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Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer sicheren Aus-
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æangsgleichspannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zur Erzeugung einer sicheren Ausgangsglbichspannung, an die eine induktive Last
anschließbar ist, bestehend aus einem induktiv von der Erzeugerschaltung entkoppelten,
über einen Längsregler und eine Zenerdiode geregelten gleichgerichteten Ausgangskreis.
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Bei einer bekannten Schaltungsanordnung der obengenannten Art (Ausgabeversorgung
Typ 6EC1 735-3A) ist zur Erzeugung einer sicheren Ausgabespannung - d. h. im Fehzerfall
muß die Spannung Null werden - eine Potentialtrennung zwischen Auswertung und Ausgabe
in Form einer induktiven Entkopplung vorhanden. Die induktive Entkopplung ist hier
durch den Ausgangstransformator eines Gegent&ktgleichspannungswandlers verwirklicht.
Um unzulässig hohe Ausgangsspannungen, hervorgerufen durch Netzspannungsschwankungen
und unterschiedliche interne Spannungsabfälle, zu verhindern, wird die Spannung
mit Hilfe eines Längsreglers begrenzt. Wird nun mit dieser sicheren
Gleichspannung
ein induktiver Verbraucher gespeist, so antwortet dieser bei Unterbrechung der Frequenz,
d. h.
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Abschaltung seiner Speisespannung, mit einer Abschalt-Überspannung.
Diese negativen AbschaltUberspannungen werden bei der bekannten Schaltungsanordnung
lediglich durch die Gleichrichterdioden, die als Freilaufdioden wirken, begrenzt.
Da sich hier eine relativ lang andauernde Entladung der induktiven Energie des Verbrauchers
ergibt, ist bei diesen bekannten Schaltungsanordnungen mit einerrelativ hohen Abfallzeit
bei induktiven Verbrauchern wie Relais oder Magnetventile zu rechnen.
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Durch die Erfindung soll demnach eine Schaltungsanordnung geschaffen
werden, mit der es möglich ist, die Abschalttlberspannungen,die fUr Bauteile schädlich
werden können, zu begrenzen, ohne Jedoch die Abfailzeiten fUr eine Bewegung ausführende
induktive Verbraucher nachteilig zu beeinflussen. Dies wird bei der Anordnung der
obengenannten Art auf einfache Weise dadurch erreicht, daß der Zenerdiode eine weitere
Zenerdiode gegerslnnlg zur ersteren vorgeschaltet ist, und der Reihenschaltung der
gegensinnig gepolten Zenerdiode und dem Basiswiderstand des tängsreglers ein ausgabespannungsabhängig
öffenbrres Steuerglied vorgeschaltet ist.
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Hierdurch ist es möglich, einer wosentlich höheren Wert der Gegenspannung
zuzulassen, als dies bei einer Freilaufdiode der Fall wäre, d. h. bei Erreichen
einer derart hohen Spannung ist der in dem induktiven Verbraucher fließende Strom
in sehr kurzer Zeit abgeklungen, so daß die Abfallzeit der Anker derartiger induktiver
Verbraucher entsprechend dem Verwendungszweck der Anker gewählt werden kann. Eine
einfache ausbildung der Steuergliedes läßt sich erreichen, wann das Steuerglied
ein pnp-Transistor ist, denn hiermit ist es
möglich, ohne großen
Bauteileaufwand, wie es bei Verwendung eines npn-Transistors erforderlich wäre,
auszukommen. Eine von der Potentialverteilung im zu steuernden Stromkreis unabhängige
Schaltung läßt sich erreichen, wenn das Steuerglied ein Optokoppler ist.
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Anhand der Zeichnung werden die Schaltungsanordnung gemäß Stand der
Technik und Ausfuhrungabeispiele gemäß der Erfindung beschrieben und die Funktionsweise
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die wesentlichen Teile der Schaltungsanordnung
wie sie bei der bekannten Ausgabeversorgung durchgefwirt wurde, Fig. 2 die Schaltungsanordnung
gemäß der Eriindung unter Verwendung eines pnp-Transistors und die Schaltungsanordnung
nach Fig. 3 die eriindungsgemäße Schaltungsanordnung unter Verwendung eines Optokopplers
anstelle des Transistors.
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Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 besteht aus dem Transformator
1, der als Gegentaktendtransformator eines nicht näher dargestellten Gleichspannungswandlers
dient. Die PrimErwicklungen 2, 3 sind mit den Endtransistoren 4, 5 des Gleichspannungswandlers
in Verbindung gebracht. Die Sekundärwicklungen 6 und 7 sind in Mittelpunktachaltung
geschaltet, so daß über die Gleichrichter 8, 9 die positive Spannung an der Leitung
10 liegt. Die Minusleitung ist mit 11 bezeichnet.
