DE2835328A1 - Steuerschaltung zur erzeugung eines stufenfoermigen steuersignals und eines sich kontinuierlich aendernden steuersignals, dessen amplitudenverlauf sich beim stufenuebergang wiederholt - Google Patents

Description

Sony Corporation
7-35 Kitashinagawa 6-chome
Shinagawa-ku
Tokyo/Japan

Steuerschaltung zur Erzeugung eines stufenförmigen Steuersignals und eines sich kontinuierlich ändernden Steuersisnais, dessen Amplitudenverlauf sich beim Stufenübergang wiederholt

Die Erfindung betrifft einen Steuersignal-Generator, der zwei verschiedene Arten von Steuersignalen erzeugen kann als Funktion der Stellung einea einstellbaren Widerstandes_/ und insbesondere einen Steuersignal-Generator, bei dem ein erstes Steuersignal eine Amplitude besitzt, die eine Funktion der Stellung des Widerstandes ist, und bei dem der Pegel des zweiten Steuersignals von einem ersten zu einem zweiten Pegel übergeht bei einer vorgegebenen Stellung des Widerstandes.

Verschiedene Anwendungen sind für einen derartigen Steuersignal-Generator bekannt. Beispielsweise wirkt bei einem Anwendungsfall der Steuersignal-Generator zur Steuerung des Betriebs einer Induktionsheiζeinrichtung. Üblicherweise enthält eine Induktionsheizeinrichtung ein Induktionselement wie eine Induktionsspule, die mit einem gleichgerichteten gefilterten Wechselsignal versorgt ist und die in Reihe mit einem Hochfrequenz-Schalter geschaltet ist, der zum periodischen Unterbrechen des gleichgerichteten durch die Spule fließenden Stroms be-

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trieben wird. Derartige Stromunterbrechungen ergeben einen Wechselfluß hoher Frequenz. Wenn ein Leiterwerkstoff in diesem Wechselfluß angeordnet ist, werden darin Wirbelströme induziert, wobei diese Wirbelströme Wärme erzeugen. Die Frequenz der Flußänderungen ist selbstverständlich durch die Schaltfrequenz überwacht bzw. gesteuert und die Menge der durch die Induktionsheizeinrichtung erzeugten Wärme steht in inverser Beziehung zur Schaltfrequenz. Daher kann die erzeugte Wärmemenge durch Steuern oder Regeln der Schaltfrequenz des Schalters gesteuert bzw. geregelt werden.

Darüber hinaus soll bei einer derartigen Induktionsheizeinrichtung der der Induktionsspule zugeführte gleichgerichtete Strom von einem umschaltbaren Gleichrichter erzeugt werden, d.h. von einem Gleichrichter, der entweder als Halbwellen- oder als Vollwellengleichrichter arbeiten kann. Selbstverständlich ist die Größe des gleichgerichteten Stroms, der durch Halbwellengleichrichtung erzeugt ist, niedriger als die Größe des Stroms, die durch Vollwellengleichrichtung erzeugt ist. Folglich kann die Größe des Flusaes, der durch die Induktionsspule erzeugt wird, so gewählt werden, daß sie relativ niedrig ist, durch Betreiben des Gleichrichters als Halbwellengleichrichter, wodurch in einem relativ niedrigen Bereich Wärme erzeugt wird, oder der Fluß kann so gewählt werden, daß er relativ hoch ist, durch Betreiben des Gleichrichters als Vollwellengleichrichter, wodurch in einem relativ hohen Bereich Wärme erzeugt wird.

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Bei einer Induktionsheizeinrichtung der genannten Art
ist es üblich, ein einziges einstellbares Element wie ein
Potentiometer vorzusehen, um sowohl die Schaltfrequenz
des Schalters als auch den Halbwellen-ZVollwellen-Gleiehrichtmodus des Gleichrichters zu "bestimmen. Wenn daher
die Stellung des Potentiometers von einer Minimalstellung
zu dessen Maximalstellung zunimmt, soll daher ein sich kontinuierlich änderndes Steuersignal erzeugt werden, das
eine Punktion der Potentiometerstellung ist. Dieses Steuersignal wird zum Steuern oder Regeln der Schaltfrequenz verwendet. Darüber hinaus soll, wenn die Potentiometerstellung innerhalb eines relativ niedrigen Bereiches ist, ein weiteres Steuersignal erzeugt werden, um den Halbwellen-Gleichrichtmodus des Gleichrichters zu wählen. Dann soll, wenn
eine vorgegebene Stellung/Potentiometers erreicht ist,
das Frequenz-Steuersignal plötzlich auf seinen Anfangspsgel zurückkehren, während gleichzeitig das Gleichrichter-Steuersignal umschalten soll, um einen Vollwellen-Gleichrichtmodus zu erreichen. Dann sollen weitere Zunahmen oder Erhöhungen
der Stellung des Potentiometers eine entsprechende Zunahme
<ies Frequenz-Steuersignals zur Folge haben, wodurch die
durch die Induktionsspule erzeug« Wärme über einen zweiten
höheren Bereich erhöht wird.

Ein Steuersignal-Generator, der ein erstes, sich kontinuierlich änderndes,wiederholbares Steuersignal sowie ein stufenförmiges Steuersignal erzeugt, ist auch zweckmäßig zur Betriebssteuerung^rgendeiner von zwei verschiedenen Einrichtungen abhängig von der Stellung eines einzigen einstellbaren Elementes. Wenn die Stellung des einstellbaren Elements innerhalb eines ersten Bereichs ist, ist der Pegel des sich stufenförmig ändernden Steuersignals oder Stufen-Steuersignals derart, daß eine der Einrichtungen gewählt ist, um abhängig

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vom sich kontinuierlich, ändernden Steuersignal gesteuert zu -werden. Dann, wenn die Stellung des einstellbaren Elements den zweiten Bereich erreicht, ändert sich, der Pegel des Stufen-Steuersignals derart, daß die zweite Einrichtung gewählt wird, um gesteuert oder geregelt zu werden. Gleichzeitigtehrt das sich, kontinuierlich, ändernde Steuersignal auf eine Anfangsamplitude zurück, um eine geeignete Steuerung oder Regelung dieser zweiten Einrichtung zu erreichen.

Eine weitere Anwendung eines Steuersignal-Generators der genannten Art liegt darin, eine einzige Einrichtung über zwei getrennte Bereiche zu steuern oder zu regeln, abhängig von der Stellung eines einzigen einstellbaren Elements. Bei einer derartigen Betriebsbedingung wird, wenn das Stufen-Steuersignal auf einem Pegel ist, der Gewinn oder Verstärkungsfaktor des gesamten Steuersystems, das mit dem Steuersignal-Generator verwendet wird, auf beispielsweise einen niedrigeren Pegel gesetzt, wodurch der Betrieb der Einrichtung abhängig vom sich kontinuierlich ändernden Steuersignal gesteuert oder goi-egelt wird. Dann, wenn der Pegel des Stufen-Steuersignals sich ändert, ändert sich auch der Gesamtgewinn oder -verstärkungsfaktor des Steueraystems auf beispielsweise einen !höheren Pegel und die Einrichtung wird nun über einen höheren Betriebsbe« reieh gesteuert oder geregelt, abhängig vom sich kontinuierlich ändernden Steuersignal.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuerschaltung anzugeben, durch die ein erstes Steuersignal mit kontinuierlich zunehmender oder abnehmender Amplitude abhängig von der Stellung eine's einstellbaren Elements erzeugt wird

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sowie ein zweites Stufen-Steuersignal, wo"bei sich, das erste Steuersignal von beispielsweise einer hohen Amplitude zu einer niedrigen Amplitude ändert, wenn die Stellung des einstellbaren Elements auf eine vorgegebene Stellung erhöht wird, während das Stufen-Steuersignal einem Stufenübergang unterliegt, oder wobei das erste Steuersignal sich, von einer niedrigen Amplitude zu einer hohen Amplitude ändert, wenn die Stellung des einstellbaren Elements auf eine vorgegebene Stellung verringert wird, während das Stufen-Steuersignal gleichzeitig einem Stufenübergang unterliegt.

Gemäß der Erfindung wird eine Steuerschaltung vorgesehen zur Verwendung mit einem einstellbaren Widerstand, um ein erstes Steuersignal zu erzeugen, dessen Amplitude eine Funktion der Stellung des Widersfandes ist, und um ein zweites Steuersignal zu erzeugen, dessen Pegel von einem ersten zu einem zweiten Pegel geändert oder umgeschaltet wird., bei einer vorgegebenen Stellung des Widerstandes. Die Stauersehaltung enthält ein Paar von Transistoren, deren S&itter gemeinsam Hit einem Bezugspoten— tial verbunden sind. Der einstellbare Widerstand ist mit dem Kollektor des einen der Transistoren verbunden und enthält eine einstellbare Ausgangsanzapfung oder einen einstellbaren Ausgangsanschluß, der mit der Basis dieses Transistors verbunden ist. Das erste Steuersignal wird von diesem einstellbaren Ausgangsanschluß abgeleitet. Eine Impedanz ist mit dem Kollektor des einen Transistors verbunden und eine Stromquelle ist mit sowohl dem einstellbaren Widerstand als auch der Impedanz derart verbunden, daß sowohl einstellbarer Widerstand als auch Impedanz zwischen dem Kollektorkreis des einen Transistors und der Stromquelle geschaltet sind. Ein Ausgangsanschluß der Impedanz ist mit der Basis des anderen Transistors verbunden

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lind das zweite Steuersignal wird von dem Kollektor des anderen Transistors abgeleitet, wodurch sich mit Änderung der Stellung des einstellbaren Ausgangsanschlusses die der Basis des einen Transistors zugeführte Spannung sowie das erste Steuersignal entsprechend ändert, von einer ersten Amplitude zu einer zweiten Amplitude, bis die vorgegebene Stellung erreicht ist, wonach die relativen Leitzustände der Transistoren umgekehrt werden und das erste Steuersignal auf die erste Amplitude zurückschaltet. Bei weiterer Änderung der Stellung des einstellbaren Ausgangsanschlusses ändert sich die Amplitude des ersten Steuersignals wieder von dessen ν erster Amplitude zu dessen zweiter Amplitude.

Eine Anwendung der Steuerschaltung der beschriebenen Art liegt in der Betriebssteuerung einer Induktionsheizeinrichtung. Weitere Anwendungen dieser Steuerschaltungen sind im selektiven Steuern einer von zwei Einrichtungen zu sehen. Noch eine weitere Anwendung der Steuereinrichtung liegt aarin, daß der Betrieb einer einzigen Einrichtung über verschiedene Betriebsbereiche steuerbar oder regelbar ist.

