DE69731438T2

DE69731438T2 - Elektromagnet-Ansteuervorrichtung

Info

Publication number: DE69731438T2
Application number: DE69731438T
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Kadoma-shi Murata; Yoshinori Kadoma-shi Akinari
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: KR980011561A; CN1173722A; KR100279918B1; EP0827170A3; HK1008259A1; EP0827170B1; US5953198A; EP0827170A2; CN1099684C; DE69731438D1

Description

Hintergrund und technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektromagnet-Ansteuervorrichtung zur Ansteuerung eines Relais, das zur Steuerung des Einschaltens oder Abschaltens der Zuführung von elektrischer Leistung bzw. elektrischem Strom zu Verbrauchern in z. B. einem Kraftfahrzeug dient.
In Betracht gezogener Stand der Technik
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 8 bis 17 näher auf den in Betracht gezogenen Stand der Technik eingegangen. 8 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau einer Elektromagnet-Ansteuervorrichtung des Standes der Technik veranschaulicht. 9 zeigt ein Steuerdiagramm der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Einschaltzustand eines Schalters, unter (B) der Verlauf eines Impulssignals, unter (C) der Verlauf eines über eine Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (D) ein Kontaktzustand veranschaulicht sind. 10 zeigt ein Steuerdiagramm der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Zustand des im Verlauf eines Ansteuervorgangs vom Einschaltzustand in den Abschaltzustand umgeschalteten Schalters, unter (B) der Verlauf des Impulssignals, unter (C) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (D) der Kontaktzustand veranschaulicht sind. 11 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau einer üblichen Elektromagnet-Ansteuervorrichtung veranschaulicht. 12 zeigt ein Steuerdiagramm des Elektromagnet-Ansteuersystems, wobei unter (A) der Zustand des im Verlauf des Steuervorgangs vom Einschaltzustand in den Abschaltzustand umgeschalteten Schalters, unter (B) der Verlauf des Impulssignals, unter (C) der Zustand eines zweiten Transistors, unter (D) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stroms und unter (E) der Kontaktzustand veranschaulicht sind. 13 zeigt ein Steuerdiagramm der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Zustand des im Verlauf von Steuervorgängen von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand und sodann wieder in den Einschaltzustand umgeschalteten Schalters, unter (B) der Verlauf des Impulssignals, unter (C) der Zustand des zweiten Transistors, unter (D) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (E) sowie (F) die entsprechenden Kontaktzustände veranschaulicht sind. 14 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau einer weiteren bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung veranschaulicht, die mit der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß 8 in Verbindung steht.
15 zeigt ein Steuerdiagramm der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Einschaltzustand eines Schalters, unter (B) der Verlauf eines über eine Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (C) ein Kontaktzustand veranschaulicht sind. 16 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau einer weiteren bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung veranschaulicht, die mit der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß 11 in Verbindung steht. 17 zeigt ein Steuerdiagramm der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Einschaltzustand eines Schalters, unter (B) der Verlauf eines über eine Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (C) ein Kontaktzustand veranschaulicht sind.
In Kraftfahrzeugen oder Industrieanlagen werden bereits Elektromagnet-Ansteuervorrichtungen verwendet, bei denen ein Tauchkern (Plunger) zum Schließen oder Öffnen eines Kontaktes von einem in einem Relais angeordneten Elektromagneten zur Steuerung des Einschaltens oder Abschaltens der Zuführung von elektrischer Leistung bzw. elektrischem Strom zu Verbrauchern betätigt wird.
Ein erstes Beispiel für eine bekannte Elektromagnet-Ansteuervorrichtung dieser Art ist in 8 veranschaulicht. Diese Elektromagnet-Ansteuervorrichtung ist in Verbindung mit einem Relais zum Schließen oder Öffnen eines Relaiskontaktes U vorgesehen. Die Elektromagnet-Ansteuervorrichtung umfasst einen Feldeffekttransistor A, der mit einer Spule X des Elektromagneten in Reihe geschaltet ist und als Schaltelement dient, eine Impulsgeneratorschaltung B, die ein Impulssignal mit einer vorgegebenen Periode zur Ansteuerung und Durchschaltung des Transistors A erzeugt, sowie eine Regenerierschaltung D, die aus einer als elektrisches Leistungsaufnahmeelement dienenden Diode C besteht und der Spule X parallel geschaltet ist, um im Sperrzustand des Feldeffekttransistors A das Fließen eines regenerierten elektrischen Stromes zu ermöglichen. Hierbei ist ein Schalter Z zwischen einer Strom- oder Spannungsquelle Y und der Spule X angeordnet.
