DE2924698C2 - Optoelektronisches Relais - Google Patents

Description

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— zwischen dem Kollektor des Transistors (T) und der Reihenschaltung (Jb/Rb) ein Kollektorwiderstand (Rc) eingefügt ist und

— der Ableitwiderstand (Rd) zwischen dem Kollektor des Transistors (T) und dem Kollektorwiderstand (Rc) angeschlossen ist.

3. Relais nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

— in der Reihenschaltung (Jb/Rb), in Reihe zur Lichtsendediode (Jb), ein Vorwiderstand (Ra) eingefügt ist.

4. Relais nach einem der vorhergehenden -to Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

— der Ableitwiderstand (Rd) regelbar ist.

5. Relais nach Patentanspruch 4, dadurch gekenn- ■*"> zeichnet, daß

— der Ableitwiderstand (Rd) eine Serienverbindung der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (Τ)\ιηά einer zweiten Lichtsendediode (C) überbrückt.

6. Relais nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

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— der Basis- Emitter-Widerstand (Rb) regelbar ist.

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Die Erfindung betrifft ein spezielles elektronisches Relais, das insbesondere für ein Fernsprechvermittlungssystem entwickelt wurde, das aber auch darüber hinaus als Schalter verwendbar ist.

Die Erfindung geht nämlich aus von einem optoelektronischen Relais mit einer Lichtsendediode, mit einem Lichtempfangselement und mit einem Transistor, der übermäßig hohe Ströme von der Lichtsendediode abhält Das Relais kann als Lichtempfangselement z. B. einen Phototransistor oder ein sonstiges lichtempfindliches Schaltelement enthalten.

Ein solches Relais ist z. B. in den beiden nicht vorveröffentlichten DE-OS 29 10 897 und 29 10 951 beschrieben.

Es ist bekannt, daß Lichtsendedioden nur bei durch sie fließenden Strömen, die einen ersten Schwellwert der Diode überschreiten, in nennenswertem Maße Licht ermittieren. Sobald dieser Strom einen dritten Schwellwert der Diode, der über dem ersten Schwellwert der Diode liegt, übersteigen würde, würde die Lichtsendediode aber zerstört. Der Transistor schützt demnach vor der Zerstörung, indem er als Überlastungssicherung dient. Dieser Transistor liegt also z. B. parallel zur Lichtsendediode und zweigt einen sonst schädlichen Anteil vom eingespeisten Strom ab bei durch die Lichtsendediode fließenden Strömen, die einen zweiten Schwellwert der Diode, der unter dem dritten Schwellwert der Diode liegt, übersteigen. Dann fließt durch die Lichtsendediode nur noch ein zulässig hoher Reststrom.

In entsprechender Weise gibt es einen ersten Schweliwert des Relais, bei dem die Lichtsendediode soeben zu emittieren beginnt, sowie einem zweiten Schwellwert des Relais, bei dem der Transistor die Abzweigung öffnet, und einen dritten Schwellwert des Relais, bei dem die Lichtsendediode zerstört wird. Der dritte Sch-.vellwert des Relais ist größer als der dritte Schweliwert der Diode, da dann die Lichtsendediode nur von einem Reststrom durchflossen wird, da also der Strom, der das Relais dann erregt, größer ist als der durch die Lichtsendediode fließende Reststrom.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den ersten Schwellwert des Relais, bei dem die Lichtsendediode zu emittieren beginnt, nach Bedarf zu etwas höheren oder sogar auch zu viel höheren Beträgen zu verschieben. Die Erfindung stellt also ein gegen Überlastung geschütztes optoelektronisches Relais zur Verfugung, das vergleichsweise universell verwendbar ist, weil der erste Schweliwert des Relais, bei dem das Lichtempfangselement von seinem sperrenden Zustand in seinen leitenden Zustand gesteuert wird, nach Bedarf, z. B. um das 30fache, erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Die Lösung wird also mittels eines Ableitwiderstandes erreicht, der bei Relais mit Relaisspulen nur eine Ansprechverzögerung des Relais bewirken würde. Bei der Erfindung bewirkt dieser Ableitwiderstand aber keine Ansprechverzögerung. Statt dessen bleibt das erfindungsgemäße Relais unerregt oder erregt, je nachdem wie groß die Amplitude des eingespeisten Stromes ist.

