DE4101673A1 - Stromregelschaltung fuer ein elektromagnetisches proportional-stellglied - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromregelschaltung für ein elektromagnetisches Proportional-Stellglied mit einer Magnetspule, deren Speisestrom von einem Leistungstransistor in Abhängigkeit einer gepulsten Spannung geregelt wird. Diese wird von einem Impulsgenerator erzeugt und von einem Modulator in Abhängigkeit einer Sollwert-Spannung und einer Istwert- Spannung moduliert, wobei eine Meßeinrichtung die Istwert- Spannung mit Hilfe eines ersten Meßwiderstands proportional zum Magnetspulenstrom erzeugt und entsprechende Spannungssignale dem Modulator zuführt.

Elektromagnetische Proportional-Stellglieder werden in der Technik für die verschiedensten Regelaufgaben angewendet, z. B. bei Servolenkungs-Steuervorrichtungen in Kraftfahrzeugen. Dabei betätigt das Proportional-Stellglied ein Hydraulikventil, um die Servowirkung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, z. B. der Fahrzeug- Geschwindigkeit, zu beeinflussen. In der Regel werden bei Kraftfahrzeugen die elektrischen Einrichtungen mit einer Versorgungsspannung betrieben, die zwischen einem Pluspotential und einem Minuspotential, das dem Massepotential entspricht, liegt. Um Temperaturschwankungen während des Betriebes des Proportional-Stellgliedes auszugleichen, wird der Strom durch die Magnetspule des Proportional-Stellgliedes geregelt.

Zu diesem Zweck ist es bekannt (EP 01 41 626 B1) , den Strom durch die Magnetspule durch einen Meßwiderstand zu erfassen, der zwischen der Magnetspule und dem Minuspotential der Versorgungsspannung angeordnet ist.

Hierdurch werden beide Komponenten des Magnetspulenstroms, namlich sowohl der Speisestrom als auch der Freilaufstrom durch die Magnetspule erfaßt. Falls an der Anschlußstelle zwischen der Magnetspule und dem Meßwiderstand versehentlich das Pluspotential der Versorgungsspannung angelegt wird, fließt über den Meßwiderstand ein so hoher Strom, daß er augenblicklich zerstört wird. Ferner wird bei einem Masseschluß in der Verbindungsleitung zwischen der Magnetspule und dem Meßwiderstand derselbe überbrückt. Das hat zur Folge, daß die Stromregelschaltung keinen oder einen zu kleinen Iststrom durch die Magnetspule erfaßt und den Strom entsprechend erhöht, so daß es zu einer ungewollten Beeinflussung der Servolenkung kommt, deren nachteilige Auswirkungen nur durch besondere Maßnahmen verhindert werden können. Tritt ein Masseschluß in der Leitung zwischen dem Leistungstransistor und der Magnetspule auf, wird der Leistungstransistor zerstört.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromregelschaltung zu schaffen, bei der der Meßwiderstand durch Anschlußfehler nicht zerstört werden kann. Sie wird erfindungsgemäß bei einer Stromregelschaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung zwei Meßwiderstände aufweist, von denen der erste Meßwiderstand in der Zuleitung vom Pluspotential der Versorgungsspannung zum Leistungstransistor angeordnet ist und ein zweiter Meßwiderstand über eine Freilaufdiode parallel zur Magnetspule geschaltet ist.

Da durch den Meßwiderstand, unabhängig von der äußeren Beschaltung, stets ein geregelter Strom fließt, kann es nicht zur Überbelastung des Meßwiderstandes bzw. des Leistungstransistors kommen. Ferner führt ein Schluß gegen Masse in der Zuleitung zur Magnetspule nicht zu einer Erhöhung des Magnetspulenstroms.

Während von dem ersten Meßwiderstand nur der Speisestrom erfaßt wird, wird vom zweiten Meßwiderstand der Freilaufstrom erfaßt. Der zweite Meßwiderstand ist durch die Freilaufdiode gegen Zerstörung infolge Anschlußfehler weitgehend geschützt.

