DE3018026A1

DE3018026A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLABLE SUPPLY OF ELECTRICAL ENERGY TO A CONSUMER

Info

Publication number: DE3018026A1
Application number: DE19803018026
Authority: DE
Inventors: Dennis A Burns; Kevin Stoltenberg
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1979-05-14
Filing date: 1980-05-10
Publication date: 1980-11-27
Also published as: GB2049329A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Sie kann insbesondere dort vorteilhaft Anwendung finden, wo ein Verbraucher durch einen Fühler gesteuert wird. Verwendet man für diese Fälle .unmittelbar einen mechanischen Schalter, so besteht die Gefahr, daß der über die Last fließende Strom alsbald zu Kontaktabbrand und einer Verschlechterung der Kontaktgabe des Schalters führt. Folglich ist es besser, wenn man den Strom durch die Last über einen elektronischen, also kontaktfreien Schalter steuert. Bei herkömmlichen Schaltungsanordnungen dieser Art, sind zwischen Steuerschaltung und Last drei Leitungen erforderlich. Die eine Leitung verbindet die Last mit der Stromquelle, eine zweite die Stromquelle mit dem steuernden Schalter und eine dritte dient als gemeinsame Rückleitung. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu finden, bei der nur zwei Leitungen zwischen Steuerschaltung und Last erforderlich sind.The invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1. It can be particularly advantageous there Find application where a consumer is controlled by a sensor. If you use a .immediately for these cases mechanical switch, there is a risk that the current flowing through the load will soon burn off the contact and cause deterioration the contact of the switch leads. Hence it is better if the current through the load is supplied via an electronic, so controls contactless switch. In conventional circuit arrangements of this type, there are control circuitry between and load three wires required. One line connects the load to the power source, a second line connects the power source to the controlling switch and a third one serves as a common return line. The object of the invention is to find a circuit arrangement in which only two lines between the control circuit and Load are required.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zur Erläuterung wird nachfolgend auf ein in den Zeichnungen wiedergegebenes. Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Darin zeigtThis object is achieved by the invention characterized in claim 1. Advantageous refinements result from the subclaims. In the following, an explanation is given in the drawings. Embodiment referenced. In this shows

Fig. 1 das Schaltbild der Schaltungsanordnung zurFig. 1 shows the circuit diagram of the circuit arrangement for

Steuerung der Energiezufuhr; Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine dort verwendeteControl of energy supply; Fig. 2 shows an embodiment of one used there

. Oszillatorschaltung;
Fig. 3 eine abgeänderte Schaltungseinzelheit für die. Oscillator circuit;
Fig. 3 shows a modified circuit detail for the

Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1; und Fig. 4 einen Fühler zur Aktivierung des Oszillators.Circuit arrangement according to FIG. 1; and FIG. 4 shows a sensor for activating the oscillator.

In Fig. 1 ist die positive Stromversorgungsklemme 11 über die Leitung 12 an die Anschlußklemme 13 der Last 14 angeschlossen, deren andere Anschlußklemme 15 über einen elektronischen Schalter in Form eines VMÖS-Feldeffekttransistors 16 mit Masse und damit der anderen Stromversorgungsklemme in Verbindung steht. Die Klemme 15 liegt an der Senkenelektrode dieses Feldeffekttransistors, während seine Quellenelektrode und sein Substrat an Masse liegen.In Fig. 1, the positive power supply terminal 11 is connected via the line 12 to the terminal 13 of the load 14, the other terminal 15 via an electronic switch in the form of a VMÖS field effect transistor 16 to ground and thus the is connected to another power supply terminal. The clamp 15 is on the drain electrode of this field effect transistor, while its source electrode and its substrate are connected to ground.

