DE3829971C2 - - Google Patents

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DE3829971C2 DE19883829971 DE3829971A DE3829971C2 DE 3829971 C2 DE3829971 C2 DE 3829971C2 DE 19883829971 DE19883829971 DE 19883829971 DE 3829971 A DE3829971 A DE 3829971A DE 3829971 C2 DE3829971 C2 DE 3829971C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schalteinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to an electronic switching device the type specified in the preamble of claim 1.

Eine derartige elektronische Schalteinrichtung ist aus der DE 25 00 413 C3 bekannt, wobei eine Last über ein Gleich­ richter-Brückenschaltung an eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Die elektronsiche Schalteinrichtung weist einen an die Gleichspannungsanschlüsse den Gleichrichter-Brückenschaltung angeschlossenen elektronischen Schalter in Form eines Thyristors auf, dessen Steueranschluß mit einem Fühlerstromkreis verbunden ist. Zwischen der Gleichrichter-Brückenschaltung und dem Fühlerstromkreis ist eine Steuerschaltung angeordnet, die den Fühlerstromkreis nur während der ansteigenden Teile der von der Gleichrichter-Brückenschaltung gelieferten Halbwellenspannung mit Strom versorgt.Such an electronic switching device is from the DE 25 00 413 C3 is known, wherein a load is equal Richter bridge circuit connected to a voltage source is. The electronic switching device instructs you the DC voltage connections to the rectifier bridge circuit connected electronic switches in the form of a thyristor, whose control connection with a sensor circuit connected is. Between the rectifier bridge circuit and the sensor circuit is a control circuit arranged that the sensor circuit only during of the rising parts of that of the rectifier bridge circuit supplied half-wave voltage powered.

Der Fühlerstromkreis enthält ein magnetisch oder kapazitiv empfindliches Auslöseteil oder einen optischen Fühlerkreis, bei dessen Ansprechen während der Zeitspanne der Stromversorgung durch die Steuerschaltung der Thyristor durchgeschaltet wird, so daß dieser einen niederohmigen Verbraucherstromkreis für die Gleichrichter-Brückenschaltung bildet und die Last zum Ansprechen bringt. Im durchgeschalteten Zustand des Thyristors treten Spannungsabfälle an der Gleichrichter-Brückenschaltung und aufgrund der Vorwärtsspannung des Thyristors auf. Die bekannte elektronische Schalteinrichtung ermöglicht wegen des Einsatzes eines Thyristors als elektronischen Leistungsschalter keine kontinuierliche Regelung des Laststromes, da nur der Einschaltzeitpunkt des Thyristors durch die Steuerschaltung und die Fühlerschaltung bestimmt werden kann. The sensor circuit contains a magnetic or capacitive sensitive release part or an optical sensor circuit, when it responds during the power supply period switched through by the control circuit of the thyristor is, so that this is a low-resistance consumer circuit forms for the rectifier bridge circuit and make the load respond. Im switched through State of the thyristor, voltage drops occur at the Rectifier bridge circuit and due to the forward voltage of the thyristor. The well-known electronic Switching device allows because of the use of a Thyristors as electronic circuit breakers none continuous regulation of the load current, since only the switch-on time of the thyristor through the control circuit and the sensor circuit can be determined.  

Aus der DE 34 41 403 A1 ist eine elektronische Schalteinrichtung zum Schalten ohmscher und induktiver elektrischer Verbraucher in Gleich- und Wechselstromkreisen bekannt, die einen Geber in Form eines Näherungsschalters, eine Spannungsversorgungsschaltung und eine Kurzschluß- und Überlastsicherung enthält. Als elektronischer Leistungsschalter dient ein Shunt-Regler mit einem Leistungs-Feldeffekttransistor als Stellglied, der an die Gleichspannungsklemmen einer Gleichrichter-Brückenschaltung angeschlossen ist. Ein elektronischer Schalter im Steuerkreis des Leistungs-Feldeffekttransistors bestiimmt den Ein- und Ausschaltzustand des Lastschalters und wird über ein Verknüpfungsglied einerseits von einer Steuerelektronik mit vorgeschaltetem Näherungsschalter und andererseits von einem monostabilen Multivibrator taktweise angesteuert. Ein Überstrom- und Temperaturschutz steuert den Schalter so an, daß der Lei­ stungs-Feldeffekttransistor vor Überlastzuständen geschützt wird.From DE 34 41 403 A1 is an electronic switching device for switching ohmic and inductive electrical Consumers in DC and AC circuits are known to a sensor in the form of a proximity switch, a voltage supply circuit and a short-circuit and overload protection contains. As an electronic circuit breaker serves a shunt controller with a power field effect transistor as an actuator connected to the DC voltage terminals a rectifier bridge circuit is connected. A electronic switch in the control circuit of the power field effect transistor determines the on and off status of the Circuit breaker and is on the one hand via a link from control electronics with an upstream proximity switch and on the other hand from a monostable Multivibrator controlled in cycles. An overcurrent and Temperature protection controls the switch so that the Lei power field effect transistor protected against overload conditions becomes.

Zur Spannungsversorgung der Steuerelektronik und des Näherungsschalters ist ein Längsregler mit einem Längstransistor und einer Referenzspannungsquelle zur Stabilisierung dieser Spannung vorgesehen. Hierfür ist zur Anzeige des Betriebszustands der elektronischen Schalteinrichtung eine Leuchtdiode vorgesehen, die ein optisches Signal in Abhängigkeit von den verschiedenen Überlastzuständen abgibt.For supplying power to the control electronics and the Proximity switch is a series regulator with a series transistor and a reference voltage source for stabilization this voltage provided. For this is to display the Operating state of the electronic switching device Light-emitting diode is provided, which depends on an optical signal of the various overload conditions.

Bei dieser elektronischen Schalteinrichtung mit einem Leistungs-Feldeffekttransistor als elektronischem Schalter ist zwar eine kontinuierliche Regelung des Laststromes möglich, jedoch ist zur Erzielung eines gegebenenfalls sehr geringem minimal möglichen Laststromes der Einsatz eines teureren Feldeffekttransistors und einer aufwendigen Steuerschaltung erforderlich. Die Ruhestromaufnahme ist wegen der im Ausschaltzustand nach Massepotential abfließenden Ströme verhältnismäßig hoch, so daß der Wirkungsgrad der bekannten elektronischen Schalteinrichtung erheblich herabgesetzt wird.In this electronic switching device with one Power field effect transistor as an electronic switch is a continuous regulation of the load current possible, but it may be very important to achieve one  low minimum possible load current the use of a more expensive field effect transistor and a complex control circuit required. The quiescent current is due to the currents flowing off in the off state according to ground potential relatively high, so that the efficiency of the known electronic switching device significantly reduced becomes.

Aus der DE 35 11 207 A1 ist ein Näherungsschalter mit einer elektronischen Lastschalteinrichtung bekannt, der ein Sensorteil für einen sich annähernden Auslöser mit einer Auswerte- und Ansteuerelektronik für einen Thyristor enthält, dessen Laststrecke an die Gleichspannungsklemmen einer Gleicherrichterbrücke angeschlossen ist, in deren Wechselstromzweig eine zu schaltende Last liegt. Zur Erzielung eines großen Laststrombereiches und einer hohen Störsicherheit ist parallel zur Laststrecke des Thyristors die Laststrecke eines Transistors angeordnet, die dann wirksam wird, wenn bei niedrigen Lastströmen der Haltestrom des Thyristors überschritten wird und demzufolge der Thyristor nicht einschaltet. Bei Lastströmen oberhalb des Haltestroms des Thyristors wird der Thyristor mittels des parallel geschalteten Transistors eingeschaltet.DE 35 11 207 A1 describes a proximity switch with a electronic load switching device known, the one Sensor part for an approaching trigger with a Contains evaluation and control electronics for a thyristor, its load path to the DC voltage terminals a rectifier bridge is connected, in the AC branch is a load to be switched. To achieve a large load current range and high interference immunity is parallel to the load path of the thyristor Load path of a transistor arranged, which is then effective is when the holding current of the Thyristor is exceeded and consequently the thyristor does not turn on. With load currents above the holding current of the thyristor is the thyristor by means of the parallel switched transistor turned on.

Diese elektronische Lastschalteinrichtung benötigt somit zum Schalten eines großen Laststrombereiches die Parallelschaltung eines Thyristors mit einem Transistor, was zum einen die Lastschalteinrichtung verteuert und zum anderen einen großen Platzbedarf beinhaltet. Zusätzlich tritt ein hoher Ruhestrom bei ausgeschaltetem Transistor und Thyristor wegen der ungehindert nach Masse abfließenden Ströme auf, wodurch der Wirkungsgrad der Schalteinrichtung herabgesetzt wird.This electronic load switching device therefore requires for switching a large load current range Parallel connection of a thyristor with a transistor, which on the one hand makes the load switch device more expensive and on the other others involves a large space requirement. In addition a high quiescent current occurs when the transistor is switched off  and thyristor because of the unobstructed flow to ground Currents, reducing the efficiency of the switching device is reduced.

Aus der DE-OS 35 36 925 ist eine in Fig. 1 wiedergegebene elektronische Schalteinrichtung bekannt, die dazu dient, unterschiedliche Lasten wie Relais, Schütze, Magnetventile, Wider­ stände u. dgl. an unterschiedliche Spannungen zu schal­ ten, wobei die Spannungshöhe zwischen einigen 10 Volt bis über 300 Volt betragen kann und die Spannungsart aus einer Gleich- oder Wechselspannung bzw. einer pul­ sierenden Gleichspannung mit einer Frequenz von 16 2/3 bis 400 Hertz bestehen kann. Zur Erfüllung dieser Aufgabe wurden bislang mechanische Schaltkontakte eingesetzt, die die sehr unterschiedlichen Spannungen, Ströme und Frequenzen schalten können, robust und in einigen bestimmten Punkten störungsunempfindlich sind und deren Restspannung im geschlossenen Zustand praktisch Null ist und die keine Energieversorgung aus dem Lastkreis benötigen. Die bekannten mechanischen Schalter eignen sich jedoch nicht für einen Einsatz in Verbindung mit kraftloser Betätigung und/oder Auslö­ sung durch verschiedene Sensor-Effekte. Und neben den hinlänglich bekannten Nachteilen muß man Bau­ größen, Kosten und den Aufwand und die Wartung bei den verschiedenen Betätigungsmitteln beachten.From DE-OS 35 36 925 a reproduced in Fig. 1 electronic switching device is known, which is used to handle different loads such as relays, contactors, solenoid valves, opposing u. Like. Switch to different voltages, the voltage level can be between a few 10 volts to over 300 volts and the voltage type can consist of a direct or alternating voltage or a pulsating direct voltage with a frequency of 16 2/3 to 400 Hertz . To accomplish this task, mechanical switching contacts have so far been used which can switch the very different voltages, currents and frequencies, are robust and insensitive to faults in some specific points, and whose residual voltage is practically zero when closed and which do not require any energy supply from the load circuit. However, the known mechanical switches are not suitable for use in connection with powerless actuation and / or triggering by various sensor effects. And in addition to the well-known disadvantages you have to take into account construction sizes, costs and effort and maintenance for the various actuating means.

