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Elektrische Erregerschaltung für Zäune
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Erregerschaltung für Zäune
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Schaltung umfaßt einen Kondensator,
der über eine Spannungsquelle mit einem Ausgangstransformator verbunden ist, einen
Thyristor (SCR) zwischen diesem Kondensator und der Eingangsstufe des Transformators,
um den Kondensator zu entladen, einen steuerbaren Schalter, einen Steuerkreis zum
Steuern der Ladung in diesem Kondensator über den genannten steuerbaren Schalter
und zum Triggern des Thyristors Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in: Figur 1 ein Blockschaltbild
einer elektrischen Erregerschaltung für Zäune gemäß der Erfindung und Figur 2 ein
Schaltbild zur Darstellung der Komponenten der Schaltung gemäß Figur 1.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische
Erregerschaltung wie folgt ausgebildet. Ein Kondensator 1, ein steuerbarer Schalter
2, eine Diode 3 und ein Kondensator 4 sind wie in Figur 1 dargestellt miteinander
verbunden, um eine Spannungsverdoppler-Schaltung zu bilden, in der die Ladung im
Kondensator 4 durch eine Steuerschaltung 8 über den Schalter 2 (Zweiwe-Thypistor
oder Triac) gesteuert wird. Der steuerbare Schalter 2 enthält vorzugsweise einen
Triac 2, kann aber auch eine andere elektronische Einrichtung wie einen Siliziumgleichrichter.(SCR),einen
Transistor oder ein Halbleiterrelais enthalten. Die Schaltung ist mittels Klemmen
20 und 21 mit einer Spannungsquelle verbunden.
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Der Triac 2 erhält seine Zündspannung über eine Triggerverbindung
11 von einer Steuerschaltung, die in Figur 1 mit 8 bezeichnet und in Figur 2 innerhalb
der gestrichelten Umrandung dargestellt ist. Die Steuerschaltung 8 erhält die Einschaltinformation
über den Leitungszweig 12. Die Schaltung weist einen Thyristor (SCR) 5 auf, der
zwischen den Kondensator 4 und die Primärwicklung 22 des Ausgangstransformators
6 geschaltet ist, um den benötigten Ausgangsstromimpuls in den Transformator 6 einzugeben.
Der Thyristor 5 erhält seine Zündspannung über eine Triggerverbindung 9 von einer
Zeitgeberschaltung, beispielsweise einer 1Hz-Zeitqeberschaltung 13. Die Zeitgeberschaltunq
kann durch geeignete Teilung von einer 50/60 Hz-Netzfrequenz abgeleitet werden.
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Unter normalen Bedingungen übt die Steuerschaltung 8 die notwendige
Halbperiodensteuerung auf den Triac 2 aus und veranlaßt dadurch den Kondensator
4, sich aufzuladen. Wenn die Spannung am Kondensator 4 einen vorbestimmten Wert
erreicht hat, veranlaßt die Spannung an der Leitung 10 die Steuerschaltung 8, ein
weiteres Aufladen des Kondensators 4 zu verhindern.
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Dadurch wird die gespeicherte Ladung am Kondensator 4 für einen Zeitraum
vor der Entladung konstant gehalten. Auf diese Weise wird an dem Kondensator 4 über
einen begrenzten Eingangsspannungsbereich eine konstante Spannung aufgebaut, vorausgesetzt,
da;3 an 2 der zweifache Effektivwert der Eingangsspannung größer ist als die erforderliche,
vorbestimmte Spannung am Kondensator. Da der Kondensator 4 jede Sekunde durch den
Thyristor 5 entladen wird, welcher über die Verbindung 9 durch die lHz-Zeitgeberschaltung
getriggert wird, liefert der Ausgangstransformator 6 innerhalb eines begrenzten
Eingangsspeisespannungsbereiches eine konstante Ausganqsimpulsspannung.
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Unter gestörten Bedingungen derart, daß der Thyristor 5 einen unkontrollierten
Durchbruch erl'itt'en hat,
erfaßt die Fühlerleitung 10 das unkontrollierte
Einschalten des Thyristors 5 und verhindert ein weiteres Aufladen des Kondensators
4 über die Steuerschaltung 8 durch die Triggerverbindung 11 zum Triac 2.
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Wenn die genaue Zeit zum Triggern des Thyristors 5 erreicht ist, wie
durch die 1Hz-Zeitgeberschaltung bestinìlllt, aktiviert ein Löschsignal die Steuerschaltung
8 und erlaubt dem Kondensator, sich aufzuladen, bis er wieder abnormal entladen
wird durch die Abbruchbedingung des Thyri -stors S.Auf diese Weise führt ein kleiner
Spannungsabfall des Thyristors 5 nicht zu einer Ausgangsfolgefrequenz, die die Folgefrequenz
der 1Hz-Zeitgeberschaltung 13 übersteigt.
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Die Wirkung der Steuerschaltung 8 kann in vielfacher Weise erreicht
werden; und die Schaltung gemäß Figur 2 ist hierfür nur ein Beispiel. In dieser
Schaltung ist der Schaltungsaufbau bei 23 als eine Leistungsversorgung ausgebildet,
die die beschriebene Vorrichtung mit einer Spannung von 15 Volt versorgt.