Durch die EifLndung wird eine Steuerschaltung angegeben, deren Schaltungsaufbau relativ einfach und damit kostengünstig ist. Weiter werden bei der Steuerschaltung sowohl das sich kontinuierlich ändernde Steuersignal als auch das Stufen-Steuersignal abhängig von der Stellung eines einzigen einstellbaren Elements erzeugt. Dieerflndungsgemäße Steuerschaltung ist vorteilhaft-bei einer Induktionsheizeinrichtung verwendbar. Die Steuerschaltung ist auch vorteilhaft zur selektiven Betriebssteuerung mehrerer Betriebseinrichtungen verwendbar. Schließlich kann die

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erfindungsgemäße Steuerschaltung auch zum Steuern oder Regeln des Betriebs einer Einrichtung über zwei getrennte Betriebsbereiche verwendet werden.

Die Erfindung gibt also eine Steuerschaltung zur Verwendung mit einem einstellbaren Widerstand an, um ein erstes Steuersignal zu erzeugen, dessen Amplitude eine Punktion der Stellung des Widerstandes ist und das sich im wesentlichen kontinuierlich mit sich änderndem Widerstand ändert, und um ein zweites Steuersignal zu erzeugen, das^itufenförmiges Signal erscheint, dessen Pegel von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel umgeschaltet wird bei einer vorgegebenen Stellung des Widerstandes. Ein Paar von Transistoren ist vorgesehen, die .emitterseitig gemeinsam/einem Bezugspotential verbunden sind, wobei der veränderbare Widerstand mit dem Kollektor des einen Transistors verbunden ist. Ein einstellbarer Ausgangsanschluß, von dem das erste Steuersignal abgeleitet wird, ist mit der Basis des einen Transistors verbunden. Eine Impedanz ist mit dem Kollektor des einen Transistors verbunden und eine Stromquelle ist so gemeinsam mit dem ver- ■ änderbaren Widerstand und der Impedanz verbunden, daß der veränderbare Widerstand und die Impedanz zwischen dem Kollektorkreis und der Stromquelle geschaltet sind. Ein Ausgangsanschluß der Impedanz ist mit der Ba3is des anderen Transistors verbunden und das zweite Steuersignal wird vom Kollektor des anderen Transistors abgeleitet, wodurch sich mit Änderung der Stellung des einstellbaren Ausgangsanschlusses die der Basis des einen Transistors zugeführte Spannung sowie das erste Steuersignal entsprechend von einer ersten Amplitude zu einer zweiten Amplitude änderi; bis die vorgegebene Stellung erreicht ist, woraufhin die relativen Leitzustände der Transistoren umgekehrt werden

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und das ersire Steuersignal zur ersten Amplitude zurückkehrt. Auf diese Weise nimmt, wenn die Stellung des einstellbaren Widerstandes von "beispielsweise einer Anfangsstellung ansteigt, das erste Steuersignal entsprechend zu von einer ersten Amplitude. Wenn die vorgegebene Stellung erreicht ist, unterliegt das zweite Steuersignal einem Stufenübergang und das erste Steuersignal kehrt auf seine Anfangsamplitude zurück., die weiter erhöht wird "bei zusätzlicher Erhöhung der Stellung des einstellbaren Widerstandes .

Diese Steuerschaltung kann vorteilhaft zum selektiven Steuern einer von zwei Einrichtungen verwendet werden, wobei eine Einrichtung abhängig von dem ersten Steuersignal gesteuert oder geregelt wird, wenn das zweite Steuersignal auf einem Pegel ist und wobei die andere Einrichtung gesteuert oder geregelt wird, abhängig vom ersten Steuersignal, wenn das zweite Steuersignal auf dessen anderem Pegel ist. Die Steuerschaltung kann auch zur Betriebssteuerung einer Einrichtung über einen ersten und einen zweiten Betriebslaereich verwendet werden, wobei der erste Betriebsbereich gewählt ist, wenn das zweite Steuersignal auf dessen erstem Pegel ist und wobei der zweite Betriebsbereich gewählt ist, wenn das zweite Steuersignal auf dessen zweiten Pegel ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele naher erläutert. Es zeigen

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Fig. 1 Teils schematisch, teils als Blockschaltbild eine Induktionah.eizeinrioh.tung, bei 6er die Erfindung verwendet ist,

Fig. 2 vereinfacht eine Darstellung des Steuer- oder Stellknopfes eines einstellbaren Elementes, das bei der Erfindung verwendbar ist,

Fig. 3 A-E

Signalverlaufe zur Erläuterung des Betriebs der Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 A-C

Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebs der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 4 u. 5,

Fig. 7 A - J

Signal verlaufe, die die Arten der Steuersignal^ ■■ wiedergeben, die durch die Steuerschaltung gemäß der Erfindung erzeugbar sind,

Fig. 8 schematisch ein Schaltbild einer Anwendung der Erfindung,

Fig. 9 vereinfacht einen Stellknopf, der zur Betriebssteuerung der Anordnung gemäß Fig. 8 verwendbar ist,

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Fig. 10 schematise}! eine weitere Anwendung der Brandung,

. 11 vereinfacht einen Stellknopf der zur Betriebst euerung der Anordnung gemäß Pig. 10 verwendbar ist,

Vor einer ausführlichen Erläuterung der Erfindung sei ein vorteilhafter Anwendungsfall erläutert, wie er teils schematisch, teils als Blockschaltbild in Pig. 1 wiedergegeben ist. Die in Pig. 1 dargestellte Anordnung ist eine Inüuktionsheizeinrichtung und enthält ein Induktions-. element oder eine Induktionsspule 5 a, die zur Erzeugung eines Wechselflusses, dessen Größe und Frequenz die Wärmemenge "bestimmt, die durch dieüäiktionsspule 5 a erzeugt wird, gesteuert bzw. geregelt wird. Wie bekannt, werden bei einer Induktionsheizeinrichtung, wenn ein Leiterwerkstoff in dem Viechseifluß angeordnet wird, Wirbelströme darin induziert. Diese Wirbelströme erzeugen Wärme,die ihrerseits zum Erwärmen oder zum Sieden eines gewünschten Objektes verwendet werden kann. Eine Steuerung oder Regelung der Menge erzeugter Wärme wird durch Steuern der Frequenz erreicht, mit der der Fluß wechselt, sowie der Größe dieses Flusses.

Die dargestellte Induktionsspule 5 a ist so ausgebildet, daß sie mit Gleichstrom versorgt wird, der über einen Gleichrichter 3 und ein Filter 4 zugeführt wird. Eine Schalteinrichtung 5 d, wie ein über einen Tor- oder Steueranschluß gesteuerter Schalter (GCS) ist in Reihe mit der Induktionsspule 5 a so geschaltet, daß er periodisch den Wechselstrom darüber unterbricht, wodurch die Induktionsspule 5 a den Wechselfluß erzeugt.

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Der GrCS 5 d v/ird durch ein Ansteuersignal gesteuert, der daran von einer Ansteuerschaltung 9 angelegt wird, die ihrerseits ein relativ hochfrequentes Schwingungssignal von einem steuerbaren Oszillator 8 erhält. Die Ausgangsanschlüsse oder Ausgangselektroden des GCS 5 d sind in Reihe mit der Induktionsspule 5 a geschaltet.

Der Gleichrichter 3 ist vorzugsweise ein Brückengleichrichter, der mit einer Wechsel-Stromversorgung 1 verbunden ist, wie beispielsweise dem Wechselstromnetz, über einen die Leistung ein- oder ausschaltenden Leistungsschalter 2. Der Brückengleichrichter enthält ein paar Ausgangsanschlüsse, die in Reihe mit der Induktionsspule 5 a und dem GCS 5 d geschaltet sind. Dadurch versorgt der Gleichrichter 3 die Induktionsspule 5 a mit gleichgerichteten Wechselsignalen. Zusätzlich ist eine Filterschaltung oder ein Filter 4 zwischen dem Gleichrichter 3 und der Induktionsspule 5 a vorgesehen, um das gleichgerichtete vom Gleichrichter 3 erzeugte Signal zu filtern oder zu glätten. Auf diese Weise versorgt die Kombination aus ■ Gleichrichter 3 und Euter 4 die Induktionsspule 5 a mit Gleichstrom bzw. Gleichleistung. Der Betrieb des GCS 5 d ist derart, daß der der Induktionsspule 5 a zugeführte Gleichstrom periodisch unterbrochen wird.

Der Gleichrichter 3 enthält ein Paar schaltbarer Gleichrichter 3 a und 3 b, wie 31$ristoren, die selektiv in den Leit- zustand gesteuert oder getriggert werden. Ein erster Stromweg, der beispielsweise zum Leitern der /positiven Halbwelle dea Wechselsignalverlaufes vorgesehen ist, enthält den schaltbaren Gleichrichter 3 a. Wenn dieser schaltbare Gleichrichtet- 3 a in den Leitzustand getriggert ist, vird dadurch die positive Halbwelle gleichgerichtet und der Induktionsspule 5 a zugeführt. Ein zweiter Stromweg, der

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Leiten der negativen Halbwelle des Wechselsignalverlaufs ausgebildet ist, enthält den schaltbaren Gleichrichter 3 b. Wenn dieser schaltbare Gleichrichter 3d in den Leitzustand getriggert ist, wird die negative Halbwelle der Induktionsspule 5 a zugeführt. Eine Triggerschaltung 10 ist mit den Sor- bzw. Steueranschlüssen der ühycistoren 3 a und 3 b verbunden und so ausgebildet, daß "der oder andere der üh^ristoren 3a, 3 b in den Leitzustand getriggert wird. !Daraus ergibt sich, daß, wenn nur ein 31#ristor in den Leitzustand getriggert ist, der Gleichrichter' 3 als Halbwellengleichrichter arbeitet. Wenn anderer^ seits die Tri-ggerschaltung 10 zum Triggern beider Bgcistoren 3a, 3b in den Leitzustand betrieben ist, arbeitet der Gleichrichter 3 als Vollwellen-Gleichrichter. Selbstverständlich wird, wie erwähnt, ein höherer gleichgerichteter Gleichstrom der Induktionsspule 5 a und dem GCS 5 d zugeführt, wenn der Gleichrichter 3 als Vollwellen-Gleichrichter arbeitet, als wenn Halbwellen-Gleichrichtung gewählt ist. Beispielsweise kann die Trigg:erschaltung 10 gemäß der älteren Anmeldung der Anmelderin P 28 ... (vorläufige Anwaltsakte S 01076) aasgebildet sein.