Als elektronische Schalter werden im wesentlichen elektro­ nische Lastrelais mit einem nur mit Wechselstrom betreib­ baren Triac eingesetzt, das über eine Ansteuerschaltung von einem Optokoppler galvanisch getrennt angesteuert wird. Darüberhinaus sind Wechselstrom- und Allstrom- Schaltgeräte bekannt, die einen Sensor und eine Auswert­ elektronik aufweisen und wobei letztgenannte verhältnismä­ ßig aufwendig und teuer sind. Diese Wechselstrom- und All­ strom-Schaltgeräte können mechanische Schalter durch blo­ ßen Austausch ersetzen, da sie nur 2 Anschlüsse haben.As electronic switches are essentially electro African load relays operated with an alternating current only baren triac used, which via a control circuit controlled electrically isolated by an optocoupler becomes. In addition, AC and all-current Switchgear known that a sensor and an evaluation Have electronics and the latter relative ß are complex and expensive. This AC and All Current switching devices can mechanical switches by mere Replace the replacement since they only have 2 connections.

Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Schaltung wird die Last RL über einen Schaltkontakt 2′ an eine Netzspannung UN geschaltet. Die Lastspannung UL ergibt sich dabei als Dif­ ferenz aus der Netzspannung UN und der am Schalter im ge­ schlossenen Zustand des Schalters abfallenden Restspannung UR.In the circuit shown in Fig. 1, the load R L is connected via a switch contact 2 'to a mains voltage U N. The load voltage U L arises as a difference from the mains voltage U N and the residual voltage U R dropping at the switch when the switch is closed.

Bei dem Ersatz des mechanischen Schaltkontaktes 2′ durch einen elektronischen Schalter wird die an die Klemmen A, B anschließbare elektronische Schalteinrichtung eingesetzt. Sie besteht aus einer Gleichrichter-Brückenschaltung 1, deren Wechselspannungsanschlüsse mit den Anschlußklemmen A, B verbunden werden und deren Gleichspannungsanschlüsse parallel zur Reihenschaltung eines als mechanischer Schal­ ter wiedergegebenen elektronischen Schalters 2 mit einer Zenerdiode 20 geschaltet sind. Der elektronische Schalter 2 wird von einer Ansteuerschaltung 4 angesteuert, die ein­ gangsseitig mit einem Spannungsregler bzw. einer Hilfs­ spannungsquelle 5 und einer Auslöseschaltung 3 verbunden ist und an die eine Leuchtdiode 6 angeschlossen ist, die im geschlossenen Zustand des elektronischen Schalters 2 aufleuchtet. When the mechanical switching contact 2 'is replaced by an electronic switch, the electronic switching device which can be connected to the terminals A, B is used. It consists of a rectifier bridge circuit 1 , the AC voltage connections are connected to the terminals A, B and the DC voltage connections are connected in parallel to the series connection of an electronic switch 2 reproduced as a mechanical scarf with a Zener diode 20 . The electronic switch 2 is controlled by a control circuit 4 which is connected on the output side to a voltage regulator or an auxiliary voltage source 5 and a trigger circuit 3 and to which a light-emitting diode 6 is connected which lights up when the electronic switch 2 is closed.

Im geschlossenen Zustand des elektronischen Schalters 2 setzt sich die Spannung UR aus der Summe der Zenerspannung U20 und den Durchlaßspannungsabfällen von zwei der Dioden der Gleichrichter-Brückenschaltung 1 zusammen. (Spannungs­ abfall an 2 zu Null angenommen) Dadurch ist die Spannung UR immer um 2 Dioden-Durchlaßspannungen größer als die Spannung U5 beim elektronischen Schalter 2, auch wenn die­ ser geschlossen ist. Die Zenerspannung U 20 ist erforder­ lich, damit im geschlossenen bzw. durchgeschalteten Zu­ stand des elektronischen Schalters 2 die Spannung U 5 nicht Null wird, da sonst die Eingangsspannung an der Auslöse­ schaltung 3 zu Null werden würde und somit der elektroni­ sche Schalter 2 nicht mehr angesteuert werden könnte. Dar­ überhinaus würde die Leuchtdiode 6 keinen Strom mehr füh­ ren und damit auch nicht mehr aufleuchten können.In the closed state of the electronic switch 2 , the voltage U R is composed of the sum of the Zener voltage U 20 and the forward voltage drops of two of the diodes of the rectifier bridge circuit 1 . (Voltage drop at 2 assumed to be zero) As a result, the voltage UR is always 2 diode forward voltages greater than the voltage U 5 at the electronic switch 2 , even when the water is closed. The Zener voltage U 20 is required so that when the electronic switch 2 is closed or switched on, the voltage U 5 does not become zero, since otherwise the input voltage at the trigger circuit 3 would become zero and thus the electronic switch 2 no longer could be controlled. Furthermore, the light-emitting diode 6 would no longer carry any current and would therefore also be unable to light up.

Da die Stromversorgung für die Auslöse- und Ansteuer­ schaltung ständig aufrecht erhalten werden muß, also auch wenn der elektronische Schalter 2 geöffnet ist, fließt ständig ein Strom I 3, der zwangsläufig auch über die Last RL fließen muß und dort einen von der Größe der Last RL abhängigen Spannungsabfall erzeugt. Dieser sogenannte Ru­ hestrom I 3 soll zur Verringerung der Verluste der Schal­ tung möglichst gering sein. Da sich der Laststrom IL aus der Summe des über den elektronischen Schalter 2 fließen­ den Stromes I 4 und des über den Spannungsregler fließenden Stromes I 3 zusammensetzt, können Lasten unterhalb einer bestimmten Leistungsaufnahme nicht von einer derartigen elektronischen Schalteinrichtung betätigt werden, da sie alleine von dem in den Spannungsregler fließenden Strom I 3 eingeschaltet werden könnten.Since the power supply for the triggering and control circuit must be maintained constantly, so even when the electronic switch 2 is open, a current I 3 is constantly flowing, which must also flow through the load R L and there is one of the size of Load R L dependent voltage drop. This so-called Ru current I 3 should be as low as possible to reduce the losses of the circuit. Since the load current I L is made up of the sum of the current I 4 flowing through the electronic switch 2 and the current I 3 flowing through the voltage regulator, loads below a certain power consumption cannot be actuated by such an electronic switching device, since they are operated solely by the current flowing into the voltage regulator I 3 could be switched on.

Andererseits könnten die auftretenden Restspannungen dazu führen, daß bei einer kleinen Netzspannung nicht mehr ge­ nügend Spannung für den Betrieb der Last RL verbleibt.On the other hand, the residual voltages that occur could lead to the fact that at a low mains voltage there is no longer sufficient voltage left for the operation of the load R L.

Für den Betrieb der Auslöseschaltung 3 ist eine möglichst konstante Gleichspannung mit geringem Wechselspannungsan­ teil erwünscht. Da aufgrund des weiten Spannungsbereichs die Spannung U 5 eine Gleichspannung zwischen 10 Volt und 370 Volt oder eine pulsierende Gleichspannung mit einer Amplitude zwischen 25 Volt und 380 Volt und einer Frequenz zwischen 30 Hz und 800 Hz sein kann, werden hohe Anforde­ rungen an den Spannungsregler 5 gestellt. Darüberhinaus muß damit gerechnet werden, daß bei einer geringen Ampli­ tude einer pulsierenden Gleichspannung der Anteil der Spannungszeitfläche, der unterhalb der Spannung U 3 bzw. U 4 liegt, stark ansteigt. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Reihenschaltung der Last RL und der elektronischen Schalteinrichtung über einen verschmutzten und stark prel­ lenden mechanischen Kontakt ggf. an die Netzspannung ge­ legt werden muß, ohne daß der Strom I 3 bzw. I 4 zu irgend­ einem Zeitpunkt einen unzulässig hohen Wert einnimmt.For the operation of the trigger circuit 3 , a DC voltage that is as constant as possible with a low AC voltage part is desired. Since, due to the wide voltage range, the voltage U 5 can be a DC voltage between 10 volts and 370 volts or a pulsating DC voltage with an amplitude between 25 volts and 380 volts and a frequency between 30 Hz and 800 Hz, high demands are placed on the voltage regulator 5 posed. In addition, it must be expected that with a low amplitude of a pulsating DC voltage, the proportion of the voltage time area which is below the voltage U 3 or U 4 increases sharply. Another problem is that the series connection of the load RL and the electronic switching device via a dirty and heavily prel lenden mechanical contact may have to be placed on the mains voltage without the current I 3 or I 4 at any time takes an impermissibly high value.

Wenn die Auslöseschaltung 3 nicht aktiviert ist, sollte der Strom I 4 stets Null bleiben und I 3 sollte nie höhere Werte annehmen als den Normalwert nach der Bereitschafts­ verzögerung und auch während der Bereitschaftsverzögerung, d. h. während des Aufbaus der internen Betriebsspannung U 3 bzw. U 4. If the trigger circuit 3 is not activated, the current I 4 should always remain zero and I 3 should never assume higher values than the normal value after the standby delay and also during the standby delay, ie during the build-up of the internal operating voltage U 3 or U 4 .

Leitet man die Spannung U 3 bzw. U 4 von der Spannung U 20 ab, so muß der elektronische Schalter 2 durch einen Wider­ stand überbrückt werden, der bei der kleinsten vorkommen­ den Spannung U 5 noch ausreichend Strom führen muß. Dies hat den Nachteil, daß bei dem höchsten vorkommenden Wert für die Spannung U 5 ein hoher Ruhestrom über die Auslöse­ schaltung nach Masse abgeführt wird, so daß die Schal­ tungsverluste und der Spannungsabfall an RL erheblich an­ steigen.If one derives the voltage U 3 or U 4 from the voltage U 20 , the electronic switch 2 must be bridged by an opponent, which must have sufficient current in the smallest voltage U 5 . This has the disadvantage that at the highest occurring value for the voltage U 5, a high quiescent current is dissipated to ground via the trigger circuit, so that the circuit losses and the voltage drop at RL increase significantly.

