DE2938044A1 - Unabhaengiger leistungsschalter - Google Patents
Unabhaengiger leistungsschalterInfo
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Description
PATENTA N V/ ALTE DR. KARL TH. HEGEL . DIPL.-ING. KLAUS
GROSSE BERGSTRASSE 223 2000 HAMBURG 50 POSTFACH 500662 TELEFON (040) 3962 95
JULIUS-KREIS-STRASSE 33
TELEFON (089) 885210
Ab
8000 MÜNCHEN 60
8000 Mündien, den 30. August 1979
EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY
P. O. Box 55 Linden, N. J. 07036 V. St. A.
0300U/0798
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf transistorbestückte Schaltkreise und im besonderen auf solche Schaltkreise, die
in mehrstufigen Kaskodenschaltungen einsetzbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im besonderen die Probleme zu lösen, die üblicherweise auftreten, wenn man
Schaltkreise mit einem verläßlichen Betrieb aufbauen will, die mehr als zwei Transistoren aufweisen, welche in Kaskoden
angeschlossen sind,, um Spannungen mit verhältnismäßig hohem Niveau zu schalten. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine einpolige
Ausschalterfunktion einschließlich einer optischen Kupplung, um den Schaltkreis elektrisch von einer Steuerimpulsquelle
wie z. B. einem Mikrorechner zu isolieren und dadurch zu ermöglichen, daß die Ausgangsspannung von dem Schaltkreis
unabhängig von der Steuerimpulsspannung steigen und abfallen kann. Ein Leerlaufgleichspannungsanschluß stellt für
ein logisches Leitungsnetz Betriebsspannungen mit einem logischen Pegel zur Verfugung, wodurch dieser Anschluß jeweils
auf die Spannung bezogen ist, die an der Ausgangsklemme des Schaltkreises liegt, wodurch der vorliegende Schaltkreis ermöglicht,
daß er in Kaskoden mit einer Mehrzahl anderer ähnlicher Schaltkreise angeschlossen werden kann, um aufeinanderfolgende
Schaltungen zwischen Spannungen relativ hohen und niedrigen Niveaus durchzuführen und dabei das richtige Niveau
der Betriebsspannung für jeden der einzelnen Schaltkreise aufrechtzuerhalten.
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Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
deutlich. Dabei zeigt im einzelnen:
Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform
der Erfindung und
Figur 2 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
Wesentliche Merkmale der ersten Ausführungsform der Erfindung,
wie sie in Figur 1 dargestellt ist, umfaßt die optische Kupplung 200 sowie einen Hilfsstromanschluß 202. Die optische
Kupplung 200 isoliert elektrisch den Schaltkreis von der Steuerimpulsquelle, die zwischen den Eingangsklemmen 204 und
206 angeschlossen ist, und ermöglicht somit, daß das Spannungsniveau an den Klemmen 208 und 210 unabhängig von der Spannung,
die über den Eingangsklemmen 204 und 206 liegt, ansteigen und absinken kann. Der HiIfsstromanschluß 202 umfaßt einen Transformator
212, der sowohl dazu dient, die Gleichspannungsquelle, die zwischen den Klemmen 214 und 216 angeschlossen ist, von
anderen Teilen des Schaltkreises zu isolieren, als auch über eine Sekundärwicklung ein vorbestimmtes Spannungsniveau zu
erzeugen, um den Vollwellenbrückengleichrichter der Dioden 218 bis 221 zu betreiben. Die Mittelabgriffsstelle der Sekundärwicklung
des Transformators 212 besitzt einen gemeinsamen Anschluß mit der Klemme 210 und den Siebkondensatoren
222 und 224, wodurch die Betriebsgleichspannung +V und -V
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jeweils auf die Spannung zu beziehen, die an der Klemme anliegt. Diese Betriebsspannungen +V und -V werden an die
Betriebsspannungsschienen oder SammelanSchlüsse 226 bzw.
228 angelegt. Der Bezug der Betriebsspannungen +V und -V auf die Spannung, die an der Klemme 210 liegt, stellt sicher,
daß die Niveaus der Betriebsspannung das richtige Niveau beibehalten relativ zur Spannung an der Klemme 210, wodurch
ermöglicht wird, daß der Schaltkreis in jeder Position innerhalb der Kaskodenkette derartiger Schaltkreise
angeschlossen werden kann, um aufeinanderfolgend zwischen niedrigen und hohen Spannungsniveaus zu schalten.
Der Betrieb der Schaltung gemäß Figur 1 soll nun näher erläutert werden. Es wird davon ausgegangen, daß der Schaltkreis
abgeschaltet ist, wobei in diesem Zustand kein Strom i. durch den Widerstand 205 fließt und die Darlington-Schaltung
230, 231 abgeschaltet ist, wodurch eine im wesentlichen hohe Impedanz existiert zwischen den Ausgangsklemmen
208 und 210. Dies entspricht einem offenen einpoligen Ausschalter, dessen Kontakte durch die Klemmen 208 und
210 repräsentiert sind. Um den Schaltkreis einzuschalten, wird ein Steuerimpuls an die Eingangsklemmen 204 und 206
gelegt (die Spannung in Punkt 204 ist positiver als die Spannung am Punkt 206), wodurch ein Strom iT fließt, wie
dargestellt, durch den Strombegrenzungswiderstand 205 sowie die lichtem!tierende Diode 232 der optischen Kupplung 200.
