DE3511207C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter mit einer elektronischen Lastschalteinrichtung, beste­ hend aus einem Sensorteil für einen sich annähern­ den Auslöser und aus einer Auswerte- und Ansteuer­ elektronik für die Lastschalteinrichtung, welche ei­ nen im Gleichstromzweig des eine Gleichrichterbrücke aufweisenden Laststromkreises liegenden Thyristor und einen mit seiner Schaltstrecke parallel zur Schalt­ strecke des Thyristors geschalteten, von der Ansteuer­ elektronik angesteuerten Transistor mit in Reihe lie­ gendem Widerstand umfaßt, an dem das Zündsignal für den Thyristor gewonnen wird.

Näherungsschalter dienen zum Auslösen von Schaltsi­ gnalen in Abhängigkeit von Annäherungszuständen zwischen dem Näherungsschalter und den auslösenden Stoffen bzw. Gegenständen. Zur physikalischen Erfassung des Näherungs­ zustandes enthalten Näherungsschalter einen Sensorteil in sehr verschiedenartigen Ausführungen, der bei induk­ tiven Näherungsschaltern als besondere Spulenanordnung und bei kapazitiven Näherungsschaltern als besondere Kondensatoranordnung ausgebildet ist. Diese sen­ sorischen Elemente werden in Verbindung mit einer elektronischen Schaltung betrieben, meist beste­ hend aus einem Oszillator, einem Verstärker, einer Auswerteschaltung wie z. B. einer Kippstufe und einer Ansteuerschaltung für den eigentlichen Last­ schalter. Dazu kommen noch Schaltungsteile, die der Versorgung der elektronischen Schaltung dienen.

Der eigentliche Lastschalter besteht bei älteren Aus­ führungen von Näherungsschaltern meist aus einem Re­ laiskontakt. Dabei kann ein außerordentlich großer Laststrombereich bis zur maximalen Kontakt-Belastbar­ keit des Relaiskontaktes geschaltet werden. Für die Stromversorgung des Näherungsschalters und für seinen Relaiskontakt-Lastschalter sind dabei immer getrennte Anschlüsse erforderlich, so daß mindestens drei Leiter zum Näherungsschalter geführt werden müssen. Auch ha­ ben elektromechanische Relais einen erheblichen Raum­ bedarf, sind erschütterungsempfindlich und einem gro­ ßen Verschleiß ausgesetzt.

Es ist bekannt, bei Näherungsschaltern als Lastschalt­ einrichtung Transistoren und Thyristoren einzusetzen und dabei den Versorgungsstrom für den Sensorteil und die Auswerte- und Ansteuerelektronik mit aus dem Last­ stromkreis zu entnehmen, so daß der Näherungsschalter in Zweileiterschaltung mit nur zwei Leitern genau wie ein mechanischer Schalter oder Kontakt in Reihe mit der zu schaltenden Last an die Betriebsspannung ange­ schlossen werden kann.