Als elektronische Schalter kommen neben den vorstehend ge­ nannten Halbleiterschaltelementen Thyristoren und Transi­ storen infrage, wie sie beispielsweise bei der Schaltein­ richtung gemäß der DE-PS 25 45 919 sowie der DE-OS 35 36 925 eingesetzt werden.As electronic switches come in addition to the above ge called semiconductor switching elements thyristors and transis interfere, such as the switch direction according to DE-PS 25 45 919 and DE-OS 35 36 925 are used.

Beim Einsatz eines Thyristors wird dieser über sein Gate oder über seine Kathode bei Anliegen einer festen Spannung am Gate gezündet. Bei Einsatz eines Thyristors sind insge­ samt drei laststromführende Halbleiter-Leistungsbauelemen­ te, nämlich die Gleichrichter-Brückenschaltung, der Thyri­ stor und die Zenerdiode erforderlich, wodurch wegen der erforderlichen Baugröße der Halbleiter-Leistungsbauelemen­ te eine enstprechende Halbleiter-Schalteinrichtung ein er­ hebliches Volumen einnimmt.When a thyristor is used, it is connected to its gate or via its cathode when a fixed voltage is applied detonated at the gate. When using a thyristor are in total including three load-current-carrying semiconductor power components te, namely the rectifier bridge circuit, the Thyri stor and the Zener diode required, which is because of the required size of the semiconductor power components a corresponding semiconductor switching device takes up considerable volume.

Da man auf die Gleichrichter-Brückenschaltung nicht ver­ zichten kann, da ohne sie an anderer Stelle ein nicht ver­ tretbar hoher Aufwand getrieben werden müßte, ist es er­ strebenswert, die Zenerdiode zu ersetzen. Dies ist bei Einsatz eines Thyristors nur dadurch möglich, daß dieser verzögert gezündet wird. Ein Thyristor sperrt nur dann, wenn sein Haltestrom unterschritten wird, was üblicherwei­ se am Ende jeder Halbwelle eines Laststromes der Fall ist. Erst nachdem die wiederansteigende Spannung am Thyristor den in der Ansteuerschaltung enthaltenden Ladekondensator auf einen bestimmten Wert aufgeladen hat, kann der Thyri­ stor gezündet werden. Zu diesem Zeitpunkt weist die Span­ nung U 4 einen beträchtlichen sägezahnförmigen Wechselspan­ nungsanteil auf, der mit einem zusätzlichen, einen Span­ nungsabfall verursachenden Regler eleminiert werden muß. Schaltungsaufwand und andere Nachteile kommen noch hinzu.Since you can not do without the rectifier bridge circuit, because without it a ver unreasonably high effort would have to be driven elsewhere, it is worthwhile to replace the Zener diode. When using a thyristor, this is only possible by firing it with a delay. A thyristor blocks only when its holding current is undershot, which is usually the case at the end of each half-wave of a load current. Only after the rising voltage at the thyristor has charged the charging capacitor contained in the control circuit to a certain value can the thyri stor be ignited. At this time, the voltage U 4 has a considerable sawtooth-shaped alternating voltage component which must be eliminated with an additional regulator causing a voltage drop. Circuit complexity and other disadvantages are added.

Ein weiterer Nachteil von Thyristoren besteht darin, daß sie ungewollt durch bloßes Anlegen einer Spannung an ihrer Anoden-Kathoden-Strecke zünden, wenn die Spannungsan­ stiegsgeschwindigkeit einen bestimmten Wert übersteigt. Da unkontrollierte Spannungsspitzen in der Praxis sehr häufig vorkommen, ist eine entsprechende Begrenzung der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit sowie ein zusätzlicher schneller Überspannungsschutz erforderlich. Wegen der da­ mit verbundenen Baugröße des erforderlichen Kondensators zur Begrenzung der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit würde eine Halbleiter-Schalteinrichtung ebenfalls ein erhebli­ ches Volumen einnehmen.Another disadvantage of thyristors is that unintentionally by simply applying tension to hers Ignite the anode-cathode path when the voltage an rate of increase exceeds a certain value. Because in practice, uncontrolled voltage peaks is a corresponding limitation of the Voltage rise rate as well as an additional fast surge protection required. Because of that with connected size of the required capacitor would limit the rate of voltage rise a semiconductor switching device also a hehebli Take up the volume.

Desgleichen ist das Abschalten eines Thyristors vor dem Nulldurchgang nur mit einem hohen Aufwand durch Anlegen einer Gegenspannung oder durch Stromableitung möglich.Likewise, turning off a thyristor before Zero crossing only with a lot of effort by applying a reverse voltage or through current dissipation possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Schalteinrichtung zu schaffen, die unter Verwendung einfacher und billiger Standardbauteile eine sehr geringe Ruhestromaufnahme im Ausschaltzustand und die Führung eines minimal möglichen Laststromes im Einschaltzustand sicherstellt.The object of the present invention is an electronic Switching device to create that using simpler and cheaper standard components a very small Quiescent current consumption in the off state and the management of a ensures minimum possible load current when switched on.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristic of Claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht den Einsatz standardisierter Bauelemente, wozu auch der Einsatz eines einfachen Leistungstransistors als elektronischer Schalter gehört, wodurch die Herstellung einer billigen elektronischen Schalteinrichtung ermöglicht wird. Schaltungstechnisch zeichnet sich die beanspruchte Lösung dadurch aus, daß im Ausschaltzustand des elektronischen Schalters eine minimale Ruhestromaufnahme und bei einem sehr geringen Laststrom eine einwandfreie Funktion der elektronischen Schalteinrichtung gewährleistet sind, ohne daß hierfür zusätzliche Bauelemente zur Führung eines minimalen Laststromes erforderlich sind. The solution according to the invention enables the use of standardized Components, including the use of a simple Power transistor as an electronic switch heard, causing the manufacture of a cheap electronic Switching device is made possible. Circuitry the claimed solution is characterized by that when the electronic switch is off minimal quiescent current consumption and at a very low Load current a perfect function of the electronic Switching device are guaranteed without this additional components for carrying a minimal load current required are.  

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous refinements and developments of the Er invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the in the drawing tion illustrated embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bekann­ ten elektronischen Schalteinrichtung; Fig. 1 is a simplified block diagram of a known electronic switching device;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der erfin­ dungsgemäßen elektronischen Schalteinrichtung; Fig. 2 is a schematic block diagram of the inventive electronic switching device;

Fig. 3 ein detailliertes Schaltbild der elektronischen Schalteinrichtung gemäß Fig. 2 mit Erweiterun­ gen (Nullsp.-Sch. und K-Schutz) und Fig. 3 is a detailed circuit diagram of the electronic switching device according to FIG. 2 with extensions (zero-switch and K protection) and

Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild der elektronischen Schalteinrichtung gemäß Fig. 2 mit Erweiterun­ gen (Nullsp-Sch. und K-Schutz) mit detaillier­ ter Darstellung des Stellgliedes. Fig. 4 is a detailed circuit diagram of the electronic switching device according to FIG. 2 with extensions (zero circuit and K protection) with detailed representation of the actuator.

Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild zeigt die Rei­ henschaltung einer Gleichspannungs-, Wechselspannungs- oder pulsierenden Gleichspannungsquelle U, einer Last RL und der Wechselspannungsanschlüsse einer Gleichrichter- Brückenschaltung 1, an denen die Spannung UR anliegt.The block diagram shown in Fig. 2 shows the series circuit of a DC voltage, AC voltage or pulsating DC voltage source U, a load R L and the AC voltage connections of a rectifier bridge circuit 1 , to which the voltage U R is applied.

Während der negative Gleichspannungsanschluß den Massean­ schluß der elektronischen Schalteinrichtung bildet, ist der positive Gleichspannungsanschluß der Gleichrichter- Brückenschaltung 1 sowohl mit dem Kollektor eines Lei­ stungstransistors 2 als auch mit einem Stellglied 7 ver­ bunden. Der Emitter des Leistungstransistors 2 ist an Mas­ sepotential angeschlossen, während die Basis des Lei­ stungstransistors 2 mit dem Ausgang einer nachstehend be­ schriebenen Ansteuerschaltung verbunden ist.While the negative DC voltage connection forms the Massean circuit of the electronic switching device, the positive DC voltage connection of the rectifier bridge circuit 1 is connected to both the collector of a power transistor 2 and to an actuator 7 . The emitter of the power transistor 2 is connected to sepotential Mas, while the base of Lei is stungstransistors 2 is connected to the output of a hereinafter be prescribed drive circuit.

Als Leistungstransistor 2 kann grundsätzlich ein Feldef­ fekt-Leistungs-Transistor, ein bipolarer Transistor, ein Darlington-Transistor oder eine Darlington-Schaltung mit zwei oder mehr bipolaren Transistoren eingesetzt werden. Von diesen vorstehend genannten Transistoren eignet sich ein NPN-Darlington-Transistor hinsichtlich seiner Baugrös­ se, seines Preises, seines Steuerstromes und seiner Steu­ erspannung in besonderem Maße für den Einsatz in der elek­ tronischen Schalteinrichtung gemäß Fig. 2.Basically, a field effect power transistor, a bipolar transistor, a Darlington transistor or a Darlington circuit with two or more bipolar transistors can be used as the power transistor 2 . Of these transistors mentioned above, an NPN Darlington transistor is particularly suitable for use in the electronic switching device according to FIG. 2 with regard to its structural size, its price, its control current and its control voltage.

Der wesentliche Vorteil eines Transistors besteht darin, daß er bei entsprechender Ansteuerung die an einen elek­ tronischen Schalter und an die Zenerdiode gemäß Fig. 1 gestellten Aufgaben erfüllt, da er sich kontinuierlich steuern läßt. Im ausgeschalteten Zustand verhält er sich wie ein geöffneter Schalter 2 und im eingeschalteten Zu­ stand, bei entsprechender Ansteuerung, wie eine Zenerdiode 20 gemäß Fig. 1.The main advantage of a transistor is that, with appropriate control, it fulfills the tasks set on an electronic switch and on the Zener diode according to FIG. 1, since it can be controlled continuously. In the switched-off state it behaves like an open switch 2 and in the switched-on state, with appropriate control, like a Zener diode 20 according to FIG. 1.

Darüberhinaus ist ein Transistor mit hierfür erforderli­ cher geringer Baugröße trotzdem z. B. hoch belastbar, näm­ lich mit Dauerströmen bis zu 3 A bei einer Umgebungstempe­ ratur von T=70°C bei entsprechenden Kühlmaßnahmen. Darü­ berhinaus weist ein Transistor praktisch keine Empfind­ lichkeit gegenüber hohe Spannungsanstiegsgeschwindigkeiten auf und sollte er dennoch ungewollt über seine Kollektor- Basis-Kapazität einschalten, so sperrt er bereits nach we­ nigen Mikrosekunden wieder selbsttätig.In addition, a transistor is required cher small size anyway z. B. highly resilient, näm with continuous currents up to 3 A at an ambient temperature temperature of T = 70 ° C with appropriate cooling measures. That Furthermore, a transistor has practically no sensitivity against high voltage rise rates and should it still be unintentionally via its collector If you switch on the basic capacity, it will block according to we a few microseconds again automatically.

