DE3109377A1

DE3109377A1 - Switching delay circuit

Info

Publication number: DE3109377A1
Application number: DE19813109377
Authority: DE
Inventors: Hans Günther 3451 Neuhaus Schönberner sen.
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1982-11-11

Abstract

In a switching delay circuit for an alternating-current load, a long delay time is to be achieved with simple switching means without transformer. For this purpose, a switching element (TR) controlled by a transistor (T) is arranged in the diagonal branch of a bridge circuit of rectifiers (D1 to D4). The emitter and the base of the transistor (T) are connected to in each case one RC charging element (R1, C1; R2, P, C2) located in the diagonal branch. The final charging voltage of one capacitor (C2) is limited to a value which is below the final charging voltage of the other capacitor (C1) by at least the threshold voltage of the transistor (T). <IMAGE>

Description

Schal tverzögerungsschaltung Switching delay circuit

Die Erfindung betrifft eine Schaltverzögerungsschaltung für einen Wechselstromverbraucher mit einem Schaltelement, insesontiere Thyristor einem dieses steuernden Transistors als SchweAlwertschalter und einem die Verzögerungszeit bestimmenden HC-Ladeglied.The invention relates to a switching delay circuit for a AC loads with a switching element, insert a thyristor into one of these controlling transistor as a threshold switch and one that determines the delay time HC loading link.

Bei derartigen Verzögerungsschaltungen, die der Einschalt-oder Ausschaltverzögerung eines Wechselstromverbrauchers dienen, ist für die elektronischen Bauteile ein eigenes Netzteil mit Transformator, Gleichrichter und Sieb- und Glättungsgliedern nötig. Vom Aufbau der Schaltung gesehen stellt das Netzteil die aufwendigste Baugruppe dar, die zudem einen beträ<:htlichen Platzbedarf der Schaltung zur Folge hat.In such delay circuits, the switch-on or switch-off delay an alternating current consumer is a separate one for the electronic components Power supply unit with transformer, rectifier and filter and smoothing elements required. In terms of the structure of the circuit, the power supply unit is the most complex assembly which also requires a considerable amount of space for the circuit.

Sollen lange Verzögerungszeiten, beispielsweise 30 s, erreicht werden, dann muß entweder ein entsprechend grosser Kondensator oder andere Maßnahmen vorgesehen sein, was mit weiterem Aufwand und Platzbedarf verbunden ist.If long delay times, e.g. 30 s, are to be achieved, then either a correspondingly large capacitor or other measures must be provided be, which is associated with further effort and space requirements.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein<? Schaltung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die mit einfachen Mitteln ohne Transformator zu langen Verzögerungszeiten fuhrt. The object of the invention is to provide a <? Circuit of the aforementioned Kind of suggesting long delay times by simple means without a transformer leads.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Schaltelement im Diagonalzweig einer Briickenschaltung von Gleichrichtern angeordnet ist, dual3 der Emitter und die Basis des Transistors an je einen in dem Diagonalzweig liegenden RC-Ladeglied angeschlossen sind und daß die Endladespannung des einen Konclens;ttors auf einen Wert begrenzt ist, der wenigstens um die Schwellwertspannung unterhalb der Endladespannung des anderen Kondensators liegt. According to the invention, the above object in the case of a circuit is the one at the outset mentioned type solved in that the switching element in the diagonal branch of a bridge circuit Arranged by rectifiers, dual3 the emitter and the base of the transistor are connected to one each lying in the diagonal branch RC charging element and that the discharge voltage of one connector is limited to a value which is at least by the threshold voltage below the discharge voltage of the other capacitor lies.

Sobald Wechselspannung an der Brückenschaltung liegt, laden sich die Kondensatoren der beiden RC-Glieder auf. As soon as AC voltage is applied to the bridge circuit, they charge the capacitors of the two RC elements.

Damit steigen die Spannungen an der Basis und am Emitter des Transistors. Ist die begrenzte Endladespannung des einen Kondensators erreicht, dann steigt nur noch die Spannung des anderen Kondensators, was dann zur Durchschaltung des Transistors und des Schaitelements führt. This increases the voltages at the base and at the emitter of the transistor. If the limited discharge voltage of one capacitor is reached, then only increases nor the voltage of the other capacitor, which then switches the transistor through and the switch element leads.

