DE4116948C2

DE4116948C2 - relay circuit

Info

Publication number: DE4116948C2
Application number: DE4116948A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Mademann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2011-05-25
Also published as: DE4116948A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Koppelrelaisschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a Coupling relay circuit according to the preamble of claim 1.

Signalübertragungsrelaisschaltungen dienen als Verbindungsglied zwischen Steuerelektronik und Leistungselektronik. Es wird bei derartigen Schaltungen gefordert, dass das Nutzsignal ohne Einfluss von kleineren Rest- und Ruheströmen der Steuerglieder und prellfrei zur Steuer- bzw. Leistungselektronik durchgeschaltet wird. Signal transmission relay circuits serve as Link between control electronics and Power electronics. It is with such circuits required that the useful signal without the influence of smaller ones Residual and quiescent currents of the control elements and bounce-free Control or power electronics is switched through.

Bei einer bekannten Signalübertragungsrelaisschaltung ist zur Restromausblendung parallel zur Erregerwicklung des Relais die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode und einem Widerstand vorgesehen. Außerdem ist zur Funkenstörung parallel zur Erregerwicklung eine Diode geschaltet. Nachteilig hieran ist, dass durch den Widerstand stets ein zusätzlicher Strom fließt, der sich zum Nutzsteuerstrom addiert, wodurch sich der Steuerstrombedarf der Schaltung beträchtlich erhöht. Da die Zenerspannung der Zenerdiode in Reihe mit der Steuerspannung (der Erregerwicklung) für das Relais liegt, erhöht sich außerdem auch die benötigte Steuerspannung für diese Schaltung. Mit anderen Worten, der Steuerleistungsbedarf wird durch diese bekannte Restromausblendung beträchtlich erhöht.In a known signal transmission relay circuit Residual current suppression parallel to the excitation winding of the relay Series connection from a Zener diode and a resistor intended. In addition, the spark fault is parallel to Excitation winding switched a diode. The disadvantage of this is that an additional current always flows through the resistor, which adds to the utility tax stream, which increases the Control current requirement of the circuit increased considerably. Since the Zener voltage of the Zener diode in series with the control voltage (the excitation winding) for the relay increases also the required control voltage for this Circuit. In other words, the tax demand will be considerably increased by this known residual current suppression.

Es ist ferner bekannt, parallel zur Erregerwicklung des Relais einen Schalter zu legen (DE 39 34 144 A1), wobei dieser Schalter von außen angesteuert wird.It is also known to be parallel to the excitation winding of the relay to put a switch (DE 39 34 144 A1), this Switch is controlled from the outside.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Relaisschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine Reststromausblendung bei minimalem Steuerleistungsbedarf möglich ist. The object of the present invention is a To create relay circuit of the type mentioned, with which has a residual current suppression with minimal Tax power requirement is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Relaisschaltung der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.To solve this problem with a relay circuit mentioned type the features specified in claim 1 intended.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben sich insbesondere zwei Vorteile, nämlich dass aufgrund der größeren Steilheit des Steuerstromes durch das Relais die Schaltsicherheit dieses Relais steigt und dass, da der MOS- Feldeffekt-Transistor im Arbeitsbetrieb total sperrt, der sonst übliche zusätzliche Parallelstrom entfällt, was zu einer Verminderung benötigter Steuerleistung führt.The measures according to the invention result in particular two advantages, namely that due to the larger Steepness of the control current through the relay Switching reliability of this relay increases and that because the MOS Field effect transistor totally disables in working mode otherwise usual additional parallel current is omitted, resulting in a Reduction of required tax performance leads.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen des Anspruchs 2 und/oder 3.Advantageous configurations result from the features of claim 2 and / or 3.

