DE3245107A1

DE3245107A1 - Elektronische schaltung

Info

Publication number: DE3245107A1
Application number: DE19823245107
Authority: DE
Inventors: Oskar 8531 Uehlfeld Schülein
Original assignee: EBERLE ANLAGEN KG
Current assignee: EBERLE ANLAGEN KG
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1982-12-07
Publication date: 1984-06-14

Description

Elektronische Schaltung
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Komparatorschaltung zur Steuerung physikalischer und elektrischer Größen.
Bekanntlich ist die Schalthysterese einer elektronischen Schaltstufe eine Spannungsänderung, die an den vergleichenden Eingängen notwendig ist, um eine sprunghafte Änderung der Ausgangsspannung herbeizuführen, die z.B. zum Schalten eines Ausgangsrelais erforderlich ist. Aus der Praxis sind Steuerschaltungen bekannt, bei welchen die Schalthysterese in ihrer Größe über den Einstellbereich nicht nur variabel, sondern auch von der Ausgangsspannung abhängig ist.
Für manche Anwendungen sind jedoch Steuerschaltungen erforderlich, deren Schalthysterese unabhängig von der Ausgangsspannung und in ihrer Größe der Eingangsspannung proportional ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung zu der vorbezeichneten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln diese Forderung erfüllt. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Möglichkeit, die Festwiderstände R8 und R9 durch Potentiometer zu ersetzen. Hierdurch kann die absolute Größe der Schalthysterese proportional zum Sollwert der Eingangsspannung festgelegt werden.
Wird eine zusätzliche Abhängigkeit der Schalthysterese von physikalischen Größen wie Temperatur oder Spannung benötigt, so können die Widerstände R8 und R9 in geeigneter Weise durch z.B. NTC- bzw. VDR-Widerstände ersetzt werden.
Manchmal ist es zur Veränderung des Verlaufs der Schalthysterese auch zweckmäßig, Die Festwiderstände R8 und R9 durch eine geeignete Kombination von Fest- und veränderlichen Widerständen zu ersetzen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachstehenden Zeichnungen anhand eines Dämmerungsschalters näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 das Blockschaltbild eines Dämmerungsschalters, Figur 2 eine erfindungsgemäße Komparatorschaltung.
Das Blockschaltbild besteht aus den Stufen Netzteil,Meßwertumformer, Referenz schaltung, Leistungsschaltstufe sowie als wesentliches Merkmal die Komparatorstufe nach der Erfindung. Die vom Netzteil erzeugte Gleichspannung wird wie üblich allen Funktionsstufen zugeführt. Der Meßwertumformer wandelt den Momentanwert der erfaßten-Beleuchtungsstärke in einesentsprechende Gleichspannung um. Diese wird nun mit der in der Referenzschaltung eingestellten Gleichspannung durch die Komparatorstufe verglichen. In Abhängigkeit der Ausgangs spannung der Referenzschaltung erzeugt der Komparator eine Schalthysterese, deren Größe bei der Ansteuerung der Leistungsschaltstufe verwendet wird.
Die Komparatorschaltung ist in Figur 2 dargestellt. Die Spannungsquellen U1, U2, U3 stellen symbolisch durch Widerstände oder Zenerdioden aus der Betriebsspannung UB erzeugte Spannungsabfälle dar. Am Eingang E. wird durch einen nicht dargestellten Meßwertumformer die Spannung U. erzeugt. Im Beispiel des Dämmerungsschalters also eine zur Beleuchtungsstärke proportionale Spannung.
Am Eingang ES liegt die mit R5 eingestellte Sollwertspannungsgröße Us. Beide Spannungen werden an den Eingängen 5 und 6 des Operationsverstärkers IC 1 miteinander verglichen. An diesen Eingängen 5 und 6 des Operationsverstärkers IC 1, sind die Spannungen für Ei mit U5 und für ES mit U6 bezeichnet. Solange die Spannung ES kleiner ist als die Spannung Ei, ist die Spannung U6 auch indentisch mit der Spannung Es. Die Spannung Ei ist immer identisch mit U5. Bei dieser Aussage sind die sehr kleinen Eingangs ströme des Operationsverstärkers IC 1 vernachlässigt. Wird die Spannung Ui kleiner als U5, was im Beispiel Dämmerungsschalter einer zunehmenden Beleuchtungsstärke entsprechen würde, ändert der Operationsverstärker IC 1 sein Ausgangspotential sprunghaft in Richtung Null V. Bezogen auf den Dämmerungsschalter würde die Leistungsschaltstufe jetzt ausschalten. Uber R 4 fließt jetzt ein Strom in die Basis von T1, wobei dieser leitend wird. Der Spannungsteiler R8, R9 wird hierbei auf das Emitterpotential von T1 durchgeschaltet. Demzufolge wird U3+U2-U die Spannung U6 um einen Betrag dU = 5 x R 8 erhöht. R8+R9 Mindestens um diesen Betrag 4 U muß nun die Spannung U5 gegenüber U6 positiver werden, damit der Ausgang in umgekehrter Weise schaltet, das heißt sich in Richtung + UB sprunghaft ändert. Bezogen auf den Dämmerungsschalter würde nun die Leistungsschaltstufe einschalten.
Dadurch, daß das Potential des Ausgangs jetzt positiver ist als das des Emitters von T1, kann über R 4 kein Basisstrom in T1 fließen. Als Folge davon, sperrt der Transistor T1 völlig, wobei.sich nun auch U6 um den Betrag 4 U verkleinert, d.h. U6 ist identisch mit der Sollwertspannung Us, womit der Ausgangszustand wieder erreicht wäre.
Nicht dargestellt ist die weitere Möglichkeit, die Widerstände R 8 und R 9 in geeigneter Weise durch Potentiometer und/oder durch veränderliche Widerstände, z.B. Trimmwiderstände, NTC-, VDR-Widerstände zu ersetzen oder auch mit diesen zu kombinieren. Hierdurch kann je nach Erfordernis erreicht werden, daß die Schalthysterese außerhalb eines bestimmten Bereiches der Eingangsspannung Us nicht mehr zu dieser linearproportional ist oder anderweitig in ihrem Verlauf verändert wird.

Claims

Patentansprüche Komparatorschaltung für Steuer- und Regelkreise, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthysterese Z U sollwertproportional und in ihrer Größe frei wählbar ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schalthysterese fl U ergibt aus der Größe der Eingangssollwertspannung Us und der Größe der Widerstände R8, R9 des steuerbaren Spannungsteilers, bestehend aus T1, R8, R9, wobei die Spannung U5 über R8 an den invertierenden Eingang 6 des Operationsverstärkers IC 1 gelangt und dort mit der Eingangsspannung U5 am nicht- invertierenden Eingang 5 des IC 1 verglichen wird, derart, daß beim Uberschreiten des Wertes U5 durch U6 in positiver Richtung T1 leitend wird und den Spannungsteiler R8, R9 auf das Emitterpotential von T1 schaltet, wodurch die Teilspannung U6 am Eingang 6 von IC 1 um einen Betrag ju geändert wird, der resultiert aus dem Verhältnis R8 zu R9 und der Größe von Us.
3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festwiderstände R8, R9 durch veränderliche Widerstände, z.B. Potentiometer, ersetzt bzw. mit diesen kombiniert werden könnte.
4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festwiderstände R8, R9 durch nichtlineare Widerstandselemente ersetzt bzw. mit diesen kombiniert werden können.