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Elektrische Schaltungsanordnung
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Beschreibung Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schaltungsanordnung aus.
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Es ist durch die Zeitschrift "Elektronik" 25 (1976) Heft 9, S. 72
bekannt, zwecks Ein- und Ausschaltung eines Verbraucherstromkreises einen Thyristor
vorzusehen, dessen Steuerelektrode an dem Kollektor eines mit seinem Emitter am
positiven Pol einer Gleichspannungsversorgung liegenden PNP-Transistor angeschlossen
ist und mittels impulsförmiger Signale beeinflußt wird. Bei solchen Schaltungen
besteht die Gefahr, daß bei einem Defekt eines der dem Thyristor zugeordneten Bauelemente
der Thyristor ständig durchgesteuert wird und somit der Verbraucher durch eine Vervielfachung
der normalen Leistungsaufnahme überlastet wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem mittels
Thyristor gesteuerten, mit einer Betriebsanzeige versehenen Verbraucherstromkreises
eine relativ einfache Schaltungsanordnung zu schaffen, durch die beim Ausfall eines
der dem Thyristor zugeordneten Bauelemente keine Überlastung des Verbrauchers eintreten
kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.
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Dadurch, daß einerseits dem Emitter des den Thyristor steuernden Transistors
ein impulsförmiges Signal und der Basis desselben ein dazu invertiertes impulsförmiges
Signal zugeführt wird und daß andererseits über die Leuchtdiode, den Vorwiderstand
und den Transistor der Strom und die Spannung des den Thyristor steuernden impulsförmigen
Signals festgelegt ist, ist sichergestellt, daß beim Ausfall eines der dem Thyristor
zugeordneten Bauelementes zumindest keine Überlastung des Verbrauchers sich ergeben
kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes
sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung sei anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltungsbeispieles
und eines dazugehörigen Diagramms näher erläutert.
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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein ohmscher Verbraucher Rv,
beispielsweise ein Wärmegerät, an einer Wechselspannungsquelle R, Mp angeschlossen
und wird über einen Thyristor Th in seiner Leistungsaufnahme gesteuert, wobei der
Betriebszustand des gesamten Gebildes über eine Leuchtdiode angezeigt!wird.
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Zwecks derartiger Beeinflussung ist die Steuerelektrode des Thyristors
Th mit dem Kollektor eines PNP-Transistors T verbunden, dessen Emitter an einem
als sogenannter "open Kollektor" ausgeführten Ausgang Al eines insbesondere als
Mikroprozessor ausgebildeten, mit seinen Versorgungseingängen E2, EI an einer stabilisierten
Gleichspannungsversorgung UST liegenden elektronischen Bausteins IC angeschlossen
ist. Von demselben wird der Emitter des
Transistors T mit in bestimmten
Zeitabständen t1 auftretenden impulsförmigen Signalen 5A1 so beaufschlagt, daß der
Thyristor Th im Sinne einer sogenannten Paketsteuerung mit seiner Eigenschaft der
Selbsthaltung betrieben wird, das heißt, der Thyristor Th erhält über seine Steuerelektrode
während einer relevanten Halbwelle von dem Transistor T einen Impuls ST und hält
sich über den Rest dieser Halbwelle von selbst. Dieser Vorgang wiederholt sich in
den Zeitabständen t1 entweder bei der nächsten positiven Halbwelle oder einer der
darauf folgenden, und zwar in Abhängikeit davon, mit welcher Leistung der Verbraucher
Rv betrieben werden soll.
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Im Diagramm ist festgehalten, daß die Steuerelektrode während vier
aufeinander folgender positiver Halbwellen mit den vom Transistor kommenden Signalen
beaufschlagt wird und bei den darauf folgenden vier positiven Halbwellen keine Signale
erhält. Daraus resultiert, daß der Verbraucher Rv mit halber Leistung betrieben
wird.
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Um nun den Verbraucher gegen eine durch eine ständige Durchsteuerung
des Thyristors mögliche Überlastung bzw.
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Zerstörung bei Ausfall eines zugeordneten Bauelementes zu schützen,
ist einerseits der Emitter des Transistors T über einen Vorwiderstand R1 mit der
mit ihrem anderen Anschluß am positiven Pol (+) der Gleichspannungsversorgung liegenden
Leuchtdiode D verbunden und andererseits die Basis des Transistors T über einen
Vorwiderstand R2 an einem ebenfalls als sogenannter open Kollektor" ausgeführten
Ausgang A2 des elektronischen Bausteines IC angeschlossen. Dabei stellt sich über
die Leuchtdiode D, den Vorwiderstand R1 und den Transistor T der Strom und die Spannung
der den Thyristor steuernden impulsförmigen Signale ST ein, während über den Ausgang
A2 die Basis des Transistors T mit in bestimmten, den Zeitabständen tl
entsprechenden
Zeitabständen t2 auftretenden impulsförmigen Signalen SA2 beaufschlagt ist, die
mit den den Thyristor steuernden impulsförmigen Signalen gleichzeitig erzeugt und
gegenüber denselben invertiert sind.
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Wird bei einem solchen Aufbau eines der Bauelemente defekt, so kann
es praktisch niemals zu einer ständigen Durchsteuerung des Thyristors und damit
zu einer Überlastung des Verbrauchers kommen, und zwar, weil immer zumindest eine
Begrenzung auf die maximal zulässige Leistungsaufnahme erfolgt.
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Wird z.B. der Ausgang Al durch einen Defekt hochohmig, d.h. der Emitter
des Transistors T erhält keine Signalimpulse, sondern ein Dauersignal, so liefert
der Transistor T durch die Beaufschlagung seiner Basis mit den Signalimpulsen SA2
an seinem Kollektor weiterhin die Signalimpulse ST7 wodurch der Thyristor und damit
der Verbraucher Rv normal weiter betrieben werden. In diesem Fall blinkt die normalerweise
konstant leuchtende Diode D. Wird dagegen der Ausgang Al durch einen Defekt niederohmig,
so steht am Emitter des Transistors T kein Signal an und der Thyristor geht damit
in seinen Sperrzustand, doh. der Verbraucher wird ausgeschaltet. Gleiches tritt
bei einem Defekt der Leuchtdiode D bzw. des Widerstandes R1 auf.
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Wird der Ausgang A2 durch einen Defekt niederohmig,so wird eine Leistungserhöhung
am Verbraucher Rv durch die vom Ausgang Al erzeugten Signalimpuls 5A1 verhindert,
während bei einem hochohmigan Ausgang A2 der Transistor T und damit der Thyristor
Th jeweils in den Sperrzustand übergehen, womit der Verbraucher Rv ausgeschaltet
wird.
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Bei durch Defekt hochohmigem Transistor T geht der Thyristor ebenfalls
in seinen Sperrzustand und schaltet damit den Verbraucher ab. Im durch Defekt bewirkten
niederohmigen Zustand des Transistors T wird der Thyristor weiterhin im Takt der
Signalimpulse 5A1 beeinflußt, d.h., es erfolgt auch dabei nur eine Leistungsaufnahme
vom Verbraucher Rv.