Die beiden stromproportionalen Spannungssignale des ersten und zweiten Meßwiderstandes werden in der Meßeinrichtung zu einem Istwert-Spannungssignal vereinigt und dem Modulator zugeführt. Hierzu besitzt die Meßeinrichtung in vorteilhafter Weise parallel zum zweiten Meßwiderstand einen Operationsverstärker mit einem Gegenkopplungs-Netzwerk aus zwei äußeren Widerständen, wobei der Ausgang des Operationsverstärkers über einen Widerstand mit dem Ausgang der Meßeinrichtung verbunden ist. Ferner weist die Meßeinrichtung zwei Transistoren auf, die mit ihren Basen gekoppelt sind, von denen ein erster mit seinem Emitter an dem Emitter des Leistungstransistors und mit seinem Kollektor an einer Stromquelle sowie an den Basen liegt. Der zweite Transistor ist emitterseitig über einen Widerstand mit dem Pluspotential der Versorgungsspannung mit seinem Kollektor mit dem Ausgang der Meßeinrichtung verbunden. Dabei sind in weiterer Ausgestaltung die Meßwiderstände gleich, und das Verhältnis des Gegenkopplungs-Widerstands zum Vorwiderstand ist gleich dem Verhältnis des Widerstands am Ausgang der Meßeinrichtung zum emitterseitigen Widerstand.

Durch die Stromquelle, die an den Basen der Transistoren der Meßeinrichtung liegt und die durch einen entsprechenden Widerstand ersetzt werden kann, teilt sich der Strom der Stromquelle gleichmäßig auf die Basen der Transistoren auf. Dadurch ergibt sich ein Offset-Strom, der ständig durch den emitterseitigen Widerstand fließt und bei der Auslegung der Schaltung berücksichtigt werden muß. Verwendet man anstelle des ersten Transistors der Meßeinrichtung einen weiteren Operationsverstärker, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem Emitter des Leitungstransistors und dessen invertierender Eingang mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist, wobei die Basis des zweiten Transistors am Ausgang des Operationsverstärkers liegt, wird ein Offset-Strom weitgehend vermieden.

Ist der Spannungsabfall am emitterseitigen Widerstand kleiner als am ersten Meßwiderstand, ist das Spannungspotential gegenüber Masse am invertierenden Eingang größer als am nicht-invertierenden, und der Operationsverstärker erzeugt ein Ausgangs-Spannungssignal, wodurch am zweiten Transistor ein Basisstrom fließt, der den Spannungsabfall am emitterseitigen Widerstand so weit anhebt, bis er gleich dem Spannungsabfall am Meßwiderstand ist. Fließt über den Leistungstransistor kein Speisestrom zur Magnetspule, tritt am ersten Meßwiderstand kein Spannungsabfall auf, so daß am nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers das höchste Pluspotential anliegt. Bei der üblichen Versorgungsspannung zwischen Masse und einem gegebenen Pluspotential entsteht am Operationsverstärker kein Ausgangs-Spannungssignal, so daß ebenfalls der zweite Transistor gesperrt ist und am emitterseitigen Widerstand ebenfalls kein Spannungsabfall auftritt.

Wird der Speisestrom über den Leistungstransistor unterbrochen, läuft über die Magnetspule und den zweiten Meßwiderstand ein Rücklaufstrom, der am Ausgang des ersten Operationsverstärkers und damit am Ausgang der Meßeinrichtung ein Spannungssignal erzeugt, das dem Freilaufstrom proportional ist.

Die Betriebssicherheit der Stromregelschaltung kann für den Fall erhöht werden, daß der Leistungstransistor durchlegiert, indem ein zweiter Leistungstransistor zwischen dem Fußpunkt der Magnetspule und dem Minuspotential der Versorgungsspannung angeordnet ist. Dieser Transistor wird über ein NAND-Glied angesteuert. Bei normalem Betrieb, wenn der erste Leistungstransistor ordnungsgemäß arbeitet, fließt über den zweiten Transistor ein ständiger Basisstrom, weil die Und-Bedingung des NAND-Gliedes nie erfüllt ist. Die Funktion der Stromregelschaltung entspricht hierbei der oben beschriebenen Funktion.