Entsprechend diesem Stromfluß emitiert die Diode 232 eine infrarote Strahlung, die von der Fotodiode 234 aufgenommen
wird. Die Fotodiode 234 spricht auf dieses Licht an, indem
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sie ihre Impedanz wesentlich erniedrigt und somit einen Stromfluß ermöglicht von der Spannungsschiene 226 (die +V-Spannungsseite
des Hilfsstromanschlusses 202) in die Basiselektrode des Transistors 236 der optischen Kupplung 200
hinein und durch den Widerstand 238 zu der -V-Betriebsspannungsschiene 228, wodurch der Transistor 236 eingeschaltet
wird. Wenn der Transistor 236 so eingeschaltet ist, fließt ein Strom von der positiven Spannungsschiene
226 durch den Widerstand 240 und den Kollektor-Emitterstromweg des Transistors 236 zu der negativen Spannungsschiene
228 hin, wodurch wiederum das Spannungsniveau an der Eingangsklemme des inverters 242 hinsichtlich des Potentials
von im wesentlichen +V und -V Volt zum Absinken gebracht wird. Entsprechend diesem Spannungsabfall an seiner Eingartsklemme
ändert der Inverter 242 das Spannungsniveau an seiner Ausgangsklemme von einem relativ niedrigen Niveau auf ein relativ
hohes Niveau. Der Inverter 248 ändert den Zustand seines Ausgangssignals von einem relativ hohen Niveau (etwa
+V Volt) auf ein relativ niedriges Niveau (etwa -V Volt) entsprechend der Änderung des Niveaus des Ausgangssignals
von dem Inverter 242. Wenn das Ausgangssignal von dem Inverter 248 absinkt, spricht der Inverter 270 hierauf an, indem
er das Niveau seines Ausgangssignals von "niedrig" auf "hoch" ändert, womit der Transistor 274 abgeschaltet wird. Der Inverter
244 ändert das Niveau seines Ausgangssignals von einem relativ hohen Niveau auf ein relativ niedriges Niveau entsprechend
der Änderung des Niveaus des Ausgangssignals von dem Inverter 270, wodurch die Basiselektrode des Darlington-Transistors
246 "herabgezogen" wird, wobei der letztere in
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einem gesättigten Zustand während einer kurzen Zeit bleibt infolge der geringen Ladungsträgerspeicherung in seinem Basisbereich.
Bevor der Darlington-Transistor 246 in seinen ungesättigten Zustand gerät wegen der Rekombination der
geringen Ladungsträger in dem Basisbereich, ändert der Inverter 250 das Niveau seines Ausgangssignals von einem niedrigen
Niveau auf ein hohes Niveau entsprechend dem Ausgangssignal mit niedrigem Niveau von dem Inverter 248. Wenn das
nun positiv werdende Ausgangssignal des Inverters 250 das Eingangsschwellwertniveau des Inverters 256 übersteigt,
spricht der letztere darauf an, indem er das Niveau seines Ausgangssignals von einem hohen Niveau auf ein niedriges
Niveau ändert, wodurch ein Strom von der positiven Schiene 226 durch die Widerstände 258 und 260 in die Ausgangsklemme
des Inverters 256 und von der Basisdektrode des Transistors 262 durch den Strombegrenzungswiderstand 260 in die Ausgangsklemme
des Inverters 256 fließt. Auf diese Weise wird der Transistor 262 eingeschaltet etwa 2 MikroSekunden nach der
Änderung des Ausgangssignals des Inverters 242 von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau. Wenn der Transistor
262 einschaltet, werden im wesentlichen +V Volt über den Emitter-Kollektorstromweg des Transistors 262 (der nun eine
im wesentlichen niedrige Impedanz hat) und die Kombination des Widerstandes 264 parallel zu der Reihenschaltung des
Kondensators 266 und des Widerstandes 268 an die Kollektorelektrode des Darlington-Transistors 246 gelegt, womit der
letztere außer Sättigung gerät und abschaltet. Wenn der Darlington-Transistor 246 außer Sättigung gerät, .fließt
der große Ausgangsstrom, der durch den Kondensator 266
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und den Widerstand 268 (der die Stromgröße steuert) in die Basiselektrode des Transistors 230 hinein und übersteuert
die Darlington-Schaltung 230, 231, wodurch diese in einer im wesentlichen kurzen Zeitdauer in Sättigung eingeschaltet
wird (Transistoren 230 und 231 eingeschaltet). Nach dem Einschalten sinkt der Übersteuerungsausgleichsstrom ab infolge
der Aufladung des Beschleunigerkondensators 266, wobei die Größe des Basisstromes der an die Basiselektrode des Transistors
230 gelegt wird, durch den Wert des Transistors 264 gesteuert wird, um die Darlington-Schaltung 230, 231 eingeschaltet
zu halten. Wenn die Darlington-Schaltung 230, so einschaltet, wird die Impedanz zwischen der Kollektor-
und Emitterelektrode des Transistors 231 wesentlich vermindert, da die Klemme 208 an die Ausgangsklemme 210 angeschlossen
wird, so daß ein Stromfluß hierzwischen möglich ist.