Bei der Verwendung von Transistoren als Lastschalter er­ ergibt sich der Nachteil, daß wegen der großen Verlust­ leistung und des hohen Steuerstrombedarfes von Tran­ sistoren keine hohen Lastströme geschaltet werden kön­ nen oder man sehr teure Spezial-Transistoren einsetzen müßte. Deshalb haben sich bei Näherungsschaltern Thyri­ storen als Schaltelemente durchgesetzt. Thyristoren können bei Wechselspannung verhältnismäßig hohe Ströme schalten, wobei das selbsttätige Ausschalten beim Null­ durchgang des Laststromes besonders einfache Ansteuer- und Lastkreisschaltungen ermöglicht. Nachteilig bei der Verwendung von Thyristoren ist, daß der nach der Zündung fließende Laststrom einen Mindestwert, den Haltestrom, nicht unterschreiten darf, weil sonst der Lastkreis durch den Thyristor unbeabsichtigt unterbrochen wird. Aus die­ ser prinzipiellen Eigenschaft der Thyristoren ergibt sich, daß der Laststrom im eingeschalteten Zustand immer über dem Haltestrom liegen muß. Dadurch wird die Verwendung des Näherungsschalters hinsichtlich kleiner Lastströme erheblich eingeschränkt. Diese Einschränkung gilt auch für die Schalter nach den DE-PS 29 39 250, 24 46 454 und 26 24 044. Denn bei dem gattungsgemäßen, durch die DE-PS 29 39 250 bekannten Schalter liegt der Transistor, an dem das Zündsignal für den Thyristor gewonnen wird, in Reihe mit einer Zener-Diode in einem Zündstromkreis, in dem erst bei Überschreiten der Zener-Spannung Strom, und zwar nur der Zündstrom für den Thyristor, fließt. Wird der Stromfluß durch den Thyristor durch Unterschreiten des Haltestromes unterbrochen, reicht der dann wieder einsetzen­ de Strom über den Transistor nicht aus, um die Last in ein­ geschaltetem Zustand zu halten.

In ähnlicher Weise liegt auch bei dem Schaltgerät nach der DE-PS 24 46 454 der Zündtransistor des Thyristor in Rei­ he mit einer Zener-Diode, weshalb auch dort über den Tran­ sistor kein Laststrom durchgeschaltet werden kann.

Durch die DE-PS 26 24 044 ist ferner ein Halbleiter­ schaltkeis mit Schaltthyristoren und Zündtransistoren bekannt, bei dem der Laststrom auch über eine Unter­ schreitung des Haltestromes hinaus geführt wird. Dies ist dort durch eine Überhöhung des Zündstromes bewirkt, was aber nur möglich ist, wenn eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Laststrom vorhanden ist. Zudem sind dort zwei Ansteuerglieder erforderlich.

Es sind zwar auch zündempfindliche Thyristoren mit gerin­ gem Zündstrom und geringem Haltestrom bekannt, doch sind diese wesentlich empfindlicher gegenüber unbeabsichtig­ ten Zündungen durch induktiv oder kapazitiv eingestreu­ te Störimpulse. Da aber eine wichtige Forderung an Nä­ herungsschalter in hoher Störsicherheit liegt, können die zündempfindlichen Thyristoren nur bedingt für Nä­ herungsschalter verwendet werden, zumal diese bei hohen Lastströmen nicht sicher beim Nulldurchgang löschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Näherungs­ schalter mit einer elektronischen Lastschalteinrichtung zu versehen, die die Forderung nach einem möglichst gro­ ßen Laststrombereich einerseits und nach großer Störsicher­ heit andererseits gleichzeitig erfüllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäße vorgesehen, daß der Transistor und der Widerstand in einem zum Thyristor parallelen Laststromzweig liegen, der Lastströme, die klei­ ner als der Haltestrom des Thyristors sind, durchschaltet, und daß an dem Transistor erst bei oberhalb des Thyristor­ haltestromes liegendem Laststrom ein Zündsignal für den Thyristor gewonnen wird.