In Kombination und den Merkmalen nach Anspruch 4 wird erreicht, dass ein möglicher Prellvorgang des Schaltgliedes ohne Einfluss bleibt und keine Hilfsspannungen benötigt werde. Dabei können die Merkmale gemäß Anspruch 5 und/oder 6 verwirklicht sein.In combination and the features of claim 4 achieved that a possible bouncing process of the switching element remains without influence and no auxiliary voltages are required. The features according to claim 5 and / or 6 be realized.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert sind.Further details and refinements of the invention are the following description in which the invention based on the embodiments shown in the drawing are described and explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Signalübertragungsrelaisschaltung mit dem Schaltungsteil zur Reststromausblendung gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, Fig. 1 is a signal transmission circuit to the relay circuit portion for residual current suppression according to an embodiment of the present invention,

Fig. 2 eine Signalübertragungsrelaisschaltung mit dem Schaltungsteil zur Reststromausblendung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, Fig. 2 shows a signal transmission circuit to the relay circuit portion for residual current suppression according to another embodiment of the present invention,

Fig. 3 die Signalübertragungsrelaisschaltung mit einem Schaltungsteil zur Unterdrückung des Einflusses des Kontaktprellens und Fig. 3 shows the signal transmission relay circuit with a circuit part for suppressing the influence of contact bouncing and

Fig. 4 die Signalübertragungsrelaisschaltung mit einem anderen Schaltungsteil zur Unterdrückung des Einflusses des Kontaktprellens. Fig. 4 shows the signal transmission relay circuit with another circuit part to suppress the influence of contact bouncing.

Die in den Fig. 1 und 2 gemäß zweier Ausführungsbeispiele dargestellte Signalübertragungsrelaisschaltung 11 bzw. 11' ermöglicht die Ausblendung des Reststromes von elektronischen Schaltern, damit z. B. der störende Grundstrom von im Zweidrahtbetrieb betriebenen elektronischen Initiatoren wirkungslos wird.The signal transmission relay circuit 11 and 11 'shown in FIGS. 1 and 2 in accordance with two exemplary embodiments enables the residual current of electronic switches to be masked out. B. the disruptive base current of electronic initiators operated in two-wire mode becomes ineffective.

Gemäß Fig. 1 ist ein Relais d1 vorgesehen, das mit einem Arbeitskontaktpaar 13 und mit einem Ruhekontaktpaar 14 versehen ist, die jeweils von einem Schaltglied 15 bzw. 16 überbrückbar sind. Referring to FIG. 1, a relay d1 is provided, which is provided with a normally open contact pair 13 and a normally closed contact pair 14, which are bridgeable by a respective switching element 15 and 16 respectively.

Die Erregerwicklung 17 des Relais d1 ist einenends über eine Diode n1 und andernends über einen Widerstand r1 mit einer (Gleichspannungs-) Signalquelle 18 verbunden. Parallel zur Erregerwicklung 17 liegt die Source-Drain-Strecke eines MOS- Feldeffekt-Transistors (im folgenden MOSFET genannt) T1, der hier vom Verarmungstyp, also selbstleitend ist. Der Gate-Anschluß des MOSFET T1 ist mit dem der Erregerwicklung 17 abgewandten Ende des Widerstandes r1 verbunden. Die Diode n1, deren Anode mit dem einen Pol der Signalquelle 18 verbunden ist, dient zum Schutz des MOSFET T1 vor Falschpolung.The excitation winding 17 of the relay d1 is connected at one end to a (DC) signal source 18 via a diode n1 and at the other end via a resistor r1. Parallel to the excitation winding 17 is the source-drain path of a MOS field-effect transistor (hereinafter referred to as MOSFET) T1, which is of the depletion type here, that is to say self-conducting. The gate connection of the MOSFET T1 is connected to the end of the resistor r1 facing away from the excitation winding 17 . The diode n1, the anode of which is connected to one pole of the signal source 18 , serves to protect the MOSFET T1 against incorrect polarity.