Die durch die Induktionsspule 5 a erzeugte Wärmemenge ist abhängig von einer Handeinstellung eines Steuerelementes gewählt>wie eines einstellbaren Potentiometers 7. D.h. abhängig von dieser Stellung des Potentiometers wird eine entsprechende Wärmemenge durch die Induktionsspule 5a erzeugt. Eine Einstellung des Potentiometers 7 hat eine entsprechende Einstellung der erzeugten Wärmemenge zur Folge. Zu diesem Zweck ist ein Steuersignal-Generator bzw. eine Steuerschaltung 6 mit dem einstellbaren Ausgangsanschluß oder dergl. des Potentiometers verbunden und ist so ausgebildet, daß Steuersignale an dessen Ausgangsanschlüssen 6 a und 6 b abhängig von der Stellung des Potentiometers 7

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erzeugt werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Steuerschaltung 6 mit dem Oszillator 8 so verbunden, daß ein frequenzbestimmendes Signal, wie eine frequenzbestimmende Spannung dem Oszillator 8 zugeführt wird. Die Steuerschaltung 6 ist auch mit der Tri^" .erschaltung 10 so verbunden, daß ein stufenförmiges oder Stufen-Steuersignal der Sri ":erschaltung 10 zugeführt "wird, wobei der Pegel oder der Zustand dieses Stufen-Steuersignals dazu dient, um zu bestimmen, ob die Trigger schaltung 10 einen oder beide ühyristoren 3 a , 3 b in den leitzustand steuert oder triggert. Abhärgig vom Zustand dieses S tufen-Sb euer signals wird daher der Gleichrichter 3 so gesteuert, daß er entweder als Halbwellen- oder als Yollwellen-Gleichrichter arbeitet, wodurch der Pegel des der Induktionsspule 5 a zugeführten Gleichstroms bestimmt wird. Das kombinierte Ergebnis der Steuerung des Oszillators 8 und der Steuerung der Triggerschaltung 10 erreicht eine entsprechende Steuerung oder Regelung der durch die Induktionsspule 5 a erzeugten Wärme.

Ein Kondensator 5 b und eine DjLode c sind parallel über die Ausgangsabschlüsse der GCG 5 d geschaltet. Der Kondensator 5 d bildet zusammen mit der Induktionsspule 5 a einen Resonanzkreis. Die Diode 5 c wirkt als Dämpfungsdiode. Wenn der GCS 1 durchgeschaltet wird durch das daran angelegte hochfrequente Ansteuersignal, fließt Strom vom Gleichrichter 3 über das Filter 4 zur Induktionsspule 5 a und durch den GCS 5 d zurück zum Gleichrichter 3. Wenn der GCS 5 d abgeschaltet oder gesperrt wird abhängig von den daran angelegten hochfrequenten Steuersignalen, fließt eine Halbwelle eines Resonanzstroms durch die Induktionsspule 5 a und den Kondensator 5 b. Die Dämpfungsdiode 5 c dämpt diesen Resonanzstrom nach dessen ersten Halbwelle. Daraus ergibt sich

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daß die Induktionsspule 5 a ,der GCS 5 d., der Kondensator 5 b und die Diode 5 c in einer Weise wirken, die dem Betrieb einer herkömmliclien.HorizontalalDlenkscnaltung bei einer Elektronen- bzw. Katodenstrahlröhre entspricht.

Fig. 2 zeigt vereinfacht eine Darstellung eines Steuer- oder Stellknopfes 7 a , der mit dem Potentiometer 7 verweccbar ist. Der Stellknopf χ" a ist in Watt geeicht bzw. kalibriert, und zwar über einen ersten Bereich von (beispielsweise) 300 W bis 600 W und über einen zweiten Bereich von (beispielsweise) 600 W bis 1200 W. Die Stellung des Potentiometers 7 entspricht einer analogen Stellung des Stellknopfes 7 a an irgendeiner Lage über dem ersten Bereich (300 W bis 600 W) oder irgendeiner Lage über dem zweiten Bereich (600 W bis 1200 W). Wie erläutert werden wird, nimmt j, wenn die Stellung des Stellknopfes 7 a von 300 W auf 600 W zunimmt, die am Ausgangsanachluß 6 a des Steuersignal-Generators oder der Steuerschaltung 6 erzeugte und dem steuerbaren Oszillator 8 zugeführte Steuerspannung entsprechend in einer im wesentlichen kontinuierlichen Weise zu. Wenn dieses Steuersignal zunimmt_> ändert sich die Frequenz des vom Oszillators 8 erzeugten Schwingungssignals in einer Weise, um die Erequenz der dem GCS 5 d zugeführten Ansteuersignale zu ändern, wodurch die durch die Induktionsspule 5 a erzeugte Wärme erhöht wird. Gleichzeitig ist das Stufen-Steuersignal, das am Ausgangsanschluß 6 d des Steuersignal-Generators bzw. der Steuerschaltung 6 erzeugt wird, auf einem Pegel, durch den die Trigg.erschaltung 10 den Gleichrichter 3 so steuert, daß er im HaIbwellen-Gleiehrichtmodus arbeitet.

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Wenn der Stellknopf 7 a auf 600 W gestellt ist, kehrt die dem steuerbaren Oszillator 8 zugeführte Steuerspannung plötzlich auf deren niedrigere Amplitude zurück, wodurch die Frequenz des vom Oszillator 8 erzeugten Schwingungssignals plötzlich in gleicher Weise auf deren Anfangsfrequenz zurückkehrt. Das der Triverschaltung 10 zugeführte Stufen-Steuersignal unterliegt nun auch einem Übergang, wodurch die Triggerschaltung den Gleichrichter 3 nun so steuert, daß dieser in seinem Vollwellen-Gleichrichtmodus arbeitet. Dadurch wird, obwohl die von der Induktionsspule 5 a abhängig von der Schaltfrequenz des GCS 5 d erzeugte Wärme nun verringert ist, die dannc&hrch erzeugte Wärme abhängig vom daran angelegten gleichgerichteten Strom nun erhöht. Auf diese Weise wird, wenn der Stellknopf 7 a auf die 600 W-Stellung gestellt ist, ein Übergangs- oder Umsehaltpunkt den der Wärme-Charakteristik der Induktionsspule 5 a erreicht"..-

Die vorstehende Beschreibung ist am besten unter Bezug auf die SLgnalverlauia-gemaS/Figur 3 A - 3 E erläuterbar. Fig. 3 A zeigt eine Zunahme der dem steuerbaren Oszillator über den Steuersignal-Generator oder die Steuerschaltung zugeführte Spannung, wenn die Stellung des Potentiometers zunimmt. D.h., wenn die Stellung des Stellknopfes 7 a von 300 W auf 600 W zunimmt, nimmt die Spannung gemäß Fig. 3 A zu von einem Bezugspegel auf einen höheren Pegel. Fig. 3 B zeigt, daß die Frequenz des vom Oszillator 8 abhängig von der daran angelegten Steuerspannung (Fig. 3 A) erzeugten Schwingungssignals abnimmt, wenn die Steuerspannung zunimmt. Fdfelioh nimmt die Frequenz des dem GOS 5 d zugeführten Ansteuersignals von einer höheren Frequenz, beispielsweise s 28 kHz auf eine niedrigere Frequenz ab. Wenn die Frequenz des Ansteuersignals abnimmt, nimmt auch die Frequenz des

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durch die Induktionsspule 5 a erzeugten Flusses in gleicher Weise ab, um so die dadurch erzeugte Wärmemenge zu erhöhen. Wie in Fig. 3 C dargestellt, ist das Stufen-Steuersignal, das der Trie'"erschaltung 10 vom Steuersignal-Gene^ rator bzw. der Steuerschaltung 6 zugeführt wird, auf dessen relativ niedrigeren Pegel, während die Stellung des Potentiometers 7 von 300 W auf 600 W zunimmt. Polglich arbeitet der Gleichrichter 3 als Halbwellen-Gleichrichter, um einen gleichgerichteten Strom abzugeben, der den Signalverlauf gemäß Fig. 3 D besitzt. Folglich ergibt die Kombination der dem GOS 5 d sigeführten Ansteuersignale, die die Frequenz-Charakteristik gemäß Fig. 3 B besitzen, und des halbwellen-gleiehgerichteten Stromes mit der. Charakteristik gemäß Fig. 3"D eine Heiz-Charakteristik gemäß Fig. 3 E vom 300 W-Pegel zum 600 W-Pegel.

Wenn der Stellknopf 7 a auf den 600 W-Pegel gestellt ist, kehrt die dem Oszillator 8 zugeführte Steuerspannung plötzlich von deren höheren Amplitude auf deren niedrigere Anfangsamplitude zurück, wie in Fig. 3 A dargestellt. Dadurch wirf¹ selbstverständlich die Frequenz der Ansteuersignale erhöht, die dem GCS 5 d zugeführt werden, was durch den plötzlichen Anstieg in Fig. 3 B wiedergegeben ist. Gleichzeitig unterliegt das der Triggersehaltung 10 vom Steuersignal-Generator bzw. der Steuerschaltung 6" zugeführt e" Stufen-Steuersignal einem positiven Übergang von dessen niedrigen Pegel zu dessen höherem Pegel, gemäß Fig. 3 C. Das bedeutet, daß die Tr i-gger schaltung 10 den Gleichrichter 3 so steuert, daß dieser in seinem Vollwellen-Gleichrichtmodus arbeitet, wie in Fig. 3 D dargestellt. Eine anschließende Zunahme der Stellung des Stellknopfes 7 a erhöht die dem Oszillator 8 zugeführte Spannung und verfingert deshalb die Frequenz der dem

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GCS 5 d zugefüLirten Anst euer signal. Folglich, verläuft die durch die Induktionsspule 5 a erzeugte Wärme, wenn der Stellknopf 7- a rom 600 W-Pegel auf den 1200 W-Pegel verstellt wird, wie gemäß Fig. 3 E. Es ist ersichtlich, daß die Neigung dieser Kennlinie vom 600- zum 1200 W-Pegel größer ist als die Neigung dieser Kennlinie vom 300- zum 600 W-Pegel. Dies deshalb, weil, obwohl die Änderung der Frequenz der den GCS 5 d zugeführten Ansteuersignale über beide Betriebsbereiche gleich ist, d.h. über den Bereich 300 W bis 600 W und über den Bereich 600 W bis 1200 W, die Strommenge, die der Induktionsspule 5 a über den höheren Bereich zugeführt ist, größer ist, als die Strommenge, die dieser über den niedrigeren Bereich zugeführt wird.

Es ist vorteilhaft, die ^wärme oder die Leistung, die von der Induktionsspule 5 a abgeleitet wird, durch eine Kombination aus Stromsteuerung und Frequenzsteuerung zu steuern oder zu regeln, statt durch lediglich Frequenzsteuerung. Um die erzeugte Wärme vom 3.00 W-Pegel auf den 1200 W-Pegel zu ändern, würde es sonst notwendig sein, einen größeren Frequenzbereich vorzusehen, über den die Frequenz der dem GCS 5 d zugeüirten Ansteuersignale sich ändert. D.h.,daß der Oszillator 8 und die Ansteuerschaltung 9 weit komplizierter und damit kostspieliger ausgebildet sein wurden. Weiter wäre auch der GGS 5 d relativ kostspielig, um geeignet über einen derartigen Frequenzbereich betrieben werden zu können. Weiter wurden sich die Rauschfrequenzen, die von der Induktionsspule 5 a abgestrahlt werden, über diesen relativ breiten Frequenzbereich erstrecken. Durch Steuern der von der Induktionsspule 5 a erzeugten Wärme als Funktion des vom Gleichrichter 3 zugeführten Stromes kann der Frequenzbereich, über den das GCS-Ansteuersignal ändern muß, auf einen Viel kleineren Bereich eingeschränkt werden. Dadurch werden die genannten Probleme überwunden. Weiter kann durch

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Einstellen der erzeugten Wärme abhängig von der Schaltfrequenz des GCS 5 d eine genaue Wärme steuerung "bzw. -regelung erreicht werden.