Ist der erste Leistungstransistor überbrückt, indem seine Emitter-Kollektor-Strecke durchlegiert hat, liegt sein Kollektor ständig am hohen Pluspotential. Falls nun auch am Ausgang des Modulators ein High-Pegel liegt, nimmt der Ausgang des NAND-Gliedes einen Low-Pegel an, und der zweite Leistungstransistor schaltet ab. Andererseits fließt immer dann ein Strom durch die Magnetspule, wenn der Ausgang des Modulators einen Low-Pegel hat. Der zweite Leistungstransistor taktet somit den Speisestrom durch die Magnetspule und übernimmt die Funktion des durchlegierten ersten Leistungstransistors.

Ist der erste Leistungstransistor durchlegiert, wird die erste Freilaufdiode unwirksam, da sie nur in Sperrichtung beaufschlagt wird. Es ist daher eine zusätzliche Freilaufdiode vorgesehen, über die der Freilaufstrom beim Abschalten des zweiten Leistungstransistors zum Pluspotential der Versorgungsspannung abgeleitet wird. In diesem Fall ist zwar die Strommessung über den zweiten Meßwiderstand ebenfalls wirkungslos, jedoch wird der Freilaufstrom über den ersten Meßwiderstand erfaßt und in stromproportionale Spannungssignale umgewandelt, die dem Modulator zugeführt werden.

Damit angezeigt wird, ob der erste Leistungstransistor ausgefallen ist und bei der nächsten Gelegenheit ersetzt werden muß, ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung parallel zum zweiten Leistungstransistor eine Kontrollampe vorgesehen. Diese leuchtet auf, sobald der zweite Leistungstransistor taktet.

Durch den redundanten, zweiten Leistungstransistor liegt der Fußpunkt der Magnetspule nicht mehr unmittelbar am Minus-Spannungspotential der Versorgungsspannung. Falls versehentlich der Fußpunkt der Magnetspule mit dem Pluspotential der Versorgungsspannung verbunden würde, könnte der zweite Leistungstransistor beschädigt werden. Ferner könnte bei Masseschluß des Kollektors des ersten Leistungstransistors über den ersten Strommeß-Widerstand ein unzulässig hoher Strom fließen. Zur Vermeidung dieser Folge wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Kurzschluß-Schutzschaltung vorgeschlagen, die einen dritten, vierten und fünften Transistor enthält, von denen der dritte mit der Basis am Emitter des ersten Leistungstransistors und über einen Widerstand mit dem Pluspotential der Versorgungsspannung sowie mit seinem Kollektor über einen Widerstand am Ausgang des zweiten Leistungstransistors einerseits und andererseits an der Basis des vierten Transistors liegt. Der vierte Transistor ist kollektorseitig über einen Widerstand mit der Basis des fünften Transistors verbunden, die über einen weiteren Widerstand am Pluspotential der Versorgungsspannung liegt. Parallel zum vierten Transistor ist ein Kondensator geschaltet. Der fünfte Transistor ist emitterseitig mit dem Pluspotential der Versorgungsspannung und kollektorseitig mit dem nicht-invertierenden Eingang des Modulators verbunden.

Bei einem Masseschluß des Kollektors des ersten Leistungstransistors wird infolge des Spannungsabfalles an dem ersten Strommeß-Widerstand der dritte Transistor aufgesteuert und dadurch ebenfalls der vierte Transistor. Über den vierten Transistor entlädt sich der Kondensator. Ferner wird gleichzeitig der fünfte Transistor aufgesteuert, wodurch am nicht-invertierenden Eingang des Modulators das Spannungspotential soweit angehoben wird, daß der erste Leistungstransistor abgeschaltet wird.

Da mit Abschalten des ersten Leistungstransistors über den ersten Meßwiderstand kein Strom mehr fließt, schalten ebenfalls der dritte und vierte Transistor ab. Dadurch lädt sich der Kondensator über die Widerstände langsam wieder auf, wodurch sich das Pluspotential am nicht­ invertierenden Eingang des Modulators absenkt und infolge dessen der erste Leistungstransistor wieder eingeschaltet wird. Der Zyklus wiederholt sich so lange, wie der Masseschluß am Kollektor des ersten Leistungstransistors besteht.