Die Wirkungsweise der Schaltung 11 ist folgende: Der Eingangsstrom von der Signalquelle 18 fließt zunächst über die in Reihe liegenden Bauelemente, nämlich Diode n1, MOSFET T1 und Widerstand r1. Bei steigendem Strom steigt der Spannungabfall an dem Widerstand r1 (negative Gate-Spannung an MOSFET T1) und der MOSFET T1 gelangt in den Sperrbereich, so daß der Strom durch ihn kleiner wird und nun durch das Relais d1 fließt. Der Spannungabfall am Widerstand r1 steigt weiter an und zu einem bestimmten Zeitpunkt sperrt der MOSFET T1 total, so daß der Gesamtstrom durch das Relais d1 fließt und somit dieses Relais d1 erregt wird und schaltet. Bei sich verringerndem Eingangsstrom wiederholt sich der beschriebene Vorgang in umgekehrter Weise. Zunächst nimmt der Strom durch die Bauelemente, nämlich die Diode n1, das Relais d1 und den Widerstand r1 ab, so daß der Spannungabfall am Widerstand r1 sinkt und der MOSFET T1 aus dem Sperrbereich in den Arbeitsbereich gerät und Strom übernimmt. Damit sinkt der Strom durch das Relais d1 und bei weiter abnehmendem Eingangsstrom übernimmt dann schließlich der MOSFET T1 den gesamten Strom, so daß das Relais d1 stromlos wird, also entregt wird und abschaltet. The circuit 11 works as follows: The input current from the signal source 18 initially flows through the components lying in series, namely diode n1, MOSFET T1 and resistor r1. As the current increases, the voltage drop across the resistor r1 (negative gate voltage at MOSFET T1) increases and the MOSFET T1 enters the blocking region, so that the current through it becomes smaller and now flows through the relay d1. The voltage drop across the resistor r1 continues to increase and at a certain point in time the MOSFET T1 is completely blocked, so that the total current flows through the relay d1 and thus this relay d1 is excited and switches. If the input current decreases, the process described is repeated in the opposite way. First, the current through the components, namely the diode n1, the relay d1 and the resistor r1 decreases, so that the voltage drop across the resistor r1 decreases and the MOSFET T1 gets out of the blocking area into the working area and takes over current. The current through the relay d1 thus falls and, if the input current continues to decrease, the MOSFET T1 finally takes over the entire current, so that the relay d1 is de-energized, that is to say de-energized and switches off.

Aufgrund der dadurch erreichten größeren Steilheit des Steuerstromes durch das Relais d1 steigt die Schaltsicherheit dieses Relais. Da der MOSFET T1 im Arbeitsbetrieb total sperrt, entfällt der sonst übliche zusätzliche Parallelstrom, was zu einer Verminderung der benötigten Steuerleistung führt.Due to the greater steepness of the Control current through the relay d1 increases the switching reliability this relay. Because the MOSFET T1 totally works blocks, the usual additional parallel current is omitted, which leads to a reduction in the tax benefit required.