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Wenn die Klemme 21 positiv gegenüber der Klemme 22 ist, liefert der
Leitungszweig 12 einen Impuls zur Basis des Transistors 37. Vom Kollektor des Transistors
37 wird eine geformte Rechteckwelle bei Netzfrequenz erhalten, so daß der Transistor
37 einen Detektor für Nulidurchgang der Klemmen 21 und 22 zur Verfügung stellt.
Der Kollektorausgang des Transistors 37 ist mit einem Eingang eines Gatters 25 verbunden.
Der andere Eingang des Gatters 25 wird von einem Schmitt-Trigger-Inverter 24 versorgt,
an dem eine Spannungan3iegt, die einen Vorgabewert (sample) darstellt, bestimmt
durch die Werte der Widerstände 38, 39, 40 und 41 der Spannung an der Fühlerleitung
10. Die Wider stände 38 und 39 gestatten, diese Werte zu trimmen. Die Fühlerl
tung
10 erfaßt die Spannung am Kondensator 4, und wenn diese ihren vorbestimmten Maximalwert
erreicht hat, ändert der Schmitt-Trigger 24 seinen Zustand und die Ei ngangss Dannung
vom Inverter 24 zum Gatter 25 fällt ab, während die Ausgangsspannung am Gatter 25
in Wegfall kommt. Das Ausgangssignal des Gatters 25 ist vorher die Umkehrung der
Eingangsgröße des Transistors 27, und der Inverter 26 stellt das ursprüngliche Signal
wieder her. Dieses Signal bildet einen Eingang zum Gatter 27. Der Ausgang vom Gatter
27 ist mit der Basis eines Transistors 28 verbunden, der über die Verbindung 11
Strom zu dem Triac 2 liefert. Der andere Eingang zum Gatter 27 kommt von einem kreuzweise
gekoppelten RS-Flip-Flop, bestehend aus den beiden Gattern 29 und 30. Wenn der Ausgang
vom Gatter 29 hoch liegt, gelangen Impulse vom Gatter 27 zum Transistor 28; wenn
jedoch der Ausgang vom Gatter 29 tief liegt, werden keine Impulse vom Ausgang des
Gatters 27 geliefert, so daß keine Impulse zum Transistor 28 und zum Triac 2 gelangen.
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Durch den Kondensator 31 wird ein Löschimpuls zum Gatter 29 geliefert,
während über den Widerstand 32 ein Eingangs impuls zum Gatter 30 geliefert wird.
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Die Zeitgeberschaltung 13 umfaßt Inverter 33 und 34, steuert den Transistor
35 und damit den Thyristor 5 durch die Verbindung 9. In diesem Beispiel wird jede
Sekunde ein Impuls geliefert. Außerdem wird jede Sekunde-ein Löschungsimpuls durch
den Kondensator 31 zum Gatter 29 geliefert.
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Der Kondensator 31 und der Widerstand 36 bestimmen die Rückstellzeit-Konstante
an der Stromversorgungszuleitung.
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Wenn die Spannung an der Leitung 10 zu einer anderen Zeitabfälltlls
der, in der die Verbindung 9 hoch liegt, d.h. wenn der Thyristor 5 genau auf diesen
ist,liegtder Eingang des
Gatter 30 tief und steuert das Flip-Flop,
welches das Gatter 27 sperrt und dann wieder durch den Triac 2 die Aufladung stoppt.
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Unter der Voraussetzung, daß die Spannung an der Leitung 10 abfällt,
unmittelbar nachdem die Verbindung 9 hoch liegt, um den Thyristor 5 zu schalten,
arbeitet die Schaltung normal, aber wenn die Leitung 10 zu jeder anderen Zeit tief
liegt, wird der Flip-Flop gesetzt und snerrt das Gatter 27.
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Der andere Eingang zum Gatter 27 ist ebenso durch einen Widerstand
und einen Kondensator mit der Basis des Transistors 35 verbunden. Das stellt sicher,
daß dann, wenn die Verbindung 10 während einer abnormalen Betriebsphase tief liegt,
ein Impuls zur Basis des Transistors 35 geliefert wird, der den Basisstrom zum Thyristor
5 liefert und sicherstellt, daß der Kondensator 4 völlig entladen ist.
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Der Transistor 37 erfaßt den Nulldurchgang der Eingänge 20 und 21,
der Transistor 28 treibt den Triac 2, während der Transistor 35 den Thyristor 5
treibt.
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Aus all dem ergibt sich, daß mindestens bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung eine elektrische Erregerschaltung fur Zäune zur Verfügung gestellt
wird, die in einfacher Weise die Ausgangsimpulse steuern kann, so daß der Impuls
niemals eine Frequenz überschreitet, die durch die Verdrahtung und die Komponenten
der 1Hz-Zeitgeberschaltung vorbestimmt ist. Die Entladungsfolgefrequenz ist dadurch
unabhängig von der Eingangsspannung und irgendeiner unkontrollierten Schal takti
on von Halbleiterschaltelementen im Kondensator-Entladekreis. Der Ausgang ist damit
"sicher und kann nicht in einen tödlichen Hochfrequenzausgang zusammenbrechen. Darüber
hinaus wird sich
der Ausgang im wesentlichen nicht ändern, wenn
nur der Eingang einmal über einer Mindesthöhe liegt; das wird ohne den Einsatz eines
Konstant-Spannungswandlers erreicht. Die Steuerung der Impulse ist außerdem unabhängig
von der Eingangsfrequenz.
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L e e r s e i t e