Das Stellglied 7 gemäß Fig. 2 ist mit einem Regler 8 ver­ bunden, dessen Ausgänge U2, U3, U4 mit dem Stellglied 7, der Ansteuerschaltung für den Leistungstransistor 2 bzw. der Auslöseschaltung 3 in Form einer Sensorelektronik ver­ bunden sind. Eine weitere Verbindung ist zwischen dem Reg­ ler 8 und Massepotential vorgesehen.The actuator 7 shown in FIG. 2 ver with a regulator 8 connected, the outputs of which U 2, U 3, U 4 with the actuator 7, the drive circuit for the power transistor 2, and the trigger circuit 3 in the form of a sensor electronics ver connected are. Another connection is provided between the regulator 8 and ground potential.

Ein Eingang des Stellgliedes 7 ist mit einem Schaltglied 40 verbunden, das von dem Basispotential des Leistungs­ transistors 2 angesteuert wird. Die Ausgangsklemme U 3 des Reglers 8 ist mit dem Emitter eines Steuertransistors 9 verbunden, dessen Kollektor an die Basis des Leistungs­ transistors 2 angeschlossen ist. Die Basis des Steuertran­ sistors 9 ist an die Kathode einer Zenerdiode 10 ange­ schlossen, deren Anode mit der Auslöseschaltung 3 verbun­ den ist.An input of the actuator 7 is connected to a switching element 40 which is driven by the base potential of the power transistor 2 . The output terminal U 3 of the controller 8 is connected to the emitter of a control transistor 9 , the collector of which is connected to the base of the power transistor 2 . The base of Steuertran sistor 9 is connected to the cathode of a Zener diode 10 , the anode of which is connected to the trigger circuit 3 .

Der Regler 8 enthält ein Vergleichsglied 81, eine erste Diode 82 sowie eine Diode 83 und einen mit Massepotential verbundenen ersten Kondensator 84.The controller 8 contains a comparison element 81 , a first diode 82 and a diode 83 and a first capacitor 84 connected to ground potential.

Das Stellglied 7 besteht aus einer transistorgesteuerten Widerstandsschaltung, deren Funktion durch die Parallel­ schaltung eines veränderbaren Widerstandes R und eines Schalters K 1 wiedergegeben ist.The actuator 7 consists of a transistor-controlled resistance circuit, the function of which is represented by the parallel circuit of a variable resistor R and a switch K 1 .

Wie dem detaillierten Schaltbild gemäß Fig. 3 zu entneh­ men ist, bei dem gleiche Bezugsziffern gleiche Teile be­ zeichnen, so daß nachstehend auf die bereits beschriebenen Teile Bezug genommen wird, weist der Regler 8 einen ersten Transistor 85 auf, dessen Kollektor mit einem Strom I 1 beaufschlagt ist, der zur Veränderung der Größe des Wider­ standes des Stellgliedes 7 dient.As can be seen from the detailed circuit diagram in FIG. 3, at the same reference numerals designate the same parts, so that reference is made below to the parts already described, the controller 8 has a first transistor 85 , the collector of which has a current I 1 is acted on, which serves to change the size of the opposing state of the actuator 7 .

Die Basis des ersten Transistors 85 ist mit einer konstan­ ten Spannung U 1 beaufschlagt, die mittels einer Zenerdiode 88 erzeugt wird, deren Kathode mit der Basis des ersten Transistors 85 und deren Anode mit Massepotential verbun­ den ist. Parallel zur Zenerdiode 88 ist ein erster Konden­ sator 89 geschaltet und eine Verbindung zwischen der Basis des ersten Transistors 85 mit einem Eingang des Stellglie­ des 7 über einen ersten Widerstand 87 vorgesehen. An die­ sem Eingang des Stellgliedes 7 steht eine Spannung U 2 an, die gleichzeitig an der Anode der Diode 82 anliegt, deren Kathode sowohl mit dem Emitter eines zweiten Transistors 86 als auch mit dem Emitter des Steuertransistors 9 ver­ bunden ist. An der Kathode der Diode 82 steht eine Span­ nung U 3 an.The base of the first transistor 85 is supplied with a constant voltage U 1 , which is generated by means of a Zener diode 88 , the cathode of which is connected to the base of the first transistor 85 and the anode of which is the ground potential. In parallel to the Zener diode 88 , a first capacitor 89 is connected and a connection between the base of the first transistor 85 and an input of the actuating element of FIG. 7 is provided via a first resistor 87 . At the sem input of the actuator 7 , a voltage U 2 is present , which is simultaneously applied to the anode of the diode 82 , the cathode of which is connected to both the emitter of a second transistor 86 and the emitter of the control transistor 9 . A voltage U 3 is present at the cathode of the diode 82 .

Am Emitter des ersten Transistor 85 steht eine von der Eingangsspannung U 5 der elektronischen Schalteinrichtung unabhängige Spannung U 4=Ub für die Auslöseschaltung 3 an und liegt gleichzeitig an der Basis des zweiten Transis­ tors 86 an, dessen Kollektor in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Takteingang eines D-Flipflops 16 verbunden ist. Zwischen dem Emitter des ersten Transistors 85 bzw. der Basis des zweiten Transistors 86 und Massepotential ist der Kondensator 84 geschaltet.At the emitter of the first transistor 85 is independent of the input voltage U 5 of the electronic switching device voltage U 4 = U b for the trigger circuit 3 and is present at the base of the second transistor 86 , the collector of which in this embodiment with the clock input one D flip-flops 16 is connected. The capacitor 84 is connected between the emitter of the first transistor 85 or the base of the second transistor 86 and ground potential.

Der positive Spannungsanschluß des D-Flipflops 16 ist mit der Spannung U4 beaufschlagt und sein Ausgang Q mit der Anode der Zenerdiode 10 verbunden. Der D-Eingang des D- Flipflops ist mit der Klemme E der Auslöseschaltung 3 ver­ bunden, während der K-Eingang des D-Flipflops 16 an die Verbindung des Emitters des Leistungstransistors 2 mit ei­ nem Widerstand 15 angeschlossen ist, der mit seinem ande­ ren Anschluß mit Massepotential verbunden ist.The positive voltage connection of the D flip-flop 16 is supplied with the voltage U 4 and its output Q is connected to the anode of the Zener diode 10 . The D input of the D flip-flop is connected to the terminal E of the trigger circuit 3 , while the K input of the D flip-flop 16 is connected to the connection of the emitter of the power transistor 2 with a resistor 15 , which has its other Connection is connected to ground potential.

Ein Eingang des Stellgliedes 7 ist über ein Steuerglied 12 mit der Basis des Leistungstransistors 2 verbunden, dessen Basis-Emitter-Strecke durch einen Widerstand 14 überbrückt ist. In die Verbindung des Kollektors des Steuertransis­ tors 9 mit der Basis des Leistungstransistors 2 ist eine Leuchtdiode 13 geschaltet. Gleichzeitig ist ein Steueran­ schluß des Steuerelements 12 an die Verbindung des Kollek­ tors des Steuertransistors 9 mit der Anode der Leuchtdiode 13 verbunden.An input of the actuator 7 is connected via a control element 12 to the base of the power transistor 2 , the base-emitter path of which is bridged by a resistor 14 . In the connection of the collector of the control transistor 9 with the base of the power transistor 2 , a light emitting diode 13 is connected. At the same time, a Steueran circuit of the control element 12 is connected to the connection of the collector of the control transistor 9 to the anode of the light-emitting diode 13 .

In der detaillierten Darstellung gemäß Fig. 3 sind zu­ sätzlich zu dem schematischen Blockschaltbild gemäß Fig. 2 das D-Flipflop 16 und der Widerstand 15 vorgesehen, die jedoch nicht notwendiger Bestandteil der erfindungsgemäßen elektronischen Schalteinrichtung sind.In addition to the schematic block diagram according to FIG. 2, the D flip-flop 16 and the resistor 15 are provided in the detailed illustration according to FIG. 3, but these are not a necessary part of the electronic switching device according to the invention.

Nachstehend soll die Funktionsweise der elektronischen Schalteinrichtung gemäß den Fig. 2 und 3 näher erläu­ tert werden.The operation of the electronic switching device according to FIGS . 2 and 3 will be explained in more detail below.

Der von der Gleichrichter-Brückenschaltung 1 abgegebene Gleichstrom I 5 teilt sich in einen Strom I 4, der über die Laststrecke des Leistungstransistors 2 fließt, und einen in die Ansteuer- und Regelschaltung für den Leistungstran­ sistor 2 und die Auslöseschaltung 3 fließenden Strom I 3 auf. Die Spannung an den Gleichspannungsanschlüssen der Gleichrichter-Brückenschaltung 1 beträgt U5.Of the rectifier bridge circuit 1 output DC current I 5 is divided into a current I 4 flowing through the load path of the power transistor 2, and a sistor 2 and the trigger circuit 3 flowing current I 3 in the control and regulating circuit for the Leistungstran on . The voltage at the DC voltage connections of the rectifier bridge circuit 1 is U 5 .

Die Spannung U 4 dient als Betriebsspannung Ub der Auslöse­ schaltung bzw. Sensorelektronik 3 und versorgt darüberhin­ aus in der Ausführung gemäß Fig. 3 das D-Flipflop 16. Für die sichere Funktion der Auslöseschaltung 3 sowie des für spezielle Aufgaben eingesetzten D-Flipflops ist es erfor­ derlich, diese Spannung U4 unabhängig von der an den Gleichspannungsanschlüssen der Gleichrichter-Brückenschal­ tung 1 anliegenden Spannung U 5 konstant zu halten. Dies wird durch das transistorisierte, hochspannungsfeste Stellglied 7 erreicht, das in Abhängigkeit von dem Strom I 1 einen jeweils gewünschten Wert des Stromes I 3 ein­ stellt, der zur Ansteuer- und Regelelektronik fließt.The voltage U 4 serves as the operating voltage U b of the trigger circuit or sensor electronics 3 and also supplies the D flip-flop 16 in the embodiment according to FIG. 3. For the safe function of the trigger circuit 3 and the D flip-flop used for special tasks, it is neces sary to keep this voltage U 4 constant regardless of the voltage U 5 applied to the DC voltage connections of the rectifier bridge circuit 1 . This is achieved by the transistorized, high-voltage-resistant actuator 7 , which, depending on the current I 1, sets a desired value of the current I 3 , which flows to the control and regulating electronics.