Die Variante 11' gemäß Fig. 2 ist gegenüber der Signalübertragungsrelaisschaltung 11 der Fig. 1 um eine vorgeschaltete Gleichrichterschaltung erweitert. Eine Brückengleichrichterschaltung n3 ist zwischen dem Drain-Anschluß und dem Gate-Anschluß des MOSFET T1 vorgesehen, wobei zwischen diesen beiden Anschlüssen eine Parallelschaltung von Ladekondensator k2 und Zenerdiode n2 zur Begrenzung der Relaisbetriebsspannung angeordnet ist. Die beiden eingangsseitigen Klemmen der Brückengleichrichterschaltung n3 führen einerseits unmittelbar und andererseits über einen Kondensator k1 als kapazitiven Vorwiderstand und einen Schutzwiderstand r2 zur Signalspannungsquelle 18'. Ein Varistor r3 zum Schutz der Schaltung vor hohen Spannungsspitzen ist einerseits an einer Eingangsklemme der Brückengleichrichterschaltung n1 und andererseits an der Verbindungsklemme von Kondensator k1 und Schutzwiderstand r2 eingeschaltet. Die weiteren Bauelemente, nämlich das Relais d1, der Widerstand r1 und der MOSFET T1 sind in derselben Weise vorhanden und elektrisch angeordnet, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Insoweit arbeitet auch die Schaltung 11' genauso wie die Schaltung 11. Bei der Schaltungsvariante 11' gemäß Fig. 2 wird durch die Ausblendung des Reststromes der sonst störende Einfluß der Kabelkapazität von Steuerleitungen auf das hochohmige Relais vermieden. Außerdem ist durch den niedrigen Steuerstrombedarf, verbunden mit dem kapazitiven Vorwiderstand k1 die Eigenerwärmung des Relais d1 äußerst gering.The variant 11 'according to FIG. 2 has been expanded compared to the signal transmission relay circuit 11 of FIG. 1 by an upstream rectifier circuit. A bridge rectifier circuit n3 is provided between the drain connection and the gate connection of the MOSFET T1, a parallel connection of the charging capacitor k2 and the zener diode n2 being arranged between these two connections to limit the relay operating voltage. The two input-side terminals of the bridge rectifier circuit n3 lead on the one hand directly and on the other hand via a capacitor k1 as a capacitive series resistor and a protective resistor r2 to the signal voltage source 18 '. A varistor r3 for protecting the circuit from high voltage peaks is switched on the one hand at an input terminal of the bridge rectifier circuit n1 and on the other hand at the connecting terminal of capacitor k1 and protective resistor r2. The other components, namely the relay d1, the resistor r1 and the MOSFET T1 are provided and arranged electrically in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. 1. In this respect, the circuit 11 ′ also works in exactly the same way as the circuit 11 . In the circuit variant 11 'according to FIG. 2, the otherwise disruptive influence of the cable capacity of control lines on the high-resistance relay is avoided by masking out the residual current. In addition, the self-heating of the relay d1 is extremely low due to the low control current requirement combined with the capacitive series resistor k1.

Die Ausführungsbeispiele der Signalübertragungsrelaisschaltungen 21 bzw. 21' dienen zur Unterdrückung der Auswirkungen eines Kontaktprellens der Kontaktpaare 13 und 14 des Relais d1 während des Schaltens. Als Relais d1 wird ein den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 entsprechendes Relais verwendet.The exemplary embodiments of the signal transmission relay circuits 21 and 21 'serve to suppress the effects of contact bouncing of the contact pairs 13 and 14 of the relay d1 during switching. A relay corresponding to the exemplary embodiments in FIGS. 1 and 2 is used as the relay d1.

Gemäß Fig. 3 sind bei der Signalübertragungsrelaisschaltung 21 die einen Kontakte von Arbeitskontaktpaar 13 und Ruhekontaktpaar 14 miteinander und mit dem einen Ende eines Schutzwiderstandes r4 verbunden, dessen anderes Ende über einen Kondensator k3 mit dem anderen Kontakt des Arbeitskontaktpaares 13 verbunden ist. Außerdem ist der Verbindungspunkt von Widerstand r4 und Kondensator k3 mit dem Gate-Anschluß eines MOS-Feldeffekt-Transistors T3 (im folgenden MOSFET T3 genannt) verbunden. Die Drain-Source-Strecke dieses MOSFET T3 liegt zwischen den einander zugeordneten anderen Kontakten von Arbeitskontaktpaar 13 und Ruhekontaktpaar 14, wobei der Drain-Anschluß des MOSFET T3 mit dem anderen Kontakt des Arbeitskontaktpaares 13 und der Source-Anschluß des MOSFET T3 mit dem anderen Kontakt des Ruhekontaktpaares 14 verbunden ist. Der MOSFET T3 ist ein Feldeffekt-Transistor vom Anreicherungstyp, also selbstsperrend. Die Source-Gate-Strecke des MOSFET T3 ist durch eine Zenerdiode n5 geschützt, wobei deren Kathode mit dem Gate-Anschluß verbunden ist. Parallel zur Drain-Source-Strecke des MOSFET T3 ist außerdem ein Varistor r5 zum Schutz der Gesamtschaltung vor Spannungspitzen und in Reihe dazu die betreffende, nicht dargestellte zu- und abzuschaltende Last angeordnet.Referring to FIG. 3, the one contacts of normally open contact pair 13 and normally closed contact pair 14 are connected together and to one end of a protective resistor r4 in the signal transmission relay circuit 21, whose other end is connected via a capacitor k3 to the other contact of the normally open contact pair 13. In addition, the connection point of resistor r4 and capacitor k3 is connected to the gate terminal of a MOS field-effect transistor T3 (hereinafter referred to as MOSFET T3). The drain-source path of this MOSFET T3 lies between the mutually associated other contacts of normally open contact pair 13 and normally closed contact pair 14 , the drain connection of MOSFET T3 with the other contact of normally open contact pair 13 and the source connection of MOSFET T3 with the other contact the normally closed contact pair 14 is connected. The MOSFET T3 is a field effect transistor of the enhancement type, that is to say self-blocking. The source-gate path of the MOSFET T3 is protected by a zener diode n5, the cathode of which is connected to the gate connection. Parallel to the drain-source path of the MOSFET T3 there is also a varistor r5 for protecting the entire circuit from voltage peaks and in series with the relevant load (not shown) to be switched on and off.

