DE3425136C2 - Elektrische Schaltungsanordnung - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektrische Schaltungsanordnung an einem mittels Thyristor steuerbaren Verbraucherstromkreis vorgeschlagen, wobei zwecks Verhinderung von Überlastungen des Verbrauchers bei Ausfall eines der dem Thyristor zugeordneten Bauelementes die Steuerelektrode des Thyristors an dem Kollektor eines PNP-Transistors angeschlossen ist, dessen Emitter und dessen Basis mit je einem als sogenannter "open Kollektor" ausgebildeten Ausgang eines elektronischen, an einer stabilisierten Gleichspannungsversorgung liegenden Bausteins verbunden und von demselben über die Ausgänge mit gegeneinander invertierten impulsförmigen Signalen beaufschlagbar sind und der Emitter des Transistors über einen Vorwiderstand und eine als Betriebsanzeige dienende Leuchtdiode an dem positiven Pol der Gleichspannungsversorgung angeschlossen ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schaltungsanordnung aus.
• 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.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, die mit einer Betriebsanzeige versehen ist, derart zu verbessern, daß beim Ausfall eines der dem Thyristor zugeordneten Bauelemente eine Überlastung des Verbrauchers vermieden wird. Hierbei sollen Mehrkosten durch eine einfache Schaltungsanordnung gering gehalten werden.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• 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.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltungsbeispieles und eines dazugehörigen Diagramms näher erläutert.
• 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.
• Zwecks derartiger Beeinflussung ist die Steuerelektrode des Thyristors Th mit dem Kollektor eines PNP-Transistors T verbunden, dessen Emitter an einem als "open collector" ausgeführten Ausgang A 1 (offener Kollektor-Ausgang) eines insbesondere als Mikroprozessor ausgebildeten, mit seinen Versorgungseingängen E 2, E 1 an einer stabilisierten Gleichspannungsversorgung U _ST liegenden elektronischen Bausteins IC angeschlossen ist. Hierbei muß der negative Pol (-) der stabilisierten Gleichspannungsversorgung U _ST mit dem Mp-Leiter in Verbindung stehen. Von demselben wird der Emitter des Transistors T mit in bestimmten Zeitabständen t ₁ auftretenden impulsförmigen Signalen S _{A 1} 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 S _T und hält sich über den Rest dieser Halbwelle von selbst. Dieser Vorgang wiederholt sich in den Zeitabständen t ₁ entweder bei der nächsten positiven Halbwelle oder einer der darauf folgenden, und zwar in Abhängigkeit davon, mit welcher Leistung der Verbraucher Rv betrieben werden soll.
• Im Diagramm ist festgehalten, daß die Steuerelektrode während vier aufeinanderfolgender 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.
• Um nun den Verbraucher Rv gegen eine durch eine ständige Durchsteuerung des Thyristors Th mögliche Überlastung bzw. Zerstörung bei Ausfall eines zugeordneten Bauelementes zu schützen, ist einerseits der Emitter des Transistors T über einen Vorwiderstand R 1 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 R 2 an einem ebenfalls als "open-collector" ausgeführten Ausgang A 2 des elektronischen Bausteins IC angeschlossen. Dabei stellt sich über die Leuchtdiode D, den Vorwiderstand R 1 und den Transistor T der Strom und die Spannung der den Thyristor steuernden impulsförmigen Signale S _T ein, während über den Ausgang A 2 die Basis des Transistors T mit in bestimmten, den Zeitabständen t ₁ entsprechenden Zeitabständen t ₂ auftretenden impulsförmigen Signalen S _{A 2} beaufschlagt ist, die mit den Thyristor Th steuernden impulsförmigen Signalen gleichzeitig erzeugt und gegenüber denselben invertiert sind.
• Wird bei einem solchen Aufbau eines der Bauelemente defekt, so kann es praktisch niemals zu einer ständigen Durchsteuerung des Thyristors Th und damit zu einer Überlastung des Verbrauchers Rv kommen, und zwar, weil immer zumindest eine Begrenzung auf die maximal zulässige Leistungsaufnahme erfolgt.
• Wird z. B. der Ausgang A 1 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 S _{A 2} an seinem Kollektor weiterhin die Signalimpulse S _T , wodurch der Thyristor Th und damit der Verbraucher Rv normal weiter betrieben werden. In diesem Fall blinkt die normalerweise konstant leuchtende Diode D. Wird dagegen der Ausgang A 1 durch einen Defekt niederohmig, so steht am Emitter des Transistors T kein Signal an und der Thyristor Th geht damit in seinen Sperrzustand, d. h. der Verbraucher Rv wird ausgeschaltet. Auch bei einem Defekt der Leuchtdiode D bzw. des Widerstandes R 1 tritt keine Überlastung des Verbrauchers Rv auf, da der Thyristor Th weiterhin nur gemäß den impulsförmigen Signalen (A 1, A 2) eingeschaltet wird.
• Wird der Ausgang A 2 durch einen Defekt niederohmig, so wird eine Leistungserhöhung am Verbraucher Rv durch die vom Ausgang A 1 erzeugten Signalimpulse S _{A 1} verhindert, während bei einem hochohmigen Ausgang A 2 der Transistor T und damit der Thyristor Th jeweils in den Sperrzustand übergehen, womit der Verbraucher Rv ausgeschaltet wird. Bei durch Defekt hochohmigem Transistor T geht der Thyristor Th ebenfalls in seinen Sperrzustand und schaltet damit den Verbraucher Rv ab. Im durch Defekt bewirkten niederohmigen Zustand des Transistors T wird der Thyristor Th weiterhin im Takt der Signalimpulse S _{A 1} beeinflußt, d. h. es erfolgt auch dabei nur eine Leistungsaufnahme vom Verbraucher Rv.

Claims (3)

1. Elektrische Schaltungsanordnung für einen über einen Thyristor steuerbaren Verbraucherstromkreis, wobei die Steuerelektrode des Thyristors an dem Kollektor eines PNP- Transistors angeschlossen ist, der durch impulsförmige, von elektronischen Bauelementen ausgehende Signale derart beeinflußt wird, daß impulsförmige positive Signale an der Steuerelektrode anstehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter und die Basis des PNP-Transistors (T) mit je einem Ausgang (A 1, A 2) eines elektronischen, an einer stabilisierten Gleichspannungsversorgung (U _ST) liegenden Bausteins (IC) verbunden sind, wobei die Ausgänge (A 1, A 2) als offene Kollektor-Ausgänge ausgebildet sind, daß der Emitter und die Basis über die Ausgänge (A 1, A 2) mit gegeneinander invertierten, impulsförmigen Signalen beaufschlagbar sind und daß der Emitter des Transistors (T) über einen Vorwiderstand (R 1) und eine als Betriebsanzeige dienende Leuchtdiode (D) an dem positiven Pol (+) der stabilisierten Gleichspannungsversorgung (U _ST ) angeschlossen ist.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (T) über einen Vorwiderstand (R 2) an dem ihr zugeordneten Ausgang (A 2) des elektronischen Bausteins (IC) angeschlossen ist.

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Baustein (IC) als Mikroprozessor ausgebildet ist.