Es ergibt sich damit eine lange Vsrzögerungszeit, ohne daß ein großer Kondensator erfordsrlich ist. Die Genauigkeit der Zeiteinstellung ist verbessert, da kleinere Kapazitäten auch kleinere Kapazitätsabweichungen vom Nennwert aufweisen. Eine hohe Basis-Enitter-Sperrspannung, die den Transistor gefährden könnte, tritt nicht auf. This results in a long delay time without a large one Condenser is required. The accuracy of the time setting is improved, since smaller capacities also have smaller capacity deviations from the nominal value. A high base-enitter reverse voltage occurs, which could endanger the transistor not on.

Bei der genannten Schaltung erübrigt sich ein Transformator. Die Schaltung läßt sich damit raumsparend aufbauen. A transformer is not required with the circuit mentioned. the Circuit can thus be set up in a space-saving manner.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Advantageous embodiments of the invention emerge from the following Description of an exemplary embodiment.

Die Figur zeigt eine Schaltverzögerungsschaltung. The figure shows a switching delay circuit.

Zwischen den Polen R und Mp des Wechselstromnetzes liegen eine Verzögerungschaleung 1, ein Schalter 2 und eine zu schaltende Last 3 in Reihe. A delay shell is located between the poles R and Mp of the alternating current network 1, a switch 2 and a load 3 to be switched in series.

Die Verzögerungsschaltung 1 weist eine Brückenschaltung aus vier Dioden D1, D2, D3 und D4 auf. Zwischen den Gleichspannungspoen der Brückenschaltung liegen parallel ein Thyristor TH, ein RC-Glied,bestehend aus einem Widerstand R1 und einem Kondensator C1, und ein RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand R2, einem Potentiometer P und einem Kondens'ttor C2 an dessen Abgriff. Gleichzeitig bildet der Widers-l;and R2 und das Potentiometer ) einen Spannungsteiler zwischen den Gleichspannungspolen. The delay circuit 1 has a bridge circuit of four Diodes D1, D2, D3 and D4 on. Between the DC voltage points of the bridge circuit parallel a thyristor TH, an RC element, consisting of a resistor R1 and a capacitor C1, and an RC element consisting of a resistor R2, a Potentiometer P and a capacitor C2 at its tap. Simultaneously forms the contradiction l; and R2 and the potentiometer) a voltage divider between the DC voltage poles.

Zwischen dem Widerstand R1 und dem Kondensator C1 liegt der Emitter eines pnp-Transistors T, dessen Basis am Abgriff des Potentiometers P bzw. am Kondensator C2 liegt. The emitter is located between the resistor R1 and the capacitor C1 a pnp transistor T, the base of which is at the tap of the potentiometer P or at the capacitor C2 lies.

Der Kollektor des Transistors T ist mit dem Steueranschluß des Thyristors TH verbunden und liegt über die Parallelschaltung eines Kondensators C3 und eines Niderstands R3 an dem einen Gleichspannungspol der Brückenschaltung, Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltung ist im wesentlichen folgende: Sobald der Schalter 2 geschlossen wird, liegt an der BrUckenschaltung Wechselspannung. An den Gleichspannungspolen stellt sich eine pulsierende Gleichspannung ein, welche zur Verlängerung der Ladezeit beiträgt. Die Last 3 ist damit noch nicht eingeschaltet, da der Thyristor TH sperrt. The collector of the transistor T is connected to the control terminal of the thyristor TH connected and is across the parallel connection of a capacitor C3 and a Resistance R3 at one DC voltage pole of the bridge circuit, the The principle of operation of the circuit described is essentially as follows: As soon as If switch 2 is closed, AC voltage is applied to the bridge circuit. A pulsating DC voltage occurs at the DC voltage poles, which contributes to the extension of the loading time. The load 3 is not yet switched on, because the thyristor TH blocks.

Durch die Gleichspannung wird der Kondensator C1 über den Widerstand R1 und der Kondensator C2 über den Widerstand R2 und den Abgriff des Potentiometers P geladen. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes R1, C1 ist länger als die des RC-Gliedes R2, P, C2. BeispieLsweise hat der Widerstand R1 einen Wert von 10 Mn und der Kondensator C1 eine Kapazität von 10 eF, der Widerstand R2 einen Wert von 6,8 M Q und der Kondensator C.9 eine Kapazität von 1 mm.The DC voltage causes the capacitor C1 to cross the resistor R1 and the capacitor C2 via the resistor R2 and the tap of the potentiometer P loaded. The time constant of the RC element R1, C1 is longer than that of the RC element R2, P, C2. For example, the resistor R1 has a value of 10 Mn and the capacitor C1 has a capacitance of 10 eF, the resistor R2 has a value of 6.8 M Q and the capacitor C.9 a capacity of 1 mm.