Die Funktion dieser Schaltung 21, die zum prellfreien Schalten kleiner Spannungen und Ströme von bspw. maximal 30 V/50 mA mit einer nur geringen Restspannung im durchgeschalteten Zustand dient, ist folgende: Wird das Relais d1 erregt, so wird zuerst das Ruhekontaktpaar 14 geöffnet, was auf die Gesamtschaltung ohne Einfluß bleibt, da der Ladungszustand der Gate-Source-Steuerstrecke des MOSFET T3 hierdurch nicht verändert wird. Mit dem darauffolgenden ersten Schließen des Arbeitskontaktpaares 13 wird über den Schutzwiderstand r4 die Steuerstrecke des MOSFET T3 positiv geladen. Der MOSFET T3 schaltet durch und das sich ggf. wiederholende kurzzeitige Öffnen des Arbeitskontaktpaares 13 während eines Prellvorganges bleibt ohne Einfluß, weil die Ladung des hochohmigen Steuerkreises des MOSFET T3 während der kurzen Öffnungsperiode des Prellvorganges nicht abfließen kann. Da die Gate-Elektrode des MOSFET T3 über den Schutzwiderstand r4 und das Arbeitskontaktpaar 13 des Relais d1 leitend mit der Drain-Elektrode des MOSFET T3 verbunden ist, ist die Steuerspannung des MOSFET T3 gleich dessen Restspannung im durchgeschalteten Zustand. Sie beträgt bei einem MOS-Feldeffekt-Transistor mit kleiner Schwellspannung bei einem Strom von ca. 5 mA < 1 V; damit liegt der sichere Arbeitsbereich der Schaltung 21 zwischen ca. 1,3 V und 30 V.The function of this circuit 21 , which is used for the bounce-free switching of small voltages and currents of, for example, a maximum of 30 V / 50 mA with only a small residual voltage when switched on, is as follows: If the relay d1 is energized, the normally closed contact pair 14 is opened first, which has no influence on the overall circuit, since this does not change the charge state of the gate-source control path of the MOSFET T3. With the subsequent first closing of the normally open contact pair 13 , the control path of the MOSFET T3 is positively charged via the protective resistor r4. The MOSFET T3 switches through and the possibly repeated brief opening of the normally open contact pair 13 during a bouncing process has no effect because the charge of the high-resistance control circuit of the MOSFET T3 cannot flow off during the short opening period of the bouncing process. Since the gate electrode of the MOSFET T3 is conductively connected to the drain electrode of the MOSFET T3 via the protective resistor r4 and the normally open contact pair 13 of the relay d1, the control voltage of the MOSFET T3 is equal to its residual voltage in the on state. For a MOS field-effect transistor with a small threshold voltage and a current of approximately 5 mA, it is <1 V; thus the safe working range of the circuit 21 is between approximately 1.3 V and 30 V.