Bei der Erfindung kommen dem Transistor somit zwei Funk­ tionen zu, nämlich einmal als unmittelbarer Lastschal­ ter und zum anderen als Ansteuerglied für den Thyri­ stor. Dadurch wird es möglich, mit geringem zusätz­ lichem Schaltungsaufwand Näherungsschalter mit elek­ tronischer Lastschalteinrichtung herzustellen, die einen sehr großen zulässigen Laststrombereich, z. B. 2 mA bis 2 A, aufweisen und die zudem sehr störsicher sind. Spe­ ziell können Lastströme mit sehr kleinen Stromstärken, insbesondere unterhalb des Haltestromes des Thyristors, als auch Lastströme mit großen Stromstärken bis hin zum Höchstwert des Durchlaßstromes des Thyristors mit dem Näherungsschalter geschaltet werden. Dabei kann ein zünd­ unempfindlicher und damit störsicherer Thyristor verwen­ wendet werden. Eine weitere Verbesserung der Störsicherheit ist durch die Anschaltung des niederohmigen, im Laststrom­ kreis des Transistors liegenden Widerstandes erreicht. Der Näherungsschalter nach der Erfindung kann sogar zum Schalter kleiner, glatter (nichtpulsierender) Gleich­ ströme eingesetzt werden. Weitere Merkmale, die bevor­ zugte Schaltungsausführungen kennzeichnen, sind in den Unteransprüchen angegeben und in Verbindung mit der Zeich­ nung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen bekannten Näherungsschalter in Zwei­ leiterschaltung mit Thyristor als Lastschalter,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform nach der Erfindung und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine im Wechselstromzweig des Laststrom­ kreises liegende Last 1 mit Spannungsquelle 2 und einen im Gleichstromzweig des Laststromes liegenden Thyristor 3, wobei die beiden Laststromzweige über eine Gleichrichter­ brücke 4 verbunden sind. Parallel zur Gleichrichterbrücke 4 bzw. zur Last 1 und Spannungsquelle 2, ist ein Varistor 6 geschaltet.

Parallel zum Thyristor 3 ist eine Versorgungselektronik geschaltet, die aus einem Regler 7, einer Diode 8 und einem Kondensator 9 besteht, die in Reihe geschaltet sind. Parallel zum Kondensator 9 ist eine Elektronik 10 ge­ schaltet, die den Sensorteil, einen Verstärker, eine Auswerteschaltung und eine Ansteuerschaltung für den Thyristor 3 enthält, wobei der Ausgang der Elektronik 10 an das Gate 5 geleitet ist.

Solange beim Näherungsschalter nach Fig. 1 ein Annäherungs­ zustand besteht, bei dem die im Wechselstromzweig liegende Last 1 nicht an der Betriebswechselspannung 2, z. B. am Wechselstromnetz, angelegt sein soll, muß der Thyristor 3 im Sperrzustand verbleiben. Am Gleichstromausgang der Brücken­ gleichrichterschaltung 4 und damit am Thyristor 3 liegt dabei der volle Wert der gleichgerichteten Betriebsspannung 2 an. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, solange dem Thyristor 3 kein Zündstrom oder Zündimpuls zugeführt wird und solange nicht durch Überspannungsspitzen der Betriebsspannung 2 eine fehlerhafte Zündung des Thyristors eingeleitet wird. Über­ spannungen der Betriebsspannung 2 können durch den parallel zur Gleichrichterbrücke 4 geschalteten Variator 6 herabge­ setzt werden, wodurch die Gefahr fehlerhafter Zündungen des Thyristors stark vermindert wird. Über den Regler 7 und die Diode 8 wird dem Kondensator 9 und der Sensor-, Verstärker-, Auswerte- und Ansteuerelektronik 10 der erforderliche sehr niedrige Versorgungsstrom zugeführt. Der niedrige Versorgungs­ strom der Elektronik von z. B. einem Milliampere fließt dabei über die Last 1. Sie muß deshalb so bemessen sein, daß sie sich bei diesem Strom noch nicht in ihrem eingeschalteten Zustand befindet.