Zur Steuerung des Stromes I 1 dient das Vergleichsglied 81 gemäß Fig. 2 bzw. der erste Transistor 85 gemäß Fig. 3 die somit das Stellglied 7 ansteuern. An der Basis des er­ sten Transistors 85 bzw. an einem Anschluß des Vergleichs­ gliedes 81 liegt eine konstante Spannung U 1 an, während der andere Eingang des Vergleichsgliedes 81 bzw. der Emit­ ter des ersten Transistors 85 von der Spannung U 4 ange­ steuert wird.The comparator 81 according to FIG. 2 or the first transistor 85 according to FIG. 3, which thus actuate the actuator 7, is used to control the current I 1 . At the base of the first transistor 85 or at a connection of the comparison element 81 , a constant voltage U 1 is present , while the other input of the comparison element 81 or the emitter of the first transistor 85 is controlled by the voltage U 4 .

In dem Vergleichsglied 81 bzw. über die Basis-Emitter- Strecke des ersten Transistors 85 wird ein Soll-Istwert- Vergleich zwischen den Spannungen U 1 und U 4 vorgenommen. Sinkt die Spannung U 4, so wird der erste Transistor 85 ge­ mäß Fig. 3 stärker angesteuert, so daß der Strom I 1 an­ steigt, was wiederum eine Verringerung des Widerstandswer­ tes R im Stellglied 7 zur Folge hat und somit eine Erhö­ hung des Stromes I 3 bewirkt, der über das Stellglied 7, die Diode 82 und die Emitter-Basis-Strecke des zweiten Transistors 86 zum Emitter des ersten Transistors 85 fließt. Dadurch wird eine Erhöhung der Spannung U 4 be­ wirkt, was den Regelvorgang erneut startet.A target / actual value comparison between the voltages U 1 and U 4 is carried out in the comparison element 81 or via the base-emitter path of the first transistor 85 . If the voltage U 4, the first transistor is driven 85 accelerator as Fig. 3 stronger, so that the current I 1 increases, which in turn results in a reduction of the Widerstandswer tes R in the actuator 7 to the sequence and hence a raised stabili hung the current I 3 causes that flows through the actuator 7 , the diode 82 and the emitter-base path of the second transistor 86 to the emitter of the first transistor 85 . This causes an increase in the voltage U 4 , which starts the control process again.

Da es sich um eine kontinuierliche Regelung ohne Hysterese handelt, liegen keine Spannungsprünge der Spannung U 4 vor.Since it is a continuous control without hysteresis, there are no voltage jumps in the voltage U 4 .

Bedingt durch die endliche Regelverstärkung ist eine sehr geringe Abhängigkeit der Spannung U 4 von der Eingangsspan­ nung U 5 vorhanden, so daß die ggf. pulsierende Gleichspan­ nung U 5 nur geringfügig auf die Spannung U 4 durchwirkt.Due to the finite control gain, there is a very low dependency of the voltage U 4 on the input voltage U 5 , so that the possibly pulsating DC voltage U 5 acts only slightly on the voltage U 4 .

Um am Ende jeder Halbwelle einer pulsierenden Gleichspan­ nung U 5, die dann kleiner als die Spannung U 4 wird, die Spannungen U 4 sowie U 1 aufrecht zu erhalten, sind die bei­ den Kondensatoren 84 und 89 vorgesehen, die zu Glättung bei einer Wechselspannung und damit zum Aufrechterhalten der Spannungen U 1 und U 4 bei geringer Eingangsspannung U 5 dienen.In order to maintain the voltages U 4 and U 1 at the end of each half-wave of a pulsating DC voltage U 5 , which then becomes smaller than the voltage U 4 , the capacitors 84 and 89 are provided, which are used for smoothing at an AC voltage and thus serve to maintain the voltages U 1 and U 4 at a low input voltage U 5 .

Die Parallelschaltung der Reihenschaltung des Widerstandes 87 mit dem ersten Transistor 85 und der Diode 82 mit dem zweiten Transistor 86 bewirkt eine konstante, von der Spannung U 4 unabhängige Spannung am Widerstand 87 in Höhe einer Schwellenspannung, wobei ohne Anordnung der Diode 82 an diesem Widerstand 87 eine Spannung von etwa 0 Volt an­ liegen würde. Dadurch wird ein geringer, konstanter Strom durch den Widerstand 87 sichergestellt, der zum Teil über die Zenerdiode 88 nach Masse abfließt, d. h. zum Teil als Verluststrom anzusehen ist.The parallel connection of the series connection of the resistor 87 with the first transistor 85 and the diode 82 with the second transistor 86 brings about a constant voltage at the resistor 87 which is independent of the voltage U 4 and is at a threshold voltage, without the diode 82 being arranged at this resistor 87 there would be a voltage of about 0 volts. This ensures a small, constant current through the resistor 87 , which partly flows to ground via the Zener diode 88 , that is to say can partly be regarded as a leakage current.

Mit der Schaltungsanordnung gemäß den Fig. 2 und 3 wird somit vermieden, daß der Widerstand 87 an die unter Um­ ständen stark schwankende Eingangsspannung U 5 angeschaltet wird und es wird erreicht, daß der Strom I 1 die Aufrecht­ erhaltung der notwendigerweise konstanten Spannung U 4 un­ terstützt.With the circuit arrangement shown in FIGS. 2 and 3 that the resistance is turned 87 to the stands under order widely fluctuating input voltage U 5 and it is achieved that the current I 1, the maintenance of the necessarily constant voltage U 4 un thus avoided, supports.

Das Einschalten des Leistungstransistors 2 erfolgt durch Ansteuern des Steuertransistors 9 über die Zenerdiode 10, indem der Kontakt K 2 des D-Flipflops 16 geschlossen wird. Dies erfolgt durch Ansteuern der Auslöseschaltung bzw. Sensorelektronik 3, was symbolisch durch Schließen des Kontaktes K 3 in der Auslöseschaltung 3 dargestellt ist.The power transistor 2 is switched on by driving the control transistor 9 via the zener diode 10 by closing the contact K 2 of the D flip-flop 16 . This is done by triggering the trigger circuit or sensor electronics 3 , which is symbolically represented by closing the contact K 3 in the trigger circuit 3 .

Mit dem Einschalten des Leistungstransistors wird der Reg­ ler 8 abgeschaltet, da die Spannungen U 2, U 3 und damit auch U 4 geringfügig größer sind und weil das Stellglied 7 voll durchgesteuert ist. Dies ist symbolisch durch Schlie­ ßen des Kontaktes K 1 im Stellglied 7 verdeutlicht.When the power transistor is switched on, the regulator 8 is switched off because the voltages U 2 , U 3 and thus also U 4 are slightly larger and because the actuator 7 is fully controlled. This is symbolically illustrated by closing the contact K 1 in the actuator 7 .

Der Soll-Istwert-Vergleich erfolgt im eingeschalteten Zu­ stand des Leistungstransistors 2 über die Emitter-Basis- Strecke des Steuertransistors 9. Die Sollspannung setzt sich dabei aus der Zenerspannung der Zenerdiode 10 zuzüg­ lich der Schwellwertspannung des Steuertransistors 9 zu­ sammen. Der Istwert der Spannung wird von der Spannung U 3 an der Kathode der Diode 82 gestellt, da die Differenz­ spannungen zwischen den Spannungen U 2, U 3 und U 4 konstant sind.The setpoint-actual value comparison takes place when the power transistor 2 is switched on via the emitter-base path of the control transistor 9 . The target voltage is composed of the Zener voltage of the Zener diode 10 plus the threshold voltage of the control transistor 9 together . The actual value of the voltage is set by the voltage U 3 at the cathode of the diode 82 , since the differential voltages between the voltages U 2 , U 3 and U 4 are constant.

Im eingeschalteten Zustand des Leistungstransistors 2 übernimmt der Leistungstransistor 2 selbst die Funktion des Stellgliedes 7 während des Ausschaltzustandes des Leistungstransistors 2. Die Spannung am Kollektor des Steuertransistors 9 beträgt nicht U 3, sondern ist so hoch, daß der Leistungstransistor 2 so angesteuert wird, daß die Spannung U 5 an den Gleichspannungsanschlüssen der Gleich­ richter-Brückenschaltung 1 konstant ist und ca. 7 Volt be­ trägt, mit Ausnahme des Nulldurchgangs der Spannung bei pulsierender Gleichspannung. Die Spannung am Kollektor des Steuertransistors 9 ist somit abhängig von dem von der Gleichrichter-Brückenschaltung 1 abgegebenen Strom I 5 so­ wie dem über die Laststrecke des Leistungstransistors 2 fließenden Stromes I 4.In the switched-on state of the power transistor 2 , the power transistor 2 itself takes over the function of the actuator 7 during the switched-off state of the power transistor 2 . The voltage at the collector of the control transistor 9 is not U 3 , but is so high that the power transistor 2 is driven so that the voltage U 5 at the DC voltage connections of the rectifier bridge circuit 1 is constant and carries about 7 volts, with Exception of the zero crossing of the voltage with pulsating DC voltage. The voltage at the collector of the control transistor 9 is thus dependent on the current I 5 emitted by the rectifier bridge circuit 1 and on the current I 4 flowing over the load path of the power transistor 2 .

Der Spannungsabfall über das Stellglied 7 ist gering und nahezu konstant. Alle Änderungen der Spannung U 5 werden somit nahezu unverändert auf die Spannung U 3 übertragen. Da die Spannung U 3 indirekt durch den Steuertransistor 9 und die Zenerdiode 10 konstant gehalten wird, sind somit auch die Spannungen U 2 bis U 5 unabhängig vom Strom I 5 konstant.The voltage drop across the actuator 7 is small and almost constant. All changes in voltage U 5 are thus transferred to voltage U 3 almost unchanged. Since the voltage U 3 is indirectly held constant by the control transistor 9 and the Zener diode 10 , the voltages U 2 to U 5 are thus also constant regardless of the current I 5 .

Mit dem Ansteigen des Kollektorpotentials des Steuertran­ sistors 9 wird die Stromquelle 12 durch den Spannungsab­ fall an der Leuchtdiode 13 eingeschaltet, wozu der Steuer­ transistor 9 den Strom für die Ansteuerung der Stromquelle 12 freigibt. Die Leuchtdiode 13 dient dabei als Einschalt- Anzeige, als Referenzspannung für die Stromquelle 12 und außerdem als Bauelement zur Zufuhr des Steuerstromes für den Leistungstransistor 2.With the increase in the collector potential of the Steuertran sistor 9 , the current source 12 is switched on by the voltage drop on the LED 13 , for which purpose the control transistor 9 releases the current for the control of the current source 12 . The light-emitting diode 13 serves as a switch-on display, as a reference voltage for the current source 12 and also as a component for supplying the control current for the power transistor 2 .