Wenn der Schaltkreis gemäß Figur 1 in der oben beschriebenen Weise zum Einschalten der Ausgangs-Darlington-Schaltung 230,
231 betrieben wird und es nachfolgend erwünscht ist, diese Darlington-Schaltung abzuschalten, wird der Eingangsimpuls,
der an die Klemmen 204 und 206 gelegt ist, abgenommen, um den Strom i,_ zu unterbrechen, der durch die lichtemitiertende
Diode 232 fließt. Als nächstes steigt in einer aufeinanderfolgenden Reihenfolge die Impedanz der Fotodiode 234 wesentlich
an und verhindert ein Schließen des Basisstromes des Transistors 236, wodurch der Transistor 236 abgeschaltet
wird. Wenn der Transistor 236 abschaltet, steigt die Spannung an seiner Kollektorelektrode zur positiven Schiene 226 an,
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wodurch etwa +V Volt an die Eingangsklemme des Inverters
gelegt werden, worauf der letztere reagiert, indem er das Niveau des Ausgangssignals von einem hohen Niveau auf ein
niedriges Niveau ändert. Der Inverter 248 spricht hierauf an, indem er das Niveau seines Ausgangssignals von einem
niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau ändert. Diese Änderung vollzieht sich in einem Zeitraum, der durch den Zeitkreis
290, 255 bestimmt wird. Wenn das Ausgangssignal von dem Inverter 248 einen hohen Pegel einnimmt, sprechen die Inverter
270 und 244 hierauf an, indem sie das Niveau ihrer jeweiligen Ausgangssignale ändern. Der Inverter 270 ändert seinen
Ausgang von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau und ermöglicht einen Stromfluß von der positiven Schiene 226
durch die Widerstände 276 und 272 in die Ausgangsklemme des Inverters 270 hinein. Außerdem fließt ein Basisstrom
von dem Transistor 274 durch den Widerstand 272 in die Ausgangsklemme des Inverters 270 hinein, wodurch der Transistor
274 eingeschaltet wird und bewirkt, daß ein großer Ausgleichsstrom von der positiven Schiene 226 durch den Kollektor-Emitterstromweg
des Transistors 274 und im wesentlichen durch die Beschleunigerschaltung des Kondensators 278 und der Widerstände
280 und 282 in die Basiselektrode des Darlington-Transistors 246 fließt, wodurch ein schnelles Einschalten
dieses Darlington-Transistors bewirkt wird. Die Zeitkonstante der Beschleunigerschaltung 278, 280, 282 ist so, daß kurz
nachdem der Darlington-Transistor 246 einschaltet, der Kondensator 278 aufgeladen wird, während der Haltestrom, der
den Darlington-Transistor 246 eingeschaltet hält, von der
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positiven Schiene 226 über den Widerstand 282 und den Kollektor-Emitterstromweg
des Transistors 274 zur Verfügung gestellt wird. Das harte Einschalten des Darlington-Transistors
246 übersteuert den statischen "Einstrom", der von dem Widerstand 264 in die Basiselektrode des Transistors 230
hinein fließt und bewirkt einen großen Stromfluß aus der Basis der Transistoren 230 und 231 heraus, wobei der Basisstrom
von dem Transistor 231 in die Kollektorelektrode des
Darlington-Transistors 246 über den Stromleitungsweg, der durch die Dioden 284 und 286 gebildet wird, hinein fließt.
Dieses bewirkt, daß die Darlington-Schaltung 230, 231 außer Sättigung gerät und schnell abschaltet mit einem entsprechend
geringen Abschalteleistungsverlust. Es ist noch herauszustellen, daß etwa während der gleichen Zeit, in welcher der Inverter
270 seinen Zustand ändert, der Inverter 250 sein Ausgangssignal von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau
ändert entsprechend dem Ausgangssignal hohen Niveaus von dem Inverter 248. Der Inverter 256 ändert das Niveau seines Ausgangssignals
von einem niedrigen Niveau in ein hohes Niveau entsprechend der Änderung des Niveaus des Ausgangssignals von
dem Inverter 250, wodurch der Transistor 262 abgeschaltet wird. Es ist außerdem noch herauszustellen, daß die Widerstände 240,
288, 290 und 252 als "Hochzieh"-Widerstände dienen für die Inverter 242, 248, 250 bzw. 256; daß bei Anwendungsbereichen
relativ niedriger Leistung der Hochzieh-Widerstand 245 ersetzt werden kann für den Schaltkreis, der aus dem Transistor
274, den Widerständen 280, 282 und dem Kondensator 278 besteht; daß der Widerstand 292 als Vorspann-Widerstand dient;
und daß die Diode 296 es ermöglicht, daß die Kollektor-Basis-
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Verbindung der Transistoren 230 und 231 entladen wird, wenn V„ über diese Transistoren von einem hohen positiven auf
einen relativ niedrigen positiven Wert abfällt. Die antiparallele Diode 298 über die Darlington-Schaltung 230,
