DE2801894A1

DE2801894A1 - Gleichspannungs-steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2801894A1
Application number: DE19782801894
Authority: DE
Inventors: Shunji Minami
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-01-17
Filing date: 1978-01-17
Publication date: 1978-07-20
Also published as: CA1082771A; JPS5624470B2; US4144484A; DE2801894C2; JPS5388942A

Description

DR. 3ERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 £ O U I O 3 H

■3·

λ T₊₁₄. „ο -,/,ο 17. Januar 1978

Anwaltsakte; 2o /^o

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Kadoma-shi, Osaka-fu Japan

Gleichspannungs-Steuereinrichtung

vii/xx/ha 809829/0991

* (089j 9882 7? Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988273 BERGSTAPITATLNT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100(BLZ 70020270) 98331» 0524560 BERG il Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

Anwaltsakte; 28 7^8

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Gleichspannungs-Steuereinrichtung, um eine Gleichspannung auf einen geford erten Wert zu erhöhen oder zu senken und um sie bei dem geforderten Wert zu speichern oder auf diesem Wert zu halten.

Es gibt verschiedene Ausführungsformen von Analogspeichern. Eine erste Ausführungsform weist eine Verbindung eines Motors und eines Potentiometers auf; bei einer zweiten Ausführungsform wird ein Kondensator verwendet; eine dritte Ausführungsform weist ein digitales Speichersystem aus einem A/D-Umsetzer, einem Digitalspeicher und einem D/A-Umsetzer auf; bei einer vierten Ausführungsform wird der Magnetismus ausgenutzt, und bei einer fünften Ausführungsform sind elektromechanische Vorgänge ausgenutzt. Bei einem Analogspeicher mit einem Motor und einem Potentiometer ,um eine Gleichspannung auf einen geforderten Wert zu erhöhen oder abzusenken und sie auf dem geforderten Wert zu halten, ist das Ansprechverhalten des Ausgangs auf den Eingang wegen der Bemessungeschwankungen infolge von Herstellungstoleranzen der mechanischen Teile jedoch nicht genau. Ferner erfordert der Analogspeicher mit einem

809829/0991

digitalen Speichersystem Analog-Digital- und Digital-Analog-Umsetzungen, so daß das System im Aufbau kompliziert und sehr groß wird.

Die Erfindung soll daher eine Gleichspannungs-Steuereinrichtung schaffen, welche im Aufbau sehr einfach, jedoch sehr zuverlässig und betriebssicher ist, um eine Gleichspannung auf einen geforderten Wert zu erhöhen oder abzusenken und um sie auf dem geforderten Wert zu halten.

Gemäß der Erfindung ist daher eine Gleichspannungs-Steuereinrichtung geschaffen mit einem Analogspeicher, einem ersten RS-Flip-Flop , einem zweiten RS-Flip-Flop, einer ersten Diode, einer zweiten Diode und Aufwärts-, Abwärts- und Stopp- bzw. Stillsetzschaltern. Durch Betätigung dieser Aufwärts-, Abwärts- und Stopp-Schalter kann der Ausgang von dem Analogspeicher auf einen geforderten Wert gesteuert werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Gleichspannungs-Steuereinrichtung erste und zweite RS-Flip-Flops, zwei Dioden und einen Analogspeicher mit einem MOS-Feldeffekttransistor, einen nicht polarisierten Kondensator und einen Analogschalter auf. Damit kann die Gleichspannung auf einen vorbestimmten Wert erhöht, abgesenkt oder auf diesem Wert gehalten werden. Wegen des Analogspeichers wird der Signalpegel sogar im Fall eines Energie- oder Netzausfalls gespeichert

809829/0991

oder gehalten. Die Gleichspannungs-Steuereinrichtung kann als Helligkeitssteuerung einer Glühlampe, als spannungsgesteuerte Frequenz (VCF) eines Äblenk- oder Kippgenerators usw. verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 eine Schaltung einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2 eine Schaltung eines Analogspeichers;

Fig.3 Schwankungen am Ausgang des Analogspeichers;

Fig.k eine Schaltung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.5 ein Schaltbild von Schaltungen zur Einstellung des oberen und unteren Grenzwertes;

Fig.6 die Ausgangs Schwankung bei einem Analogspeicher der zweiten Ausführungsform; und

Fig.7 eine Schaltung eines Analogschalters für den

- 7 809829/0991

Analogspeicher.