Nachstehend wird auf die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Elektromagnet-Ansteuervorrichtung näher eingegangen. Wie in 9A veranschaulicht ist, wird im Einschaltzustand des Schalters Z der Spule X von der Spannungsquelle Y eine Spannung zugeführt, sodass über die Spule X ein elektrischer Strom fließt und die Spule X erregt wird. Wie in 9C veranschaulicht ist, wird der über die Spule X fließende elektrische Strom im Rahmen eines sog. Zerhacker- oder Schaltbetriebs von Einschalt/Abschaltvorgängen im wesentlichen konstant gehalten, bei denen der Transistor A im Rahmen einer mit einer vorgegebenen Periode erfolgenden Ansteuerung durch das von der Impulsgeneratorschaltung B zugeführte Impulssignal gemäß 9B durchgeschaltet wird. Im durchgeschalteten Zustand des Transistors A fließt ein elektrischer Strom durch die Spule X, sodass die Spule X erregt wird. Hierbei wird der Kontakt U in der in 9D veranschaulichten Weise geschlossen bzw. im eingeschalteten Zustand gehalten, sodass über die Stromquelle V einem Verbraucher W ein elektrischer Strom zugeführt wird. Wenn der Transistor A gesperrt wird, wird der über die Spule X fließende elektrische Strom regeneriert, indem er über die Diode C fließt, wobei eine in der Spule X gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient. Auch im Sperrzustand des Transistors A wird somit die Spule X erregt und der Kontakt U auf diese Weise geschlossen bzw. im Einschaltzustand gehalten, wie dies in 9D veranschaulicht ist. Dies hat zur Folge, dass auch dann von der Strom- bzw. Spannungsquelle V ein elektrischer Strom über den Verbraucher W fließt.
Wenn dagegen der Schalter Z zur Zeit T1 gemäß 10A abgeschaltet wird, nimmt der über die Spule X fließende elektrische Strom in der in 10C veranschaulichten Weise allmählich ab. Gleichzeitig nimmt auch die Anziehungskraft des Elektromagneten allmählich ab. Wenn der elektrische Strom in der in 10C veranschaulichten Weise auf einen unter einem vorgegebenen Wert I1 liegenden Wert abfällt, wird der Kontakt U zur Zeit T2 gemäß 10D nach einer geringen Verzögerung (von z. B. 10 ms in Bezug auf die Zeit T1) geöffnet, wodurch der von der Strom- oder Spannungsquelle V zu dem Verbraucher W fließende elektrische Strom unterbrochen wird.
In den 14 und 15(A) bis (C) ist eine weitere bekannte Elektromagnet-Ansteuervorrichtung veranschaulicht, wobei in 14 Bauelemente mit im wesentlichen den gleichen Merkmalen bzw. Eigenschaften wie die Bauelemente der bekannten Schaltungsanordnung gemäß 8 mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind und die Impulsgeneratorschaltung entfallen ist.
Wenn bei der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß 14 der Spule X eine Spannung zugeführt wird, fließt ein Gleichstrom, ohne dass eine Regenerierung erfolgt. Bei der Abschaltung der Spannungsquelle Y fließt ein regenerierter elektrischer Strom über die Regenerierdiode D. Wie in den 15(A) bis (C) veranschaulicht ist, vergeht bis zum Abschalten des Kontaktes U eine Zeitdauer von 10 ms nach der Zeit T1'.
