DE4209396C2 - Elektronisches, insbesondere berührungslos arbeitendes Schaltgerät - Google Patents
Elektronisches, insbesondere berührungslos arbeitendes SchaltgerätInfo
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- DE4209396C2 DE4209396C2 DE19924209396 DE4209396A DE4209396C2 DE 4209396 C2 DE4209396 C2 DE 4209396C2 DE 19924209396 DE19924209396 DE 19924209396 DE 4209396 A DE4209396 A DE 4209396A DE 4209396 C2 DE4209396 C2 DE 4209396C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches, insbesondere berührungslos arbeitendes
Schaltgerät, das über einen Außenleiter mit einem Pol einer Spannungsquelle und nur
über einen weiteren Außenleiter mit einem Anschluß eines Verbrauchers verbindbar
ist, wobei der andere Anschluß des Verbrauchers an den anderen Pol der Spannungs
quelle anschließbar ist, mit einem von außen beeinflußbaren Anwesenheitsindikator,
mit einem von dem Anwesenheitsindikator steuerbaren elektronischen Schalter mit
einer relativ hohen Steuerspannung, mit einer Betriebsspannungsversorgungsschal
tung für die Zurverfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator benötigten Be
triebsspannung und mit einem DC/DC-Wandler, wobei am Steuerausgang des Anwe
senheitsindikators eine vom Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators und
von der internen Betriebsspannung abhängige Steuerspannung zur Verfügung steht,
der Eingang des DC/DC-Wandlers an den Steuerausgang des Anwesenheitsindika
tors angeschlossen ist und die Steuerelektrode des elektronischen Schalters an den
Ausgang des DC/DC-Wandlers angeschlossen ist. Dabei kann als Anwesenheitsindi
kator z. B. ein Oszillator und als steuerbarer elektronischer Schalter ein MOS-FET-
Leistungstransistor vorgesehen sein und kann der elektronische Schalter über einen
Schaltverstärker von dem Anwesenheitsindikator angesteuert sein. Ist als steuerbarer
elektronischer Schalter ein MOS-FET-Leistungstransistor vorgesehen, so ist das Gate
des MOS-FET-Leistungstransistors die Steuerelektrode des elektronischen Schalters.
Elektronische Schaltgerät der zuvor beschriebenen Art sind kontaktlos ausgeführt
und werden seit mehr als zwanzig Jahren in zunehmendem Maße anstelle von elektri
schen, mechanisch betätigten Schaltgeräten, die kontaktbehaftet ausgeführt sind,
verwendet, insbesondere in elektrischen bzw. elektronischen Meß-, Steuer- und Re
gelschaltungen. Das gilt insbesondere für Näherungsschalter, d. h. für elektronische
Schaltgeräte, die berührungslos arbeiten. Mit solchen Schaltgeräten wird indiziert, ob
sich ein Beeinflussungselement, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv
ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert hat. Hat sich nämlich ein Be
einflussungselement, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv ist, dem
Näherungsschalter hinreichend weit genähert, so steuert der Anwesenheitsindikator
den elektronischen Schalter um; bei einem als Schließer ausgeführten Schaltgerät
wird der zunächst nichtleitend gewesene elektronische Schalter leitend, während bei
einem als Öffner ausgeführten Schaltgerät der zunächst leitend gewesene elektroni
sche Schalter nunmehr sperrt. (Mit Schaltgeräten der in Rede stehenden Art kann
auch indiziert werden, ob eine physikalische Größe eines Beeinflussungsmediums, für
die das Schaltgerät sensitiv ist, einen entsprechenden Wert erreicht hat.)