Bei einer Änderung in einen Annäherungszustand, der ein Ein­ schalten der Last bewirken soll, wird die Ansteuerschaltung in der Elektronik 10 einen Zündstrom an das Gate 5 des Thy­ ristors 3 liefern. Dabei kann es sich um einen ständig fließen­ den Strom, um einen entsprechenden Impuls oder auch um eine Impulsfolge handeln. Jedenfalls wird der Thyristor 3 bei Vor­ liegen eines ausreichend hohen Zündstromes an seinem Gate 5 zünden und dadurch in den Durchlaßzustand übergehen. Der Last­ stromkreis wird dabei über die Gleichrichterbrücke 4 und den Thyristor 3 geschlossen die Last liegt an der Betriebs­ spannung an und ist damit eingeschaltet. Dieser Zustand bleibt solange aufrechterhalten, bis der Laststrom den Haltestrom des Thyristors unterschreitet. Daher geht am Ende jeder Halb­ welle der Betriebsspannung der Thyristor in den Sperrzustand über. Diese Vorgänge wiederholen sich bei der Halbwelle der Betriebsspannung so lange, wie der entsprechende Annäherungs­ zustand besteht. Der für die Funktion nötige Versorgungsstrom für die Elektronik wird während der kurzschließenden Wirkung des Thyristors 3 aus dem Kondensator 9 entnommen. Dieser Konden­ sator 9 wird zu Beginn jeder Halbwelle durch eine entspechende Phasenwinkelverzögerung der Zündung so weit aufgeladen, daß seine Ladung für die Versorgung über die Halbwellenzeit aus­ reicht. Ein Abfluß der Ladung über den Thyristor 3 wird durch die Diode 8 verhindert. Ein zwischen Gate 5 und Kathode des Thyristors 3 liegender Kondensator 51 dient zur Verhinderung von Fehlzündungen des Thyristors 3. Ein parallel zum Konden­ sator 51 liegender Widerstand 52 sorgt für seine regelmäßige Entladung. Im Hinblick auf die begrenzte, von der Elektronik 10 bzw. dem Kondensator 9 lieferbare Energie muß der Konden­ sator 51 verhältnismäßig klein, z. B. mit 33 nF, und der Wider­ stand 52 groß, z. B. mit 2 kOhm, bemessen sein. Im Hinblick auf eine Optimierung der Fehlzündungs-Verhinderung wären an sich ein großbemessener Kondensator 51 und ein kleinbemessener Widerstand 52 erwünscht. Deshalb ist bei Schaltungen nach Fig. 1 der Einsatz von zündempfindlichen Thyristoren 3, d. h. z. B. mit einem Zündstrom kleiner als 200 Mikroampere und einem Haltestrom von etwa 5 mA, üblich. Im eingeschalteten (gezün­ deten) Zustand ergibt sich der Laststrom und damit auch der Strom durch den Thyristor 3 aus der Impedanz der Last und aus der Betriebsspannung. Dabei muß der Laststrom mindestens dem Haltestrom des Thyristors 3 entsprechen und er darf nicht höher als der zulässige Durchlaßstrom des Thyristors werden. Wird bei der Schaltung nach Fig. 1 ein störsicherer und zünd­ unempfindlicher Thyristor verwendet, können kleine Lastströme nicht mehr geschaltet werden.

Nach Aufgabe der Erfindung soll aber auch bei Verwendung stör­ sicherer Thyristoren der Laststrombereich nach unten wesent­ lich erweitert werden; d. h. es sollen auch Lasten geschaltet werden können, deren Stromaufnahme unterhalb des Haltestromes des Thyristors liegt.

Fig. 2 zeigt die Schaltung eines erfindungsgemäßen Näherungs­ schalters. Für Lastströme mit höheren Stromstärkewerten ist der Laststromkreis in der bekannten, anhand Fig. 1 beschrie­ benen Art ausgeführt, wobei allerdings ein zündunempfindlicher Thyristor 30 mit Gate 31 verwendet ist, dessen Zündstrom über 20 mA und dessen Haltestrom etwa bei 50 mA liegt. Im gezündeten Zustand des Thyristors 30 fließt der Laststrom von der Betriebs­ spannungsquelle 2 über die Last 1, die Gleichrichterbrücke 4 und den Thyristor 30. Für Lastströme, deren Werte unterhalb des Haltestromes des Thyristors liegen, ist parallelwirkend zur Schaltstrecke des Thyristors 30 ein Transistor 11 einge­ setzt, dessen Basis aus der in bekannter Weise ausgeführten Sensoranordnung und Elektronik 10 angesteuert wird.