In Fig. 4 ist ein^eschematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Steuersignal-Generators bzw. der Steuerschaltung 6 wiedergegeben. Dieses Ausfnhrungsbeispiel enthält ein Paar von Transistoren 20, 21, deren !Eniifcer gemeinsam mit einem Bezugspotential,beispielsweise Masse oder Erde über eine Konstantstromquelle 24 verbunden sind. Die Transistoren 20, 21 sind kollektorseitig mit einer Quelle eines Betriebspotentials+B über Kollektor-Lastwiderstände 23 bzw. 22 verbunden. Der Kollektor des Transistors 20 ist zusätzlich mit einem Parallelkreis verbunden, dessen einer Zweig das Potentiometer 7 enthält und dessen anderer Zweig reftsgeschaltete Widerstände 26, 27 enthält. Dieser Parallelkreis ist mit Masse oder Erde über ei ne weitere Konstantstromquelle verbunden. Der einstellbare Ausgangsanschluß oder der Schleifarm des Potentiometers 7 ist mit der Basis dss Transistors 20 verbunden. Die durch dia rejhsge schal te ten Widerstände 26, 27 gebildete Verbindungsstelle ist mit der Basis des Transistors 21 verbunden. Der Ausgangsan-* sohluß 6 a ist mit dem Schleifarm des Potentiometers 7 und der Ausgangsanschluß 6 b ist mit dem Kollektor des Transistors 21 verbunden.

Torzugsweise sind die Widerstandswerte der Widerstände 26, 27 gleich derart, daß deren WiderstandsverhäLtnis 1 : 1 beträgt. Folglich ist, wenn angenommen ist, daß der Ausgangsanschluß des. Potentiometers 7 auf einer relativ niedrigen Stellung gestellt ist, die davon der Basis de3 Transistors 20 zugeführte Spannung niedriger als die

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Spannung, die vom Ausgang der Spannungsteiler-Widerstände 26, 27 zugeführt wird. Folglich ist der Transistor 21 leitend und der Transistor 20 nicht_Mtend oder gesperrt. D.h., daß das Stufen-Steuersignal, das am Ausgangsanschluß 6 b erzeugt wird, auf relativ niedrigem Pegel ist, wie in Fig. 3 C dargestellt. Wenn die Stellung des Ausgangsanschlusses des Potentiometers 7 erhöht wird, nimmt die dem Ausgangsanschluß 6 a zugeführte Steuerspannung in gleicher Weise zu. Beispielsweise kann diese Steuerspannung proportional mit der Zunahme der Stellung des Potentiometers 7 ansteigen, wie in Fig. 3 A dargestellt.

Wenn die Stellung des Potentiometers 7 eine vorgegebene Stellung erreicht, beispielsweise wenn diese Stellung der 600 W-KaIibrierung gemäß Fig. 2 entspricht, überschreitet die am Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 erzeugte Spannung die Spannung, die am Ausgang der Spannungsteiler-Widerstände 26 oder 27 erzeugt wird. Folglich wird der Transistor 21 nun nichtleitend oder gesperrt und es wird der Transistor 20 leitend oder durchgeschaltet. Folglich unterliegt das Stufen-Steuersignal, das am Ausgangsaroohluß 6 b erzeugt wird, einem positiven Übergang auf dessen relativ höheren Pegel ,wie in Fig. 3 B dargestellt . Die Spannung an dem Kollektor des Transistors 20 wird ebenfalls wesentlich herabgesetzt, wenn dieser Transistor leitend wird. Fdglich wird die Spannung über dem Potentiometer 7 und auch die Spannung über die reisgeschalteten Spannungstei3ac-Widerstan.de 26,27 entsprechend herabgesetzt. Es ist festzustellen, daß der Spannungsabfall über den Kollektor-Lastwider3tand 23 groß ist, da der Strom, der durch diesen Widerstand 23 fließt, eine- Kombination des Konstantstroms L ' _t der durch die Konstantstromquelle^ 28 erzeugt ist, und des Kollektor-'.Emitter-Stromes des Transistors 20 ist. Da diese Spannung über den Kollektor-Lastwiderstand 23 zunimmt, muß die Spannung über

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das Potentiometer 7 abnehmen. Folglich ergibt sich, selbst wenn die Stellung desAiagangsanschluaaes des Potentiometers 7 nicht weiter verstellt wird, da die Spannung über das Potentiometer 7 verringert wird, daß die an dessen Ausgangsanschluß erzeugte Spannung ebenfalls verringert wird. Auf diese Weise tritt eine plötzliche Verringerung der Stete rspannung; , die am Ausgangsanschluß 6 a erzeugt wird, auf, wie in Fig. 3 a dargestellt. Inabesondere kehrt, wenn die vorgegebene Stellung dea Potentiometers 7 erreicht iat, die Amplitude der am Ausgangaanschluß 6 a erzeugten Steuscspannung plötzlich auf deren Anfangsamplitude zurück. Dann erzeugt eine weitere Erhöhung der Stellung dea Potentiometera 7 eine entsprechende Erhöhung dar Spannung an desaen Ausgangsanschluß und damit eine entsprechende Erhöhung des Steuersignals, das am Ausgangsanschluß 6 a erzeugt wird. Wie in Fig. 3 A dargestellt, nimmt daa am Ausgangsanschluß 6 a erzeugte Steuersignal als Funktion der Stellung des Potentiometers zu, wobei dieae Spannungs-Charakteriatik oder -Kennlinie über den niedrigeren Bereich der Potentiometerstellung über den höheren Beaslch wiederholt wird, wenn einmal das Potentiometer 7 die vorgegebene Stellung erreicht hat (beispielsweise 600 W).

Die Beziehung zwischen der Zunahme der Spannung de» Steuersignals, das am Äusgangsanachluß 6 a erzeugt wird, wenn dia Stellung des Potentiometers 7 zunimmt, ist gleich für Potentiometer-Verstellungen über den niedrigeren Bereich wie für Potentiometer-Stellungen über den löheren Bereich. Da der Spannungsabfall über den Parallelkreis, der durch daa Potentiometer 7 und die Spannungateilec-Wideratände 26, 27 gebildet ist, durch die Konstantstromquelle 28 bestimmt ist, ergibt eine andere Wahl des Wideratandswertes des Widerstandes 23 und des durch die Konstantstromquelle 24

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erzeugten oder abgegebenen Stroma eine im wesentlichen gleiche Spannunga~/Stellungs-Kennlinie für das Steuersignal, daa am Ausgangsanachluß 6 a erzeugt wird, v/enn die Stellung des Potentiometers 7 im niedrigeren bzw. im höheren Bereich ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung gemäß der Erfindung, bei der ein Steuersignal gemäß Figur 3 A und ein Stufen-Steuersignal gemäß Fig. 3 0 erzeugt wsrden, ist schematisch in lig. 5 dargestellt. Diejenigen Bauelemente dieses Ausführungsbeispieles, die identisch oder im wesentlichen ähnlich den entsprechenden Bauelementen sind, die anhand des Ausführungsbeispielea gemäß Fig. 4 erläutert worden sind, besitzen gleiche Bezugazeichen. Es ergibt sich, daß der Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel darin liegt, daß der Kollektor-Lastwiderstand 23 Jcßsv aus einem Paar reihejge schalte ten Widerständen 23 a und 23 b gebildet ist. Weiter ist das Potentiometer 7 nicht mehr parallel zu den Spannungsteiler-Widerständen 26, 27 geschaltet. Vielmehr sind die Spannungsteila?-Widerstände 26, 27 direkt mit dem Kollektor des !Transistors 20 verbunden und ist das Potentiometer 7 mit dem Kollektorkreis dieses . Transistors 20 verbunden und ist insbesondere über den Widerstand 23 b ' mit dem Kollektor des Transistors 20 verbunden. Alle anderen Verbindungen bzw. Anschlüsse sind gleich denen gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Durch das Vorsehen :-_reihengesöalteter Widerstände als Kollektor-Lastwiderstand für den Transistor 20 und durch Anschließen des Potentiometers 7 an den durch diese .reihengeschalteten Widersiäide 23a ,23 b gebildeten Verbindungapunkt ist das Aus führung sb ei spiel gemäß Pig. 5 mit einer. Hysterese versehen, damit sie den sogenannten "Schmitf'-Effekt besitzt,

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Im Betrieb and der Transistor 21 leitend oder durcngeschaltet und der Transistor 20 nicht_leitend oder gesperrt, wenn die Stellung des Ausgangsanschlusses des Potentiometers 7 eine niedrigere Spannung daran erzeugt, als die Spannung, die am Ausgang der Spannungsteiler-Widerstände 26, 27 erzeugt ist. Das ist selbstverständlich ähnlich der zuvor beschriebenen Betriebsweise. Wenn die am Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 erzeugte Spannung, die von den".Spannungsteiler-Widerständen 26, 27 abgeleitete Ausgangsspannung überschreitet, wird auch der Tranaistor 21 nichtleitend oder gesperrt und wird auch der Transistor 20 leitend oder durchgeschaltet. Wenn der Transistor 20 leitet, fließt auch der hindurchfIießende Kollektor-LEmiifcer-Strom durch die Widerstände 23 a und 23 b. Folglich wird ein wesentlicher Spannungsabfall über den Widerstand 23 b erzeugt. Polglich ist die Spannung über die Spannungsteiler-Widerstände 26, 27, d.h. die Kollektor-Spannung des Transistors 20,WeIt niedriger als die Spannung über das Potentiometer 7. Auf diese Weise bewirkt die vorgegebene Stellung des Potentiometers 7»äie die Umkehr der Leitzuständs der Transistoren 20 u. 21 bewirkt;hat, · als. die Potentiometerstellung erhöht worden ist, keine neuerliche Umkehr dieser Leitzustände, wenn die Potentiometerstellung verringert wird. Vielmehr muß der Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 auf eine niedrigere Stellung gestellt werden, um die Basis des Transistors 20 mit einer Spannung zu versorgen, die niedriger ist als die der Basis des Transistors 21 vom Ausgang der Spannungsteiler-Widerstände 26, 27 zugeführte Spannung. Auf dese Weise ergibt sich wegen der durch den Widerstand 23 d eingeführten Hysterese^/fas Stufen-Steuersignal, das am Ausgangsanschluß 6 d erzeugt ist (Pig. 3 C), einem positiven Übergang bei einer höheren Potentiometerstellung unterliegt als bei der Potentiometerstellung, die bewirkt, daß das Stufen-Steuersignal einem negativen Übergang unterliegt. Wegen dieser Hysterese kehrt auch' die Spannung des Steuersignals, das am

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Ausgang3ansclaluß 6 a erzeugt wird, plötzlich, von ihrem relativ hohen Pegel auf einen Anfangapegel zurück, -wenn die Stellung dea Potentiometers 7 auf die vorgegebene Stellung erhöht wird. Wenn jedoch die Stellung des Potentiometers 7 auf dessen vorgegebene Stellung verringert wird _t wird die Spannung des Steuersignals, das am Ausgangs anschluß 6 a erzeugt wird, unter deren Anfangsamplitude verringert, bevor sie plötzlich, auf deren höheren Pegel ansteigt.

