DE3011126C2 - Schaltungsanordnung zur Speisung mehrerer in Reihe liegender steuerbarer Anzeigeelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Speisung mehrerer in Reihe liegender steuerbarer Anzeigeelemente für kleine Gleichspannungen mit einem gemeinsamen Strombegrenzer, je einem parallel zum Anzeigeelement angeordneten steuerbaren Halbleiterelement und einer die steuerbaren Halbleiterelemente beeinflussenden Meßelektronik.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE-AS 25 06 582 bekannt. Die Ansteuerung der nur 1 —2 Volt benötigten Verbraucher in Form von Leuchtdioden erfolgt in der Regel über parallel geschaltete Transistoren. Die Reihenschaltung von Leuchtdioden mit parallel dazu angeordneten Steuertransistoren ist über einen strombegrenzenden Widerstand an eine Versorgungsgleichspannung gelegt. Die dazugehörige Meßelektronik, die ja ebenfalls eine Versorgungsgleichspannung benötigt, wird parallel zur Leuchtdiodenkette an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen.

In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise auch bei elektronischen Netzschutzrelais, steht in den Schaltwarten eine gesicherte Gleichspannung von 24—220 Volt zur Verfugung. Die von der Meßelektronik und der Leuchtdiodenkette benötigte Versorgungsspannung ist jedoch in der Regel wesentlich kleiner. Bisher hat man zur Reduzierung der Versorgungsgleichspannung auf die vorzugsweise benötigte Spannung von 15 Volt Stabilisierungsschaltungen oder Längsregler eingesetzt, die die überschüssige Spannung in einem Vorwiderstand vernichten.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die in Gehäusen untergebrachte Gesamtschaltung nur eine sehr begrenzte Verlustwärme vertragen kann. Bei den üblichen Gehäusegrößen wird die Grenze der Eigenerwärmung schon erreicht, wenn ein Strom von nur 30—50 mA entnommen wird. Da aber schon der Betriebsstrom einer Leuchtdiode 20 mA beträgt, reicht die problemlos verfügbare Strommenge zur Speisung der Meßelektronik nicht aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Gleichstromleistungsbedarf der eingangs genannten Schaltungsanordnungen entscheidend herabzusetzen, um die Erzeugung der lästigen Verlustwärme auf ein Minimum zu bringen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meßelektronik versorgungsseitig mit den steuerbaren Anzcigeelementen in Reihe geschaltet ist und daß die an der Meßelektronik auf Grund der Spannungsteilung anliegende Versorgungsspannung mittels ίο einer parallelgeschalteten Zenerdiode stabilisiert ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von F i g. 1 und 2 der Zeichnung erläutert

Fi g. 1 zeigt eine Schaltung mit einer Leuchtdiodenkette,

Fi g. 2 eine Reihenparallelschaltung von gesteuerten Leuchtdioden.

Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In F i g. 1 sind mit 1 die nicht näher offenbarte Meßelektronik, mit 2a... 2c/ eine Leuchtdiodenkette, mit 3a ... 3d dazu parallelliegende Transistoren, mit 4 eine Stromquellenschaltung und mit 5 eine Zenerdiode bezeichnet. Die Meßelektronik Hegt mit ihren Versorgungsklemmen Ki, K 2 in Reihe zu der Leuchtdiodenkette 2a...2d. Die aus Dioden Di, D2, Widerständen R 9, R10 und einem Regeltransistor 10 bestehende und an sich bekannte Stromquellenschaltung 4 liegt mit dem Kollektoranschluß ihres Transistors 10 am Eingang der Leuchtdiodenkette. Die Zenerdiode 5 liegt parallel zur Meßelektronik 1, begrenzt also die dort anliegende Spannung auf einen Wert von z. B. 5 Volt Der Klemme K 3 der Meßelektronik 1 werden Meßwerte zugeführt Die Ausgänge dieser Meßelektronik 1 sind über Widerstände R1 bis R 4 mit den Basen der Transistoren 3a... 3d verbunden. Der bisher geschriebenen Schaltung ist eine Zenerdiode 6 parallelgeschaltet, die die Spannung auf beispielsweise 15 V konstant hält. Die Schaltung kann wahlweise über Vorwiderstände R5—R8 an eine gesicherte Gleichspannung von 24, 60, 110 oder 220 V angeschlossen werden.

Die Schaltung wird insgesamt jeweils so optimiert, daß man unter Aufaddierung aller Spannungsabfälle unter der kleinsten Versorgungsspannung von 24 V bleibt und mit einem sehr kleinen Betriebsstrom auskommt. Entsprechend klein ist auch die Verlustwärme, die je nach Spannung in dem Vorwiderstand R 5, den Vorwiderständen R5 + R6 oder R5 + R6 + RT oder R5 + /?6+ RT + ß8anfällt.

Wenn eine noch größere Anzahl von Leuchtdioden benötigt wird, kann man entsprechend F i g. 2 mehrere Leuchtdiodenketten parallelschalten.

Diese Schaltung weist zusätzlich zu den Elementen in F i g. 1 eine zweite, parallelliegende Leuchtdiodenkette Ta... Td auf, die von Transistoren i2a...i2d ausgesteuertwird.

Die Meßelektronik 1 steuert diese Transistoren über Basiswiderstände R11—/? 14 an. Die Stromversorgung erfolgt über einen weiteren Tansistor 11 mit Arbeitswiderstand R 15 in der Stromquellenschaltung 4.
bo Ein weiterer Widerstand R 16 ist parallel zu den Leuchtdiodenketten 2 und 7 geschaltet. Er wird dann benötigt, wenn die Meßelektronik mehr Strom verbraucht als die parallelen Diodenketten liefern können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Speisung mehrerer in Reihe liegender steuerbarer Anzeigeelemente für kleine Gleichspannungen mit einem gemeinsamen Strombegrenzer, je einem parallel zum Anzeigeelement angeordneten steuerbaren Halbleiterelement und einer steuerbaren Halbleiterelemente ansteuernden Meßelektronik, dadurch gekennzeichnet» daß die Meßelektronik (1) versorgungsseitig mit den steuerbaren Anzeigeelementen (2a ...2d) in Reihe geschaltet ist und daß die an der Meßelektronik (1) auf Grund der Spannungsteilung anliegende Versorgungsspannung mittels einer parallelgeschalteten Zenerdiode (5) stabilisiert ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Anzeigeelemente (2a.. .2d, Ta... Td) in einer Reihenparallelschaltung zusammengefaßt und zur Meßelektronik (1) in Reihe geschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenparallelschaltung der Anzeigeelemente (2a ... Id, 7a ... Td) ein ohmscher Widerstand (R 16) geschaltet ist.