Wird das Relais d1 entregt, so wird zunächst sein Arbeitskontaktpaar 13 geöffnet, was durch den Ladungserhalt der hochohmigen Steuerstrecke des MOSFET T3 ohne Einfluß bleibt. Mit dem anschließenden ersten Schließen des Ruhekontaktpaares 14 wird die Steuerstrecke des MOSFET T3 entladen und der MOSFET T3 wird gesperrt. Der Schaltkreis ist damit geöffnet. Die nun ggf. folgenden kurzzeitigen Schließ- und Öffnungszyklen während des Prellvorganges bleiben ohne Einfluß auf das Schaltverhalten des MOSFET T3, da die einmal gelöschte Ladung seiner Steuerstrecke nur durch das Schließen des Arbeitskontaktpaares 13 des Relais d1 wieder aufgebaut werden kann. Der Kondensator k3 dient dabei zur Verhinderung von Einschwingvorgängen an den Schaltflanken.If the relay d1 is de-energized, its normally open contact pair 13 is first opened, which remains without influence due to the charge retention of the high-resistance control path of the MOSFET T3. With the subsequent first closing of the normally closed contact pair 14 , the control path of the MOSFET T3 is discharged and the MOSFET T3 is blocked. The circuit is now open. The short-term closing and opening cycles that may follow during the bouncing process have no influence on the switching behavior of the MOSFET T3, since the charge of its control path that has been deleted once can only be built up again by closing the working contact pair 13 of the relay d1. The capacitor k3 serves to prevent transients on the switching edges.

Die Signalübertragungsrelaisschaltung 21 ermöglicht ein prellfreies exaktes Schalten mit einem mechanischen Umschaltkontakt, wobei das Schließen des elektronischen Schaltkreises mit dem ersten Schließen des Arbeitskontaktpaares 13 und das Öffnen des elektronischen Schaltkreises mit dem ersten Schließen des Ruhekontaktpaares 14 erfolgt.The signal transmission relay circuit 21 enables a bounce-free, precise switching with a mechanical changeover contact, with the closing of the electronic circuit with the first closing of the normally open contact pair 13 and the opening of the electronic circuit with the first closing of the normally closed contact pair 14 .

Die in Fig. 4 dargestellte Variante einer Signalübertragungsrelaisschaltung 21' dient zum prellfreien Schalten höherer Spannung bei kleineren Strömen, von bspw. maximal 250 V Gleichspannung/50 mA, bei einer höheren Restspannung im durchgeschalteten Zustand als bei der Schaltung 21 nach Fig. 3.The variant of a signal transmission relay circuit 21 shown in FIG. 4 'is used for transient free switching higher voltage at smaller flows of, for example, up to 250 VDC / 50 mA, at a higher residual stress in the ON state as in the circuit 21 of FIG. 3.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die einen Kontakte von Arbeitskontaktpaar 13 und Ruhekontaktpaar 14 mit dem einen Ende des Schutzwiderstandes r4 verbunden, dessen anderes Ende einerseits über den Ladekondensator k3 mit dem anderen Kontakt des Arbeitskontaktpaares 13 und andererseits mit dem Gate-Anschluß eines MOSFET T4 verbunden ist, der hier vom Verarmungstyp, also selbstleitend ist. Der Source-Anschluß des MOSFET T4 ist einerseits unmittelbar mit dem anderen Kontakt des Arbeitskontaktpaares 13 und andererseits über eine Zenerdiode n6 mit dem anderen Kontakt des Ruhekontaktpaares 14 verbunden, wobei die Kathode der Zenerdiode n6 mit dem Source-Anschluß des MOSFET T4 verbunden ist. Zwischen dem anderen Kontakt des Ruhekontaktpaares 14 und dem Drain-Anschluß des MOSFET T4 ist ein Varistor r6 und die betreffende Last vorgesehen. Der Varistor r6 dient zum Schutz der Schaltung vor höheren Spannungsspitzen und die Zenerdiode n6 zur Gewinnung der Sperrspannung für den Schalttransistor T4. In this exemplary embodiment, too, the one contacts of the normally open contact pair 13 and the normally closed contact pair 14 are connected to one end of the protective resistor r4, the other end of which is connected on the one hand via the charging capacitor k3 to the other contact of the normally open contact pair 13 and on the other hand to the gate connection of a MOSFET T4 , which is of the depletion type here, i.e. self-conducting. The source connection of the MOSFET T4 is connected on the one hand directly to the other contact of the normally open contact pair 13 and on the other hand via a Zener diode n6 to the other contact of the normally closed contact pair 14 , the cathode of the Zener diode n6 being connected to the source connection of the MOSFET T4. A varistor r6 and the relevant load are provided between the other contact of the normally closed contact pair 14 and the drain connection of the MOSFET T4. The varistor r6 is used to protect the circuit from higher voltage peaks and the zener diode n6 is used to obtain the reverse voltage for the switching transistor T4.