Ein Vergleich der jeweiligen Steuersignale, die durch die Ausgangsbeispiele gemäß Fig. 4 u. Fig. 5 erzeugt werden, sind durch die Signalverläu^.gejßß'Fg. 6 A und 6 B wiedergegeben. Fig. 6 A zeigt das Steuersignal, das am Ausgangaanachluß 6 a erzeugt ist und das als sich kontinuierlich änderndea Steuersignal bezeichnet wird, da dessen Amplitude sich kontinuierlich abhängig von der Stellung des Potentiometers 7 ändert. Fig. 6 B zeigt das Stufen-Steuersignal, daa am Ausgangaanachluß 6 b erzeugt wird. In beiden Figuren 6 A , 6 B sind die vom Ausführungabeiapiel gemäß Fig. 4 erzeugten Signalverläufe in Voll-Linien und die. vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 erzeugten Signalverläufe in Stxich-Linien wiedergegeben. Ea ergibt aich, daß, wenn die vorgegebene Stellung dea Auagangaanachlusaea dea Potentiometers 7 beim Au3führungabeispiel gemäß Fig. 4 erreicht ist, eine endliche Zeit erforderlich ist, damit das am Ausgangsanschluß 6 a erzeugte Steuersignal von dessen höherer Amplitude auf dessen anfängliche niedrigere Amplitude zurückkehrt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird diese Umschaltung wesentlich schneller durchgeführt. Ebenso und wegen der beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 vorgesehenen Hysterese wird, we'nn die Stellung des Ausgangsanachluasea des Potentiometers 7 von dessen höherem Bereich zu dessen niedrigerem Bereich verringert wird, die Amplitude des am

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Ausgangsanschluß 6 a erzeugten Steuersignals auf dessen Anfangsamplitude verringert, wobei dann ein plötzlicher Übergang oder eine plötzliche Umschaltung auftritt. Daruberhinaus tritt der Übergang dea Stufen-Steuersignals, das am Ausgangsanschluß 6 d erzeugt wird, wesentlich schneller auf beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 5 als beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 4, we das durch die Signalverlaufe gemäß Pig. 6 B dargestellt ist. Wenn das sich kontinuierlich ändernde Steuersignal und das Stufen-Steuersignal gemäß Pig. 6 A bzw. 6 B verwendet werden zum Steuern der Schaltfrequenz des GCS 5 d und des Gleichrichtmodus des Gleichrichters 3 der Induktionsheizeinrichtung gemäß Pig. 1 ist die Beziehung zwischen der durch die Induktionsspule 5 a erzeugten Wärme oder Leistung und der Stellung dea Potentiometers 7 entsprechend der Signalverläufe gemäß Pig. 6 C. Auch hier ist der in Yoll-Linien dargestellte Signal-verlauf vom Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 4 abgeleitet und der in Strich-Linien dargestellte Signal-verlauf vom Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 5 abgeleitet. Es ergibt sich, daß bei Verwendung ues Ausführungsbeispiels gemäß Pig. 5 ein allmählicher Übergangspunkt zwischen niedrigeren und Sicheren Leistungsbereichen erreicht ist. Bei Verwendung dea Ausführungsbeispiels gemäß Pig. tritt jedoch eine unerwünschte Schwankung im V höheren Abschnitt des niedrigeren Leistungsbereichea und im niedrigeren Abschnitt des höheren Leistungsbereiches auf. Auf diese Weise wird kein sanfter Umachaltpunkt zwischen diesen Bereichen erreicht. Unerwünschte Schwankungen sind nämlich vorhanden, wenn der Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 innerhalb der unmittelbaren ITähe seiner vorgegebenen Stellung ist, wenn die Steuerschaltung gemäß Pig. 4 verwendet wird. Daraus ergibt sich, daß das Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 5 eine Verbesserung darstellt und vorzuziehen ist gegenüber dem Ausinrungsbeispiel gemäß Pig. 4. Aufgrund der Hysterese-Charakteristik , die beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 5 vorgesehen ist, wird, wenn einmal der Gleichrichter 3 von beispielsweise der HaIb-

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wellen-Gleichrichtung zur Halbwellen-Gleichrichtung ■umgeschaltet ist, eine unerwünschte Betriebsumkehr des Gleichrichters 3 selbst dann vermieden, wenn die Stellung des Potentiometers 7 leicht oder unabsichtlich verringert wird. Folglich kann unerwünschtes oder störendes Rauschen, das in der Induktionsheizeinrichtung auftreten kann, nicht fehlerhaft den Betrieb des Gleichrichters 3 ändern.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 u. 5 ist angenommen, daß die Widerstandswerte der Spannungsteiler-Widerstände 26, 27 gleich sind. Abhang vom Verhältnis dieser Widerstandswerte wird die vorgegebene Stellung des Potentiometers 7. die die Leitzustände der Transistoren 20, 21 umkehrt, entsprechend bestimmt. Weiter ist angenommen worden, daß die Änderung der Amplitude des Steuersignals, das am Ausgangsanschluß 6 a erzeugt wird, in Linearbeziehung zur Stellung des Potentiometers 7 ist. Eine nichtlineare Beziehung kann gegebenenfalls vorgesehen sein. In den Fig. 7 A und 7 B sind die Signalverläufe des sich kontinuierlich ändernden Steuersignals am Ausgangsanschluß

6 a b-zw. des Stufen-Steuersignals am Ausgang 6 b unter der Annahme gleicher Widerstandswerte für die Widerstände 26 und 27 dargestellt. Die Signalverläufe gemäß Fig. 7 C und

7 D zeigen, daa sich kontinuierlich ändernde Steuersignalbsw. das Stufensignal, wenn der Widerstandswert des Widerstands 26 größer als der Widerstandswert des Widerstands 27 ist. Die Signalverläufe gemäß Fig. 7 E und 7 F zeigen, daa sich kontinuierlich ändernde Steuersignal bzw. das Stufen^SteuBrsignal, wenn der Widerstandswert des Widerstands 27 größer ist als der Widerstandswert des Widerstands 26. Fig. 7 G und 7 H zeigen den Signalverlauf des sich kontinuierlich ändernden Steuersignals bzw« des Stufen-Steuersignals, wenn die am Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 erzeugte Spannung sich nichtlinear in bezug auf dessen Stellung ändert. Die Signalverläufe gemäß

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Fig. 7 I und 7 J zeigen, das sich kontinuierlich ändernde Steuersignal "bzw. das Stufen-Steuersignal, wenn eine andere nichtlineare Beziehung zwischen der am Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 erzeugen Spannung und dessen Stellung besteht.

Im Vorstehenden wurde die Verwendung der erfindungsgemäßen Steuerschaltung "bei einer Induktionsheizeinrichtung erläutert. Verschiedene andere Anwendungen der Erfindung sind möglich, "bei denen ein sich kontinuierlich änderndes Steuersignal und ein Stufen-Steuersignal erforderlich sind. Beispielsweise kann, wie in Fig. 8 dargestellt, die Erfindung bei einem Steuersystem zum selektiven Betriebssteuern einer von zwei verschiedenen Einrichtungen verwendet werden. Obwohl der Betrieb beliebiger Art sein kann, sei hier angenommen, daß das Steuersystem zum selektiven Erwärmen einer von zwei verschiedenen Einrichtungen auf eine gewünschte Temperatur verwendet wird. Wie schematisch in Pig. 8 dargestellt, enthält dieses Regel- bzw. Steuersystem die anhand !"ig. 5 näher erläuterte Steuerschaltung sowie einen Vergleicher 39, einen Schalter 44- und Schier 40- und 41» Der Vergleicher 39 ist ein Differenzverstärker einschließlich differentiell verbundener Transistoren 39 a und 39 b. Die Basis des Transistors 39 a ist mit dem Ausgangsanschluß 6 a der Steuerschaltung über einen Invertiertransistor 38 verbunden. Auf diese Weise wird, wenn angenommen ist, daß das sich kontinuierlich ändernde Steuersignal, das am Ausgangsanschluß 6 a erzeugt ist, ein Bezugs-Steuersignal ist, dieses Bezugs-Steuersignal :.phaseninvertiert und dem Vergleicher 39 zugeführt. Die Basis des Transistors 39 * ist selektiv mit den Fühlern 40, 41 über den Schalter 44 verbunden.

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sind

Die Fühler 40 u. 4f/so ausgebildet, daß sie den tatsächlichen Betrieb oder Betriebszustand der Einrichtungen erfassen, die durch das dargestellte Steuersystem gesteuert "bzw. geregelt werden. In Übereinstimmung mit der Annahme, daß das dargestellte Regel- bzw. Steuersystem zum Steuern eines Heizbetriebes verwendet wird, sind die Fühler 40, Wärmefühler wie Thermistoren, deren Widerstand sich umgekehrt zur Temperatur der erwärmten Einrichtung ändert. Der Thermistor 40 ist über eine Schaltdiode 42 mit der Basis des Transüors 39 b und der Thermistor 41 ist über eine Schaltdiode 43 mit der Basis. dieses Transistors 39b verbunden. Auf diese Weise ist abhängig davon, welche der Schaltdioden 42, 43 leitend ist, entweder der Thermistor 40 oder der Thermistor 41 mit dem Transistor 39 d.verbunden. Der Schalter 44, der aus different!eil verbundenen Transistoren 44 a und 44 ü besteht,- bestimmt, welche der Schaltdioden 42, 43 leitend ist. Die Basis des Transistors

im

44 a ist mit einer wesentlichen konstanten Vorspannung versorgt, die durch Spannungsteiler-Widerstände abgeleitet wird, die über eine geeignete Quelle eines Betriebspotentials +B geschaltet sind. Die Basis des Transistors 44 b ist über einen Widerstand 45 mit dem Ausgangsanschluß 6 b verbunden, um das Stufen-Steuersignal zu erhalten.