In Fig.l sind der Setzeingang S. eines ersten RS-Flip-Flops FFl und der Setzeingang S₀ eines zweiten RS-Flip-Flops FF2 über

Ct

eine erste Diode D. miteinander verbunden, während der Setzeingang S. des ersten Flip-Flops FFl und der Rücksetzeingang RS

1 Ct

des zweiten Flip-Flops FF2 über eine zweite Diode D₀ miteinander

Ct

verbunden sind. Der Ausgang Q₁ des ersten Flip-Flops FFl ist über einen Widerstand R mit der Basis eines Transistors Tr verbunden, welche ihrerseits über einen Widerstand R mit

Ct

dem Emitter und einer Energiequelle+V„ verbunden ist.

Der Kollektor des Transistors Tr. ist über eine dritte Diode D„ geerdet und ist mit dem Steueranschluß Tc eines Analogspeichers AM verbunden. Der Ausgang Q₀ des zweiten Flip-Flops FF2 ist mit

Ct

dem Eingangsanschluß Ti des Analogspeichers AM verbunden, dessen Ausgang mit einer gesteuerten Schaltung F, wie beispielsweise einer Glühlampe verbunden ist. Die einen Elektroden (Anoden) der ersten und zweiten Dioden D. und D_ und der Rücksetzeingangsanschluß RS₀ des ersten Flip-Flops FFl sind mit den einen Kontakten von Schaltern SW-, SW₀ bzw. SW, verbunden, deren andere Kontakte mit einer Energiequelle +V_ verbunden sind. Die ersten und zweiten Flip-Flops FFl und FF2 sind mit der Energiequelle +V_R verbunden und, wie dargestellt, geerdet, und weisen invertierte Ausgangsanschlüsse Q- und Q₀ auf.

J. Ci

809829/0991

In Fig.2 ist eine Schaltung des Analogspeichers AM dargestellt. Der Eingangsanschluß Ti ist über einen Widerstand R„ mit exiem Kontakt eines Schutzrohrkontaktrelais bzw. eines Reedrelais RL verbunden, dessen anderer Kontakt mit der Steuerelektrode eines MOS-Feldeffekttransistors Tr _ verbunden ist. Ein nicht polarisierter Kondensator C ist zwischen die Steuerelektrode und Erde geschaltet, und die Quellenelektrode des Transistors Tr „ ist über einen Ausgangswiderstand R. geerdet. Ein Ende der Wicklung des Reedrelais RL ist mit dem Steueranschluß Tc verbunden, dessen anderer Anschluß geerdet ist. Die Senkenelektrode des Transistors Tr ist mit der Energiequelle +V verbunden, und der

Ausgang Vo der Quellenelektrodenschaltung wird von der Quellenelektrode des Transistors Tr_n erhalten und an die gesteuerte Schaltung F als Ausgang des Analogspeichers AM angelegt.

Anhand der Fig.l bis 3 wird nunmehr die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform beschrieben. Wenn der Schalter SW. geschlossen wird, wird das Signal über die erste Diode D. an den Setzeingangsanschluß S₁ des ersten Flip-Flops FFl und an den Setzeingangsanschluß S₀ des zweiten Flip-Flops FF2 angelegt. Die Ausgangsanschlüsse Q₁ und Q₂ der Flip-Flops FFi und FF2 ändern sich auf einen niedrigen Pegel, so daß der Strom über den Widerstand K-j fließt und der Transistor Tr angeschaltet wird. Das Steuersignal Vc wird dann an den Steueranschluß Tc des Analogspeichers AM angelegt, so daß die Wicklung des Reedrelais RL erregt wird und das Relais geschlossen wird. Da der Ausgang Q„

809829/0991

des zweiten Flip-Flops FF2 auf niedrigem Pegel liegt, wird die Spannung an dem Kondensator C entladen, so daß der Stromfluß über den Feldeffekttransistor Tr gesenkt wird und der Ausgang Vo allmählich ( auf OV) sinkt, wie in Fig.3 dargestellt ist. Wenn der Schalter SW₁ geöffnet wird, solange der Schalter SW. zum Zeitpunkt t. geschlossen ist, wenn der Ausgang Vo abfällt, geht der Ausgang Q. des ersten Flip-Flops FFl auf einen hohen Pegel, so daß der Transistor Tr. abgeschaltet wird. Die Wicklung des Reedrelais wird entregt, so daß das Relais abschaltet. Das Entladen des Kondensators C wird dadurch unterbrochen, so daß der Ausgang Vo auf einem konstanten Pegel bleibt. Das heißt, der Feldeffekttransistor Tr hält die Ausgangsspannung Vo auf einem bestimmten Wert. Die Ausgangsspannung Vo, die von dem Analogspeicher AM an die gesteuerte Schaltung F angelegt wird, wird nach dem Zeitpunkt t auf einem konstanten Pegel gehalten.