ist angeschlossen, um einen zweiseitigen Stromfluß für den Darlington-Schaltkreis 230, 231 zur Verfugung zu stellen,
wodurch, wenn der Schaltkreis abschaltet, Strom von den Blindlasten, die an die Ausgangsklemme 210 angeschlossen
sind, durch die Diode 298 und in die Anschlußklemme 208 fließen kann. Um eine Mehrzahl von Schaltkreisen, die dem
in Figur 1 dargestellten identisch sind, in Kaskoden anzuschließen, wird die Klemme 208 eines ersten individuellen
Schaltkreises an die Klemme 210 eines zweiten individuellen Schaltkreises und die Klemme 210 des ersten individuellen
Schaltkreises an die Klemme 208 eines dritten individuellen Schaltkreises angeschlossen
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt
mit vier zusätzlichen Elementen zu den Elementen der Schaltung gemäß Figur 1. Diese zusätzlichen Elemente umfassen
einen Widerstand 265, der in einer Spannungsteilerschaltung mit dem Widerstand 264 geschaltet ist, sowie einen PNP-Transistor
300, eine Diode 302 sowie einen Widerstand 304. Diese zusätzlichen Elemente bilden eine torgesteuerte Rückkopplungsschaltung,
um den Darlington-Verstärker 230, 231, um zu bewirken, daß der letztere außer Sättigung gerät. eine
kurze Zeit bevor der Darlington-Transistor 246 einschaltet, um damit ein schnelleres Abschalten des Darlington-Verstärkers
231, 230 zu ermöglichen, wie noch beschrieben werden wird,
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Die Schaltung gernäß Figur 2 arbeitet im wesentlichen identisch
zu derjenigen gemäß Figur 1 mit der Ausnahme, daß während des Abschaltzyklus für den Darlington-Verstärker
230, 231, sobald das Ausgangssignal von dem Inverter 242 "niedrig" wird, der PNP-Transistor 300 anspricht, indem er
einen Basisstrom in die Ausgangsimpedanz des Inverters 242 zur Verfügung stellt und bewirkt, daß der Transistor 300
einschaltet. Wenn der Transistor 300 so einschaltet, ist die Impedanz zwischen seinen Kollektor- und Emitterelektroden
wesentlich verringert, womit ermöglicht wird, daß ein Strom von den gemeinsamen Verbindungen zwischen den Widerständen
264, 255 durch den Kollektor-Emitter-Elektrodenstromweg
des Transistors 300 und die Diode 302 in die gemeinsam verbundenen Kollektorelektroden der Transistoren 230,
fließt, wodurch der Basisstrom von dem Transistor 230 abgeleitet wird, was dazu führt, daß der Darlington-Verstärker
230, 231 außer Sättigung gerät. Dies tritt ein, bevor das Ausgangssignal des Inverters 270 niedrig wird infolge der zeitlichen
Verzögerung, die durch den Zeitkreis 290, 255 bewirkt wird. Sobald das Ausgangssignal von dem Inverter 270 niedrig
wird, spricht der Inverter 244 hierauf an, indem er sein Ausgangssignal von einem niedrigen auf ein hohes Niveau ändert
zu etwa der gleichen Zeit, wenn der Transistor 274 einschaltet entsprechend der Änderung des Ausgangsniveaus von dem Inverter
270, wodurch der NPN-Darlington-Transistor 246 einschaltet,
um den Darlington-Verstärker 230, 231 auszuschalten, wie dies oben beschrieben wurde. Da sich zu dieser Zeit der
Darlington-Verstärker 230, 231 in einem ungesättigten Zustand befindet, schaltet er viel schneller ab, als aus einem ge-
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sättigten Zustand, wie bei der ersten Ausführungsform der
Erfindung.
Erfindung.
Es ist noch anzuführen, daß in den beiden Ausführungsformen
gemäß den Figuren 1 und 2 die optische Kupplung 200, das
logische Leitungsnetz einschließlich der Inverter 242, 244, 248, 250, 256 und 270, sowie die invertierenden Transistorschaltungen einschließlich der Transistoren 262, 274 und alle mit dem logischen Pegel der Betriebsspannungen von dem Hilfsstromanschluß 202 versorgt werden. Zur Vereinfachung
sind die Leitungsanschlüsse an die logischen Inverter nicht dargestellt. Es können dementsprechend billige Digitalinverter und Transistoren relativ geringer Leistung in dem logischen Leitungsnetz eingesetzt werden zum Betrieb der Transistoren 230, 231 mit relativ hoher Leistung der Ausgangsstufe.
logische Leitungsnetz einschließlich der Inverter 242, 244, 248, 250, 256 und 270, sowie die invertierenden Transistorschaltungen einschließlich der Transistoren 262, 274 und alle mit dem logischen Pegel der Betriebsspannungen von dem Hilfsstromanschluß 202 versorgt werden. Zur Vereinfachung
sind die Leitungsanschlüsse an die logischen Inverter nicht dargestellt. Es können dementsprechend billige Digitalinverter und Transistoren relativ geringer Leistung in dem logischen Leitungsnetz eingesetzt werden zum Betrieb der Transistoren 230, 231 mit relativ hoher Leistung der Ausgangsstufe.