Der Betrieb des Regel- bzw. Steuersystems gemäß Pig. 8 bei Verwendung zur Steuerung eines Heizbetriebea wird im folgenden erlaubest. Es sei angenommen, daß die am Kollektor des Transistors 39 a de3 Vergleichers 39 vorgesehene Spannung eine Steuerspannung ist, die selektiv entweder mit der Heizeinrichtung verbunden ist, die zum Heizen der dem Fühler 40 zugeordneten Einrichtung verwendet ist, oder mitcter Heizeinrichtung,die zum Heizen der dem Fühler 41 zugeordneten Einrichtung verwendet ist. Ein vom am AusgangsanschluQ 6 b erzeugten Steuersignal gesteuerter (nicht

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dargestellter) Schalterkreis führt selektiv diese Steuerspannung der einen oder der anderen Heizeinrichtung zu. Es sei weiter angenommen, daß das Potentiometer 7 mit einem Steuer- oder Stellknopf gemäß Pig. 9 versehen ist. Dieser Stellknopf ist über einen ersten Bereich von beispielsweise 60 ⁰C bis 100 ⁰G kalibriert, sowie über einen zweiten Bereich von ebenfalls 60 ⁰C bis 100 ° C. Diese getrennten Bereiche sind in der schematischen Darstellung durch schattierte Bereiche oder Flächen dargestellt. Weiter ergibt sich, daß, wenn die Einstellung des Stellknopfes in einer einzigen Sichtung geändert wird, auch die Stellung des Ausgangsanschlusses des Potentiometers 7 in gleicher Weise in³der gleichen Richtung geändert wird.

Wenn der Stellknopf 7 a im unschattierten Bereich zwischen 60 ° G und 100 ° C eingestellt ist, ist die der Bais des !Transistors 20 vom Aus gangs ans chluß des Potentiometers 7 zugeführte Spannung niedriger als die der Basis des !Transistors 21 vom Ausgangsanschluß der Spannungsteiler-Widerstände 26, 27 zugeführte Spannung, folglich ist der Transistor 21 leitend oder durchgeschaltet und der Transistor 20 nichtleitend oder gesperrt. Folglich ist daa Stufen-Steuersignal, das am Ausgangsanschluß 6 b erzeugt wird, auf dessen relativ niedrigen Pegel und diese niedrigpegelige Spannung wird der Basis des Transistors 44 b zugeführt. Folglich i3t der Toaasistor 44 a leitend oder durchgeschaltet und der Transistor 44 b nichtleitend oder gesperrt. D.h., daß die am Kollektor des Transistors 44 b erzeugte Spannung auf einem relativ höherem Pegel^%ie am Kollektor des Transistors 44 a erzeugte Spannung auf einem relativ niedrigen Pegel sind. Polglich ist die Diode 42 leitend^"·, um den Thermistor 40 mit der Basis des Transistors 39 b zu verbinden.

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Abhängig von der Stellung des Ausgangsanschlusses des Potentiometers 7 wird eine entsprechende Steuersignal-Amplitude am Ausgangsanschluß 6 a erzeugt. Die Phase dieses Steuersignals wird invertiert und der Basis des Transistors 39 a zugeführt. Auf diese Weise wirktder Vergleicher 39 zum Vergleich des Bezugs-Steuersignals, das der Basis des Transistors 39 a zugeführt wird, mit dem Fühlersignal, das der Basis des Transistors 39 b zugeführt wird. Es ergibt sich, daß das Fühlersignal eine Funktion des Widerstandes des Thermistors 40 ist. Wenn die Temperatur der gerade gesteuerten Einrichtung niedriger ist als die durch das Bezugs-Steuersignal gewählte Temperatur, ist die Basisspannung am Transistor 39 a niedriger als die Basisspannung am Transistor 39 b. Folglich wird eine höhere Steuerspannung am Kollektor des Transistors 39 a erzeugt, wobei diese Steuerspannung der Heizeinrichtung zugeführt wird, die die dem Thermistor 40 zugeordnete Einrichtung erwärmt. Mit zunehmender Temperatur dieser Einrichtung nimmt der Widerstand des Thermistors 40 ab. Schließlich ist der Widerstand des Thermistors 40 soweit verringert, daß die Basisspannung am Transistor 39 a die Basisspannung am Transistor 39 b überschreitet..bzw. erreicht. Folglich wird die SteuErspannung, die am Kollektor des Transistors 39 a erzeugt wird, ausreichend niedrig, um den Betrieb der Heizeinrichtung zu verringern oder zu unterbrechen. Selbstverständlich nimmt mit abnehmender Temperatur der zu heizenden Einrich-». tung der Widerstand des Thermistors 40 zu, um die Basisspannung des Transistors 39 d zu erhöhen und um auf diese Weise die am Kollektor des Transistors 39 a erzeugte Steuerspannung zu erhöhen. Auf diese Weise wird die dem Thermistor 40 zugeordnete Einrichtung geeignet erwärmt auf den durch die Stellung des Potentiometers 7 vorgegebenen Pegel.

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Es sei nun angenommen, daß die dem Thermistor 41 zugeordnete Einrichtung gesteuert oder geregelt werden soll. Folglich wird <3er Stellknopf 7a in den durch die schattierte Fläche gemäß Fig. 9 bestimmten Bereich verstellt. Wenn während dieser Verstellung der Stellknopf 7a die Lage A erreicht, überschreitet die der Basis des Transistors 2o vom Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 zugeführte Spannung die dem Transistor 21 vom Ausgangsanschluß der Spannungsteiler-Widerstände 26,27 zugeführte Spannung. Auf diese Weise wird erkennbar der Transistor 21 nichtleitend oder gesperrt und der Transistor/leitend oder durchgeschaltet. Folglich unterliegt das am Ausgangsanschluß 6b erzeugte Stufensignal einem positiven tiber-

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gang. Da der Transistor/nun leitend wird, wird gleichzeitig die Spannung über dem Potentiometer 7 verringert, wodurch die an dessen Ausgangsanschluß erzeugte und dem Ausgangsanschluß 6a zugeführte Spannung in gleicher Weise plötzlich oder abrupt verringert auf eine Anfangsamplitude entsprechend einer Temperatur-Stellung von 6o°C.

Der am Ausgangsanschluß 6b erzeugte positive übergang des Stufen-Steuersignals ergibt eine Basisspannung am Transistor 44b, die die Basisspannung am Transistor 44a überschreitet. Folglich wird der Transistor 44a nichtleitend, um so die Schaltdiode 43 in Vorwärtsrichtung vorzuspannen, während der Transistor 44b leitend wird, um die Diode 42 nichtleitend zu halten. D.h., daß die Diode 43 nun den Thermistor 41 mit dem Vergleicher 39 verbindet.

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Wie zuvor ist das Bezugs-Steuersignal, das dem Vergleicher "39 vom Ausgangs ans chluß 6a zugeführt wird, eine Funktion der Stellung des Potentiometers 7. Der Vergleicher 39 vergleicht nun dieses Bezugs-Steuersignal mit der Spannung, die vom Thermistor 41 abgeleitet ist. Auf diese Weise die Ist-Temperatur der dem Thermistor 41 zugeordneten Einrichtung mit der dafür eingestellten Sο11-Temperatur verglichen und jegliche Differenz dazwischen wird verwendet, um das Heizen der Einrichtung zu steuern, bzw. zu regeln. Wenn die Stellung des Stellknopfes 7a in dem schattierten Bereich gemäß Fig. 9 verstellt wird, wird das Heizen der gesteuerten bzw. geregelten Einrichtung entsprechend verstellt, wie zuvor erläutert anhand der Steuerung bzw. Regelung der dem Thermistor 4o zugeordneten Einrichtung.

Weiter ergibt sich, wenn der Stellknopf 7a nun in den unschattierten Bereich gemäß Fig. 9 rückgestellt wird, daß die Le it zustände der Transistoren 2o und 21 wieder umgekehrt werden, der?^t, daß das Stufen-Steuersignal nun einem negativen übergang unterliegt. Dadurch werden der Transistor 44a in dessen leitenden Zustand und der Transistor 44b in dessen nichtleitenden Zustand zurückgesetzt. Auf d^ese Weise wird die Diode 42 in Vorwärtsrichtung vorgespannt um den Thermistor 44 mit dem Vergleichet 39 zu verbinden. Abhängig von der jeweiligen bestimmten Stellung des Stellknopfes 7a wird die Heizeinrichtung gesteuert oder geregelt,abhängig^Qer darauf vom Kollektor des Transistors 39a angelegten Steuerspannung, um die dem Thermistor 4ο zugeordnete Einrichtung auf die durch das Potentiometer 7 gewählte Temperatur zu erwärmen. Auch wenn nicht dargestellt, ergibt sich, daß die Heizeinrichtung,

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an die der Kollektor des Transistors 39a selektiv änschließbar ist, beispielsweise einen Stromversorgungs-Schalter enthalten kann, der selektiv geschlossen oder geöffnet wird, abhängig von der vom Vergleicher 39 erzeugten Fehlerspannung. Selbstverständlich wird, wenn das dargestellte Steuer- bzw. Regelsystem in eine andere Umgebung eingesetzt wird, die am Kollektor des Transistors 39a erzeugte Steuerspannung jeder geeigneten Ansteuereinrichtung zugeführt.

Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerschaltung liegt im selektiven Steuern einer einzigen Einrichtung über zwei unterschiedliche Betriebsbereiche. Ein Regelbzw. Steuersystem in Bezug auf eine derartige Anwendung ist in Fig. 1o wiedergegeben. Bei diesem System besitzt die Steuerschaltung den Aufbau gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, wobei dessen Ausgangsanschluß 6a mit einem Eingang des Vergleichers 39 über einen invertierenden Transistor 38 verbunden ist. Es zeigt sich, daß der Vergleicher 39 im wesentlichen ähnlich dem Vergleicher 39 gemäß Fig. ist*

Ein Fühler 5o zur Erzeugung eines Ausgangssignales,, das den tatsächlichen oder Ist-Betriebszustand der zu steuernden oder zu regelnden Einrichtung wiedergibt, ist mit dem anderen Eingang des Vergleichers 39 verbunden.-Das Ausgangssignal des Fühlers 5o ist der Basis des Transistors 39b zugeführt, über eine Gewinn- oder Verstärkungsfaktor-Steuereinrichtung, die durch reihengeschaltete Widerstände 51 ,52 und einem Transistor 53 gebildet ist, dessen Kollektor-Emitter-Kreis den Widerstand 52 überbrückend oder kurzschließend angeschlossen ist. Es sei angenommen, daß das Regel- bzw. Steuersystem gemäß Fig. 1o zum Heizungsregeln bzw - steuern eine Einrichtung vorgesehen ist, weshalb der Fühler 5o ein Thermistor ist, dessen Widerstandswer^Tängekehrt zur Temperatur der erwärm-

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ten Einrichtung ändert.