Der über die Stromquelle 12 fließende Strom I 2 ist erheb­ lich größer als der Strom I 1 im Ausschaltzustand des Lei­ stungstransistors 2, kann aber wegen des parallel zur Ba­ sis-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 2 geschalte­ ten Widerstandes 14 den Leistungstransistor 2 selbst nicht ansteuern. Dies würde dazu führen, daß der Leistungstran­ sistor 2 nicht mehr geregelt werden könnte, was dazu füh­ ren würde, daß die Spannung U 5 zu gering werden würde.The current I 2 flowing through the current source 12 is significantly greater than the current I 1 in the off state of the power transistor 2 , but cannot switch the power transistor 2 itself because of the resistor 14 connected in parallel with the base-emitter path of the power transistor 2 . This would lead to the fact that the power transistor 2 could no longer be regulated, which would result in the voltage U 5 becoming too low.

Der über die Stromquelle 12 fließende Strom I 2 dient zur zusätzlichen Ansteuerung des Leistungstransistors 2 und zur durchsteuernden Ansteuerung des Stellgliedes 7. Der Kollektorstrom des Steuertransistors 9 ist dabei propor­ tional zum Strom I 4, der über die Laststrecke des Lei­ stungstransistors 2 fließt.The current I 2 flowing through the current source 12 is used for the additional control of the power transistor 2 and for the control of the actuator 7 . The collector current of the control transistor 9 is proportional to the current I 4 , which flows through the load path of the power transistor 2 .

Aus der vorstehenden Darstellung ergibt sich der Ruhe- und Haltestrom äußerst gering sind, da insgesamt alle Ströme in der Schaltungsanordnung der elektronischen Schaltein­ richtung gering sind. Der Ruhestrom ist darüberhinaus ge­ ring, da nur sehr kleine Ströme nach Massepotential hin abfließen.From the above illustration, the resting and Holding current are extremely low, since all currents in total in the circuit arrangement of the electronic switch direction are low. The quiescent current is also ge ring, since only very small currents towards ground potential flow away.

Der den Ruhestrom enthaltende Haltestrom ist außerdem ge­ ring, da keine größeren Ströme, wie beispielsweise der Strom über die Leuchtdiode 13 und der über die Stromquelle 12 fließende Strom I 2, nach Massepotential hin abfließen. Bei sehr kleinen Lasten RL kann der über den Leistungs­ transistor 2 fließende Strom I 4 zu 0 werden, so daß allein der Strom I 3 den Laststrom führt. Dennoch ist sicherge­ stellt, daß auch bei geringen Lasten die Leuchtdiode 13 aufleuchtet.The holding current containing the quiescent current is also ge ring, since no major currents, such as the current through the light-emitting diode 13 and the current I 2 flowing through the current source 12 , flow to ground potential. With very small loads R L , the current I 4 flowing through the power transistor 2 can become 0, so that the current I 3 alone carries the load current. Nevertheless it is george that the light emitting diode 13 lights up even at low loads.

Die unvermeidliche und für die Ansteuerung notwendige Restspannung kann nur dann reduziert werden, wenn die Spannung U 4 zur Spannungsversorgung der Auslöseschaltung 3 durch Verwendung einer entsprechenden (Sensor)elektronik geringer werden kann.The inevitable residual voltage required for the control can only be reduced if the voltage U 4 for the power supply of the trigger circuit 3 can be reduced by using an appropriate (sensor) electronics.

Das in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 vorgesehene D-Flipflop 16 ist für die Funktion der Ansteuerung des Leistungstransistors 2 nicht zwingend erforderlich und kann gemäß Fig. 2 entfallen. Es dient dazu, den Lei­ stungstransistor 2 nur während des Stromnulldurchgangs bei pulsierender Spannung U 5 einzuschalten, da das D-Flipflop nur während des Anliegens eines Taktimpulses vom Transis­ tor 86 den D-Eingang auf den Ausgang Q und damit auf die Anode der Zenerdiode 10 schaltet. Bis zum Eingang des nächsten Impulses bleibt der Ausgangszustand des D-Flip­ flops 16 erhalten.The D flip-flop 16 provided in the circuit arrangement according to FIG. 3 is not absolutely necessary for the function of driving the power transistor 2 and can be omitted according to FIG. 2. It is used to turn on the power transistor 2 only during the current zero crossing at a pulsating voltage U 5 , since the D flip-flop only transmits the D input to the output Q and thus to the anode of the Zener diode 10 from the transistor 86 while a clock pulse is present switches. The output state of the D flip-flop 16 is retained until the next pulse is received.

Zusätzlich kann durch Anordnung des Widerstandes 15 in der Emitterleitung des Leistungstransistors 2 ein Kurzschluß­ schutz vorgesehen werden, da bei Führen eines Laststromes das D-Flipflop 16 durch den Spannungsabfall am Widerstand 15 den Ausgang Q zurücksetzt, so daß man einen automati­ schen, mit der Taktfrequenz der pulsierenden Gleichspan­ nung funktionierenden Kurzschlußschutz hat.In addition, a short-circuit protection can be provided by arranging the resistor 15 in the emitter line of the power transistor 2 , since when the load current is carried, the D flip-flop 16 resets the output Q due to the voltage drop across the resistor 15 , so that an automatic rule with the clock frequency the pulsating DC voltage has functioning short-circuit protection.

Durch Variation der Bauelemente in den Schaltungsanordnun­ gen gemäß den Fig. 2 und 3 kann eine Vielzahl von Schaltfunktionen durchgeführt werden, wobei entsprechend der vorstehenden Darstellung ein Kurzschlußschutz der elektronischen Schalteinrichtung einbezogen wird. Durch Verwendung eines anderen Funktionsgliedes als das zuvor beschriebene D-Flipflop können noch zusätzliche Funktionen der elektronischen Schalteinrichtung realisiert werden.A variety of switching functions can be carried out by varying the components in the circuit arrangements according to FIGS. 2 and 3, a short-circuit protection of the electronic switching device being included in accordance with the above illustration. Additional functions of the electronic switching device can be realized by using a function element other than the previously described D flip-flop.

Fig. 4 zeigt eine praktische Ausführung der Schaltungsan­ ordnung der elektronischen Schalteinrichtung gemäß Fig. 3. Gleiche Bauelemente wurden in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß auf die vorstehende Beschreibung der Verknüpfung dieser Bauelemente und ihre Funktion im Zusammenhang mit der Er­ läuterung der Fig. 3 Bezug genommen wird. Fig. 4 shows a practical embodiment of the circuit arrangement of the electronic switching device according to FIG. 3. The same components have been provided with the same reference numerals in the circuit arrangement according to FIG. 4, so that the above description of the linkage of these components and their function in connection with the He clarification of Fig. 3 is referred.

Die Stromquelle 12 besteht in dem Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 4 aus einem Transistor 17, dessen Kollektor mit dem Ausgang des Stellgliedes 7 und dessen Emitter über einen Widerstand 21 mit der Basis des Leistungstransistors 2 verbunden ist. Die Basis des Transistors 17 ist an den Kollektor des Steuertransistors 9 angeschlossen.The current source 12 in the exemplary embodiment according to FIG. 4 consists of a transistor 17 , the collector of which is connected to the output of the actuator 7 and the emitter of which is connected via a resistor 21 to the base of the power transistor 2 . The base of transistor 17 is connected to the collector of control transistor 9 .

Im Unterschied zur Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 liegt in der Emitterzuleitung des Transistors 85 ein Widerstand 90, der zu hohe Ströme durch den Transistor 85 verhindert und eventuelle Schwingungsneigungen durch Reduzierung der Regelverstärkung unterdrückt. Zusätzlich ist ein Wider­ stand 91 gegen einen zu hohen Strom I 3 in Reihe zum Kon­ densator 84 vorgesehen.In contrast to the circuit arrangement according to FIG. 3, there is a resistor 90 in the emitter lead of the transistor 85 , which prevents excessive currents through the transistor 85 and suppresses any tendency to oscillate by reducing the control gain. In addition, a counter stood 91 against an excessive current I 3 in series to the capacitor 84 is provided.

Parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Steuertransistors 9 ist die Parallelschaltung eines Kondensators 92 und eines Widerstandes 93 geschaltet, wobei der Kondensator 92 die Schwingungsneigung der Schaltung unterdrückt und der Wi­ derstand 93 einen für die Stabilisierung der Schaltung ausreichend großen Strom durch die Zenerdiode 10 bewirkt. Ein in der Verbindung zwischen der Basis des Steuertran­ sistors 9 und der Zenerdiode 10 vorgesehener Widerstand 94 ermöglicht eine Spannungs-Feinabstimmung der Schaltung zur Ansteuerung des Leistungstransistors 2.Parallel to the emitter-base path of the control transistor 9, the parallel circuit of a capacitor 92 and a resistor 93 is connected, the capacitor 92 suppresses the tendency to vibration of the circuit and the Wi resistor 93 a sufficiently large for the stabilization of the circuit current through the Zener diode 10 causes . A provided in the connection between the base of the Steuertran sistor 9 and the Zener diode 10 resistor 94 allows a voltage fine tuning of the circuit for driving the power transistor. 2

Das Stellglied 7 besteht aus einer zwei PNP-Transistoren 71, 72 enthaltenden Kaskadenschaltung und einem Spannungs­ teiler. Der Transistor 71 der Transistorkaskade arbeitet in Emitterschaltung während der andere Transistor 72 der Kaskade sowie der Transistor 74 in Basisschaltung arbei­ ten. Bei voller Durchsteuerung der Kaskade wird der Tran­ sistor 72 an seiner Basis über den Widerstand 97 und die parallel zum Widerstand 97 liegende Basis-Emitter-Strecke des Transistors 74 angesteuert, dann arbeitet er in Emit­ terschaltung. Bei einer Spannung, die unterhalb einer Min­ destspannung von etwa 7 Volt liegt, sind die Widerstände 79 und 96 des Spannungsteilers zu hochohmig für eine aus­ reichende Ansteuerung des Transistors 72.The actuator 7 consists of a two PNP transistors 71 , 72 containing cascade and a voltage divider. The transistor 71 of the transistor cascade works in the emitter circuit while the other transistor 72 of the cascade and the transistor 74 work in the base circuit. When the cascade is fully activated, the transistor 72 is connected at its base via the resistor 97 and the base lying parallel to the resistor 97 . Emitter path of the transistor 74 driven, then it works in emitter circuit. At a voltage which is below a minimum voltage of about 7 volts, the resistors 79 and 96 of the voltage divider are too high-resistance for a sufficient control of the transistor 72nd

Ansonsten wird der Transistor 72 an seinem Emitter vom Transistor 71 angesteuert. Der Transistor 73, dessen Basis an den Spannungsteiler und dessen Emitter an die positive Spannungsklemme der Gleichrichter-Brückenschaltung 1 und dessen Kollektor an die Basis des Transistors 71 ange­ schlossen ist, wird vom Spannungsabfall an den Widerstän­ den 76 und 77 angesteuert und bewirkt eine Strombegrenzung der PNP-Transistorkaskade.Otherwise, the transistor 72 is driven by its transistor 71 at its emitter. The transistor 73 , the base of which is connected to the voltage divider and the emitter of which is connected to the positive voltage terminal of the rectifier bridge circuit 1 and the collector of which is connected to the base of the transistor 71 , is driven by the voltage drop across the resistors 76 and 77 and causes the current to be limited PNP transistor cascade.