Wesentlicher Bestandteil von elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art ist also u. a. der von außen beeinflußbare Anwesenheitsindikator. Bei induktiven bzw. bei kapazitiven Näherungsschaltern ist als Anwesenheitsindikator in der Regel ein induktiv beeinflußbarer Oszillator bzw. ein kapazitiv beeinflußbarer Oszillator vorgesehen (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschriften bzw. Auslegeschriften bzw. Patentschriften 19 51 137, 19 66 178, 19 66 213, 20 36 840, 21 27 956, 22 03 038, 22 03 039, 22 03 040, 22 03 906, 23 30 233, 23 31 732, 23 56 490, 26 13 423, 26 16 265, 26 16 773, 26 28 427, 27 11 877, 27 44 785, 29 43 911, 30 04 829, 30 38 692, 31 20 884, 32 09 673, 32 38 396, 33 20 975, 33 26 440, 33 27 329, 34 20 236, 34 27 498, 35 19 714, 36 05 499, 37 22 334 37 22 335, 37 22 336, 37 23 008 und 40 32 001).
Wesentlicher Bestandteil von elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art ist also u. a. der von außen beeinflußbare Anwesenheitsindikator. Bei induktiven bzw. bei kapazitiven Näherungsschaltern ist als Anwesenheitsindikator in der Regel ein induktiv beeinflußbarer Oszillator bzw. ein kapazitiv beeinflußbarer Oszillator vorgesehen (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschriften bzw. Auslegeschriften bzw. Patentschriften 19 51 137, 19 66 178, 19 66 213, 20 36 840, 21 27 956, 22 03 038, 22 03 039, 22 03 040, 22 03 906, 23 30 233, 23 31 732, 23 56 490, 26 13 423, 26 16 265, 26 16 773, 26 28 427, 27 11 877, 27 44 785, 29 43 911, 30 04 829, 30 38 692, 31 20 884, 32 09 673, 32 38 396, 33 20 975, 33 26 440, 33 27 329, 34 20 236, 34 27 498, 35 19 714, 36 05 499, 37 22 334 37 22 335, 37 22 336, 37 23 008 und 40 32 001).
Optoelektronische Näherungsschalter weisen als Anwesenheitsindikator einen Foto
widerstand, eine Fotodiode oder einen Fototransistor auf (vgl. z. B. die deutschen Of
fenlegungsschriften 28 24 582, 30 38 102, 33 27 328, 35 14 643, 35 18 025 und
36 05 885). Im übrigen gehören zu den elektronischen Schaltgeräten, mit denen sich
die Lehre der Erfindung befaßt, z. B. auch sogenannte Strömungswächter, die eine
Temperaturmeßschaltung aufweisen (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschriften
37 13 981, 38 11 728, 38 25 059, 39 11 008 und 3943 437).
Bei induktiven Näherungsschaltern gilt für den Oszillator, so lange ein Metallteil
einen vorgegebenen Abstand noch nicht erreicht hat, K × V = 1 mit K = Rückkopp
lungsfaktor und V = Verstärkungsfaktor des Oszillators, d. h. der Oszillator schwingt.
Erreicht das entsprechende Metallteil den vorgegebenen Abstand, so führt die zu
nehmende Bedämpfung des Oszillators zu einer Verringerung des Verstärkungsfak
tors V, d. h. die Amplitude der Oszillatorschwingung geht zurück bzw. der Oszillator
hört auf zu schwingen. Bei kapazitiven Näherungsschaltern gilt für den Oszillator, so
lange ein Ansprechkörper die Kapazität zwischen einer Ansprechelektrode und einer
Gegenelektrode noch nicht erreicht hat, K × V < 1, d. h. der Oszillator schwingt nicht.
Erreicht der Ansprechkörper den vorgegebenen Abstand, so führt die steigende Ka
pazität zwischen der Ansprechelektrode und der Gegenelektrode zu einer Vergröße
rung des Rückkopplungsfaktors K, so daß K × V = 1 wird, d. h. der Oszillator beginnt
zu schwingen. Bei beiden Ausführungsformen - induktiver Näherungsschalter und
kapazitiver Näherungsschalter - wird abhängig von den unterschiedlichen Zuständen
des Oszillators der elektronische Schalter, in der Regel über einen Schaltverstärker,
gesteuert.