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Der Verbindungspunkt 10 von Feldeffekttransistor 16 und Last 14 ist über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 17 an die eine Belegung eines Kondensators 18 geführt, dessen andere Belegung an Masse liegt. Der Verbindungspunkt 19 von Kondensator 18 und Diode 17 bildet die Spannungsversorgungsklemme für den Oszillä^ tor 20, welcher mit einer Eingangsklemme 21 ausgestattet und über die Leitung 22 geerdet ist. Sein Ausgang 23 liegt an der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 16. Der Oszillator kann eine Impulsfolge mit veränderbarem Puls/Pausenverhältnis liefern, welches über den Feldeffekttransistor 16 die Leistungszufuhr zur Last 14 steuert, solange am Eingang 21 des Oszillators 20 ein Aktivierungssignal steht. Ist dieses Aktivierungssignal vorhanden> so liefert des Oszillator 20 auf der Ausgangsleitung 23 ein Durch" schaltsignal an die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 16. Während der Durchschaltzeit des Feldeffekttransistors 16 fließt Strom von der Versorgungsklemme 11 über die Last 14 und den Feldeffekttransistor 16 nach Masse. Während der Sperrzeit dis Feldeffekttransistors 16 hingegen fließt der Strom von der Stromversorgungsklemme 11 über die Last 14 und die Diode 17 zum Koridenöätor 18 und lädt diesen auf; Der Kondensator 8 stellt die elektrische Energie für den Oszillator 20 zur Verfügung. Da der Feldeffekttransistor 16 fortlaufend ein- und abgeschaltet wird, etfolgt während der Abschaltintervalle, jeweils eine Aufladung des Kondensators 18. Verschwindet das Aktivierungssignal am Eingang 21 des Oszillators 20, so wird der Feldeffekttransister 16 nicht durchgeschaltet und die Last 14 somit nicht länger von einem nennenswerten Strom durchflossen. Lediglich ein Ladestrom für den Kondensator fließt über die Last 14 und die Diode 17.The connection point 10 of the field effect transistor 16 and the load 14 is connected to the through a diode 17 connected in the forward direction an assignment of a capacitor 18, the other assignment of which is grounded. The connection point 19 of capacitor 18 and diode 17 forms the voltage supply terminal for the Oszillä ^ gate 20, which is equipped with an input terminal 21 and grounded via line 22. Its output 23 is at the control electrode of the field effect transistor 16. The oscillator can be a Deliver pulse train with variable pulse / pause ratio, which via the field effect transistor 16, the power supply to Load 14 controls as long as at input 21 of oscillator 20 Activation signal is on. Is this activation signal available> so the oscillator 20 delivers on the output line 23 a through " switching signal to the control electrode of the field effect transistor 16. During the turn-on time of the field effect transistor 16, current flows from the supply terminal 11 via the load 14 and the field effect transistor 16 by mass. During the blocking time dis field effect transistor 16, however, the current flows from the power supply terminal 11 via the load 14 and the diode 17 to the Koridenöätor 18 and charges it; The capacitor 8 provides the electrical energy for the oscillator 20. Because the field effect transistor 16 is continuously switched on and off, the Capacitor 18. If the activation signal at the input 21 of the oscillator 20 disappears, the field effect transistor 16 is not switched through and the load 14 no longer has a significant current flowing through it. Only a charging current for the Capacitor flows through load 14 and diode 17.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild eines Oszillators 20, der bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 verwendet werden kann. Seine Vetsorgungsklemme 19 ist, wie in Fig. 1,an den Kondensator 18 angeschlossen. Ferner ist sie über einen Widerstand 31 mit der Eingangsklemme 21 verbunden, die das Aktivierungssignal für den Oszillator empfängt. Der Verbindungspunkt von Klemme 21 und Wider* stand 31 ist einerseits über einen Kondensator 32 mit Masse vet-.FIG. 2 shows the circuit diagram of an oscillator 20 which can be used in the circuit arrangement according to FIG. 1. Its Vet supply terminal 19 is, as in FIG. 1, connected to the capacitor 18. It is also connected via a resistor 31 to the input terminal 21, which receives the activation signal for the oscillator. The connection point of terminal 21 and resistor 31 is on the one hand via a capacitor 32 to ground vet-.