Die zusätzlichen, in den Patentansprüchen 2 und 3 angegebenen Maßnahmen gestatten, durch Strombegrenzung auch hohe Spannungen zum Erregen des Relais zu verwenden.

Die in den Patentansprüchen 4 und f> angegebenen Maßnahmen gestatten, auch nachträglich, z. B. im Einsatz des Relais, beliebig den Betrag des ersten und/oder des zweiten Schwellwertes des Relais nach Bedarf zu verändern. Dies ist besonders bei Verwendung des Relais in einem Meßgerät wichtig, bei dem durch diese nachträgliche Änderung eine bedarfsangepaßte Justierung des Meßgerätes erreicht werden soll, z. B. damit das Meßgerät bei durch das Relais fließenden Meßströmen oberhalb des eingestellten ersten Schwellwertes des Relais einen Alarm oder eine sonstige

Anzeige auslöst Solche Meßgeräte benötigt man oft z. B. in der Überwachung einer Serienfertigung bei häufig wechselnden Herstellungsprodukten, in denen Ströme bestimmte Toleranzen einhalten sollen. Wendet man die in beiden Ansprüchen genannten Maßnahmen gleichzeitig an, kann man nämlich den ersten und den zweiten Schwellwert des Relais auch getrennt voneinander einstellen.

Man kann sogar alle in den Patentansprüchen 4 bis 6 angegebenen Maßnahmen gleichzeitig anwenden und z. B. den ersten Schwellwert des Relais auf den unteren Toleranz-Grenzwert und den zweiten Schwellwert des Relais auf den oberen Toleranz-Grenzwert eines durch das Relais geleiteten Meßstromes einstellen, wobei die überwachten Herstellungsprodukte einwandfrei sind, wenn zwar der vom Herstellungsprodukt gelieferte Strom das Relais erregt, wenn aber der Transistor des Relais noch nicht leitend ist — was am Noch-Nicht-L^uchten der zweiten Lichtsendediode erkennbar ist. Die betreffende zweite Lichtsendediode erkennbar ist. Die betreffende zweite Lichtsendediode gemäß Patentanspruch 5 kann auch Bestandteil eines zusä'zlichen optoelektronischen Relais, z. B. eines zweiten erfindungsgemäßen Relais mit eigenem Lichtempfangselement, sein. Diese Kombination von Maßnahmen gestattet also eine auch an solche komplizierte Betriebsbedingungen anpaßbare Lösung.

Die Erfindung wird nun anhand des in der Figur gezeigten Beispiels näher erläutert.

Das gezeigte Relais enthält die Lichtsendediode Jb, die hier zusammen mit dem optisch angekoppelten Lichtempfangselement Jc eine gemeinsame, z. B. auf dem Mark erwerbbare Baueinheit Ja mit den Ausgangsklemmen A 4/A 5 bildet.

Die Lichtsendediode Jb liegt in Reihe zum Basis-Emitter-Widerstand Rb, wobei das Potential am Abgriff dazwischen den Transistor T steuert. Der — z. B. von der Baueinheit / räumlich getrennt angebrachte — Ableitwiderstanc¹ /idbewirkt, daß ein, nach Bedarf mehr oder weniger großer Anteil des Stromes von A 1 nach Λ 2 an der Lichtsendediode Jb vorbeigeleitet wird. Der erste Schwellwert der Lichtsendediode liegt zwar eigentlich z. B. bei 1 niA, aber der erste Scrnvellwert des gesamten Relais, bei dem es erregt zu werden beginnt, liegt höher, z. B. bei 30 mA — in diesem Falle fließen 29 mA über den Ableitwiderstand Rdbe\ nichtleitendem Transistor T. Dieser Ableitwiderstand Rd kann dazu, statt über Rc, auch direkt an den Anschluß A1 angeschlossen sein, wodurch Rd besonders große

Ströme ableiten kann.