Optoelektronische Näherungsschalter weisen einen Lichtsender und einen Licht
empfänger auf und werden auch als Lichtschranken bezeichnet. Dabei unterscheidet
man zwischen einem Lichtschrankentyp, bei dem der Lichtsender und der Licht
empfänger auf entgegengesetzten Seiten einer Überwachungsstrecke angeordnet
sind, und einem Lichtschrankentyp, bei dem der Lichtsender und der Lichtempfänger
am gleichen Ende einer Überwachungsstrecke angeordnet sind, während ein am an
deren Ende der Überwachungsstrecke angeordneter Reflektor den vom Lichtsender
ausgehenden Lichtstrahl zum Lichtempfänger zurückreflektiert. In beiden Fällen
spricht der Anwesenheitsindikator an, wenn der normalerweise vom Lichtsender zum
Lichtempfänger gelangende Lichtstrahl durch ein in die Überwachungsstrecke ge
langtes Beeinflussungselement unterbrochen wird. Es gibt jedoch auch Lichtschran
ken des zuletzt beschriebenen Lichtschrankentyps, bei dem der vom Lichtsender
kommende Lichtstrahl nur durch ein entsprechendes Beeinflussungselement zum
Lichtempfänger zurückreflektiert wird.
Bei elektronischen Schaltgeräten, die über einen Außenleiter mit einem Pol einer
Spannungsquelle und nur über einen weiteren Außenleiter mit einem Anschluß eines
Verbrauchers verbindbar sind, ist die Zurverfügungstellung der vom Anwesen
heitsindikator und ggf. vom Schaltverstärker benötigten Betriebsspannung (= interne
Betriebsspannung) bzw. des benötigten Betriebsstroms nicht unproblematisch, weil
ja sowohl im leitenden Zustand als auch im gesperrten Zustand des Schaltgeräts die
interne Betriebsspannung bzw. der Betriebsstrom zur Verfügung gestellt werden
muß.
Es ist belanglos, ob man von der Zurverfügungstellung einer internen Betriebsspan
nung oder eines Betriebsstroms spricht, weil der Anwesenheitsindikator und ggf. der
Schaltverstärker selbstverständlich elektrische Leistung benötigen, also sowohl eine
interne Betriebsspannung als auch ein Betriebsstrom benötigt werden.
Von ihrer Funktion als Schaltgeräte her soll bei den in Rede stehenden Schaltgeräten
im leitenden Zustand praktisch kein Spannungsabfall auftreten und im gesperrten
Zustand praktisch kein Reststrom fließen. Da aber dann, wenn bei Schaltgeräten der
in Rede stehenden Art im leitenden Zustand kein Spannungsabfall aufträte, auch
keine interne Betriebsspannung für den Anwesenheitsindikator und ggf. den Schalt
verstärker gewonnen werden könnte, und dann, wenn im gesperrten Zustand kein
Reststrom flösse, auch kein Betriebsstrom gewonnen werden könnte, gilt für alle
elektronischen Schaltgeräte mit nur zwei Außenleitern, daß im leitenden Zustand ein
Spannungsabfall auftritt und im gesperrten Zustand ein Reststrom fließt.
Aus dem, was zuvor ausgeführt worden ist, folgt, daß dann, wenn schon, ungewollt,
aber funktionsnotwendig bei elektronischen Schaltgeräten der hier in Rede stehen
den Art im leitenden Zustand ein Spannungsabfall auftritt und im gesperrten Zustand
ein Reststrom fließt, der Spannungsabfall und der Reststrom so gering wie möglich
sein sollen.
Das Problem "Reduzierung des Spannungsabfalls im leitenden Zustand des Schaltge
räts" ist zunächst bereits in einem Teil der schon genannten Druckschriften behandelt,
nämlich in den deutschen Offenlegungsschriften bzw. Auslegeschriften bzw. Patent
schriften 19 51137, 21 27 956, 26 13 423 und 27 11 877.
Bei elektronischen Schaltgeräten der hier in Rede stehenden Art ist auch bereits er
kannt worden, daß sich der Spannungsabfall im leitenden Zustand des Schaltgeräts
weiter reduzieren läßt, wenn man die Betriebsspannungsversorgungsschaltung (für
die Zurverfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator und ggf. vom Schaltver
stärker benötigten Betriebsspannung (= interne Betriebsspannung) mit einem
DC/DC-Wandler versieht, - weil mit einem solchen DC/DC-Wandler im Sekundärkreis
eine höhere Wandlerspannung als im Primärkreis gewonnen werden kann, folglich
der Spannungsabfall im leitenden Zustand des Schaltgeräts geringer sein kann als die
benötigte interne Betriebsspannung (vgl. die deutschen Offenlegungsschriften
28 08 156, 29 22 309, 33 20 975 und 39 00 801).