Das am Ausgangsanschluß 6b erzeugte Stufen-Steuersignal wird über einen invertierenden Transistor 54 der Basis des Transistors 5 3 zugeführt. Auf diese Weise wird abhängig vom Pegel des Stufen-Steuersignals der Transistors 53 selektiv leitend gehalten, um einen Weg niedriger Impedanz über den Widerstand 52 vorzusehen, oder selektiv nichtleitend gehalten.

Das Potentiometer 7 ist mit einem Stellknopf 7a versehen., der über zwei getrennte Bereiche kalibriert ist. Wie in Pig. 11 dargestellt, ist der Stellknopf 7a über einen ersten Bereich^ (beispielsweise) 6o°C bis 1oo°C,und dann über einen zweiten Bereich_/ (beispielsweise) 16o°C bis 2oo°C,kalibriert. Wie dargestellt, ist der höhere Betriebsbereich durch die schattierte Fläche wiedergegeben und ist die Grenzlinie zwischen höherem und niedrigerem. Bereich als Punkt B dargestellt. Abhängig von der Art der zu heizenden Einrichtung können entweder der niedrigere Temperaturbereich oder der höhere Temperaturbereich dafür gewählt werden.

Es sei angenommen, daß die gesteuerte oder geregelte Einrichtung auf eine Temperatur innerhalb des niedrigeren Bereiches erwärmt werden soll, die durch die unschattierte Fläche des Stellknopfes 7a (Fig. 11) wiedergegeben ist. Der Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 ist geeignet positioniert und die daran erzeugte Spannung ist dem Ausgangsanschluß 6a zugeführt und damit über den invertierenden Transistor 38^.oder Inverter zum Vergleicher 39.. Diese Spannung am Ausgangsanschluß des Potentiometers 7 ist niedriger als die Spannung am Ausgangsanschluß der Spannungsteiler-Widerstände 26,27. Daher ist der Transistor 21 leitend, um den Transistor 54 mit dem Stufen-Steuersignal relativ niedrigen Pegels zu versorgen. Dies macht seinerseits

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den Transistor 54 nichtleitend, um eine relativ hohe Spannung an die Basis des Transistors 53 anzulegen. Dadurch wird der Transistor 53 in ähnlicher Weise nichtleitend gehalten. Folglich sind die Widerstände 52 und 51 mit dem Thermistor 5o reihengeschaltet. Folglich ist die Spannung über dem Thermistor 5o ein Bruchteil der Betriebsspannung +B , nämlich (R₁. /(R₁- +R,-.+R_x.^)) χ Β, wobei R₁- , R₅₁ , R^₂ die Widerstandswerte des Thermistors bzw. des Widerstandes 51 bzw. des Widerstandes 52 sind.

Wenn die durch die Stellung des Stellknopfes 7a gewählte Temperatur größer ist als die vom Thermistor 5o erfaßte Temperatur, ist die der Basis des Transistors 39a zugeführte Spannung niedriger als die Spannung über dem Thermistor 5o. Folglich ist der Transistor 39a nichtleitend gehalten und wird eine Steuerspannung relativ hohen Pegels von dessen Kollektor zur Heizeinrichtung geführt. Dies erhöht die der Steuereinrichtung zugeführte Wärme₇und wenn deren Temperatur zunimmt, nimmt der Widerstand des Thermistors 5o ab₇ um entsprechend die der Basis des Transistors 39b zugeführte Spannung zu verringern. Wenn die erfaßte oder Ist-Temperatur gleich der gewünschten oder Soll-Temperatur ist, wird der Transistor 39a leitend gehalten, um so den Betrieb der Heizeinrichtung zu unterbrechen oder zu verringern. Wenn die Temperatur der Steuereinrichtung größer ist als die Soll-Temperatur, wie das durch das den Transistor 39a zugeführte Bezugssteuer-Signal dargestellt wird, ist die Spannung über den Thermistor 5o niedriger als dieses Bezugs-Steuersignal. Folglich wird der Transis tor 39a leitend gehalten, um eine Steuerspannung relativ niedrigen Pegels der Heizeinrichtung zuzuführen. Dadurch wird die erzeugte Wärmemenge verringert, mit einer damit zusammenhängenden Verringerung der Temperatur der Steuereinrichtung. Auf diese Weise vergleicht der Vergleicher

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39 die Ist-Temperatur der Steuereinrichtung mit der Soll-Temperatur und dient zum Steuern oder Regeln der (nicht dargestellten) Heizeinrichtung, um die Ist-Temperatur gleich der Soll-Temperatur zu halten.

Es sein nun angenommen, daß der Stellknopf 7a in dessen höherem Bereich angeordnet ist, der durch die schattierte Fläche in Fig. 11 dargestellt ist. Wenn die Stellung des Potentiometers 7 den Punkt B (Fig. 11) erreicht, überschreitet die der Basis des Transistors 2o zugeführte Spannung die der Basis des Transistors 21 zugeführte Spannung. Folglich werden die Leitzustände dieser Transistoren 2o,21 umgekehrt und ein positiver Übergang ist im Stufen-Steuersignal erreicht, das am Ausgangsanschluß 6b erzeugt ist- Der höhere Spannungspegel, der nun der Basis des Transistors 54 zugeführt ist, hält diesen Transistor 54 leitend, um ein Signal niedrigen Pegels dem Transistor 53 zuzuführen. Folglich wird der Transistor 53 leitend gehalten, um eine überbrückung niedriger Impedanz über den Widerstand 52 vorzusehen. Dadurch wird der Gewinn- oder Verstärkungsfaktor der der Basis des Transistors 39b vom Thermistor 5ο zugeführten Spannung erhöht. D.h., wenn der Widerstand 52 kurzgeschlossen ist, ergibt sich die Spannung über den Thermistor 5o zu (R₅ /(^R ₅ + R,-,)) x B. Auf diese Weise wird, selbst wenn der Widerstandswert R₁- gleich bleibt, die der Basis des Transistors 39b zugeführte Spannung plötzlich erhöht, wenn das Stufen-Steuersignal einem postiven Übergang unterliegt.

Es sei nun angenommen, daß der Transistor 39a leitend war, kurz vor dem Zeitpunkt, zu dem der Stellknopf 7a von einer Stellung indessen niederem Bereich in eine Stellung in dessen höheren Bereich geändert worden ist, weshalb dann die Zunahme der dem Transistor 39b zugeführten Spannung

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diesen Transistor 39b leitend hält und der Transistor 39a nichtleitend wird. Folglich ist die an dessen Kollektor erzeugte Steuerspannung auf relativ höherem Pegel, um die Heizeinrichtung zum Heizen der Einrichtung oder Vorrichtung zu Steuern. Die Temperatur dieser Einrichtung oder Vorrichtung wird nun abhängig von dem Bezugs-Steuersignal gesteuert, die dem Transistor 39a zugeführt ist₇ damit sie gleich der Soll-Temperatur ist, die durch die Stellung des Potentiometers 7 eingestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß selbstverständlich dann, wenn das Potentiometer 7 in dessen höheren Bereich der Stellungen gebracht ist, das am Ausgangsanschluß 6a erzeugte Steuersignal den Signalverlauf gemäß Fig. 3A bzw. den gemäß der Strichlinie in Fig. 6A sitzt und zwar rechtsseitig des darin vorgesehenen Übergangs von hoch nach niedrig. Durch Erhöhen des Gewinns oder Verstärkungsfaktor der Fühlerspannung, die dem Transistor 39b vom Thermistor 5o zugeführt ist, wird ein höherer Bereich der Temperaturregelung- oder steuerung erreicht. Selbstverständlich unterliegt, .wenn der Stellknopf 7a nun in eine Stellung im niedrigeren Bereich gestellt wird, der durch die unschattierte Fläche in Fig. 11 wiedergegeben ist, das am Ausgangsanschluß 6b erzeugte Stufen-Steuersignal einem negativen übergang, wodurch der Transistor 53 nicngleitend gehalten wird. Das schaltet den Widerstand 52 wieder in den Schaltkreis bzw. die Schaltung mit denx Widerstand 51 und dem Thermistor 5o ein, wodurch der Gewinn oder Verstärkungsfaktor der Fühlerspannung verrringert wird, die vom Thermistor 5o dem Transistor 39b zugeführt wird. Folglich wird eine Temperatursteuerung oder -regelung über den niedrigeren Temperaturbereich erreicht. Unabhängig vom Bereich der Temperatursteuerung oder -regelung ist zu

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erwähnen, daß sich das am Ausgangsanschluß 6a erzeugte Steuersignal nichts destotrotzkontinuierlich ändert, abhängig von der Stellung des Potentiometers 7. Die Beziehung zwischen dem Steuersignal und der Stellung des Potentiometers kann so sein, wie das durch die Signalverläufe gemäß Fig. 7A, 7C, 7E, 7G bzw. 71 wiedergegeben und zuvor erläutert worden ist.

Selbstverständlich sind noch v/eitere Ausführungsbeispiele möglich. Beispielsweise ist die Anwendung der Steuersehaltungen gemäß Fig. 4 und Fig. 5 nicht einzig auf die Steuerung bzw. Regelung von Heizeinrichtungen beschränkt. Die Erfindung kann bei verschiedenartigen Servosystemen verwendet werden, bei denen ein gemeinsames Steuer- bzw. Regelglied wie ein Potentiometer 7 verwendet ist, zur Be triebssteuerung einer von zwei Einrichtungen, oder bei denen ein gemeinsames Steuerglied verwendet ist, zur Betriebssteuerung einer einzigen Einrichtung über unterschiedliche Betriebsbereiche. Weiter ist zu erwähnen, daß wenn auch die Steuerschaltung mit einem Paar von bipolaren Transistoren dargestellt ist, auch andere äquivalente Transistoreinrichtungen verwendet werden können. Beispielsweise kann jeder Transistor durch eine Darlington-Schaltung von Transistoren, durch einen Feldeffekttransistor oder jede andere Transistoreinrichtung gebildet sein. Schließlich kann auch das Potentiometer durch jeden geeigneten potentiometerartig einstellbaren Widerstand gebildet sein.