Übersteigt der Strom von A 1 nach A 2 einen zweiten Schwellwert, z. B. 50 mA, dann öffnet — z. B. mehr oder weniger stark — der Transistor T «ine Abzweigung, über die ein für die Lichtsendediode Jb sonst schädlicher Stroinanteil abgezweigt wird. Der durch die Lichtsendediode Jb fließende Restrom, z.B. 1OmA, ist dann ausreichend, um den Transistor TIeitend zu steuern, und trotzdem noch ausreichend klein, um uncchädlich für die Lichtsendediode Jb zu sein. Je nach Dimensionierung der Einzelteile des Relais darf der Strom von A 1 nach A 2 dann noch viel höhere Werte, z. B. bis zu 500 mA, aufweisen, bevor eine Schädigung der Lichtsendediode Jb eintritt

Je nach Wahl des — bei Regelbarkeit auch nachträglich kontinuierlich veränderbaren — Widerstandswertes des Ableitwiderstandes Rd ist der erste Schwell wert des Relais höher oder niedriger. Daher ist die Erfindung an den Bedarf anpaßbar.

Der — bei Regelbarkeit ebenfalls nachträglich kontinuierlich veränderbare — Widerstandswert des Basis-Emitter-Widerstandes Rb hat vor allem Einfluß auf den zweiten Schwellwert des Relais, bei dem der Transistor Gleitend wird und damit die Lichtsendediode Jb vor Überlastung schützt

Die Widerstandswerte beider Widerstände Rd, Rc haben an sich jeweils mehr oder weniger auf beide, also auf den ersten und auf den zweiten Schwellwert des Relais Einfluß, auch wenn zusätzlich die Widerstände Ra und Rc eingefügt sind. Dieser zusätzliche Widerstand Rc, und auch der Widerstand Ra, dienen vor allem, um die unvermeidbare Streuung der Bauteilekennlinien bei der Herstellung so weit auszugleichen, daß in keinem der parallel geschalteten Stromkreise unzulässig hohe

^J5 Ströme auftreten. Übrigens können bei Bedarf auch diese Widerstände Ra, Rc regelbar gemacht werden, um das Relais an beliebige Spannungsbeträge der Spannung » + « nachträglich anpassen zu können.

Die zweite Lichtsendediode G, die zu ihrem Schutz ihrerseits auch durch einen nicht gezeigten eigenen Schutztransistor überbrückt sein kann, kann auch zur Anzeige dafür dienen, ob der gezeigte Transistor T entsprechend leitend ist oder nicht. Übrigens kann diese zweite Lichtsendediode G ihrerseits der lichtemittierende Teil eines weiteren erfindungsgemäßen Relais mit eigenem Lichtempfangselement und also auch eigenem, es gegen Überlastung schützendem Transistor sein, wie in der Figur symbolisch durch die Anschlüsse A Γ und A 2' angedeutet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche: 5. Optoelektronisches Relais mit

   — einer Lichtsendediode, ί

   — einem Lichtempfangselement und

   — einem Transistor, der übermäßig hohe Ströme von der Lichtsendediode abhält,

   insbesondere für ein Fernsprechvermittlungssystem, i< > dadurch gekennzeichnet, daß

   — die Lichtsendediode (Jb) mit einem ßasis-Emitter-Widerstand (Rb) eine Reihenschaltung (Jb/Rb) bildet, an deren Abgriff die Basis des Transistors (7} angeschlossen ist,

   — die Reihenschaltung (Jb/Rb) von der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (T) überbrückt ist und

   — die Emitter-Kollektor-Strecke von einem Ableitwiderstand (7?c^überbrückt ist
2. 2. Relais nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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