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bunden und liegt andererseits am Eingang eines Inverters 33, dessen Ausgang über eine in Sperrichtung gepolte Diode 34 mit der Ausgangsleitung 23 des Oszillators verbanden, und an die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 16 angeschlossen ist. Die Versorgungsklemme 19 steht ferner mit dem VersorgungsanschluS eines weiteren Inverters 35-in Verbindung, dessen Einjang über einen Kondensator 36 nach Masse geschaltet ist. Der E .ngang des . Inverters 35 ist ferner einerseits über die Reihenschaltung (iiner Diode 37 und eines Widerstandes 38 und andererseits über einan Widerstand 39 mit seinem Ausgang verbunden. Dieser Ausgang ist über einen Widerstand 40 an die Ausgangsleitung 23 angeschlossen. Das Verhältnis der Widerstände 38 und 39 wird derart gewählt, daß hierdurch ein geeignetes Pulspausenverhältnis des Oszillators 20 erzielt wird. Die Widerstände 38 und 39 bestimmen zusammen mit dem Kondensator 36 die Oszillatorfrequenz.bound and is on the other hand at the input of an inverter 33, its output via a diode 34 polarized in the reverse direction the output line 23 of the oscillator, and to the control electrode of the field effect transistor 16 is connected. the Supply terminal 19 is also connected to the supply connection another inverter 35-connected, whose Einjang over a capacitor 36 is connected to ground. The arrival of the. Inverter 35 is also on the one hand via the series connection (iiner Diode 37 and a resistor 38 and on the other hand via one another Resistor 39 connected to its output. This output is connected to the output line 23 via a resistor 40. The ratio of the resistors 38 and 39 is selected in such a way that as a result a suitable pulse pause ratio of the oscillator 20 is achieved. The resistors 38 and 39 determine together with the Capacitor 36 the oscillator frequency.

Die Eingangsklemme 21 in Fig. 1 und Fig. 2 kann beispielsweise mit dem einen Anschluß 21' eines Fühlers verbunden werden, wie er in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Es handelt sich um einen neigungsempfindlichen Schalter mit einem elektrisch"leitenden Pendel 42, welches durch eine kreisförmiger Leiterschleife 43. hindurchragt. Letztere ist mit Masse verbunden. Bei ausreichender Neigung des Pendes 42 legt sich dieses gegen den Ring 43, wodurch in Fig. 1 und 2 die Eingangsklemme 21 mit Masse verbunden wird,In Fig. 2 liegt damit am Eingang des Inverters 33 Massepotential, und . der Oszillator beginnt auf seiner Ausgangsleitung 33 ein impulsförmiges Ausgangssignal zu führen, welches den Feldeffekttransistor 16 abwechselnd durchschaltet und sperrt und damit einen impulsweisen Strom durch die Last 14 fließen läßt.The input terminal 21 in FIGS. 1 and 2 can, for example, with be connected to one terminal 21 'of a sensor, as shown in Fig. 4 is shown schematically. It is a tilt-sensitive one Switch with an electrically "conductive pendulum" 42, which protrudes through a circular conductor loop 43. The latter is connected to ground. With sufficient inclination of the pend 42 this lies against the ring 43, whereby In Fig. 1 and 2, the input terminal 21 is connected to ground, In Fig. 2 is thus at the input of the inverter 33 ground potential, and. the oscillator begins a pulse-shaped manner on its output line 33 To lead output signal, which switches the field effect transistor 16 alternately through and blocks and thus a allows current to flow through the load 14 in pulses.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Aufladung des Kondensators 18. Sie ist besonders dann nützlich, wenn die Last 14 induktiv ist. Die Klemme 10 ist hier über eine ia Durchlaßlichtung gepolte Diode 51 und einen Widerstand 52 an den Kondensator 18 angeschlossen. Vom Verbindungspunkt des Widerstands 52 mit dem Kondensator 18 ist eine Zenerdiode 53 nach Masse geschaltet, so daß dem Kondensator 18 eine geregelte Spannung zugeführt wird.Fig. 3 shows a modified embodiment of the circuit arrangement for charging the capacitor 18. It is special then useful when the load 14 is inductive. The terminal 10 is here via a generally polarized diode 51 and a resistor 52 connected to the capacitor 18. From the junction of the resistor 52 with the capacitor 18 is a Zener diode 53 after Connected to ground, so that the capacitor 18 is supplied with a regulated voltage.