Wenn der Schalter SW „ abgeschaltet wird, solange der Schalter SW zu einem Zeitpunkt t geschlossen wird, geht der Ausgang Q₁ des ersten Flip-Flops FFl auf einen niedrigen Pegel über, so daß der Transistor Tr. angeschaltet wird. Folglich wird dann das Reedrelais RL geschlossen. Der Ausgang Q₀ des zweiten Flip-Flops FF2 liegt auf einem hohen Pegel, so daß der Kondensator C geladen wird. Folglich nimmt der Stromfluß über den Feldeffekttransistor Tr„ zu, so daß der Ausgang Vo auf etwa +V„ ansteigt. Wenn der Schalter SW „ zum Zeitpunkt t_ gescüLos-

809829/0991

sen wird,wenn der Ausgang Vo ansteigt, ändert sich der Ausgang Q. des ersten Flip-Flops FFl auf einen hohen Pegel, so daß sowohl der Transistor Tr₁ als auch das Reedrelais RL abgeschaltet werden. Infolgedessen speichert der Analogspeicher AM den Ausgang Vo der Quellenelektrodenschaltung des Transistors Tr₀, wenn das Reedrelais abgeschaltet war.

Wie oben beschrieben, kann durch Betätigen der Schalter SW. bis SW„ der Gleichspannungsausgang Vo herabgesetzt, erhöht oder auf einem konstanten Pegel gespeichert oder gehalten werden. Wenn infolgedessen die gesteuerte Schaltung F eine Glühlampe aufweist, kann die Lichtstärke entsprechend gesteuert und auf einem geforderten Pegel gehalten werden.

Die zweite, in Fig.k dargestellte Ausführungsform entspricht im Aufbau im wesentlichen der ersten Ausführungsform, außer daß die zweite Ausführungsform Schaltungen UL und LL zum Einstellen von oberen und unteren Grenzwerten aufweist. Die Eingangsanschlüsse der Schaltungen UL und LL sind mit dem Ausgangsanschluß des Analogspeichers AM verbunden, während die Ausgangsanschlüsse über vierte und fünfte Dioden D. bzw. D_ mit dem Rücksetzeingangsanschluß RS₁ des ersten Flip-Flops FFl verbunden sind.

In Fig.5 ist ein Schaltbild für die Schaltung UL und LL zum Einstellen der oberen und unteren Grenzwerte wiedergegeben, die jeweils einen Operationsverstärker A. oder A₀ aufweisen. Der Aus-

- 11 -

809829/0991

gang des Analogspeichers AM ist mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß a des ersten Operationsverstärkers A. und mit dem invertierenden Eingangsanschluß b_o des zweiten Operationsverstärkers A₀ verbunden. Die verschiebbaren Gleitstücke und Kontakte von veränderlichen Widerständen VR und VR sind

1 fm*

mit dem invertierenden Eingangsanschluß b. des ersten Verstärkers A. und mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß a des zweiten Operationsverstärkers A₀ verbunden. Die ersten und zweiten Operationsverstärker A. und A₀ und die veränderlichen Widerstände VR. und VR₀ sind mit der Energiequelle+V_n verbunden und ,wie dargestellt, geerdet.

Als nächstes wird die Arbeiteweise der zweiten Ausführungsform beschrieben. Die veränderlichen Widerstände VR₄ undVR sind

auf E_ (V_n > E_) und E. (E_ > E.) eingestellt. Wenn der Aus-U tJ U IUl

gang Vo des Analogspeichers AM entsprechend dem Schließen des Schalters SW ansteigt und E_ überschreitet, wird ein positiver Ausgang von dem ersten Operationsverstärker A erhalten, so daß der Ausgang Q₁ des ersten Flip-Flops FFl sich auf einen hohen Pegel ändert. Folglich werden der Transistor Tr₁ und das Keedrelais RL abgeschaltet, so daß der Anstieg der Ausgangsspannung auf dem voreingestellten Pegel E_ zum Stillstand kommt. Wenn der Ausgang Vo des Analogspeichers AM unter den voreingestellten Pegel E. abfällt, wird der positive Ausgang von dem zweiten Operationsverstärker A₀ erhalten, so daß der Ausgang Q₁ des ersten Flip-Flops FFl sich auf einen hohen Pe-

809829/0991

gel ändert. Folglich werden der Transistor Tr. und das Reedrelais RL abgeschaltet, so daß der Abfall der Ausgangsspannung auf dem voreingestellten Pegel E aufhört. Das heißt ,die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform entspricht im wesentlichen der der ersten Ausführungsform, außer daß der Spannungsanstieg und -abfall bei vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten E_n und E aufhört, wie in Fig.6 dargestellt ist.