Im übrigen sind elektronische Schaltgeräte der hier in Rede stehenden Art bekannt,
bei denen der steuerbare elektronische Schalter eine relativ hohe Steuerspannung
benötigt. Das gilt insbesondere dann, wenn als elektronischer Schalter ein MOS-FET-
Leistungstransistor vorgesehen ist (vgl. die deutschen Patentschriften 31 46 709,
33 20 975, 33 21 838 und 39 00 801); in diesem Fall wird, abhängig vom über den
MOS-FET-Leistungstransistor fließenden Laststrom, eine Gatespannung von etwa
4-6 V benötigt.
Berücksichtigt man, daß bei modernen elektronischen Schaltgeräten der hier in Rede
stehenden Art, bei denen der Anwesenheitsindikator und der Schaltverstärker teil
weise durch einen integrierten Schaltkreis realisiert sind, nur eine interne Betriebs
spannung von etwa 2-2,5 V benötigt wird, ein als elektronischer Schalter vorgese
hener MOS-FET-Leistungstransistor jedoch eine Gatespannung von etwa 4-6 V
benötigt, so hilft ein DC/DC-Wandler nicht weiter, der aus dem Laststrom eine interne
Betriebsspannung erzeugt, die höher ist als der Spannungsabfall am leitenden Schalt
gerät.
Nun gilt für jeden DC/DC-Wandler - wie für jeden anderen Wandler auch -, daß die
Ausgangsleistung nur so groß sein kann wie die Eingangsleistung, reduziert durch
den Wirkungsgrad. Daraus folgt z. B., daß bei einem noch zugelassenen minimalen
Laststrom von 5 mA, einem im Sekundärkreis - unter "worst case"-Bedingungen -
benötigten Betriebsstrom von 4 mA und einem Wirkungsgrad von 80% eine Span
nungserhöhung nicht mehr möglich ist.
Bei vielen im Stand der Technik bekannten elektronischen Schaltgeräten der hier in
Rede stehenden Art ist die Betriebsspannungsversorgungsschaltung als Steuerkreis
ausgebildet, in den der elektronische Schalter einbezogen ist (vgl. die deutsche Pa
tentschrift 32 38 396). Eine - zumeist zumindest teilweise integriert ausgeführte -
Schaltung, die den Anwesenheitsindikator teilweise und den Schaltverstärker umfaßt,
ist mit einem Steuerausgang versehen, üblicherweise Shuntreglerausgang genannt,
der eine vom Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators und von der inter
nen Betriebsspannung abhängige Steuerspannung zur Verfügung stellt. Bei einem als
Schließer ausgeführten Schaltgerät wird bei unbeeinflußtem Anwesenheitsindikator
keine den elektronischen Schalter leitend steuernde Steuerspannung zur Verfügung
gestellt; das elektronische Schaltgerät soll ja den Schaltzustand "gesperrt" (bzw. "ge
öffnet") haben, der elektronische Schalter also nichtleitend sein. Bei beeinflußtem
Anwesenheitsindikator stellt der Steuerausgang, also der sogenannte Shuntregler
ausgang, eine Steuerspannung zur Verfügung, die den elektronischen Schalter - mehr
oder weniger - leitend steuert. Dadurch wird erreicht, daß der Spannungsabfall am
elektronischen Schalter hinreichend groß ist, um daraus die interne Betriebsspannung
gewinnen zu können.