Da der Strom durch die Widerstände 79, 96 des Spannungs­ teilers auch durch den Widerstand 77 fließt, ist diese Strombegrenzung der PNP-Transistorkaskade in starkem Maße von der Versorgungsspannung U 5 abhängig. Bei hohen Werten der Spannung U 5 erfolgt die Strombegrenzung durch den Transistor 73 bei einem wesentlich geringeren Strom. Bei maximaler Spannung U 5 reicht der Strom durch die Wider­ stände 79, 96 gerade aus, um den Strombedarf der Schaltung zu decken. Sonst würde die Kaskade "aus der Regelung fal­ len".Since the current through the resistors 79 , 96 of the voltage divider also flows through the resistor 77 , this current limitation of the PNP transistor cascade is largely dependent on the supply voltage U 5 . At high values of the voltage U 5 , the current is limited by the transistor 73 at a substantially lower current. At maximum voltage U 5, the current through the resistors 79 , 96 is just sufficient to cover the current requirement of the circuit. Otherwise the cascade would "fall out of the regulation".

Um bei sehr geringen Strömen durch die Kaskadentransisto­ ren 71, 72 eine korrekte Spannungsaufteilung zu ermögli­ chen, schafft der Widerstand 95 parallel zur Emitter- Basis-Strecke des Transistors 72 einen genügend niederoh­ migen Pfad zu dem einen Teil der Spannung U 5 führenden Punkt des Stellgliedes 7. (Bei zu großem Strom durch die Widerstände 79, 96 würden die Kaskadentransistoren 71, 72 aus der Regelung fallen.)In order to enable correct voltage distribution at very low currents through the cascade transistors 71 , 72 , the resistor 95 creates a sufficiently low impedance path parallel to the emitter-base path of the transistor 72 to the part of the voltage U 5 leading point of the actuator 7 . (If the current through the resistors 79 , 96 were too large, the cascade transistors 71 , 72 would fall out of the control.)

Der parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors 74 geschaltete Widerstand 97 sowie der parallel zur Emitter- Kollektor-Strecke des Transistors 73 geschaltete Wider­ stand 78 erhöhen die Stabilität des Stellgliedes 7 und verhindern eine Ansteuerung der betreffenden Transistoren durch Sperrströme. Die in der Verbindung des Widerstandes 78 zum Kollektor des Transistors 74 vorgesehene Diode 75 berichtigt die Spannungsverhältnisse bei voller Durch­ steuerung der PNP-Kaskade.The parallel to the base-emitter path of the transistor 74 connected resistor 97 and the parallel to the emitter-collector path of the transistor 73 switched counter stood 78 increase the stability of the actuator 7 and prevent control of the transistors in question by reverse currents. The provided in the connection of the resistor 78 to the collector of the transistor 74 diode 75 corrects the voltage conditions with full control of the PNP cascade.

Alternativ hierzu kann die aus den Widerständen 76, 77 und dem vierten Transistor 73 bestehende Stufe entfallen, so daß der Emitter des ersten Kaskadentransistors 71 sowie der Spannungsteilerwiderstand 79 unmittelbar mit der Ein­ gangsspannung U 5 beaufschlagt sind.Alternatively, the stage consisting of the resistors 76 , 77 and the fourth transistor 73 can be omitted, so that the emitter of the first cascade transistor 71 and the voltage divider resistor 79 are acted upon directly by the input voltage U 5 .

Die vorstehend beschriebene elektronische Schalteinrich­ tung eignet sich für Betriebspannungen zwischen 15 und 370 Volt und einen Laststrom von 0,3 bis 3 Ampere in Abhängig­ keit von der vorgesehenen Kühlung. Ein Scheitelstrom von 6 A ist für mehr als eine Halbwelle zulässig. Der Ruhe­ strom ist einschließlich der Auslöseschaltung geringer als 0,7 mA und ausschließlich dem Strombedarf der Auslöse­ schaltung nur 0,15 mA, und der Haltestrom kleiner als 2 mA. Die Restspannung ist geringer als 8,5 Volt und es sind Netzfrequenzen von 16 2/3 bis 400 Hz zulässig.The electronic switching device described above device is suitable for operating voltages between 15 and 370 Volts and a load current of 0.3 to 3 amps depending speed of the intended cooling. A peak current of 6 A is permissible for more than one half wave. The calm current including the trip circuit is less than 0.7 mA and only the current requirement of the trip circuit only 0.15 mA, and the holding current less than 2 mA. The residual voltage is less than 8.5 volts and there are Line frequencies from 16 2/3 to 400 Hz permitted.

Die wesentlichen Vorteile der vorstehend beschriebenen elektronischen Schalteinrichtung bestehen in dem sehr kleinen, konstanten Ruhestrom, in der Unempfindlichkeit gegenüber hohen Spannungsanstiegsgeschwindigkeiten und in der Verwendung leicht erhältlicher, preiswerter und klei­ ner Bauelemente unter Anordnung nur eines einzelnen hoch beanspruchten Bauelementes. Dadurch werden die Kosten er­ heblich reduziert und aufgrund der geringen Ströme auch im Einschaltzustand des Leistungstransistors 2 nur ein gerin­ ges Bauvolumen erforderlich, bei trotzdem großen zulässi­ gen Lastströmen.The main advantages of the electronic switching device described above are the very small, constant quiescent current, the insensitivity to high voltage rise speeds and the use of readily available, inexpensive and small components with the arrangement of only a single, highly stressed component. As a result, the costs are considerably reduced and, due to the low currents, only a small construction volume is required even when the power transistor 2 is switched on, while still having large permissible load currents.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die den Einschaltzustand anzei­ gende Leuchtdiode auch bei sehr kleinen Lastströmen noch gut sichtbar ist. Durch eine geringe Schaltungsmodifika­ tion in Form der Anordnung einer D-Flipflop-Funktion kann wahlweise ein Ein- und Ausschalten der elektronischen Schalteinrichtung im Laststrom-Nulldurchgang sicherge­ stellt sowie ein getakteter Kurzschlußschutz vorgesehen werden.Another significant advantage of the invention The solution is that the display shows the on state LED even with very low load currents is clearly visible. Due to a low circuit modification tion in the form of the arrangement of a D flip-flop function optionally switching the electronic on and off Switching device in load current zero crossing provides and a clocked short-circuit protection is provided will.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der mit geringen schaltungstechnischen Mitteln erreichten Konstanthaltung der Versorgungsspannung für die Auslöseschaltung, die zudem weitestgehend unabhän­ gig von der Eingangsspannung U 5 ist und, bis auf eines (2) nur SMD-Bauelemente enthält.Another major advantage of the solution according to the invention is that the supply voltage for the trigger circuit is kept constant with low circuitry means, which is also largely independent of the input voltage U 5 and, apart from one (2), contains only SMD components.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Insbesonde­ re beschränkt sich die Ausführung nicht auf die Realisie­ rung mit Einzel-Bauelementen, sondern läßt sich vorteil­ haft auch integriert - vorzugsweise unter Verwendung von halb- oder vollkundenspezifischen monolithischen ICs - realisieren.The invention is not restricted in its implementation to the preferred embodiment given above game. Rather, a number of variants are conceivable which of the solution shown also in principle make use of different types. In particular re the execution is not limited to the real tion with individual components, but can be advantageous also integrated - preferably using semi or full custom monolithic ICs - realize.

Claims (11)