Statt des Reedrelais RL des Analogspeichers AM kann auch ein Analogschalter aus einem MOS Feldeffekttransistor Tr verwendet werden, wie in Fig.7 dargestellt ist. Die Steuerelektrode des Transistors Tr_ ist mit einer Steuerelektrodenschaltung verbunden, die aus einem Widerstand Tr. und Widerständen R und R/ besteht.

Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der Erfindung der Pegel der Gleichspannung beliebig durch sehr einfache Betätigungen geändert werden. Wenn die Einrichtung gemäß der Erfindung in einem Gleichspannungs-Phasensteuersystem vorgesehen ist, kann die Lichtstärke einer Glühlampe beliebig erhöht, gesenkt oder auf einem bestimmten Wert durch die Betätigungen der drei Schalter gehalten werden. Infolgedessen kann die Einrichtung auch in Verbindung mit einer spannungsgesteuerten Frequenz (VCF), wie beispielsweise einem Kipp- oder Ablenkgenerator verwendet werden, so daß dessen Frequenz dann durch Betätigen der drei Schalter erhöht, gesenkt oder auf einem geforderten Wert gehalten werden kann. Infolgedessen kann

809829/0991

- 13 -

die Gleichspannungs-Steuereinrichtung mittels drei Schaltern in einfacher Weise gesteuert werden.

Ende der Beschreibung

¹ 809829/099 1

· /H₁. .

Leerse ite

Claims

DR. BERG DIPL.ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE
Postfach 860245 · 8000 München 86 £ Q U I O O <4

Anwaltsakte: 28

Patentansprüche

G.j Gleichspannungs-Steuereinrichtung , gekennzeichnet durch einen Analogspeicher (AM) mit einem MOS-Feldeffekt transistor (TR ) und einem nicht polarisierten Kondensator (C); durch ein erstes RS-Flip-Flop (FFl), das mit einem ersten Eingangsanschluß des Analogspeichers (AM) verbunden ist; durch ein zweites RS-Flip-Flop (FF2), das mit einem zweiten Eingangsanschluß des Analogspeichers (AM) verbunden ist; durch eine erste Diode (D ), die zwischen einen zweiten Setzeingangsanschluß (S₀) des zweiten RS-Flip-Flops (FF2) und einen ersten Setzeingangsanschluß (S.) des ersten RS-Flip-Flops (FFl) geschaltet ist; durch eine zweite Diode (D₀), die zwischen einen zweiten Rücksetzeingangsanschluß (RS₀) des zweiten RS-Flip-Flops (FF2) und einen ersten Setzeingangsanschluß (S₁) des ersten RS-Flip-Flops (FFl) geschaltet ist; durch einen Abwärtsschalter (SW.), der mit dem zweiten Setzeingangsanschluß (S.) des zweiten RS-Flip-Flops (FF2) verbunden ist; durch einen Aufwärtsschalter (SW₀), der mit dem zweiten Rücksetzeingangsanschluß (RS ) des zweiten RS-Flip-Flops (FF2) verbunden ist; und durch einen Stoppschalter (SW„), der mit dem ersten Rücksetzeingangsanschluß (RS.) des ersten RS-Flip-Flops (FFl) verbun-

Ö09829/0991 - 3 -

9(089)988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) 983310 0524560 BERG d Postscheck München 65343-80« (BLZ 70010080)

a,

den ist, wobei der Ausgang des Analogspeichers (AM) durch die Betätigungen der Abwärts-, Aufwärts- und Stoppschalter (SW bis

SW ) steuerbar ist.
3
2. Gleichspannungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analogschalter in dem Analogspeicher (AM) ein Reedrelais (RL) aufweist.
3- Gleichspannungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t, daß ein Analogschalter in dem Analogspeicher (AM) einen Halbleiterschalter (Tr_) aufweist.
4. Gleichspannungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschluß (Vo) des Analogspeichers (AM) mit den Eingangsanschlüssen einer Schaltung (UL) zum Einstellen eines oberen Grenzwertes und einer Schaltung (LL) zum Einstellen eines unteren Grenzwertes verbunden ist, und daß die Ausgangsanschlüsse der Schaltungen (UL, LL) zum Einstellen der oberen und unteren Grenzwerte mit dem ersten Rücksetzeingangsanschluß (RS.) des ersten RS-Flip-Flops (FFl) verbunden sind.
5. Gleichspannungs-Steuereinrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen (UL, LL) zum Einstellen von oberen und unteren Grenzwerten Operationsverstärker (A., A) aufweisen.

809829/099 1