DE3305674A1

DE3305674A1 - Circuit arrangement for deenergising DC-energised magnet coils

Info

Publication number: DE3305674A1
Application number: DE19833305674
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr.-Ing. 8450 Amberg Kölpin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-08-30
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1984-08-23

Abstract

The invention relates to a circuit arrangement for deenergising DC-energised magnet coils. It is used especially in the case of electromagnetic switching apparatuses. In this circuit arrangement, a deenergising path (diodes 5, 7) is connected to the magnet coil (14). An electronic switch (field-effect transistor 13), which is connected in series with the magnet coil (14), is connected as a function of the energising. A voltage-dependent resistor (17) on which the current which flows through the magnet coil (14) is commutated when the electronic switch (13) is switched off is connected to the electronic switch (13). An adjustable resistor (26) is connected in parallel with the voltage-dependent resistor (17), as a result of which the opening delay can, if required, be lengthened such that it can be adjusted beyond its minimum value. <IMAGE>

Description

Schaltungsanordnung zur Entregung von gleichstromerregtenCircuit arrangement for de-excitation of DC excited

Magnetspulen (Zusatz zu Patentanmeldung P 32 32 217.8-33) Gegenstand der Hauptanmeldung ist eine Schaltungsanordnung zur Entregung von gleichstromerregten Magnetspulen, vorzugsweise von elektromagnetischen Schaltgeräten, mittels der Magnetspule zugeschaltctem Entregungspfad, wobei ein erregungsspannungsabhängig schaltender elektronischer Schalter zu der Magnetspule in Reihe geschaltet ist und zu dem Schalter ein spannungsabhängiger Widerstand parallel liegt, gemäß Hauptanmeldung P 32 32 217.8-33.Magnetic coils (addendum to patent application P 32 32 217.8-33) subject matter of the main application is a circuit arrangement for the de-excitation of DC excited Magnet coils, preferably of electromagnetic switching devices, by means of the magnet coil switched on de-excitation path, with a voltage-dependent switching electronic switch connected in series to the solenoid and to the switch a voltage-dependent resistor is in parallel, according to main application P 32 32 217.8-33.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Gegenstand des Hauptpatentes dahingehend zu verbessern, daß der Offnungsverzug bei Bedarf über seinen Minimalwert hinaus einstellbar verlängert werden kann. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß zur Parallelschaltung von elektronischem Schalter und spannungsabhängigem Widerstand ein weiterer Widerstand parallel liegt. Durch diesen Widerstand wird zusätzlich die Energieaufnahme des spannungsabhängigen Widerstandes verringert. Den Offnungsverzug vor Ort an gewünschte Verhältnisse anzupassen, ohne hierbei Widerstände auswechseln zu müssen, wird möglich, wenn der Widerstand einstellbar ist.The object of the present invention is to provide the subject matter of the main patent to the effect that the opening delay is above its minimum value if necessary can also be extended adjustable. This is done in a simple way achieved that for parallel connection of electronic switch and voltage-dependent Resistance another resistor is parallel. Through this resistance becomes in addition, the energy consumption of the voltage-dependent resistor is reduced. Adjust the opening delay on site to the desired conditions without any resistance Having to replace it becomes possible when the resistance is adjustable.