Bei dem bekannten elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerät, von dem
die Erfindung ausgeht (vgl. die deutsche Patentschrift 39 00 801), besteht der dem
Anwesenheitsindikator, hier als Oszillator ausgeführt, nachgeordnete Schaltverstärker
aus zwei Transistoren. Bei beeinflußtem Anwesenheitsindikator, also bei beeinflußtem
Oszillator, sind die beiden Transistoren durchgesteuert. Bei durchgeschaltetem zwei
ten Transistor wird über eine - als DC/DC-Wandler ausgeführte - Steuerstufe ein
MOS-FET-Leistungstransistor leitend gesteuert. Durch die Kennlinieneigenschaften
des MOS-FET-Leistungstransistors stellt sich dann über dem MOS-FET-Leistungs
transistor ein stabilisierter Spannungsabfall ein, z. B. von ca. 2 V.
Bei dem zuvor beschriebenen, zum Stand der Technik gehörenden elektronischen,
berührungslos arbeitenden Schaltgerät arbeitet der "eingeschaltete" MOS-FET-Lei
stungstransistor spannungsstabilisierend ähnlich einer Zenerdiode. Damit ist aber die
interne Betriebsspannung abhängig sowohl von fertigungsbedingten Toleranzen des
verwendeten MOS-FET-Leistungstransistors als auch von der Temperatur. Folglich
muß die Dimensionierung so gewählt werden, daß auch im ungünstigsten Fall, also
unter "worst case"-Bedingungen, noch eine für den Anwesenheitsindikator und den
Schaltverstärker ausreichende interne Betriebsspannung zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte elektronische Schaltge
rät, von dem die Erfindung ausgeht, so auszugestalten und weiterzubilden, daß die in
terne Betriebsspannung unabhängig ist von Toleranzen des eingesetzten elektroni
schen Schalters und unabhängig von der Temperatur.
Die zuvor hergeleitete und dargelegte Aufgabe ist nun erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die Betriebsspannungsversorgungsschaltung als den elektronischen
Schalter einbeziehender Regelkreis ausgebildet ist und die Steuerspannung am Steu
erausgang des Anwesenheitsindikators den elektronischen Schalter über den
DC/DC-Wandler mehr oder weniger leitend steuert.
Im Gegensatz zum Stand der Technik gilt für das erfindungsgemäße elektronische
Schaltgerät, daß einerseits ein Regelkreis vorgesehen ist, in den der Anwesenheitsin
dikator bzw. der dem Anwesenheitsindikator nachgeordnete Schaltverstärker, der
DC/DC-Wandler und der elektronische Schalter einbezogen sind, daß andererseits
dieser Regelkreis sowohl für den Zustand "elektronischer Schalter gesperrt" als auch
für den Zustand "elektronischer Schalter leitend" wirksam ist.
Durch die Ausbildung der Betriebsversorgungsschaltung als den elektronischen
Schalter einbeziehender Regelkreis, wird der elektronische Schalter so - mehr oder
weniger leitend - gesteuert, daß er - als Teil des Regelkreises - die "interne Betriebs
spannung" als geregelte Spannung zur Verfügung stellt, - also nicht lediglich in den
leitenden Zustand oder in den gesperrten Zustand gesteuert wird.
Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäße elek
tronische Schaltgerät auszugestalten und weiterzubilden; das gilt insbesondere be
züglich der Realisierung des DC/DC-Wandlers. Solche Ausgestaltungen und Wei
terbildungen ergeben sich aus den dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Pa
tentansprüchen. Im übrigen wird die Erfindung im folgenden anhand einer lediglich
ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung nochmals - und ergänzend - erläu
tert; es zeigt
Fig. 1 schematisch, teilweise nur als Blockschaltbild, ein bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines für den elektronischen Schalter nach Fig. 1
verwendbaren DC/DC-Wandlers.
Das in Fig. 1 - nur teilweise und nur schematisch - dargestellte Schaltgerät arbeitet be
rührungslos und ist, was in Fig. 1 nicht dargestellt ist, über einen Außenleiter mit ei
nem Pol einer Spannungsquelle und nur über einen weiteren Außenleiter mit einem
Anschluß eines nicht dargestellten Verbrauchers verbindbar, wobei der andere An
schluß des Verbrauchers an den anderen Pol der Spannungsquelle anschließbar ist; es
handelt sich also um ein Schaltgerät mit nur zwei Außenleitern, also um einen soge
nannten Zweileiter-Näherungsschalter.