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Claims (17)
1. Unabhängiger transistorbestückter Schalttaeis, gekennzeichnet
durch
eine erste und eine zweite Betriebsspannungsklemme
zur Aufnahme von positiv und negativ polarisierten Spannungen mit logischem Pegel;
eine Hauptanschlußklemme;
eine Ausgangsklemme;
eine Ausgangsklemme;
eine Einrichtung zur elektrischen Isolierung einer Steuerimpulsquelle
von dem Schaltkreis mit einer Eingangsklemme zur Aufnahme der Steuerimpulse und einer Steuerimpulsausgangsklemme,
die elektrisch von der Eingangsklemme isoliert ist, wobei die Steuerimpulse an dieser
Steuersignalausgangsklemme reproduziert werden;
ein Leerlaufgleichspannungsanschluß, der zwischen der
ersten und der zweiten Klemme angeschlossen ist, zur Bereitstellung der positiv und negativ polarisierten Spannungen
mit logischem Pegel, wobei die Leerlaufgleichspannungsquelle eine Bezugsklemme besitzt, die an die Ausgangsklemme
angeschlossen ist, um die Spannungen mit dem logischen Pegel jeweils auf die Spannungen zu beziehen, die
an dieser Ausgangsklemme liegen;
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eine Ausgangsstufe mit einem Hauptstromweg, der zwischen der Hauptklemme und der Ausgangsklemme angeschlossen ist
sowie einer Steuerklemme zur Aufnahme eines logischen Signals, wobei die Ausgangsstufe auf das logische Signal
anspricht, das ein erstes Niveau einnimmt, um im wesentlichen die Impedanz des Hauptstromweges abzusenken
und ein zweites Niveau, um die Impedanz des Hauptstromweges im wesentlichen ansteigen zu lassen, und
ein logisches Leitungsnetz, das zwischen der ersten und der zweiten Klemme angeschlossen ist und eine Eingangsklemme aufweist, die an die Steuersignalausgangsklemme
der Isoliereinrichtung angeschlossen ist, während eine Ausgangsklemme an die Steuerklemme der Ausgangsstufe angeschlossen
ist, wobei das logische Leitungsnetz darauf anspricht, wenn das Steuersignal "hoch" und "tief" geht zur
Erzeugung des jeweils ersten und zweiten Niveaus an der Ausgangsklemme zum Ein- und Ausschalten der Ausgangsstufe.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung aus einer optischen Kupplung besteht.
3. Schaltkreis nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leerlauf-Gleichspannungsanschluß die folgenden Elemente aufweist, nämlich:
einen Brückengleichrichter mit einem Paar von Armen, die zwischen der ersten und der zweiten Klemme angeschlossen
sind sowie einem weiteren Paar von Armen;
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einen Transformator mit einer Primärwicklung zur Aufnahme
einer Wechselspannung sowie einer Sekundärwicklung, die
über den anderen Arm der Gleichrichtereinrichtung angeschlossen ist, wobei die Sekundärwicklung eine Mittelabgriffsstelle
besitzt, die an die Bezugsspannungsklemme angeschlossen istj sowie
ein Paar von Siebkondensatoren, die individuell zw-ischen der ersten Klemme und der Bezugsklemme bzw. der zweiten
Klemme und der Bezugsklemme angeschlossen sind.
4. Schaltkreis nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch
eine erste Klemme zur Aufnahme einer Betriebsspannung mit einer positiven Polarität;
eine zweite Klemme zur Aufnahme einer Betriebsspannung mit einer negativen Polarität;
einer Anschlußklemme zur Aufnahme einer relativ hohen Spannung mit einer positiven Polarität;
einer Ausgangsklemme,
einen Leerlauf-Gleichspannungsanschluß zur Erzeugung der positiven und negativen Betriebsspannungen, die jederzeit
auf das Potential an den Ausgangsklemmen bezogen sind;
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einen ersten Schaltverstärker mit einem Hauptstromleitungsweg, der zwischen der Hauptanschluß- und der Ausgangsklemme
angeschlossen ist, sowie einer Steuerelektrode zur Aufnahme eines ersten logischen Signals, wobei
der erste Verstärker auf ein "Hoch"-Niveau des ersten logischen Signals anspricht, um die Impedanz
des Hauptstromleitungsweges wesentlich herabzusetzen und auf ein "Niedrig"-Niveau des ersten logischen Signals,
um hierdurch die Impedanz des Hauptstromleitungsweges
wesentlich ansteigen zu lassen;
eine Kupplung zwischen der ersten und der zweiten Klemme mit einem Paar von Eingangsklemmen zur Aufnahme eines
Steuersignals und einer Ausgangsklemme, die elektrisch
von dem Paar der Eingangsklemmen isoliert ist, wobei die Kupplung auf die "Hoch" und "Niedrig"-Steuersignale anspricht
zur Erzeugung von "Niedrig"- bzw* "Hochfl-Signalen
an seiner Ausgangsklemme; und
ein logisches Leitungsnetz, das zwischen der ersten und
der zweiten Klemme angeschlossen ist mit einer Eingangsklemme, die mit der Ausgangsklemme der Kupplung verbunden
ist und einer ersten Ausgangsklemme, die mit der Steuerelektrode des ersten Verstärkers in Verbindung steht, wobei
das logische Leitungsnetz auf einen •lNiedrig"-Zustand
des Ausgangssignals von der Kupplung anspricht, um an der ersten Ausgangsklemme das erste logische Signal mit einem
"hohen" Pegel zu erzeugen und auf einen "Hoch"-Zustand des Ausgangssignals von der Kupplung anspricht zur Er-
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zeugung eines ersten logischen Signals mit einem "Niedrig"-Pegel
zur Einschaltung bzw. Abschaltung des erstenSchaltverstärkers.
5. Schaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltverstärker die folgenden Elemente umfaßt,
nämlich
einen ersten NPN-Schalttransistor mit einer Basiselektrode
als Steuerelektrode, einer Kollektorelektrode, die mit der
Netzanschlußklemme verbunden ist, sowie einer Emitterlektrodej
einen zweiten NPN-Schalttransistor mit einer Kollektorelektrode,
die an die Netzanschlußklemme gelegt ist, einer EmitteeLektrode, die mit der Ausgangsklemme in Verbindung
steht und einer Basiselektrode, die mit der Emitterelektrode des ersten NPN-Transistors verbunden ist|
ein Regelwiderstand, der zwischen der Basiselektrode und der Emitterelektrode des zweiten NPN-Transistors angeschlossen
ist; sowie
eine erste Diode mit einer Anodenelektrode und einer Katodenelektrode,
die individuell an die Emitter-bzw. Basiselektroden des ersten NPN-Transistors gelegt sind.
6. Schaltkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltverstärker eine zweite Diode aufweist mit
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einer Katodenelektrode, die an die Anodenelektrode der ersten Diode angelegt ist, eine Anodenelektrode der ersten
Diode sowie eine Anodenelektrode, die an die zweite Klemme angeschlossen ist, um zu ermöglichen, daß die
Kollektor-Basisverbindung des ersten und zweiten NPN-Tranistors schnell entladen werden kann, wenn immer die
Spannung über den Kollektor- und Emitterelektroden dieser Transistoren von einem relativ hohen Wert auf einen relativ
niedrigen positiven Wert abfällt.
7. Schaltkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Stromableitung zwischen die Basiselektrode
und die Kollektorelektrode des ersten NPN-Transistors geschaltet ist mit einer Steuerelektrode, die ein
zweites logisches Signal aufzunehmen vermag, wobei die Einrichtung zur Stromableitung auf dieses zweite logische
Signal anspricht, wenn es "niedrig" wird zur Ableitung
eines Teiles des Basisstromes von der Basiselektrode dieses Transistors zur Kollektorelektrode des ersten und zweiten
NPN-Transistors, wodurch diese Transistoren in einem ungesättigten Zustand betrieben werden,
während das logische Leitungsnetz außerdem eine zweite Ausgangsklemme besitzt, die an die Steuerelektrode der
Stromableitungseinrichtung angeschlossen ist sowie eine
Einrichtung zur Erzeugung des zweiten logischen Signals an der zweiten Ausgangsklemme, wobei das zweite logische
Signal in einen '•Hoch"-Zustand versetzt wird, um die Stromableitungseinrichtung
immer dann zu sperren, wenn das
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erste logische Singal "hoch" ist, während das zweite logische
Signal einen "Niedrig"-Zustand einnimmt, eine kurze Zeit bevor das erste logische Signal den "Niedrig"-Zustand
einnimmt, wodurch ein schnelleres Abschalten des ersten und des zweiten NPN-Transistors durchgeführt wird.
8. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Stromableitung die folgenden Elemente umfaßt, nämlich:
einen ersten PNP-Schalttransistor mit einer Emitterelektrode,
die an die Basiselektrode des ersten NPN-Schalttransistors
gekoppelt ist, einer Basiselektrode, die mit der zweiten Ausgangsklemme des logischen Leitungsnetzes
in Verbindung steht sowie einer Kollektorelektrode; und
eine dritte Diode mit einer Anodenelektrode, die an die Kollektorelektrode des ersten PNP-Schalttransistors angeschlossen
ist sowie einer Katodenelektrode, die mit den Kollektorelektrodendes ersten und zweiten NPN-Schalttransistors
in Verbindung steht, wobei der erste PNP-Schalttransistor auf das zweite logische Signal, das einen
"Niedrig"-Zustand anspricht, um einzuschalten, und im wesentlichen die dritte Diode an die Ba-siselektrode des
ersten NPN-Schalttransistors anzuschließen, um einen Teil des Basisstromes von dieser Basiselektrode durch den Kollektor-Emitterstromweg
des ersten PNP-Schalttransistors abzuleiten durch die dritte Diode zur Kollektorelekfctode
des ersten NPN-Schalttransistors, wobei der PNP-Schalt-
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transistor auf das zweite logische Signal anspricht, wenn dieses einen "Hoch"-Zustand einnimmt um abzuschalten,und
im wesentlichen die dritte Diode von der Basiselektrode des ersten NPN-Schalttransistors zu lösen.
9. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den ersten und zweiten
NPN-Transistorschalt-einrichtungen jeweils um einen NPN-Schalttransistor handelt.
10. Schaltkreis nach den Ansprüchen 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung eine
optische Kupplung ist.