Solange ein Annäherungszustand vorliegt, bei dem die Last 1 nicht an der Betriebswechselspannung 2 angelegt sein soll, liefert die Elektronik 10 keinen Steuerstrom an die Basis 12 des Transistors 11. Damit bleibt der Transistor 11 im Sperr­ zustand. Er liefert dabei auch keinen Zündstrom an das Gate 31 des Thyristors 30; dieser verbleibt ebenfalls im Sperrzu­ stand. Über die Last 1, den Regler 7 und die Diode 8 fließt dann nur der sehr geringe Versorgungsstrom für die Elektronik 10.

Bei einer Änderung in den Annäherungszustand, der ein Ein­ schalten der Last bewirken soll, wird die Ansteuerschaltung in der Elektronik 10 einen Steuerstrom an die Basis 12 des Transistors 11 liefern. Durch diesen Steuerstrom wird die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 11 leitend. Damit kann ein Laststrom aus der Betriebsspannungsquelle 2 über die Last 1, den Brückengleichrichter 4, den Transistor 11 und den Widerstand 14 fließen.

Solange der Laststrom kleine Werte hat, reicht der Spannungs­ abfall am niederohmigen Widerstand 14, z. B. bis 47 Ohm, nicht aus, um eine zur Zündung des Thyristors 30 ausreichende Zünd­ spannung an das Gate 31 zu liefern; der Thyristor 30 ver­ bleibt im Sperrzustand. Dieser Zustand, bei dem der Last­ strom ausschließlich über den Transistor 11 geschaltet und geführt wird, kann bei einer entsprechenden Last über die ganze Dauer der Halbwelle oder über unbegrenzte Zeit aufrecht­ erhalten bleiben. Dabei sorgt eine Betriebsspannungsüber­ wachungsschaltung im Teil 10 ständig für eine ausreichende Spannung am Kondensator 9, indem beim Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestpegels der Basisstrom des Transistors 11 unterbrochen wird, so daß der Kondensator 9 über den Regler 7 und die Diode 8 nachgeladen werden kann. Es wird also zu Beginn jeder Halbwelle der Transistor 11 so lange im ge­ sperrten Zustand gehalten werden, bis die Ladung des Konden­ sators 9 ausreichend groß geworden ist, um die Versorgung der Elektronik 10 für die anstehende Halbwelle zu gewährleisten.

Bei Lasten mit höherer Stromaufnahme wird zu Beginn jeder Halb­ welle die Stromleitung ebenfalls in der beschriebenen Weise über Durchschalten des Transistors 11 eingeleitet. Der an­ steigende Laststrom bewirkt dabei einen zunehmenden Spannungs­ abfall am Widerstand 14. Der Widerstand 14 kann - im Vergleich zum Widerstand 51 in Fig. 1 - niedrig bemessen sein, weil über den Kollektor-Emitterzweig von 11 ein hoher Steuerstrom (Zünd­ strom) an das Gate 31 des Thyristors 30 geliefert werden kann. Gleichzeitig kann der Kondensator 15 vergleichsweise groß be­ messen werden, da sich aufgrund der hohen Stromversorgung über den Transistor 11 bei seiner Aufladung keine unzulässigen Verzögerungen ergeben. Wegen des nunmehr vergleichsweise kleinen Widerstandes 14 ist im unteren Lastbereich ausschließlich der Transistor 11 wirksam; es sind somit große Steuerströme- und auch starke Störgrößen erforderlich, ehe der zündunempfind­ liche Thyristor 30 wirksam wird. Über die Verbindung mit dem Gate 31 wird der Thyristor 30 gezündet, wenn die steigende Spannung den Wert seiner Zündspannung erreicht hat. Bei richtiger Bemessung der einzelnen Komponenten der Schaltung erfolgt die Zündung des Thyristors erst dann, wenn der Last­ strom größer als der Haltestrom (etwa 50 mA) des Thyristors geworden ist. Dadurch bleibt am Thyristor 30 der Durchlaß­ zustand bis kurz vor Ende der Halbwelle sicher aufrechter­ halten. Der Laststrom fließt nunmehr fast ausschließlich über den Thyristor 30. Der Transistor 11 ist von höheren Strom­ stärken entlastet. Diese Vorgänge wiederholen sich bei jeder Halbwelle so lange, wie der entsprechende Annäherungszustand besteht.