Ein zweites Beispiel für eine bekannte Elektromagnet-Ansteuervorrichtung der gleichen Art ist in 11 veranschaulicht. Diese Elektromagnet-Ansteuervorrichtung dient bei einem Relais zum Schließen oder Öffnen eines Kontaktes U des Relais. Die Elektromagnet-Ansteuervorrichtung umfasst einen mit einer Spule X eines Elektromagneten in Reihe geschalteten ersten Feldeffekttransistor A, eine Impulsgeneratorschaltung B, die ein Impulssignal mit einer vorgegebenen Periode zur Ansteuerung und Durchschaltung des Feldeffekttransistors A erzeugt, eine Regenerierschaltung D, die eine in Reihe mit einem zweiten Transistor E und einer diesem parallel geschalteten Zenerdiode F geschaltete Diode C aufweist und der Spule X parallel geschaltet ist, sodass im Sperrzustand des Feldeffekttransistors A das Fließen eines regenerierten elektrischen Stromes ermöglicht wird, sowie einen dritten Transistor G, der das Durchschalten und Sperren des zweiten Transistors E steuert. Hierbei ist ein Schalter Z zwischen einer Spannungsquelle Y und der Spule X angeordnet.
Nachstehend wird auf die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Elektromagnet-Ansteuervorrichtung näher eingegangen. In ähnlicher Weise wie bei dem ersten Beispiel des Standes der Technik wird im Einschaltzustand des Schalters Z der Spule X von der Spannungsquelle Y eine Spannung zugeführt, sodass über die Spule X ein elektrischer Strom fließt und die Spule X erregt wird. Wie im Falle des ersten Beispiels des Standes der Technik wird der über die Spule X fließende elektrische Strom in Form eines Zerhacker- oder Schaltbetriebs im wesentlichen konstant gehalten. Während sich der Transistor A im Sperrzustand befindet, wird der über die Spule X fließende elektrische Strom regeneriert, indem er über die Regenerierschaltung D fließt, wobei die in der Spule X gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient. Im Einschaltzustand des Schalters Z ist somit die Spule X erregt, sodass der Kontakt U eingeschaltet bzw. geschlossen ist und dem Verbraucher W über die Strom- oder Spannungsquelle V ein elektrischer Strom zugeführt wird.
Wenn der Schalter Z zur Zeit T3 gemäß 12A geöffnet bzw. abgeschaltet wird, wird der Betrieb der Impulsgeneratorschaltung B in der in 12B veranschaulichten Weise unterbrochen, wodurch der erste Transistor A gesperrt wird. Wenn der Schalter Z geöffnet wird, wird auch der dritte Transistor B gesperrt, wodurch wiederum der zweite Transistor E gesperrt wird, wie dies in 12C veranschaulicht ist. Hierbei bewirkt die in der Spule X gespeicherte Energie das Fließen eines elektrischen Stroms über die Zenerdiode F und die Diode C, die die Regenerierschaltung D bilden. Die Zenerdiode F verbraucht rasch die in der Spule X bei der Abschaltung des Schalters Z gespeicherte Energie, sodass der auf Grund der Gegen-EMK über die Spule X fließende elektrische Strom in der in 12D veranschaulichten Weise sofort abfällt. Wenn somit der Schalter Z abgeschaltet bzw. geöffnet wird, fällt der über die Spule X fließende elektrische Strom sofort ab, sodass der Kontakt U sofort zur Zeit T4 gemäß 12E geöffnet bzw. abgeschaltet und der von der Strom- bzw. Spannungsquelle V zu dem Verbraucher W fließende elektrische Strom unterbrochen wird. Das Zeitintervall zwischen der Zeit T3 und der Zeit T4 (von z. B. 0,5 ms) ist hierbei kürzer als das Zeitintervall zwischen der Zeit T1 und der Zeit T2 bei dem ersten Beispiel des Standes der Technik. Das zweite Beispiel des Standes der Technik weist somit im Vergleich zu dem ersten Beispiel des Standes der Technik eine Verbesserung in Bezug auf die Öffnungsgeschwindigkeit auf.
In den 16 und 17(A) bis (C) ist eine weitere bekannte Elektromagnet-Ansteuervorrichtung veranschaulicht. Hierbei sind in 16 Bauelemente, die im wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie die Bauelemente der bekannten Schaltungsanordnung gemäß 11 aufweisen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wobei allerdings die Impulsgeneratorschaltung entfallen ist.