Fügt man emitterseitig zum zweiten Leistungstransistor einen weiteren Strommeß-Widerstand und einen Koppelwiderstand hinzu, kann mit Hilfe derselben Kurzschluß-Schutzschaltung der zweite Leistungstransistor gegen versehentlichen Verbinden seines Kollektors mit dem Pluspotential der Versorgungsspannung geschützt werden. In diesem Fall wird zunächst der vierte Transistor leitend, über den sich der Kondensator entlädt. Gleichzeitig wird der fünfte Transistor leitend. Über den Modulator und das NAND-Glied wird nunmehr der zweite Leistungstransistor zyklisch abgeschaltet.

Die Ansprüche enthalten sinnvolle Kombinationen der erfinderischen Lösungsmerkmale. Der Fachmann wird ohne weiteres weitere Unterkombinationen, die zur Lösung der Aufgabe geeignet sind, in Betracht ziehen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine Stromregelschaltung mit einer Meßeinrichtung mit zwei Transistoren und einem Operationsverstärker;

Fig. 2 zeigt eine Stromregeleinrichtung, bei der die Meßeinrichtung zwei Operationsverstärker und einen Transistor enthält;

Fig. 3 zeigt eine Stromregeleinrichtung nach Fig. 2, jedoch mit einem zweiten Leistungstransistor;

Fig. 4 zeigt eine Stromregelschaltung nach Fig. 3 mit einer Kurzschluß-Schutzschaltung.

Die Stromregelschaltung nach Fig. 1 hat einen Leistungstransistor 1, dessen Emitter 2 über einen ersten Meßwiderstand 3 am Pluspotential 4 der Versorgungsspannung anliegt. Ein Kollektor 5 des Leistungstransistors 1 ist über eine Leitung 6 mit einer Magnetspule 7 eines nicht dargestellten Proportional-Stellgliedes verbunden. Die Magnetspule 7 liegt mit ihrem Fußpunkt 8 am Minuspotential 9, in diesem Fall an der Masse, der Versorgungsspannung.

Ein Modulator, der einen Komparator 10 enthält, steuert über einen Widerstand 11 den Leistungstransistor 1 an dessen Basis 12, und zwar fließt über den Leistungstransistor 1 ein Speisestrom zur Magnetspule 7, wenn am Ausgang 13 des Komparators 10 ein Low-Pegel-Signal erzeugt wird.

Am invertierenden Eingang 14 des Komparators 10 liegt ein Sollwert-Spannungssignal an, das konstant sein kann, jedoch bei Bedarf von beliebigen Parametern, z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, gesteuert werden kann.

Ein nicht-invertierender Eingang 15 des Komparators 10 ist über einen Widerstand 16 mit einem Impulsgenerator 17 verbunden. Diese Impulse werden überlagert von stromproportionalen Ausgangssignalen einer Meßeinrichtung.

Die Meßeinrichtung enthält einen ersten Transistor 18 und einen zweiten Transistor 19, die mit ihren Basen 20 bzw. 21 gekoppelt sind und an einer Stromquelle 22 liegen. Diese liegt gleichzeitig an dem Kollektor 23 des ersten Transistors 18, der mit seinem Emitter 24 am Emitter 2 des Leistungstransistors 1 liegt. Der zweite Transistor 19 ist mit seinem Emitter 25 über einen Widerstand 26 am Pluspotential 4 der Versorgungsspannung angeschlossen, während er mit seinem Kollektor 27 am Ausgang 28 der Meßeinrichtung liegt. Zwischen dem Minus-Potential 9 der Versorgungsspannung und der Leitung 6 zur Magnetspule 7 ist über eine Freilaufdiode 30, die in Richtung auf die Magnetspule 7 leitend ist, ein zweiter Meßwiderstand 31 geschaltet. Dieser liegt außerdem über einem Vorwiderstand 32 an einem invertierenden Eingang 33 eines Operationsverstärkers 34, dessen nicht-invertierender Eingang 35 am Minuspotential 9 der Versorgungsspannung liegt. Der Vorwiderstand 32 bildet mit einem Gegenkopplungs- Widerstand 36 als Gegenkopplungs-Netzwerk einen Einfach- Spannungsteiler, so daß der Operationsverstärker 34 mit dem Gegenkopplungs-Netzwerk einen invertierenden Verstärker bildet, dessen Ausgang 37 über einen Widerstand 38 mit dem Ausgang 28 der Meßvorrichtung verbunden ist. Dieser ist schließlich über eine Leitung 39 und einen Widerstand 40 mit dem nicht-invertierenden Eingang 15 des Komparators 10 verbunden.