In seinem wesentlichen Aufbau besteht das in Fig. 1 dargestellte Schaltgerät aus ei
nem von außen beeinflußbaren Anwesenheitsindikator 1, z. B. einem Oszillator, aus
einem von dem Anwesenheitsindikator 1 über einen Schaltverstärker 2 steuerbaren
elektronischen Schalter mit einer relativ hohen Steuerspannung, nämlich einem MOS-
FET-Leistungstransistor 3, aus einer Betriebsspannungsversorgungsschaltung 4 für
die Zurverfügungstellung der vom Anwesenheitsindikator 1 und vom Schaltverstär
ker 2 benötigten Betriebsspannung (= interne Betriebsspannung) und aus einem
DC/DC-Wandler 5. Im übrigen ist, wie im Stand der Technik umfangreich bekannt,
eine Leuchtdiode 6 vorgesehen.
Wesentlich für das erfindungsgemäße, in Fig. 1 dargestellte elektronische Schaltgerät
ist der DC/DC-Wandler 5, nämlich sein Anschluß und seine Funktion. Der Eingang 7
des DC/DC-Wandlers 5 ist an einen Steuerausgang 8 des Schaltverstärkers 2 ange
schlossen, während die Steuerelektrode des elektronischen Schalters, im dargestellten
Ausführungsbeispiel also das Gate 9 des MOS-FET-Leistungstransistors 3, an den
Ausgang 10 des DC/DC-Wandlers 5 angeschlossen ist.
Im Stand der Technik erzeugt der DC/DC-Wandler aus dem Laststrom eine interne
Betriebsspannung, die höher ist als der Spannungsabfall am leitenden Schaltgerät
(vgl. die deutschen Offenlegungsschriften 28 08 156, 29 22 309 und 33 20 975). Im
Gegensatz dazu wird bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät einer
seits der durch die notwendige interne Betriebsspannung - etwa 2-2,5 V - bedingte
Spannungsabfall im leitenden Zustand des Schaltgeräts hingenommen, andererseits
aus dieser internen Betriebsspannung, die als Steuerspannung für den elektronischen
Schalter, im Ausführungsbeispiel als Gatespannung für den MOS-FET-Leistungs
transistor 3 nicht ausreicht, durch den DC/DC-Wandler eine erhöhte Gatespannung
für den MOS-FET-Leistungstransistor 3 gewonnen.
Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät ist die Betriebsspannungs
versorgungsschaltung 4 als Regelkreis ausgebildet, in den der elektronische Schalter,
hier also der MOS-FET-Leistungstransistor 3 einbezogen ist; bei solchen Schaltgerä
ten wird der Steuerausgang 8 häufig als Shuntreglerausgang bezeichnet. Folglich gilt,
daß am Steuerausgang 8 des Schaltverstärkers 2 eine vom Beeinflussungszustand des
Anwesenheitsindikators 1 und von der internen Betriebsspannung abhängige Steu
erspannung zur Verfügung steht.
Für das erfindungsgemäße, in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellte elek
tronische Schaltgerät können grundsätzlich DC/DC-Wandler 5 unterschiedlicher Art
verwendet werden. In Fig. 2 ist nun ein vorzugsweise verwendbarer DC/DC-Wandler
5 dargestellt, nämlich ein solcher, der als Clapp-Oszillator ausgeführt ist; dabei handelt
es sich um eine induktive Dreipunkt-Schaltung mit einem eine Schwingkreisspule 11
und einen Schwingkreiskondensator 12 aufweise den Reihenschwingkreis 13, der
leicht induktiv betrieben wird. Spannungsteiler-Kondensatoren 14, 15 bilden einen
kapazitiven Spannungsteiler zur Rückkopplung zu einem Verstärkungstransistor 16.