1. Elektronische Schalteinrichtung zum Anschluß einer Last an eine Spannungsquelle mit einer Gleichrichter- Brückenschaltung, einem mit den Gleichspannungsanschlüssen der Gleichrichter-Brückenschaltung verbundenen elektronischen Leistungsschalter, einer von einer Auslöseschaltung initiierten Ansteuerschaltung für den elektronischen Leistungsschalter und einem über die Laststrecke eines Steuertransistors mit dem Steueranschluß des elektronischen Leistungsschalters verbundenen Regler, der eine von der Ausgangsspannung der Gleichrichter-Brückenschaltung unabhängige Versorgungsspannung an die Auslöseschaltung abgibt und aus einem Stellglied und einer Regelschaltung besteht, wobei der in die Ansteuerschaltung fließende Strom vom Stellglied bestimmt wird, das von der Regelschaltung angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Leistungsschalter aus einem Leistungstransistor (2) besteht, daß die Regelschaltung (8) enthält
  • a) ein Vergleichsglied (81), an dem eine konstante Spannung (U1) und die an der Auslöseschaltung anliegende Spannung (U4; Ub) anliegen und das in Abhängigkeit von diesem Vergleich den Steuerstrom (I1) für das Stellglied (7) bildet,
  • b) einen ersten Transistor (85), dessen Basis mit der konstanten Spannung (U1) beaufschlagt ist und dessen Kollektor mit dem den Steuerstrom führenden Eingang des Stellgliedes (7) verbunden ist und an dessen Emitter die Versorgungsspannung (Ub, U4) für die Auslöseschaltung (3) ansteht, und
  • c) einen zweiten Transistor (86), dessen Emitter über eine Diode (82) mit einer Ausgangsspannung (U2) des Stellgliedes (7) beaufschlagt ist, dessen Basis mit dem Emitter des ersten Transistors (85) verbunden ist und dessen Kollektor ein den Nulldurchgängen der speisenden Wechselspannung oder einer pulsierenden Gleichspannung (UR) entsprechende Taktsignale abgibt,
1. Electronic switching device for connecting a load to a voltage source with a rectifier bridge circuit, an electronic circuit breaker connected to the DC voltage connections of the rectifier bridge circuit, a trigger circuit initiated by a trigger circuit for the electronic circuit breaker and one via the load path of a control transistor with the control connection of the which is controlled by the control circuit electronic power switch associated controller to write a from the output voltage of the rectifier-bridge circuit independent supply voltage to the trigger circuit and consists of an actuator and a control circuit, wherein the current flowing in the drive circuit current is determined from the actuator, characterized in that the electronic power switches of a power transistor (2), in that the control circuit (8)
  • a) a comparator ( 81 ) to which a constant voltage (U 1 ) and the voltage applied to the trigger circuit (U 4 ; U b ) are present and which, depending on this comparison, the control current (I 1 ) for the actuator ( 7 ) forms,
  • b) a first transistor ( 85 ), the base of which is supplied with the constant voltage (U 1 ) and the collector of which is connected to the input of the actuator ( 7 ) carrying the control current and at whose emitter the supply voltage (U b , U 4 ) for the trigger circuit ( 3 ), and
  • c) a second transistor ( 86 ), the emitter of which is supplied with an output voltage (U 2 ) of the actuator ( 7 ) via a diode ( 82 ), the base of which is connected to the emitter of the first transistor ( 85 ) and the collector of which Outputs corresponding clock signals at zero crossings of the supplying alternating voltage or a pulsating direct voltage (U R ),
wobei der die Ausgangsspannung (U2) abgebende Ausgang des Stellgliedes (7) über einen Widerstand (87) mit der Basis des ersten Transistors (85) verbunden und die Verbindung der Diode (82) mit der Emitter des zweiten Transistors (86) an den Emitter des Steuertransistors (9) angeschlossen ist,
und daß ein einen Teil der Eingangsspannung (U5) führender Eingang des Stellgliedes (7) über eine Stromquelle (12, 13; 13; 17, 21) mit der Basis des Leistungstransistors (2) verbunden ist, wobei die Stromquelle (12, 13; 13, 17, 21) von dem Spannungsabfall an einer in die Verbindung zwischen dem Kollektor des Steuertransistors (9) und der Basis des Leistungstransistors (2) geschalteten Leuchtdiode (13) angesteuert wird.
wherein the output of the output voltage (U 2 ) of the actuator ( 7 ) is connected via a resistor ( 87 ) to the base of the first transistor ( 85 ) and the connection of the diode ( 82 ) to the emitter of the second transistor ( 86 ) to the Emitter of the control transistor ( 9 ) is connected,
and that a part of the input voltage (U 5 ) leading input of the actuator ( 7 ) is connected via a current source ( 12, 13; 13; 17, 21 ) to the base of the power transistor ( 2 ), the current source ( 12, 13 ; 13, 17, 21 ) is driven by the voltage drop at a light-emitting diode ( 13 ) connected into the connection between the collector of the control transistor ( 9 ) and the base of the power transistor ( 2 ).
2. Elektronische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basis des ersten Transistors (85) und Massepotential ein erster Kondensator (89) und zwischen der Basis des zweiten Transistors (86) und Massepotential ein zweiter Kondensator (84) geschaltet ist.2. Electronic switching device according to claim 1, characterized in that between the base of the first transistor ( 85 ) and ground potential, a first capacitor ( 89 ) and between the base of the second transistor ( 86 ) and ground potential, a second capacitor ( 84 ) is connected. 3. Elektronische Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ein Taktsignal abgebende Kollektor des zweiten Transistors (86) mit dem Takteingang eines D-Flipflops (16) verbunden ist, dessen D-Eingang mit dem Ausgang der Auslöseschaltung (3) verbunden ist, dessen Ausgang (Q) mit der Anode einer Zenerdiode (10) verbunden ist, deren Kathode an die Basis des Steuertransistors (9) angeschlossen ist und dessen Versorgungsspannung mit der Versorgungsspannung (Ub) der Auslöseschaltung (3) gekoppelt ist.3. Electronic switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the clock signal collector of the second transistor ( 86 ) is connected to the clock input of a D flip-flop ( 16 ), the D input of which is connected to the output of the trigger circuit ( 3 ) is connected, the output (Q) of which is connected to the anode of a zener diode ( 10 ), the cathode of which is connected to the base of the control transistor ( 9 ) and the supply voltage of which is coupled to the supply voltage (U b ) of the trigger circuit ( 3 ). 4. Elektronische Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum Emitter des Leistungstransistors (2) ein Emitterwiderstand (15) geschaltet ist, und daß an die Verbindung zwischen dem Emitter des Leistungstransistor (2) und dem Emitterwiderstand (15) ein Rücksetzeingang (K) des D-Flipflops (16) angeschlossen ist.4. Electronic switching device according to claim 3, characterized in that an emitter resistor ( 15 ) is connected in series to the emitter of the power transistor ( 2 ), and that a reset input to the connection between the emitter of the power transistor ( 2 ) and the emitter resistor ( 15 ) (K) of the D flip-flop ( 16 ) is connected. 5. Elektronische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle aus einem Transistor (17) besteht, dessen Kol­ lektor mit dem einen Teil der Eingangsspannung (U 5) füh­ renden Eingang des Stellgliedes (7), dessen Emitter über einen Widerstand (21) mit der Basis des Leistungstransi­ stors (2) verbunden ist und dessen Basis an die Verbindung zwischen dem Kollektor des Steuertransistors (9) und der Anode der Leuchtdiode (13) angeschlossen ist.5. Electronic switching device according to claim 1, characterized in that the current source consists of a transistor ( 17 ), the Kol lector with a part of the input voltage (U 5 ) leading input of the actuator ( 7 ), the emitter via a resistor ( 21 ) is connected to the base of the power transistor ( 2 ) and its base is connected to the connection between the collector of the control transistor ( 9 ) and the anode of the light-emitting diode ( 13 ). 6. Elektronische Schalteinrichtung nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Steu­ ertransistors (9) die Parallelschaltung eines Kondensators (92) und eines Widerstandes (93) geschaltet ist.6. Electronic switching device according to one of the preceding claims, characterized in that parallel to the emitter-base path of the control transistor ( 9 ), the parallel connection of a capacitor ( 92 ) and a resistor ( 93 ) is connected. 7. Elektronische Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kathode der Zenerdiode (10) und der Basis des Steuer­ transistors (9) ein Widerstand (34) geschaltet ist.7. Electronic switching device according to claim 6, characterized in that a resistor ( 34 ) is connected between the cathode of the Zener diode ( 10 ) and the base of the control transistor ( 9 ). 8. Elektronische Schalteinrichtung nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen dem Emitter des ersten Transistors (85) der Regelschaltung (8) und der Basis des zweiten Transistors (86) ein Widerstand (90) geschaltet ist und daß die Basis des zweiten Transistors (86) über einen Wi­ derstand (91) mit dem zweiten Kondensator (84) verbunden ist.8. Electronic switching device according to one of the preceding claims, characterized in that between the emitter of the first transistor ( 85 ) of the control circuit ( 8 ) and the base of the second transistor ( 86 ), a resistor ( 90 ) is connected and that the base the second transistor ( 86 ) via a Wi resistor ( 91 ) is connected to the second capacitor ( 84 ). 9. Elektronische Schalteinrichtung nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stellglied (7) zwei in Kaskadenschaltung geschaltete PNP-Transistoren (71, 72) sowie einen Span­ nungsteiler (79, 96) enthält, wobei der Emitter des ersten Transistors (71) über einen Widerstand (76) an der Ein­ gangsspannung (U5) anliegt und der Kollektor des ersten Transistors (71) den Emitter des zweiten Transistors (72) ansteuert, daß die Basis des zweiten Transistors (72) mit der Basis eines NPN-Transistors (74) verbunden ist, an dessen Emitter ein Teil der Eingangsspannung (U5) anliegt und dessen Kollektor direkt oder über eine Diode (75) mit dem Kollektor eines vierten Transistors (73) verbunden ist, dessen Emitter an der Versorgungsspannung (U5) ange­ schlossen ist und dessen Basis über einen Widerstand (77) mit dem Emitter des ersten Kaskaden-Transistors (71) ver­ bunden ist und daß parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des vierten Transistors (73) ein Widerstand (78) und pa­ rallel zur Emitter-Basis-Strecke des zweiten Kaskaden- Transistors (72) ein Widerstand (95) geschaltet ist.9. Electronic switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 7 ) contains two cascade-connected PNP transistors ( 71 , 72 ) and a voltage divider ( 79 , 96 ), the emitter of the first transistor ( 71 ) via a resistor ( 76 ) to the input voltage (U 5 ) and the collector of the first transistor ( 71 ) controls the emitter of the second transistor ( 72 ) that the base of the second transistor ( 72 ) with the base of a NPN transistor ( 74 ) is connected, to whose emitter part of the input voltage (U 5 ) is present and whose collector is connected directly or via a diode ( 75 ) to the collector of a fourth transistor ( 73 ) whose emitter is connected to the supply voltage ( U 5 ) is connected and the base of which is connected via a resistor ( 77 ) to the emitter of the first cascade transistor ( 71 ) and that parallel to the emitter-collector path of the fourth Transistor ( 73 ) has a resistor ( 78 ) and a resistor ( 95 ) is connected in parallel to the emitter-base path of the second cascade transistor ( 72 ). 10. Elektronische Schalteinrichtung nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stellglied (7) zwei in Kaskadenschaltung geschaltete PNP-Transistoren (71, 72) sowie einen Spannungsteiler (79, 96) enthält, wobei der Emitter des ersten Transistors (71) unmittelbar an die Eingangsspannung (U5) angeschlossen ist und der Kollektor des ersten Transistors (71) den Emitter des zweiten Transistors (72) ansteuert, daß die Basis des zweiten Transistors (72) mit der Basis eines NPN-Transistors (74) verbunden ist, an dessen Emitter ein Teil der Eingangsspannung (U5) anliegt und dessen Kollektor über eine Diode (75) und einen Widerstand (78) an die Eingangsspannung (U5) angeschlossen ist und daß parallel zur Emitter-Basis-Strecke des zweiten Kaskaden-Transistors (72) ein Widerstand (95) geschaltet ist.10. Electronic switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 7 ) contains two cascaded PNP transistors ( 71 , 72 ) and a voltage divider ( 79 , 96 ), the emitter of the first transistor ( 71 ) is connected directly to the input voltage (U 5 ) and the collector of the first transistor ( 71 ) controls the emitter of the second transistor ( 72 ) such that the base of the second transistor ( 72 ) is connected to the base of an NPN transistor ( 74 ) is connected to the emitter part of the input voltage (U 5 ) and the collector via a diode ( 75 ) and a resistor ( 78 ) is connected to the input voltage (U 5 ) and that parallel to the emitter-base path of the second Cascade transistor ( 72 ) a resistor ( 95 ) is connected.
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DE3441403A1 (en) * 1984-11-13 1986-05-22 Rheinmetall GmbH, 4000 Düsseldorf CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SWITCHING OHMS AND INDUCTIVE ELECTRICAL CONSUMERS IN DC AND AC CIRCUITS
DE3511207A1 (en) * 1985-03-28 1986-10-09 Werner Turck Gmbh & Co Kg, 5884 Halver Proximity switch having an electronic load-switching device

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