Erzeugt der Komparator 10 in Abhängigkeit von dem Sollwert-Signal 29 und dem summierten, stromproportionalen Ausgangssignal der Meßeinrichtung und dem Impulssignal ein Low-Pegel-Signal, und zwar wenn das Sollwert-Signal größer ist als das andere, schaltet der Leistungstransistor 1, und durch den Meßwert-Widerstand 3 und die Magnetspule 7 fließt ein Speisestrom. Dieser erzeugt am ersten Meßwiderstand 3 einen proportionalen Spannungsabfall. Durch die Beschaltung der Transistoren 18 und 19, deren Basen 20 und 21 miteinander verbunden sind, ist der Spannungsabfall an den Basis-Emitter-Strecken 24/20 bzw. 25/21 praktisch gleich. Vernachlässigt man den Basisstrom des zweiten Transistors 19, der sehr klein ist, so fließt durch den Widerstand 38 der gleiche Strom wie durch den Widerstand 26. Dadurch kann am Ausgang 28 der Meßeinrichtung ein dem Speisestrom proportionales Spannungssignal abgenommen werden.

Erzeugt der Komparator 10 an seinem Ausgang 13 ein High-Pegel-Signal,ist der Leistungstransistor 1 gesperrt. Da kein Speisestrom fließt, entsteht am ersten Meßwiderstand 3 kein Spannungsabfall. Durch die Magnetspule 7 und durch den zweiten Meßwiderstand 31 fließt nun über die Diode 30 ein Freilaufstrom, der am zweiten Meßwert-Widerstand 31 einen negativen Spannungsabfall erzeugt, der mit Hilfe des Operationsverstärkers 34 im Verhältnis des Gegenkopplungs-Widerstandes 36 zum Vorwiderstand 32 verstärkt und gleichzeitig invertiert wird. Am Ausgang 37 des Operationsverstärkers steht somit eine entsprechende positive, dem Freilaufstrom proportionale Spannung zur Verfügung.

Wählt man das Verhältnis des Gegenkopplungs- Widerstandes 36 zum Vorwiderstand 32 gleich dem Verhältnis des Widerstandes 38 zum emitterseitigen Widerstand 26 und verwendet man zwei gleiche Meßwiderstände 3 und 31, dann ist die Spannung am Ausgang 28 proportional dem Gesamtstrom durch die Magnetspule 7. Mit Hilfe der Widerstände 16 und 40 kann der Proportionalitätsfaktor für die Stromregelung eingestellt werden.

Die Stromregelschaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Stromregelschaltung nach Fig. 1 dadurch, daß anstelle des ersten Transistors 20 der Meßeinrichtung ein zweiter Operationsverstärker 41 vorgesehen ist, dessen nicht-invertierender Eingang 42 mit dem Emitter 2 des Leistungstransistors 1 und dessen invertierender Eingang mit dem Emitter 25 des zweiten Transistors 19 der Meßeinrichtung verbunden ist. Der Ausgang 44 des zweiten Operationsverstärkers 41 ist mit der Basis 21 des zweiten Transistors 19 verbunden. Durch diese Schaltung wird der Spannungsabfall am emitterseitigen Widerstand 26 dem Spannungsabfall am Meßwiderstand 3 nachgeführt. Gleichzeitig wird eine Verfälschung der Signalspannung am Ausgang 28 der Meßeinrichtung durch einen Basisstrom am zweiten Transistor 19, der zwar in der Regel vernachlässigbar ist, wesentlich verringert.