Da die Versorgungsspannung für die Elektronik 10 infolge einer fortschreitenden Entladung des Kondensators 9 bei durchge­ schalteten Schaltstrecken von Transistor 11 bzw. Thyristor 30 absinkt und bei Erreichen eines bestimmten niedrigen Wertes kein Steuerstrom mehr von der Elektronik 10 an die Basis 12 des Transistors 11 geliefert wird, geht dieser Transistor 11 zwangsläufig in den Sperrzustand über. Während der Thyristor 30 im gezündeten Zustand ist, kann keine Nachladung des Kondensators 9 erfolgen. Wenn dagegen der Thyristor 30 nicht durchgeschaltet ist, also am Ende einer Halbwelle oder bei niedrigeren Lastströmen, wird der Kondensator 9 über die Regelschaltung 7 und die Diode 8 wieder aufgeladen, indem die Elektronik 10 so eingerichtet ist, daß ein erneuter Steuer­ strom erst nach Erreichen einer ausreichend hohen Versorgungs­ spannung fließen kann. Durch diese selbsttätige Wirkung wird die Versorgungsspannung auch bei ständig fließenden niedrigen Lastströmen auf erforderlichen Werten gehalten. Deshalb können niedrige Lastströme, bei denen der Thyristor 30 sicher nicht gezündet wird, aufgrund der Abschaltbarkeit der Laststrecke (Kollektor-Emitter) des Transistors 11 auch Gleichströme sein, so daß mit dem erfindungsgemäßen Näherungsschalter auch Lasten in reinen Gleichspannungsnetzen bei niedriger Stromstärke und also nichtpulsierendem Gleichstrom geschaltet werden können.

In der Anordnung nach Fig. 2 liegt am Transistor 11 im ge­ sperrten Zustand des Näherungsschalters die volle Betriebs­ spannung ebenso an wie am Thyristor 30. Deshalb muß ein Transistor mit einer entsprechend hohen zulässigen Kollektor- Emitter-Spannung verwendet werden. In einer weiteren Ausge­ staltung der Erfindung nach Fig. 3 kann auch ein Transistor mit niedrigen Grenzwerten der Kollektor-Emitter-Spannung einge­ setzt werden, der aufgrund der höheren Stromverstärkung einen geringeren Basissteuerstrom benötigt, wobei außerdem die Kosten dieses Transistors niedriger sind. Erfindungsgemäß wird das erreicht, indem die ohnehin notwendige Regelschaltung 7 zur Leitung des Laststromes im Bereich kleiner Lastströme mit verwendet wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht die Regelschaltung 7 aus zwei Regeltransistoren 16, 17 in Darlington-Schaltung, wobei der Transistor 17 in Reihe mit der Diode 8 und dem Konden­ sator 9 parallel zum Thyristor 30 geschaltet ist. Die Basis des Regeltransistors 17 wird von der Kollektor-Emitter-Strecke des weiteren Transistors 16 gesteuert, dessen Basis über einen Widerstand 19 zwischen zwei Widerständen 18, 20 angeschlossen ist, die als ein Spannungsteiler wirken, der ebenfalls parallel zum Thyristor 30 geschaltet ist und außer den beiden Wider­ ständen 18 und 20 noch eine Zenerdiode 25 aufweist. Die Basis des Regeltransistors 17 ist über eine Diode 21 an die Zener­ diode 25 angeschlossen. Ferner liegt zwischen dem Emitter des Transistors 17 und der Zenerdiode 25 eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 22 und einem Widerstand 23. Der Emitter des Transistors 17 ist ferner an den Kollektor des Transistors 11 angeschlossen, so daß diese Transistoren 11, 17 zusammen mit dem Widerstand 14 einen weiteren Parallelzweig zum Thyristor 30 bilden.