Die Erfindung bezieht sich somit auf eine Steuerschaltung, die mit einem einzigen einstellbaren Element, wie einem einstellbaren Widerstand, beispielsweise einem Potentiometer verwendbar ist, wobei ein erstes Steuersignal, das sich im wesentlichen kontinuierlich abhängig von der Stellung des Potentiometers ändert und ein zweites Steuersignal,

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das sich stufenweise ändert erzeugt werden, Während die Stellung des Potentiometers von einer minimalen Stellung auf eine maximale Stellung verändert oder erhöht wird, nimmt das erste Steuersignal in gleicher Weise in seiner Amplitude zu und wird das zweite Stufen-Steuersignal auf einem relativ niedrigen Pegel gehalten. Wenn eine vorgegebene Stellung des Potentiometers erreicht ist, wird das sich kontinuierlich ändernde Steuersignal plötzlich auf dessen Anfangspegel verringert und beginnt dann die Zunahme von neuem. Bei der vorgegebenen Stellung des Potentiometers unterliegt auch das Stufen-Steuersignal einem positiven Übergang. Die Signalverläufe von erstem, und zwextenvSteuersxgnal sind in den Fig. 3A bzw. 3C und den Fig. 6A bzw. 6B dargestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung ist in Fig. wiedergegeben. Der einstellbare Anschluß des Potentiometers 7 ist mit der Basis des Transistors 2o verbunden. Wenn das Potentiometer 7 in seiner relativ niedrigen Stellung ist, ist die dadurch dent Transistor °^zucj^einihrte Spannung niedriger als die Spannung, die am Ausgangsanschluß des Spannungsteiler-Widerstandes 26,27 abgeleitet ist. Folglich wird der Transistor 21 durchgeschaltet und der Transistor 2o gesperrt. D.h., daß das Signal am Ausgangsanschluß 6b auf relativ niedrigem Pegel ist. Mit zunehmender oder höher werdender Stellung des Potentiometers 7 nimmt die Spannung an dessen Ausgangsanschluß entsprechend zu. Dann, wenn diese Spannung die Spannung am Ausgangsanschluß der Spannungsteiler-Widerstände 26,27 überschreitet, wird der Transistor 2o gesperrt und der Transistor 21 durchgesehaltet. Das ergibt einen positiven Übergang am Ausgangs anschluß 6b auf einen relativ höheren Pegel. Da der Transistor 2o durchgeschaltet wird, wird dessen Kollektorspannung

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erniedrigt, um die Spannung über das Potentiometer 7 zu verringern. Auf diese Weise wird die Spannung am Ausgangsa Schluß des Potentiometers 7 in gleicher Weise verringert, wie in Fig. 3A dargestellt. Eine weitere Erhöhung der Stellung des Potentiometers 7 ergibt eine entsprechende Zunahme der Spannung an dessen Ausgangsanschluß.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 4 dadurch, daß der Kollektor-Lastwiderstand des Transistors 2o aus zwei reihengeschalteten Widerständen 23a, 23b gebildet ist. Die Spannungsteiler-Widerstände 26,27 sind wieder mit den Kollektor des Transistors 2o verbunden während das Potentiometer 7 nun mit dem Verbindungspunkt zwischen den reihengeschalteten Kollektor-Lastwiderständen 23a, 23b verbunden ist. Bei dieser Ausbildung wird eine Hysterese in die Schaltung so eingeführt, daß die Leitzustände der Transistoren 2o,21 bei einer höheren Stellung des Potentiometers 7 umschalten, wenn diese Stellung erhöht wird, als wenn diese Stellung erniedrigt wird.

Die Figuren 8 und Io zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Steuerschaltung verwendet wird zur Betriebssteuerung von einer von zwei verschiedenen Einrichtungen (Fig.8) oder zur Betriebssteuerung einer einzigen Einrichtung über zwei verschiedene Betriebsbereiche (Fig. 1o). Bei diesen Ausführungsbeispielen legt die Steuerschaltung ein Bezugs-Steuersignal von dessen Ausgangsanschluß 6a an einen Eingang eines Vergleicherg 39a. Gemäß Fig. 8 ist der andere Eingang des Vergleichers 39 mit einer Fühlerspannung versorgt, die den Ist-Betriebszustand einer von zwei verschiedenen

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Vorrichtungen wiedergibt. Ein Schalter 44 verbindet ein Fühlersignal mit dem Vergleicher 39, wenn das Stufen-Steuersignal am Ausgangsanschluß 6b auf dessen niedrigem Pegel ist und verbindet das andere Fühlersignal mit dem Vergleicher 39, wenn dieses Stufen-Steuersignal auf dessen höherem Pegel ist. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1o ist ein Widerstand 52 in einer Spannungsteilerschaltung angeschlossen,wodurch der Vergleicher 39 mit einer gedämpften Fühlerspannung versorgt ist, wenn das Stufen-Steuersignal am Ausgangsanschluß 6b auf dessen niedrigem Pegel ist. Wenn das Stufen-Steuersignal auf dessen höherem Pegel umschaltet, wird der Transistor 53 durchgeschaltet zum Kurzschließen des Widerstands 52^ um dadurch den Gewinn oder Verstärkungsfaktor des Fühlersignals zu erhöhen, das dem Vergleicher 39 zugeführt wird. Mit diesem erhöhten Gewinn des Fühlersignals wird der höhere Betriebsbereich der Steuereinrichtung erreicht.

entanwalt

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Claims (8)

1. 7-35 Kitashinagawa 6-chome

   Shinagawa-ku

   Tokyo/Japan

   Ansprüche

   /1)1 Steuerschaltung zur Verwendung mit einem einstellbaren

   ^Widerstand zur Erzeugung eines ersten Steuersignals, dessen Amplitude eine.Funktion der Stellung des Widerstandes ist,und zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals^ dessen Pegel bei einer vorgegebenen Stellung des Widerstands von einem ersten zu einem zweiten Pegel geändert wird,
   gekennzeichnet durch

   ein Paar von Transistoren (2o,21) mit jeweils Basis., Emitter und Kollektor, wobei die Emitter des Paars von Transistoren (2o₇21) gemeinsam mit einem Bezugspotential verbunden sind,

   einen, einstellbaren Widerstand (7), der mit dem Kollektor des einen Transistors (2o) des Paars verbunden ist und einen einstellbaren Ausgangsanschluß besitzt, von dem das erste Steuersignal abgeleitet ist, eine Impedanz (26,27) , die mit dem Kollektor des einen Transistors (2o) des Paars verbunden ist, eine Stromquelle (2 8), die gemeinsam mit dem einstellbaren Widerstand (7) und der Impedanz (26,27) so verbunden ist, daß sowohl der einstellbare Widerstand (7) als auch die Impedanz (26,27) zwischen dem Kollektor und der Stromquelle (28) geschaltet sind,

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   ORIGINAL INSPECTED

   wobei der einstellbare Ausgangsanschluß des einstellbaren Widerstandes (7) mit der Basis des einen Transistors (2o) des Paars verbunden ist und ein Ausgangsanschluß der Impedanz (26,27) mit der Basis des anderen Transistors (21) des Paars verbunden ist_;und

   einen Ausgangsanschluß (6b) zum Ableiten des zweiten Steuersignals vom Kollektor des anderen Transistors (21) des Paars derart, daß sich mit Ändern der Stellung des einstellbaren Ausgangsanschlusses die der Basis des einen Transistors (2o) des Paars zugeführte Spannung sowie das erste Steuersignal (Fig.3A,6A,7A,7C,7E,7G,71) entsprechend ändern von einer ersten Amplitude auf eine zweite Amplitude bis die vorgegebene Stellung erreicht ist, wobei dann die relativen Leitzuständen der Transistoren (2o,21) umgekehrt werden und das erste Steuersignal auf die erste Amplitude zurückkehrt.
2. 2) Steuerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Stromquelle (24), um die Emitter der Transistoren (2o,21) mit dem Bezugs-Potential zu verbinden.
3. 3) Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz mehrere reihengeschaltete Widerstände (26,27) besitzt, wobei der Ausgangsanschluß der Impedanz einen Verbindungspunkt enthält, der durch zwei der Widerstände (26,27) gebildet ist.
4. 4) Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Widerstand (7) parallel zu den mehreren reihengesehalteten Widerständen (26,27) zwischen dem Kollektor des einen Transistors (2o) des Paars und der Stromquelle (28) geschaltet ist.

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5. 5) Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen H^teresekreis (23a,23b), der mit dem einen Widerstand (2o) des Paars verbunden ist, wodurch die Leitzustände der Transistoren (2o,21) bei einer höheren Stellung des einstellbaren Widerstandes

   (7) umgekehrt werden, wenn diese Stellung in einer ersten Richtung genändert wird, als wenn die Stellung in der Gegenrichtung geändert wird.
6. 6) Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hysteresekreis einen Widerstand (23b) besitzt, der mit dem Kollektor des einen Transistors (2o) des Paars verbunden ist_f wobei die Impedanz (26,27) mit dem einen Ende des Widerstandes (23b) an dem Verbindungspunkt zwischen dessen Kollektor und dem.Widerstand (23b) verbunden ist und wobei der einstellbare Widerstand (27) mit dem anderen Ende des Widerstands (23b) verbunden ist.
7. 7) Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß sie in einer Vorrichtung zum selektiven Steuern oder Regeln einer von zwei Einrichtungen abhängig, von der Stellung des einstellbaren Widerstandes (7) verwendet ist, wobei die eine Einrichtung gesteuert oder geregelt ist, wenn die Stellung des einstellbaren Widerstandes (7) innerhalb eines ersten Bereiches ist, und die andere Einrichtung gesteuert oder geregelt ist, wenn die Stellung des einstellbaren Widerstandes (7) im zweiten höheren Bereich ist, und daß die Vorrichtung aufweist:

   einen ersten und einen zweiten Fühler (4o,41) zum Erfassen des Lst-Betriebszustandes, der einen bzw. der anderen Einrichtung zur Erzeugung eines ersten

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   und eines zweiten diesen wiedergebenden Fühlersignals_/

   einen Fehlerdetektor (38,39), der das erste Steuersignal und ein Fühlersignal erhält und ein Fehlersignal erzeugt, abhängig von deren Differenz, wobei das Fehlersignal zur Betriebssteuerung der Einrichtungen verwendet wird, und einen Schalter (52,43,44), der abhängig vom zweiten Steuersignal dem Fehlerdtektor (39) entweder das erste oder das zweite Fühlersignal zuführt (Fig.8).
8. 8) Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß sie in einer Vorrichtung zum Regeln oder Steuern des Betriebes einer Einrichtung über einen ersten und einen zweiten Betriebsbereich abhängig von der Stellung des einstellbaren Widerstandes (7) verwendet ist und daß die Vorrichtung aufweist:

   einen Fühler (5o) zum Erfassen des Ist-Betriebszustandes der Einrichtung zur Erzeugung eines diesen wie de rgeb en den FühIe r s i gn a Is, einen Fehlerdetektor (38,39), der das erste Steuersignal und das Fühlersignal erhält und ein Fehlersignal abhängig von deren Differenz erzeugt, wobei das Fehlersignal zur Betriebssteuerung der Einrichtung vorgesehen ist, und eine Gewinn- oder Verstärkungsfaktor-Wahlschaltung (51,52,53,54), die abhängig vom zweiten Steuersignal den Gewinn oder Verstärkungsfaktor des Fühlersi-gnals bestimmt und das Fühlersignal mit dem vorgegebenen Gewinn oder Verstärkungsfaktor

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   dem Fehlerdetektor (39) zuführt (Fig. 1o).

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