Die Wirkungsweise der Signalübertragungsrelaisschaltung 21' ist folgende: Im entregten Zustand des Relais d1 ist dessen Ruhekontaktpaar 14 geschlossen und der Gate-Anschluß des MOSFET T4 über den Schutzwiderstand r4 mit der Anode der Zenerdiode n6 verbunden. Über den MOSFET T4 und die Zenerdiode n6 fließt ein kleiner Strom, der Reststrom der Schaltung 21', und erzeugt an der im Sperrbereich arbeitenden Zenerdiode n6 einen Spannungabfall. Dadurch gelangt eine negative Steuerspannung auf die Gate-Elektrode des MOSFET T4 und läßt den Strom durch ihn sinken. Dabei stellt sich ein geregelter Reststrom von bspw. < 5 µA ein.The mode of operation of the signal transmission relay circuit 21 'is as follows: in the de-energized state of the relay d1, its normally closed contact pair 14 is closed and the gate connection of the MOSFET T4 is connected to the anode of the zener diode n6 via the protective resistor r4. A small current flows through the MOSFET T4 and the Zener diode n6, the residual current of the circuit 21 ', and generates a voltage drop across the Zener diode n6 operating in the blocking region. As a result, a negative control voltage reaches the gate electrode of the MOSFET T4 and causes the current through it to decrease. This results in a regulated residual current of, for example, <5 µA.

Wird das Relais d1 erregt, so öffnet zunächst sein Ruhekontaktpaar 14. Dies bleibt ohne Einfluß auf den Zustand der Gesamtschaltung, da die Sperrladung von der Steuerelektrode (der Gate-Elektrode) des MOSFET T4 nicht abfließen kann. Mit dem darauffolgenden ersten Schließen des Arbeitskontaktpaares 13 wird die Gate-Source-Steuerstrecke des MOSFET T4 über den Widerstand r4 entladen, die Steuerspannung wird zu Null und der MOSFET T4 wird leitend. Es fließt nun der Arbeitsstrom über den MOSFET T4 und die Diode n6, an der der Spannungsabfall im Arbeitsbereich entsteht, so daß sich die Restspannung der Schaltung 21' im durchgeschalteten Zustand als Summe der Zenerspannung an der Zenerdiode n6 und der Restspannung am MOSFET T4 ergibt (sie beträgt bspw. ca. 4 V). Ein kurzzeitiges Schließen und Öffnen des Arbeitskontaktpaares 13 während eines evtl. Prellvorganges bleibt ohne Einfluß auf den Zustand der Schaltung, da sich ohne Schließen des Ruhekontaktpaares 14 keine Sperrladung im Steuerkreis des MOSFET T4 ausbilden kann. Der Kondensator k3 dient auch hier zur Verhinderung von Einschwingvorgängen an den Schaltflanken. Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 führt auch bei der Schaltung 21' das erste Schließen des Arbeitskontaktpaares 13 des Relais d1 zum Durchschalten der Schaltung und das erste Schließen des Ruhekontaktpaares 14 des Relais d1 zum Sperren der Schaltung.If the relay d1 is energized, its normally closed contact pair 14 opens first. This has no influence on the state of the overall circuit, since the reverse charge cannot flow away from the control electrode (the gate electrode) of the MOSFET T4. With the subsequent first closing of the normally open contact pair 13 , the gate-source control path of the MOSFET T4 is discharged via the resistor r4, the control voltage becomes zero and the MOSFET T4 becomes conductive. The operating current now flows via the MOSFET T4 and the diode n6, at which the voltage drop occurs in the working area, so that the residual voltage of the circuit 21 'in the switched-on state results as the sum of the Zener voltage at the Zener diode n6 and the residual voltage at the MOSFET T4 ( it is, for example, approx. 4 V). A brief closing and opening of the normally open contact pair 13 during a possible bouncing process has no influence on the state of the circuit, since without closing the normally closed contact pair 14 no reverse charge can form in the control circuit of the MOSFET T4. The capacitor k3 also serves to prevent transients on the switching edges. As in the embodiment of FIG. 3, the first closing of the normally open contact pair 13 of the relay d1 leads to the switching of the circuit and the first closing of the normally closed contact pair 14 of the relay d1 to the blocking of the circuit in the circuit 21 '.