Die Schwingkreisspannung und damit auch die überhöhte Spannung an der
Schwingkreisspule 11 folgt in ihrer Amplitude der Eingangsspannung des als Clapp-
Oszillator ausgeführten DC/DC-Wandlers 5, also der am Steuerausgang 8 des Schalt
verstärkers 2 zur Verfügung gestellten, vom Beeinflussungszustand des Anwesen
heitsindikators 1 und von der internen Betriebsspannung abhängigen Steuerspan
nung.
Betrachtet man die Fig. 1 und 2 im Zusammenhang, so erkennt man, daß die Steuer
elektrode des elektronischen Schalters, im dargestellten Ausführungsbeispiel also das
Gate 9 des MOS-FET-Leistungstransistors 3 über eine Gleichrichterdiode 17 an die
Verbindung 18 von Schwingkreisspule 11 und Schwingkreiskondensator 12 ange
schlossen ist.
In Fig. 2 ist gezeigt, daß noch ein Glättungskondensator 19 vorhanden sein kann.
Hier ist also der Schwingkreisspule 11 die Reihenschaltung der Gleichrichterdiode 17
und des Glättungskondensators 19 parallel geschaltet. Man kann jedoch auch auf
den Glättungskondensator 19 verzichten, weil in der Regel die ohnehin vorhandene
Gate-Source-Kapazität des MOS-FET-Leistungstransistors 3 ausreicht.
Schließlich zeigt Fig. 1 noch, daß im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur
Steuerstrecke des elektronischen Schalters, also parallel zur Gate-Source-Strecke des
MOS-FET-Leistungstransistors 3 ein hochohmiger Entladungswiderstand 20 vorge
sehen ist.
Claims (5)
1. Elektronisches, insbesondere berührungslos arbeitendes Schaltgerät, das über
einen Außenleiter mit einem Pol einer Spannungsquelle und nur über einen weiteren
Außenleiter mit einem Anschluß eines Verbrauchers verbindbar ist, wobei der andere
Anschluß des Verbrauchers an den anderen Pol der Spannungsquelle anschließbar ist,
mit einem von außen beeinflußbaren Anwesenheitsindikator, mit einem von dem An
wesenheitsindikator steuerbaren elektronischen Schalter mit einer relativ hohen
Steuerspannung, mit einer Betriebsspannungsversorgungsschaltung für die Zurver
fügungstellung der vom Anwesenheitsindikator benötigten Betriebsspannung und
mit einem DC/DC-Wandler, wobei am Steuerausgang des Anwesenheitsindikators
eine vom Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators und von der internen
Betriebsspannung abhängige Steuerspannung zur Verfügung steht, der Eingang des
DC/DC-Wandlers an den Steuerausgang des Anwesenheitsindikators angeschlossen
ist und die Steuerelektrode des elektronischen Schalters an den Ausgang des DC/DC-
Wandlers angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannungs
versorgungsschaltung (4) als den elektronischen Schalter einbeziehender Regelkreis
ausgebildet ist und die Steuerspannung am Steuerausgang (8) des Anwesenheitsin
dikators den elektronischen Schalter über den DC/DC-Wandler (5) mehr oder weni
ger leitend steuert.
2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
DC/DC-Wandler (5) ein Clapp-Oszillator vorgesehen ist, also eine induktive Drei
punkt-Schaltung mit einem eine Schwingkreisspule (11) und einen Schwingkreis
kondensator (12) aufweisenden Reihenschwingkreis (13).
3. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerelektrode des elektronischen Schalters, beispielsweise also das Gate (9) eines
MOS-FET-Leistungstransistors (8) über eine Gleichrichterdiode (17) an die Verbin
dung (18) von Schwingkreisspule (11) und Schwingkreiskondensator (12) ange
schlossen ist.
4. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwingkreisspule (11) die Reihenschaltung der Gleichrichterdiode (17) und eines
Glättungskondensators (19) parallel geschaltet ist.
5. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß parallel zur Steuerstrecke des elektronischen Schalters, beispielsweise
parallel zur Gate-Source-Strecke eines MOS-FET-Leistungstransistors (3), ein hoch
ohmiger Entladungswiderstand (20) vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924209396 DE4209396C2 (de) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | Elektronisches, insbesondere berührungslos arbeitendes Schaltgerät |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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