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Zur Glättung der hier auftretenden Gleichspannung dient ein Kondensator
12. Um unzulässig hohe Auegangsspannungen, hervorgerufen durch Ne tzspannungss chwankungen
und
unterschiedliche interne Spannungsabfälle, zu verhindern, wird die Spannung mit
Hilfe eines Längsreglers 13 begrenzt. Dieser Längsregler 13 besteht aus zwei in
der der Zeichnung ersichtlichen Weise miteinander verbundenen Transistoren 14 und
95. Der Längsregler 13 wird über den Widerstand 16 aufgesteuert. Die Ausgangsspannung
wird auf einen durch die Zenerdiode 18 bestimmte Wert begrenzt. Die Zenerdiode 18
liegt in Reihe mit dem Widerstand 16 zwischen Leitung 10 und Minusleitung 11. Die
induktive Last, vorzughwetse ein Relais oder ein Nagnetventil, ist mit 19 bezeichnet.
Sie ist einerseits an der Minusleitung 11 und andererseits am Ausgang 20 des Längsreglers
angeschlossen.
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Steht nun am Transformator 1 eine Wechselspannung an, so wird sie
Uber die Gleichrichter 8, 9 gleichgerichtet und vom Kondensator 12 geglättet. Der
Längsregler wird Uber den Widerstand 16 aufgesteuert. Die Spannung zwischen Leitung
10 und Minusleitung 11 richtet sich nach dem Wert der Zenerdiode 18 abzüglich der
Schwellspannung der Transistoren 14 und 15. Bei Unterbrechung der steuernden Frequenz
an der Primärseite des Transformators 1 wird die Spannung an der Sekundärseite zu
Null. Die induktive Last 19 versucht nun den Stromfluß aufrechtzuerhalten, wodurch
eine negative Überspannung auftritt. Dieser Strom fließt über die Gleichrichter
8, 9, den Widerstand 16 und parallel dazu Über die Zenerdiode 18 und steuert die
Transistoren 14, 15 auf.
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Der Wert der negativen Uberspannung wird von den Schwellspannungen
der Zenerdiode 18 und den Transistoren 14, 15 bestimmt.
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Bei der erfindungsgemäßen Aus ftlhrungs form nach Fig. 2 ist zwischen
Leitung 11 und die Zenerdiode 18 eine weitere gegensinnig gepolte Zenerdiode 21
chenge-
schaltet. Weiterhin ist an dem Widerstand 16 der Kollektor
und an die Leitung 10 der Emitter eines pnp-Transistors 22 angeschaltet, dessen
Basis Silber einen Wlderstand 23 an der Minusleitung 11 liegt.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Schaltanordnung liegt die vom Transformator
1 kommende gleichgerichtete Spannung am pnp-Transistor 22. Dieser wird über den
Widerstand 23 aufgesteuert und kann somit über den Widerstand 16 die Transistoren
14 und 15 und damit den Längsregler 13 aufsteuern. Die Höhe der Spannung zwischen
den Leitungen 10 und 11 richtet sich hier nach der Zenerspannung der Zenerdiode
18, abzüglich der Schwellspannungen von den Transistoren 14, 15, zuzüglich der Schwellspannung
von der Zenerdiode 21. Wird nun hier die Spannung am Transformator 1 zu Null, kann
der von der induktiven Last 19 erzeugte Strom nur über beide Zenerdioden 18 und
21 die Transistoren 14, 15 aufsteuern, da der Transistor 22 gesperrt ist, denn die
Basis des Transistors 22 wird über den Widerstand 23 positiver als dessen Emitter.
Die Höhe der negativen Abschaltspannung ergibt sich nun aus der Zenerspannung der
Zenerdiode 21 und den Schwellspannungen der Zenerdiode 18 und den Transistoren 22
und 24. Dadurch, daß der Transistor 22 bei Spannungsausfall durch den Widerstand
23 die Steuerung des Kreises übernimmt, ergibt sich der Vorteil, daß der Langsregler
erst bei Vorhandensein einer durch die Zenerdiode 21 bestimmten Abschaltspannung
öffnet.
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Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig.
2 dadurch, daß anstelle des pnp-Transistors 22 ein Optokoppler 24 eingeschaltet
ist. Dieser besteht aus dem mit dem Widerstand 16 in Reihe liegenden steuerbaren
Empfangstransistor 25 und der
Lumineszenzdiode 26, die in Reihe
mit einem Widerstand 27 zwischen den Leitungen 10 und 11 liegt. Die Lumineszenzdiode
26 signalisiert das Vorhandensein von Spanntmg und steuert hierdurch den Emp£angstlansistor
25 und damit den Eingangsregler 13 im Normalbetrieb auf.
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3 PatentansprEtche 3 Figuren
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