Die Stromregelschaltung nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 2, jedoch ist am Fußpunkt 8 der Magnetspule 7 ein zweiter, redundanter Leistungstransistor 45 mit seinem Kollektor 46 angeschlossen, während er mit seinem Emitter am Minuspotential der Versorgungsspannung liegt. Seine Basis 48 wird durch ein NAND-Glied 49 angesteuert, dessen erster Eingang 50 mit der Leitung 6 und dessen zweiter Eingang 51 mit dem Ausgang 13 des Komparators 10 verbunden ist.

Im Normalfall ist der zweite Leistungstransistor 45 stets durchgeschaltet, da die Und-Bedingungen des NAND- Gliedes 49 nie erfüllt werden; entweder erzeugt nämlich der Komparator 10 an seinem Ausgang 13 ein Low-Pegel-Signal mit der Folge, daß über den ersten Leistungstransistor 1 am ersten Eingang 50 des NAND-Gliedes 49 ein High-Pegel-Signal anliegt, oder es liegt umgekehrt am ersten Eingang 50 ein Low-Pegel-Signal und am zweiten Eingang 51 ein High-Pegel- Signal an.

Ist der erste Leistungstransistor 1 beschädigt, indem seine Emitter-Kollektor-Strecke 2, 5 durchlegiert ist, liegt am ersten Eingang 50 des NAND-Gliedes 49 stets ein High-Pegel-Signal an. Tritt nun am zweiten Eingang 51 des NAND-Gliedes 49 ebenfalls ein High-Pegel-Signal auf, entsteht durch Inversion am Ausgang 52 des NAND-Gliedes 49 ein Low-Pegel-Signal, durch das der zweite Leistungstransistor 45 gesperrt wird, und zwar im gleichen Takt wie der erste Leistungstransistor 1 im normalen Zustand schalten würde.

Da in dem Schadensfall die Freilaufdiode 30 unwirksam ist, wurde am Fußpunkt 8 der Magnetspule 7 eine zusätzliche Freilaufdiode 53 vorgesehen. Eine Kontrollampe 54, die zum zweiten Leistungstransistor 45 parallel geschaltet ist, leuchtet auf, wenn der zweite Leistungstransistor 45 taktet.

Bei der Stromregelschaltung nach Fig. 4, die im wesentlichen der Stromregelschaltung nach Fig. 3 entspricht, ist mit drei weiteren Transistoren eine Kurzschluß-Schutzschaltung hinzugefügt worden. Dabei liegt ein dritter Transistor 55 mit seiner Basis 56 emitterseitig am ersten Leistungstransistor 1 und mit seinem Emitter 57 über einen Widerstand 58 am Pluspotential 4 der Versorgungsspannung. Sein Kollektor 59 ist einerseits über einen Widerstand 60 mit dem Emitter 47 des zweiten Leistungstransistors 45 und andererseits mit der Basis 61 eines vierten Transistors 62 verbunden. Zwischen dem zweiten Leistungstransistor und dem Minus-Bezugspotential 9 der Versorgungsspannung ist ein weiterer Strommeß- Widerstand 63 geschaltet.

Der vierte Transistor 62 liegt mit seinem Emitter 64 am Minuspotential 9 der Versorgungsspannung, während sein Kollektor 65 über einen Widerstand 66 einerseits mit der Basis 67 eines fünften Transistors 68 und andererseits über einen weiteren Widerstand 69 mit dem Pluspotential 4 der Versorgungsspannung verbunden ist. Parallel zum vierten Transistor 62 ist ein Kondensator 70 geschaltet. Der fünfte Transistor 68 liegt mit seinem Emitter 71 am Pluspotential 4 der Versorgungsspannung und mit seinem Kollektor 72 am nicht-invertierenden Eingang 15 des Komparators 10.

