
CN107641912A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-01-30 | 浙江众邦机电科技有限公司 | 一种缝纫机的电磁铁短路报警系统 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2841781A1 (de) * | 1978-09-26 | 1980-04-10 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum betrieb von elektromagnetischen verbrauchern bei brennkraftmaschinen |
US4665459A (en) * | 1985-04-01 | 1987-05-12 | Motorola, Inc. | Method and circuit for dissipating stored inductive energy |
JPS6269605A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | ソレノイド駆動回路 |
US4850250A (en) * | 1987-12-07 | 1989-07-25 | General Motors Corporation | Brake-initiated release of an electric motor driven cruise control system |
US5055961A (en) * | 1989-11-06 | 1991-10-08 | Caterpillar Industrial Inc. | Flyback current dampening apparatus |
DE4202761C2 (de) * | 1992-01-31 | 1995-10-05 | Hella Kg Hueck & Co | Schaltung zur Ansteuerung und Überwachung induktiver Lasten, insbesondere von Magnetventilen in einem Antiblockierregelsystem |
DE69416595T2 (de) * | 1994-11-30 | 1999-06-17 | St Microelectronics Srl | Schaltung zur Begrenzung der Ausgangsspannung eines Leistungstransistors |
US7495879B2 (en) * | 2005-02-04 | 2009-02-24 | Thexton Andrew S | Solid-state magnet control |
US11521774B2 (en) | 2020-08-28 | 2022-12-06 | Hubbell Incorporated | Magnet control units |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1485265C2 (de) * | 1962-09-18 | 1975-12-11 | G. M. Pfaff Ag, 6750 Kaiserslautern | Fadenschneideinrichtung an Nähmaschinen |
US3579052A (en) * | 1968-09-21 | 1971-05-18 | Nippon Denso Co | System for driving a. d. c. electromagnet |
US3790862A (en) * | 1972-12-21 | 1974-02-05 | Square D Co | Excitation control circuit for electromagnet coil |
US3864608A (en) * | 1973-05-21 | 1975-02-04 | Mkc Electronics Corp | Combination monostable and astable inductor driver |
IT1001996B (it) * | 1973-11-28 | 1976-04-30 | Organizzazione Servizi Calcest | Calcestruzzo incorporante dei corpi pieni oppure cavi a forma sferica c pseudo sferica in vetro |
US3870931A (en) * | 1974-02-04 | 1975-03-11 | Sun Chemical Corp | Solenoid servomechanism |
US4142684A (en) * | 1975-01-03 | 1979-03-06 | Maschinenfabrik Peter Zimmer Aktiengesellschaft | Pulse generator for intermittently energizing an actuating coil of a spray nozzle or the like |
US4041546A (en) * | 1976-06-04 | 1977-08-09 | Ncr Corporation | Solenoid driver circuit |
-
1977
- 1977-07-19 DE DE2732512A patent/DE2732512C2/de not_active Expired
-
1978
- 1978-07-14 US US05/924,902 patent/US4167030A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-07-18 JP JP53086819A patent/JPS6032328B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2572600A1 (fr) * | 1984-10-31 | 1986-05-02 | Sgs Microelettronica Spa | Stabilisateur electronique de tension, utilisable en particulier dans l'automobile, avec protection contre les surtensions transitoires de polarite opposee a celle du generateur |
US7573693B2 (en) | 2003-05-23 | 2009-08-11 | Pilz Gmbh & Co. | Safety switching device and method for failsafe shutdown of an electric load |
CN107641912A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-01-30 | 浙江众邦机电科技有限公司 | 一种缝纫机的电磁铁短路报警系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2732512C2 (de) | 1979-09-13 |
JPS6032328B2 (ja) | 1985-07-27 |
US4167030A (en) | 1979-09-04 |
JPS5421553A (en) | 1979-02-17 |
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