Solange die Elektronik 10 keinen Steuerstrom zur Basis 12 des Transistors 11 liefert, solange also der Laststromkreis nicht durchgeschaltet sein soll, wirkt der Regler 7 mit seinen Komponenten 17 bis 23 und zusammen mit der sollwert­ bildenden Z-Diode 25 als Spannungsregelschaltung, die die Spannung am Emitter des Transistors 17 und damit über die Diode 8 die Spannung am Kondensator 9 und die Versorgungs­ spannung der Elektronik 10 auf einem von der Durchbruch­ spannung der Z-Diode 25 abhängigen konstanten Wert hält. Da der zur Führung der niedrigen Lastströme und Laststromanteile dienende Transistor 11 in dieser erfindungsgemäßen Ausge­ staltung an den Emitter des Regeltransistors 17 angeschlossen ist, ist seine Kollektor-Emitter-Spannung auf den niedrigen, geregelten Wert der Versorgungsspannung begrenzt; es kann also ein Transistor mit entspechend niedrigen Grenzwerten für die Kollektor-Emitter-Spannung eingesetzt werden.

Wird von der Elektronik 10 ein entspechender Steuerstrom an die Basis 12 des Transistors 11 geliefert, wenn der Laststrom­ kreis durchgeschaltet werden soll, so schaltet zunächst der Transistor 11 durch. Dadurch sinkt die Spannung am Emitter des Regeltransistors 17 auf Werte unterhalb des durch die Durch­ bruchspannung der Z-Diode 25 vorgegebenen Wertes ab und der Transistor 17 bzw. die Darlington-Schaltung 16, 17 wird eben­ falls durchgesteuert. Dabei fließt vom Kondensator 9 über eine Diode 24 ein Basissteuerstrom an den Transistor 16. Zwischen der Basis des Transistors 17 und der Zenerdiode 25 liegt eine Diode 21, wodurch verhindert wird, daß das Emitterpotential von 17 - z. B. bei verzögertem Sperren von 17 - über die Zenerspannung von 25 ansteigen kann. Zwischen dem Emitter von 17 und der Zenerdiode 25 liegt eine Reihenschaltung aus Wider­ stand 23 und Kondensator 22, der bei durchgeschaltetem Tran­ sistor 11 aufgeladen wird und bei gesperrtem Transistor 11 während Nachladezeiten für den Kondensator 9 kurzfristig zu­ sätzlichen Steuerstrom an die Darlington-Schaltung 16, 17 liefern. Der Laststrom fließt während dieser Nachladezeiten über die Dioden 8 nur in den Kondensator 9.

Der Laststrom fließt bei durchgeschaltetem Transistor 11 über die Darlington-Schaltung 16, 17, den Transistor 11 und dessen Emitterwiderstand 14. Dieser Zustand bleibt solange aufrecht­ erhalten, wie der Laststrom so niedrig bleibt, daß der Spannungsabfall am Widerstand 14 nicht zur Zündung des Thyri­ stors 30 ausreicht und solange keine Nachladung des Konden­ sators 9 ansteht. Der Transistor 17 bzw. die Darlington- Schaltung 16, 17 muß dabei für die in diesem Betriebszustand möglichen Werte des Laststromes ausgelegt sein.