Damit steigt die an der Basis des Transistors T zunächst schneller als die an seinem Emitter. Der Transistor T wird also zunächst gesperrt gehalten. Wichtig dabei ist, daß die Basis-Emitter-Sperrspannnag 5 V nicht berschreitet. Damit ist erreicht, daß der Transistor T nicht zerstört wird, auch wenn im Zuge der Aufladung der Kondensatoren C1 und C2 an sich hohe Spannungen, beispielsweise 25 V, an der Basis des Transistors T auftreten.This increases the at the base of the transistor T initially faster than the one on its emitter. The transistor T is therefore initially kept blocked. It is important that the base-emitter blocking voltage does not exceed 5 V. In order to it is achieved that the transistor T is not destroyed, even if in the course of charging of the capacitors C1 and C2 per se high voltages, for example 25 V, at the Base of the transistor T occur.

Der Kondensator C2 wird sich bis auf die durch den Abgriff des Potentiometers P eingestellte Spannung aufladen.und auf diesem Spannungswert bleiben. Der Kondensator Cl dagegen lädt sich weiter auf bis die Schwellwert spannung zwischen der Emitter und der Basis des Transistors T erreicht ist. Der Transistor T schaltet dann durch und zündet den Thyristor TH. Damit fließt dann über den Thyristor TH durch die Last 3 Wechselstrom. Die Gleichspannung zwischen den Gleichspannungspolen geht damit praktisch auf Null. Die Kondensatoren Cl und C2 entlflden sich.The capacitor C2 will be down to that by the tap of the potentiometer Charge P set voltage and stay at this voltage value. The condenser Cl, on the other hand, continues to charge until the threshold voltage between the emitters and the base of the Transistor T is reached. The transistor T switches then through and ignites the thyristor TH. This then flows through the thyristor TH through the load 3 alternating current. The DC voltage between the DC voltage poles practically goes to zero. The capacitors Cl and C2 discharge.

Mit einer derartigen Schaltung ist es ohne weiteres möglich, Verzögerungszeiten zwischen dem Schließen des Schalters 2 und dem Einschalten der Last 3 in der Größenordnung von 30 s zu erreichen. Die gewünschte Verzögerungszeit läßt sich mittels des Potentiometers P einstellen.With such a circuit it is easily possible to reduce delay times between the closing of the switch 2 and the switching on of the load 3 of the order of magnitude can be reached within 30 s. The desired delay time can be set using the potentiometer Set P.

Der Kondensator C3 mit Widerstand R3 dienen der Erzeugung des Stromimpulses des Thyristors TH.The capacitor C3 with resistor R3 are used to generate the current pulse of the thyristor TH.

Eines oder beide RC-Glieder können auch mit einer bzw.One or both RC elements can also be connected to one or the other

zwei Konstantstromquellen arbeiten, die zu einer linearen Aufladung der Kondensatoren führen Leerseitetwo constant current sources work leading to a linear charge the capacitors lead Blank page

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e cv .. Switching delay circuit for an AC load with a switching element, in particular a thyristor, a this controlling transistor as a threshold switch and one the delay time determining RC element, characterized in that the switching element (TR) is in the diagonal branch a bridge circuit of rectifiers (D1 to D4) is arranged that the emitter and the base of the transistor (r) to one RC charging element each in the diagonal branch (Rl, C1; R2, P, C2) are connected and that the discharge voltage of one capacitor (C2) is limited to a value that is at least below the threshold voltage the discharge voltage of the other capacitor (C1).

2. switching delay circuit according to claim 1, characterized in that that the transistor is a pnp transistor (T) and the discharge voltage of the capacitor (C2) of the RC element (lot2, C2) at its base through a voltage divider (R2, P) is limited.

3. switching delay circuit according to claim 1 or 2, characterized in that that the value of the limited discharge voltage by means of a voltage divider (R2, P) is adjustable.

4. Switching delay circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the time constant of the Ru member (R2, P, C2) with the in the Discharge voltage limited capacitor (C2) is less than the time constant of the other RC element (R1, C1).

5. Switching delay circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the charging voltage curves of the capacitors (C1, C2) are designed so that the difference between the voltage at the discharge voltage limited Capacitor (C2) and the voltage on the other capacitor (ci) the base-emitter reverse voltage of the transistor (T), does not exceed.