Eie Erfindung führt zu einer Schaltungsanordnung, bei der -nur zwei Leitungen erforderlich sind, um die aus dem Oszillator 20, dem elektronischen Schalter 16, der Diode 17 und dem Kondensator 18 bestehende Laststeuerschaltung mit der Last 14 zu verbinden. Die eine Leitung ist zwischen die genannte Laststeuerschaltung und die Last eingeschaltet, während die andere Leitung nach Masse, also an die gemeinsame Rückleitung geführt ist. Eine dritte Leitung zur Speisung des Oszillators 20 ist nicht erforderlich. Der Kondensator 18 ist vielmehr derart an den Verbindungspunkt 10 angeschlossen,, daß er während der impulsweisen Durchschaltung der Last 14 ständig im Rhythmus der Durchschaltimpulse aufgeladen wird und somit genügend Energie zur Versorgung des Oszillators 20 bereithält.Eie invention leads to a circuit arrangement in which -only two Lines are required to connect the oscillator 20, the electronic switch 16, the diode 17 and the capacitor 18 to connect existing load control circuit to the load 14. One line is between said load control circuit and the Load switched on while the other line is routed to ground, i.e. to the common return line. A third line to It is not necessary to feed the oscillator 20. Rather, the capacitor 18 is connected to the connection point 10 in this way, that he is constantly during the pulsed through-connection of the load 14 is charged in the rhythm of the switching pulses and thus has enough energy to supply the oscillator 20.

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Claims

HONEYWELL INC. May 9, 1980 Honeywell Plaza 1008065 GE Minneapolis, Minn., USA HR / sr Circuit arrangement for the controllable supply of electrical energy to a consumer.

1.) Circuit arrangement for the controllable supply of electrical energy to a load that can be switched on between two power supply terminals, marked-d-by one between the consumer (14) and the one Stromversor ^ - supply terminal (ground) switched-on load control circuit (16, 20); an energy store (18) feeding them; one connected to the power supply terminals (11, ground) Charging circuit (17) for the energy store (18).

2. A circuit arrangement as claimed in claim 1, characterized marked ¹ characterized in that the load control circuit (16,20) an input terminal (21) - having a power supply to the load (14) turning on activation signal.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the load control circuit (16,20) with one the load (14) has electronic switch (16) connected in series to the power supply terminals (11, ground), whose Control electrode is connected to the output ^ om energy store (18) with power-supplied control circuit (20).

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the control circuit (20) has one with the Activation terminal (21) contains associated oscillator .

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5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that that serving as an energy storage capacitor (18) via a diode (17) with the electronic Switch (16) facing connection (15) of the load (14) in * bond is and the power supply connection of the oscillator (20) at the connection point (19) of the diode (17) and capacitor (18) lies.

6. Circuit arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that the electronic Switch (16) is a field effect transistor whose control electrode is connected to the output (23) of the control circuit (20).

7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the load (14) in series with the switching path of a controllable electronic switch (16) between two direct current supply terminals (11, Ground) is switched on;

the connection point (10) of the load (14) and the electronic switch (16) via a forward-biased diode (17 Jan which is connected to an assignment of a capacitor (18), " its other assignment on the power supply terminal (ground) connected to the electronic switch (16) lies;

the connection point (19) of diode (17) and capacitor (18) to the power supply input of one in the switched-on state, the control electrode of the electronic switch (16) with a pulse-shaped The oscillator (20) supplying the switching signal is connected; and

a control input (21) of this oscillator which switches it on Activation signal is supplied.

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8. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that a resistor (52) is switched on between the diode (17) and the capacitor (18), the power supply connection of the oscillator (20) at the connection point of the resistor (52) and Capacitor (18) and the capacitor (18) a Zener diode (53) is connected in parallel (Fig. 3).

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