Bei höheren Werten des Laststromes wird der Thyristor 30 durch den als Zündspannung am Gate 31 anliegenden Spannungsabfall am Widerstand 14 der Thyristor 30 gezündet. Danach fließt der Laststrom bis zum Ende der Halbwelle fast ausschließlich durch den Thyristor 30, während die Transistoren 16, 17 und 11 fast stromlos sind. Zu Beginn einer neuen Halbwelle wird dann über die Regelschaltung 7 und die Diode 8 zunächst der Konden­ sator 9 auf den als Versorgungsspannung vorgegebenen Wert aufgeladen. Der Kondensator 9 ist dabei so bemessen, daß seine Ladung ausreicht, um die Elektronik 10 über den Zeitraum einer Halbwelle ausreichend zu versorgen. Erst nach Beendigung dieser Aufladung kann die Elektronik 10 erneut einen Steuerstrom an die Basis 12 des Transistors 11 liefern. Bei durchgeschaltetem Transistor 11 und auch bei durchgeschaltetem Thyristor 30 verhindert die Diode 8 den unbeabsichtigten Abfluß der Ladung des Kondensators 9 über die Schaltstrecke von 11.

Claims (10)

1. Näherungsschalter mit einer elektronischen Lastschalt­ einrichtung, bestehend aus einem Sensorteil für einen sich annähernden Auslöser, und aus einer Auswerte- und Ansteuerelektronik für die Lastschalteinrichtung, welche einen im Gleichstromzweig des eine Gleichrichterbrücke aufweisenden Laststromkreises liegenden Thyristor und einen mit seiner Schaltstrecke parallel zur Schaltstrecke des Thyristors geschalteten, von der Ansteuerelektronik angesteuerten Transistor (11) mit in Reihe liegendem Widerstand (14) umfaßt, an dem (11) das Zündsignal für den Thyristor (30) gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (11) und der Widerstand (14) in einem zum Thyristor (30) parallelen Laststromzweig liegen, der Lastströme, die kleiner als der Haltestrom des Thyristors (30) sind, durchschaltet, und daß an dem Transistor (11) erst bei oberhalb des Thyristorhaltestromes liegendem Laststrom ein Zündsignal für den Thyristor (30) gewonnen wird.

2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (14) als Emitterwiderstand des Tran­ sistors (11) geschaltet ist und daß parallel zum Widerstand (14) die Zündstrecke des Thyristors (30) liegt.

3. Näherungsschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündstrom des Thyristors (30) oberhalb 20 Milliampere liegt.

4. Näherungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (15) parallel zum Emitterwiderstand (14) und zur Zündstrecke des Thyristors (30) geschaltet ist, der auf der Zündstrecke des Thyri­ stors (30) auftretende Störspitzen unterdrückt.

5. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der voran­ gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik (10) über eine parallel zur Last­ schalteinrichtung liegende Versorgungselektronik (7, 8, 9) gespeist wird, welche aus einem Spannungsregler (7), einer Diode (8) und einem parallel zur Ansteuereletronik (10) liegenden Speicherkondensator (9) besteht.

6. Näherungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik (10) so ausgeführt ist, daß sie einen Steuerstrom zur Basis (12) des Transistors (11) nur liefert, wenn die Versorgungsspannung an dem Speicher­ kondensator (9) einen bestimmten Wert erreicht hat und vom Sensorteil ein Schaltsignal ansteht.

7. Näherungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Transistors (11) an den Ausgang des Spannungsreglers (7) angeschlossen ist.

8. Näherungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (7) eine Darlington-Schaltung (16, 17) enthält.

9. Näherungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (9) über eine Diode (24) an den Spannungsregler (7) angeschlossen ist und bei durch­ geschaltetem Transistor (11) die Steuerströme für die Transistoren der Darlington-Schaltung (16, 17) liefert.

10. Näherungsschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (7) einen eigenen Speicherkonden­ sator (22) aufweist, der bei leitendem Transistor (11) aufgeladen wird und während Nachladezeiten des Speicher­ kondensators (9) einen zusätzlichen Steuerstrom für die Darlington-Schaltung (16, 17) liefert.