Anhand der Zeichnung werden Schaltungsanordnungen gemäß dem Ilauptpatent und der Erfindung beschrieben und die Funktion näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit Brückenglcichrichter-Gleichstromerregung, gemäß Iiauptpatent, Fig. 2 die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 mit einer Umschaltung von Brücken- auf Einwegglcichrichtung unter Vorschaltung eines Sparwiderstandes unter Einschaltung eines zusätzl ichen Gle ichrichters zur Steuerung der elektronischen Schaltung, Fig. 3 eine entsprechende Schaltungsanordnung mit einer Abtrennung der Magnetspule im Clcichstromkreis und Fig. 4 - 6 die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 bis 3 und den Zusatzwiderstand gemäß der Erfindung.Circuit arrangements according to the main patent and the invention described and the function explained in more detail It 1 shows a circuit arrangement with bridge rectifier direct current excitation, according to Iiauptpatent, Fig. 2 shows the circuit arrangement of Fig. 1 with a switch from bridge to one-way direction with an upstream economy resistor with the involvement of an additional rectifier to control the electronic Circuit, Fig. 3 shows a corresponding circuit arrangement with a separation of the Magnetic coil in the circuit and FIGS. 4-6 show the circuit arrangement according to FIG. 1 to 3 and the additional resistor according to the invention.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind an die Netzklemmen 1 , 2 über den Schalter 3 die zu einer Brückengleichrichtung zusammengeschalteten Dioden 4, 5, 6, 7 angeschaltet. Der Gleichspannungsausgang der Brückengleichrichterschaltung liegt mit den Klemmen 8, 9 an der Reihenschaltung aus Diode 10, Widerstand 11 und der Parallelschaltung von Zenerdiode 12, Kondensator 15 und Widerstand 16. Der Verbindungspunkt der Parallelschaltung von Zenerdiode 12, Kondensator 15 und Widerstand 16 liegt am Steuereingang eines Feldeffekttransistors 13 als elektronischen Schalter. Parallel zum Drain-Sorce-Anschluß des Feldeffekttransistors 13 liegt ein spannungsabhängiger Widerstand, im vorliegenden Fall ein Varistor 17. Die Parallelschaltung Drain-Sorce des Feldeffekttransistors 13 und Varistor 17 liegt mit dem einen Verbindungspunkt an der Klemme 9 und mit dem anderen Verbindungspunkt an dem einen Anschluß der Magnetspule 14, die mit dem anderen Anschluß an der Klemme 8 liegt.In the circuit arrangement according to FIG. 1, the mains terminals 1 , 2 via switch 3 which are interconnected to form a bridge rectification Diodes 4, 5, 6, 7 switched on. The DC voltage output of the bridge rectifier circuit is connected to the terminals 8, 9 on the series circuit of diode 10, resistor 11 and the parallel connection of Zener diode 12, capacitor 15 and resistor 16. The connection point the parallel connection of Zener diode 12, capacitor 15 and resistor 16 is located at the control input of a field effect transistor 13 as an electronic switch. Parallel to the drain source connection of the field effect transistor 13 is a voltage-dependent Resistance, in the present case a varistor 17. The parallel connection Drain-Sorce of the field effect transistor 13 and varistor 17 is connected to the one connection point at terminal 9 and with the other connection point at one connection of the solenoid 14, which is connected to terminal 8 with the other connection.