Bei einem Masseschluß in der Leitung 6 und geöffnetem Leistungstransistor 1 würde über den ersten Meßwiderstand 3 ein zu hoher Strom fließen, durch den ein Spannungsabfall am ersten Meßwiderstand 3 auftritt. Durch diesen wird der dritte Transistor 55 und weiter der vierte Transistor 62 aufgesteuert. Dadurch entlädt sich der Kondensator 70. Ferner tritt am Widerstand 69 ebenfalls ein Spannungsabfall auf, wodurch der fünfte Transistor 68 aufgeschaltet wird. Dadurch erhöht sich der Spannungspegel am nicht- invertierenden Eingang des Komparators 15 derart, daß am Ausgang 13 des Komparators 10 ein High-Pegel entsteht und dadurch der erste Leistungstransistor 1 abgeschaltet wird.

Da nun der Strom durch den ersten Meßwiderstand 3 nicht mehr fließt, schalten der dritte Transistor 55 und anschließend der vierte Transistor 62 ab. Allerdings bleibt der fünfte Transistor 68 solange geöffnet, wie ein ausreichender Ladestrom zum Kondensator 70 fließt. Schließt dann auch der fünfte Transistor 68, beginnt der Regelzyklus von vorn.

Wird versehentlich der Fußpunkt 8 der Magnetspule mit dem Pluspol verbunden, könnte der zweite Leistungstransistor 45 beschädigt werden. Durch den Strommeß-Widerstand 63 wird jedoch infolge des entsprechenden Spannungsabfalls der vierte Transistor 62 und in Folge der fünfte Transistor 68 geschaltet, so daß über das NAND- Glied 49 nun der zweite Leistungstransistor 45 in gleicher Weise abgeschaltet wird wie zuvor der erste Leistungstransistor 1. Die Schaltung ist somit gegen die häufigsten Störungen abgesichert.

Bezugszeichenliste

 1 Leistungstransistor
 2 Emitter
 3 erster Meßwiderstand
 4 Pluspotential
 5 Kollektor
 6 Leitung
 7 Magnetspule
 8 Fußpunkt
 9 Minuspotential (Masse)
10 Komparator (Modulator)
11 Widerstand
12 Basis
13 Ausgang
14 invertierender Eingang
15 nicht-invertierender Eingang
16 Widerstand
17 Impulsgenerator
18 erster Transistor
19 zweiter Transistor
20 Basis
21 Basis
22 Stromquelle
23 Kollektor
24 Emitter
25 Emitter
26 Widerstand
27 Kollektor
28 Ausgang
29 Sollwert-Signal
30 Freilaufdiode
31 zweiter Meßwiderstand
32 Vorwiderstand
33 invertierender Eingang
34 Operationsverstärker
35 nicht-invertierender Eingang
36 Gegenkopplungs-Widerstand
37 Ausgang
38 Widerstand
39 Leitung
40 Widerstand
41 zweiter Operationsverstärker
42 nicht-invertierender Eingang
43 invertierender Eingang
44 Ausgang
45 zweiter Leistungstransistor
46 Kollektor
47 Emitter
48 Basis
49 NAND-Glied
50 erster Eingang
51 zweiter Eingang
52 Ausgang
53 zusätzliche Freilaufdiode
54 Kontrollampe
55 dritter Transistor
56 Basis
57 Emitter
58 Widerstand
59 Kollektor
60 Widerstand
61 Basis
62 vierter Transistor
63 Strommeß-Widerstand
64 Emitter
65 Kollektor
66 Widerstand
67 Basis
68 fünfter Transistor
69 Widerstand
70 Kondensator
71 Emitter
72 Kollektor

Claims (7)

1. Stromregelschaltung für ein elektromagnetisches Proportional-Stellglied mit einer Magnetspule (7), deren Speisestrom von einem Leistungstransistor (1) in Abhängigkeit einer gepulsten Spannung geregelt wird, die von einem Modulator (10, 17) in Abhängigkeit einer Sollwert-Spannung und einer Istwert-Spannung moduliert wird, wobei eine Meßeinrichtung die Istwert-Spannung mit Hilfe eines ersten Meßwiderstands (3) proportional zum Magnetspulenstrom erzeugt und entsprechende Spannungssignale dem Modulator (10, 17) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zwei Meßwiderstände (3, 31) aufweist, von denen der erste Meßwiderstand (3) in der Zuleitung vom Pluspotential (4) der Versorgungsspannung zum Leistungstransistor (1) angeordnet ist und ein zweiter Meßwiderstand (31) über eine Freilaufdiode (30) parallel zur Magnetspule (7) geschaltet ist.

2. Stromregelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum zweiten Meßwiderstand (31) ein Operationsverstärker (34) mit einem Gegenkopplungs-Netzwerk aus zwei äußeren Widerständen (32, 36) geschaltet ist und der Ausgang (37) des Operationsverstärkers (34) über einen Widerstand (38) mit dem Ausgang (28) der Meßeinrichtung verbunden ist, daß die Meßeinrichtung (2) mit ihren Basen (21, 22) gekoppelte Transistoren (18, 19) aufweist, von denen ein erster (18) mit seinem Emitter (24) an dem Emitter (2) des Leistungstransistors (1) und mit seinem Kollektor (23) an einer Stromquelle (22) sowie an den Basen (20, 21) liegt, während der zweite Transistor (19) emitterseitig über einen Widerstand (26) mit dem Pluspotential (4) der Versorgungsspannung und mit seinem Kollektor (27) mit dem Ausgang (28) der Meßeinrichtung verbunden ist.

3. Stromregelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßwiderstände (3, 31) gleich sind und sich der Gegenkopplungs-Widerstand (36) zu dem Vorwiderstand (32) gleich wie der ausgangsseitige Widerstand (38) zu dem emitterseitigen Widerstand (26) verhält.

4. Stromregelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum zweiten Meßwiderstand (31) ein erster Operationsverstärker (34) mit einem Gegenkopplungs-Netzwerk aus zwei äußeren Widerständen (32, 36) geschaltet ist und der Ausgang (37) des Operationsverstärkers (34) über einen Widerstand (38) mit dem Ausgang (28) der Meßeinrichtung verbunden ist, daß die Meßeinrichtung einen zweiten Operationsverstärker (41) aufweist, dessen nicht-invertierender Eingang (42) mit dem Emitter (2) des Leistungstransistors (1) und dessen invertierender Eingang (43) mit dem Emitter (25) eines weiteren Transistors (19) und über einen Widerstand (26) mit dem Pluspotential (4) der Versorgungsspannung verbunden sind, wobei die Basis (21) des Transistors (19) am Ausgang (44) des Operationsverstärkers (41) und der Kollektor (27) des Transistors (19) am Ausgang (28) der Meßeinrichtung liegt.

5. Stromregelschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (7) über einen zweiten Leistungstransistor (45) am Minuspotential (9) der Versorgungsspannung liegt, dessen Basis (48) über ein NAND-Glied (49) mit dem Ausgang des Modulators (10) einerseits und andererseits mit dem Kollektor (5) des ersten Leistungstransistors (1) verbunden ist und zwischen dem Pluspotential (4) der Versorgungsspannung und dem Ausgang (8) der Magnetspule (7) eine zusätzliche Freilaufdiode (53) angeordnet ist.

6. Stromregelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum zweiten Leistungstransistor (45) eine Kontrollampe (54) vorgesehen ist.

7. Stromregelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter (55), vierter (62) und fünfter Transistor (68) vorgesehen sind, von denen der dritte (55) mit der Basis (56) am Emitter (2) des ersten Leistungstransistors (1) und über einen Widerstand (58) mit dem Pluspotential (4) der Versorgungsspannung und mit seinem Kollektor (59) über einen Widerstand (60) am Ausgang des zweiten Leistungstransistors (45) einerseits und andererseits an der Basis (61) des vierten Transistors (62) liegt, daß der vierte Transistor (62) kollektorseitig mit der Basis (67) des fünften Transistors (68) über einen Widerstand (66) verbunden ist, die über einen weiteren Widerstand (69) am Pluspotential (4) der Versorgungsspannung liegt, wobei parallel zum vierten Transistor (62) ein Kondensator (70) geschaltet ist und über den fünften Transistor (68) das Pluspotential (4) der Versorgungsspannung mit dem nicht- invertierenden Eingang (15) des Modulators (10) verbunden ist.