11. Schaltkreis nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das logische Netzwerk die folgenden Elemente umfaßt, nämlich
einen dritten NPN-Schalttransistor mit einer Emitterelektrode, die an die zweite Klemme angeschlossen ist, einer
Kollektorelektrode, die mit der ersten Ausgangsklemme des logischen Leitungsnetzes in Verbindung steht sowie einer
Basiselektrode und
einen ersten Digitalinverter, der zwischen der Ausgangsklemme
der Kupplung und der Basiselektrode des dritten
NPN-Schalttransistors angeschlossen ist, wobei der erste Inverter auf ein Ausgangssignal mit einem "Hoch"-Pegel
anspricht von der Kupplung, um einen Strom in die Basis-
NPN-Schalttransistors angeschlossen ist, wobei der erste Inverter auf ein Ausgangssignal mit einem "Hoch"-Pegel
anspricht von der Kupplung, um einen Strom in die Basis-
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elektrode des NPN-Schalttransistors hineinzutreiben, wodurch
der letztere eingeschaltet wird, um ein erstes logisches Signal mit einem "Niedrig"-Pegel an seiner Kollektorelektrode
zu erzeugen, wodurch der Basisstrom von der Basiselektrode des ersten NPN-Schalttransistors durch den
Kollektor-Emitterstromweg des dritten NPN-Schalttransistors
zur zweiten Klemme geführt wird und von der Basiselektrode
des zweiten NPN-Schalttransistors durch den Stromleitungsweg der ersten Diode und die Kollektor-Emitterelektroden
des dritten NPN-Schalttransistors zur zweiten Klemme, um den ersten und den zweiten NPN-Schalttransistor abzuschalten,
wobei der erste Inverter auf ein Ausgangssignal mit einem "Niedrig"-Pegel von der Kupplung anspricht, um den
Stromfluß von der und in die Basiselektrode des dritten NPN-Schalttransistors zu unterbrechen und hierdurch das
Abschalten des letzteren einzuleiten.
12. Schalteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte NPN-Transistorschalteinrichtung aus
einem NPN-Darlington-Transistor besteht.
13. Schaltkreis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das logische Leitungsnetz die weiteren folgenden Elemente
umfaßt, nämlich:
einen PNP-Schalttransistor mit einer Emitterelektrode, die
an die erste Klemme angeschlossen ist, einer Basiselektrode sowie einer Kollektorelektrode, die an die erste Ausgangsklemme
des logischen Leitungsnetzes angeschlossen ist;
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sowie einen zweiten Digitalinverter, der zwischen der
Ausgangsklemme der Kupplung und der Basiselektrode des PNP-Schalttransistors angeschlossen ist, wobei der zweite
Digitalinverter auf ein Ausgangssignal von der Kupplung anspricht, das einen "Hoch"-Zustand einnimmt zur
Anlegung eines Signals mit einem "Hoch"-Pegel an die Basiselektrode
des PNP-Schalttransistors, um diesen abzuschalten, während der Inverter auf das Ausgangssignal
von der Kupplung anspricht, das einen "Niedrig"-Zustand
einnimmt zur Anlegung eines Signals mit einem "Niedrig"-•
Pegel an die Basiselektrode des PNP-Schalttransistors eine kurze Zeit,nachdem der erste Digitalinverter den
Basisstrom in den dritten NPN-Schalttransistor unterbricht, wodurch der PNP-Schalttransistor eingeschaltet
wird, die Impedanz zwischen seiner Emitter- und Kollektorelektrode wesentlich erniedrigt, im wesentlichen die positive
Betriebsspannung an die erste Ausgangsklemme des logischen Leitungsnetzes legt und einen Stromfluß von der
ersten Klemme gestattet durch den Kollektor-Emitterstromweg
des PNP-Schalttransistors in die Basiselektrade des
ersten NPN-Schaittransistors hinein, wodurch schrittweise der dritte NPN-Schalttransistor außer Sättigung gerät
und abschaltet und der erste und zweite NPN-Schalttransistor einschaltet.
14. Schaltkreis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des zweiten logischen Signals
einen dritten Digitalinverter umfaßt, der zwischen der Ausgangsklemme der Kupplung und der zweiten Ausgangsklemme des
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logischen Leitungsnetzes angeschlossen ist, wobei der dritte Digital-Inverter arbeitet, uraflirekt das Ausgangssignal
von der Kupplung zu invertieren, während er eine kürzere Ansprechzeit besitzt als der erste und der zweite
Digitalinverter.
15. Schaltkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das logische Leitungsnetz die folgenden Elemente umfaßt,
nämlich
einen dritten NPN-Schalttransistor mit einer Emitterelektrode,
de andie zweite Klemme angeschlossen ist, einer Kollektorelektrode, die an die erste Ausgangsklemme des
logischen Leitungsnetzes angeschlossen ist, sowie einer Basiselektrode;
einen zweiten PNP-Schalttransistor mit einer Emitterelektrode,
die an die erste Klemme angeschlossen ist, einer Basiselektrode sowie einer Kollektarelektrode;
einen ersten und einen zweiten Widerstand, die in Reihe zwischen die Kollektorelektrode des ersten PNP-Schalttransistors
und die erste Ausgangsklemme des logischen Leitungsnetzes geschaltet sind, wobei die gemeinsame Verbindung
zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand an die Emitterelektrode des ersten PNP-Schalttransistors angeschlossen
ist;
einen ersten Digitalinverter, der zwischen der Ausgangs-
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klemme der Kupplung und der zweiten Ausgangsklemme des
logischen Leitungsnetzes angeschlossen ist, wobei der