Weitere nicht dargestellte jedoch bevorzugte Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung ergeben sich aus der Kombination der Signalübertragungsrelaisschaltung 11 oder 11' gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 mit einer der Signalübertragungsrelaisschaltungen 21 und 21' gemäß den Fig. 3 und 4. Durch eine der dadurch erreichbaren Schaltungskombinationen ist ein nahezu ideales Verbindungsglied zwischen Steuerelektronik und Leistungselektrik geschaffen.Further, but not shown, preferred exemplary embodiments of the present invention result from the combination of the signal transmission relay circuit 11 or 11 'according to FIG. 1 or FIG. 2 with one of the signal transmission relay circuits 21 and 21 ' according to FIGS. 3 and 4. By means of one of the circuit combinations achievable thereby is an almost ideal link between control electronics and power electronics.

Claims

1. Relay circuit with a relay (d1), the excitation winding ( 17 ) is connected via a resistor (r1) to a signal input, characterized in that the excitation winding ( 17 ) is bridged with a MOS-FET (T1), the MOS -FET forms a parallel current path to the excitation winding controlled by the input current, which is conductive below a minimum input current and is blocked from a certain minimum input current.

2. Relay circuit according to claim 1, characterized in that the drain-source path of the MOS-FET (T1) is parallel to the excitation winding ( 17 ) and the gate connection of the MOS-FET (T1) with that of the excitation winding ( 17 ) opposite end of the resistor (r1) is connected.

3. Relay circuit according to claim 1 or 2, characterized characterized that the signal input via a Rectifier circuit (n3) between gate and drain Connection of the MOS-FET (T1) is coupled.

4. Relay circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that between assigned contacts of a normally open contact pair ( 13 ) which is connected to a capacitor (k3) and a current limiting resistor (r3) assigned to the capacitor (k3) and an auxiliary contact pair ( 14 ) the relay (d1) is self-locking or self-conducting MOS-FET (T3 or T4), in which, in the first case, whose gate connection is at the one contact of the working contact pair ( 13 ) facing away from the current limiting resistor (r4) and Source connection of the MOS field-effect transistor (T3) is connected to the other contact of the normally closed contact pair ( 14 ), or, in the second case, its gate connection is located at the one end of the current-limiting resistor (r4) facing away from one contact of the normally open contact pair ( 13 ) and the source connection is connected to the other contact of the working contact pair ( 13 ).

5. Relay circuit according to claim 4, characterized in that the relay (d1) is designed such that the auxiliary contact pair ( 14 ) designed as a normally closed contact pair opens before the normally open contact pair ( 13 ) closes, and the normally open contact pair ( 13 ) opens before the normally closed contact pair ( 14 ) closes.

6. Relay circuit according to claim 4 or 5, characterized in that a Zener diode (n6) is arranged between mutually assigned contacts of the working and auxiliary contact pair ( 13 , 14 ).