Wird der Schalter 3 geschlossen, so liegt an den Klemmen 8, 9 eine pulsierende Gleichspannung mit zweipulsiger Welligkeit. Die Klemme 8 ist der positivc, die Klemme 9 der negative Pol. ueber die Diode 10, den Widerstand 11 und die Zenerdiode 12 fließt ein l-lilfsstrom, der an der Zenerdiode 12 deren Zenerspannung abfallen läßt, solange die Spannung zwischen den Klemmen 8 und 9 diesen Wert zuzüglich der Schwellspannung der Diode 10 übersteigt. Der SpannungsabfalI an der Zenerdiode 12 bringt den leistungslos steuerbaren Feldeffekttransistor 13 in den leitfähigen Zustand, so daß die Magnetspule 14 erregt wird. Die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 15 und dem Widerstand 16 gebildeten Netzwerks ist so gewählt, daß der Feldeffekttransistor 13 während der periodischen Einbrüche der zwischen den Klemmen 8 und 9 anliegenden Gleichspannung im leitfähigen Zustand gehalten wird. Wird nun der Schalter 3 geöffnet, so fällt die Spannung an den Klemmen 8, 9 schlagartig auf die zweifache Flußspannung der Dioden 4 bis 7. Der Kondensator 15 ist auf die Zenerspannung der Zenerdiode 12 aufgeladen, so daß nun die Diode 10 sperrt und Zenerdiode 12, Kondensator 15 und Widerstand 16 von der Klemme 8 entkoppelt sind. Der Kondensator 15 entlädt sich nun über den Widerstand 16; der Feldeffekttransistor 13 wird gesperrt. Der Freilaufstrom der Magnetspule kommutiert auf den Varistor 17, der so ausgelegt ist, daß die an ihm auftretende Spannung unter der höchstzulässigen Drain-Sorce-Spannung des Feldeffekttransistors liegt. Damit wird die in der Magnetspule 14 gespeicherte Energie schnell und verschleißfrei abgebaut.If switch 3 is closed, there is a terminal 8, 9 pulsating DC voltage with two-pulse ripple. Terminal 8 is the positive one, terminal 9 is the negative pole. Via the diode 10, the resistor 11 and the Zener diode 12 flows an auxiliary current which is applied to the Zener diode 12, the Zener voltage drops as long as the voltage between terminals 8 and 9 plus this value the threshold voltage of the diode 10 exceeds. The voltage drop across the Zener diode 12 brings the powerless controllable field effect transistor 13 into the conductive State so that the solenoid 14 is energized. The time constant of the out of the capacitor 15 and the resistor 16 formed network is chosen so that the field effect transistor 13 during the periodic collapses between the terminals 8 and 9 DC voltage is kept in the conductive state. If switch 3 is now opened, so the voltage at terminals 8, 9 suddenly falls to twice the forward voltage of the diodes 4 to 7. The capacitor 15 is set to the Zener voltage of the Zener diode 12 charged, so that now the diode 10 blocks and Zener diode 12, capacitor 15 and resistor 16 are decoupled from terminal 8. The capacitor 15 discharges now through the resistor 16; the field effect transistor 13 is blocked. The freewheeling current the solenoid commutates to the varistor 17, which is designed so that the on the voltage occurring under the maximum permissible drain source voltage of the field effect transistor lies. In this way, the energy stored in the magnetic coil 14 becomes fast and wear-free reduced.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist zwischen Diode 4 und Klemme 8 ein nacheilender Offnerkontakt 18 des elektromagnetischen Schitgerätes eingeschaltet. Durch Offenen des ffnerhontates 18 wird die Gleichrichterbrückenschaltung in eine Einwegschaltung umgeschaltet. Der Entregungspfad besteht aus den beiden Dioden 5, 7 und die Einwegschaitung aus den Dioden 5 und 6. Der nacheilende OfEnerkontakt 19 schaltet beim offenen einen Widerstand 20 vor die Magnetspule 14. Auf diese Art wird die llaltcleistung des Magneten wesentlich verringert.In the embodiment according to FIG. 2, there is between the diode 4 and the terminal 8 a trailing break contact 18 of the electromagnetic Schitgerätes switched on. By opening the opener 18, the rectifier bridge circuit is in a One-way switching switched. The de-excitation path consists of the two diodes 5, 7 and the one-way circuit from diodes 5 and 6. The lagging furnace contact 19 switches a resistor 20 in front of the magnet coil 14 when it is open the output of the magnet is significantly reduced.