erste Inverter auf das Ausgangssignal von der Kupplung anspricht, um dieses zu invertieren und dieses invertierte
Signal als zweites logisches Signal an die zweite Ausgangsklemme zu legen;
einen zweiten Digitalinverter, der zwischen der zweiten Ausgangsklemme des logischen Leitungsnetzes und der Basiselektrode
des dritten NPN-Schalttransistors angeschlossen ist, der auf das zweite "niedrig" gehende Ausgangssignal
anspricht zur Anlage eines "Hoch"-Signals an und Einleitung eines Stromes in die Basiselektrode des dritten
NPN-Schalttransistors eine kurze Zeit nachdem der erste Inverter ein "Niedrig"-Signal an die Basis des ersten
PNP-Schalttransistors gelegt hat, um den dritten NPN-Schalttransistor einzuschalten eine kurze Zeit nach dem letzteren, um damit im wesentlichen die Impedanz zwischen seinen Kollektor- und Emitterelektroden zu erniedrigen, wodurch das erste logische Signal "niedrig" wird, so daß Basisstrom von der Basiselektrode des ersten NPN-Schalttransistors durch den Kollektor-Emitterstromweg des dritten NPN-Schalttransistors zur zweiten Klemme abgeleitet wird und weg von der Basiselektrode des zweiten NPN-Schalttransistors durch den Leitungsweg der ersten Diode und den Kollektor-Emitterelektroden des dritten Schalttransistors zur zweiten Klemme, um damit den ersten und den zweiten NPN-Schalttransistor abzuschalten, wobei der zweite Digitalinverter auf das zweite Digitalausgangssignal
PNP-Schalttransistors gelegt hat, um den dritten NPN-Schalttransistor einzuschalten eine kurze Zeit nach dem letzteren, um damit im wesentlichen die Impedanz zwischen seinen Kollektor- und Emitterelektroden zu erniedrigen, wodurch das erste logische Signal "niedrig" wird, so daß Basisstrom von der Basiselektrode des ersten NPN-Schalttransistors durch den Kollektor-Emitterstromweg des dritten NPN-Schalttransistors zur zweiten Klemme abgeleitet wird und weg von der Basiselektrode des zweiten NPN-Schalttransistors durch den Leitungsweg der ersten Diode und den Kollektor-Emitterelektroden des dritten Schalttransistors zur zweiten Klemme, um damit den ersten und den zweiten NPN-Schalttransistor abzuschalten, wobei der zweite Digitalinverter auf das zweite Digitalausgangssignal
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das "hoch" geht anspricht, um ein "Niedrig"-Signal an die Basiselektrode des dritten NPN-Schalttransistors zu
legen und damit den Beginn des Abschdtzyklus für den letzteren einzuleiten^
ein dritter Digitalinverter, der zwischen der zweiten
Ausgangsklemme des logischen Leitungsnetzes und der Basiselektrode des zweiten PNP-Schalttransistors angeschlossen
ist, der auf das zweite "niedrig" gehende logische Signal anspricht, um ein Signal mit einem "Hoch"-Pegel
an die Basiselektrode des zweiten PNP-Schalttransistors zu legen, um den letzteren eine kurze Zeit später abzuschalten,
als der erste PNP-Transistor einschaltet, wobei der dritte Digitalinverter auf ein zweites logisches
Signal anspricht, das "hoch" geht zur Anlage eines Signals mit einem "Niedrig"-Pegel an die Basis des zweiten PNP-Schalttransistors,
wobei Basisstrom hiervon zu etwa der gleichen Zeit abgezogen wird, während der zweite Inverter
ein Signal mit einem "Niedrig"-Pegel an die Basis des dritten NPN-Schalttransistors legt, wodurch der zweite
PNP-Schalttransistor eingeschaltet wird und wiederum bewirkt, daß das erste logische Signal "hoch" geht, das den
dritten NPN-Schalttransistor außer Sättigung bringt, worauf der letztere abschaltet und wiederum bewirkt, daß
Strom von der ersten Klemme durch den Stromleitungsweg der Kollektor- und Emitterelektroden des zweiten PNP-Schalttransistors,
den ersten und den zweiten Widerstand und in die Basiselektrode des ersten NPN-Schalttransistors
fließt, wodurch der letztere und der zweite NPN-Schalt-
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transistor in Sättigung eingeschaltet wird.
16. Schaltkreis nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das logische Leitungsnetz die folgenden weiteren
Elemente enthält, nämlich
einen dritten Widerstand sowie
einen Beschleunigerkondensator, der in Reihe mit dem dritten Widerstand geschaltet ist, wobei diese Reihenschaltung
parallel mit der Reihenschaltung bestehend aus dem ersten und dem zweiten Widerstand geschaltet ist zur
Bereitstellung eines momentanen Übersteuerungsstromes in die Basiselektrode des ersten NPN-Schalttransistors,gerade
nachdem der zweite PNP-Schalttransistor eingeschaltet
ist.
17. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlaufgleichspannungsanschluß
die folgenden Elemente umfaßt, nämlich:
einen Vollwellendiodenbrückengleichrichter mit einem Paar von Armen, die zwischen der ersten und der zweiten
Klemme angeschlossen sind, sowie einem weiteren Paar von Armen,
einen Wechselstromtransformator mit einer Sekundärwicklung, die über das andere Armpaar des Gleichrichters angeschlossen
ist und einer Primärwicklung zur Aufnahme einer Wechselstromzeitspannung, wobei die Sekundärwick-
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- yr -
lung eine Mittelabgriffsstelle besitzt; sowie
einen ersten und einen zweiten Siebkondensator, die jeweils mit einem Ende an die Mittelabgriffsstelle der Sekundärwicklung
angeschlossen sind und mit dem anderen Ende an der ersten bzw.zweiten Klemme anliegen.
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