Da wegen der Einweggleichrichtung jede zweite lialbwelle der Spannung zwischen den Punkten 8 und 9 fehlt, müßte die Zeitkonstante des RC-Gliedes 15, 16 im Verhältnis zur Ausführungsform nach Fig. 1 so groß gewählt werden, daß der Feldeffekttransistor 13 während dieser Spannungseinbrüche leitfähig bleibt. Damit wäre jedoch eine E-höhung des Offnungsverzuges gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 verbunden. Aus diesem Grundc ist am Verbindungspunkt 22 der Dioden 4 und 6 eine Diode 21 mit der Anode angeschlossen. Die Kathode der Diode 21 liegt am Verbindungspunkt 23 von Diode 10 und Widerstand 11. Hierdurch wird die fehlende tialbwelle des l-lilfsstromes ergänzt. Die dann sperrende Diode 10 vcrhindert, daß die Umschaltung auf Einweggleichrichtung unwirksam gemacht wird. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes braucht bei dieser Schaltung nicht erhöht zu werden.Because of the half-wave rectification every second half-wave of the voltage is missing between points 8 and 9, the time constant of the RC element 15, 16 be chosen so large in relation to the embodiment of FIG. 1 that the field effect transistor 13 remains conductive during these voltage drops. However, that would be an E-increase of the opening delay compared to the embodiment of FIG. 1 connected. For this Grundc is a diode 21 at the junction 22 of the diodes 4 and 6 with the anode connected. The cathode of diode 21 is at connection point 23 of diode 10 and resistance 11. This supplements the missing tialbwelle of the auxiliary flow. The blocking diode 10 then prevents switching to half-wave rectification is rendered ineffective. The time constant of the RC element is required for this circuit not to be increased.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein Schalter 24 auf der Gleichstromseite der Erregung für die Magnetspule 14 vorgesehen. Um auch hier den Abbau der in der Magnetspule 14 gespeicherten Energie sicherzustellen, ist die Diode 25 an den Klemmen 8, 9 angeschlossen, die den Entregungspfad für die Magnetspule 14 über den Varistor 17 schließt. Das Einschalten der Diode 25 hat zusätzlich den Vorteil, daß der Abbrand am Steuerschalter 24 verringert wird.In the embodiment of Fig. 3, a switch 24 is on the DC side the excitation for the solenoid 14 is provided. In order to reduce the in the To ensure solenoid 14 stored energy, the diode 25 is on the terminals 8, 9 connected, the de-excitation path for the magnet coil 14 via the varistor 17 closes. Switching on the diode 25 has the additional advantage that the burn-up on the control switch 24 is reduced.

Bei den Schaltungsanordnungen nach den Fig. 4 bis 6 ist zu der Drain-Sorce-Strecke des Feldeffekttransistors 13 und zum spannungsabhängigen Widerstand 17 ein einstellbarer Widerstand 26 parallelgeschaltet. Dieser Widerstand bewirkt, daß der Uffnungsverzug über seinen Minimalwert hinaus verlängert wird. Geht der Wert des Widerstandes gegen unendlich, so stcllt sich der minimale Offnungsverzug ein. Geht der Wert des Widerstandes gegen Null, so erhält man den ursprünglichen Uffnungsverzug, der sich ohne Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung einstellen würdc. Durch diesen Widerstand wird außerdem die Energieaufnahme des spannungsabhängigen Widerstandes 17 verringert.In the circuit arrangements according to FIGS. 4 to 6, the drain source path is used of the field effect transistor 13 and the voltage-dependent resistor 17 an adjustable Resistor 26 connected in parallel. This resistance causes the opening delay is extended beyond its minimum value. The value of the resistance goes against infinite, this is how the minimal opening delay occurs. Goes the value of the resistance towards zero, you get the original opening delay, the would be set without using the circuit according to the invention. Through this Resistance is also the energy consumption of the voltage-dependent resistor 17 decreased.

2 Patentansprüche 6 Figuren - Leerseile -2 claims 6 figures - Empty ropes -

Claims

Circuit arrangement for de-excitation of DC excited Magnet coils, preferably of electromagnetic switching devices, by means of the magnet coil switched on de-excitation path, with a voltage-dependent switching Clektronic switch is connected in series to the solenoid and to the switch a voltage-dependent resistor is in parallel, according to main application P 32 32 217.8-33, d u r c h e k e n n n z e i c hn e t that for the parallel connection of electronic switch (13) and voltage-dependent resistor (17) another Resistance (26) is parallel.

2. Circuit arrangement according to claim (1), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the resistor (26) is adjustable.