Wenn im Betrieb der Schaltungsanordnung gemäß 16 der Spule X eine Spannung zugeführt wird, fließt ein Gleichstrom, ohne dass eine Regenerierung erfolgt. Wenn die Spannungsquelle Y abgeschaltet wird, fließt ein regenerierter elektrischer Strom über die Regenerierdiode D und die Zenerdiode F. Wie in den 17(A) bis (C) veranschaulicht ist, beträgt die Zeitdauer zur Öffnung des Kontaktes U nach der Zeit T1'' hierbei 0,5 ms.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Beispiel einer bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung wird der über die Spule X fließende elektrische Strom beim Abschalten des Schalters Z regeneriert, indem er über die Diode C fließt, wobei die in der Spule X gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient. Der elektrische Strom fällt hierbei jedoch nicht unmittelbar ab, sondern fließt noch für eine gewisse Zeitdauer über die Diode C durch die Spule X. Dies hat zur Folge, dass der Elektromagnet im Einschaltzustand verbleibt und somit die Gefahr einer verzögerten Öffnung des Relaiskontaktes besteht. Genauer ausgedrückt, fällt der über die Spule X fließende elektrische Strom nur allmählich ab, sodass auch die Anziehungskraft des Elektromagneten nur allmählich abnimmt. Dies führt zu einer niedrigen Öffnungsgeschwindigkeit des Relaiskontaktes und damit zu einer geringen Unterbrechungsleistung. Bei einer derart niedrigen Öffnungsgeschwindigkeit besteht somit im Falle des Erfordernisses einer sofortigen Öffnung des Kontaktes z. B. auf Grund eines in der Schaltungsanordnung des Verbrauchers W aufgetretenen Kurzschlusses das Risiko, dass sich ein gefährlicher Zustand ergibt, da sich der Kontakt für eine gewisse Zeitdauer nicht öffnet. So kann z. B. bei einem Kraftfahrzeugunfall oder einem Störzustand in einer Industrieanlage auf Grund eines Kurzschlusses ein kritischer Zustand auftreten, wenn sich ein in der Schaltungsanordnung eines als Antriebsquelle dienenden Motors vorgesehenes Relais nicht sofort öffnet.
Bei dem zweiten Beispiel einer bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung verbraucht die Zenerdiode F bei der Abschaltung des Schalters Z sofort die in der Spule X gespeicherte Energie, sodass der auf Grund der Gegen-EMK über die Spule X fließende elektrische Strom sofort abfällt. Auf diese Weise kann der Elektromagnet sofort abgeschaltet werden, d. h., der über die Spule X fließende elektrische Strom fällt sofort ab, sodass auch die Anziehungskraft des Elektromagneten sofort abnimmt. Hierdurch wird eine höhere Öffnungsgeschwindigkeit des Relaiskontaktes und damit eine bessere Unterbrechungsleistung erhalten.
Bei dieser Elektromagnet-Ansteuervorrichtung findet jedoch für den Schalter Z zur Steuerung des Einschaltens oder Abschaltens der Zuführung einer Versorgungsspannung ein Kontaktschalter oder ein Halbleiterschalter Verwendung. Im Falle eines Kontaktschalters besteht die Gefahr einer kurzzeitigen versehentlichen Abschaltung des Schalters auf Grund einer physischen Erschütterung, während im Falle des Halbleiterschalters die Gefahr einer kurzzeitigen versehentlichen Abschaltung des Schalters auf Grund von externen Störungen oder einem von dem zur Betätigung des Schalters verwendeten Signal herbeigeführten Störzustand besteht. Wenn z. B. eine solche Elektromagnet-Ansteuervorrichtung bei einem Kraftfahrzeug oder dergleichen Verwendung findet, kann der Kontakt kurzzeitig durch vom Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs herrührende Vibrationen geöffnet werden, wenn der Schalter Z in Form eines Kontaktschalters vorgesehen ist. Auch wenn der Schalter Z in Form eines Halbleiterschalters vorgesehen ist, kann der Schalter dennoch kurzzeitig durch externe Störungen unterbrochen werden, die durch Veränderungen der Umgebungsbedingungen in Verbindung mit dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs hervorgerufen werden.
Wie vorstehend beschrieben, besteht somit bei einer unbeabsichtigten Abschaltung des Schalters Z die Gefahr einer sofortigen fehlerhaften Abschaltung des Elektromagneten, was eine fehlerhafte Betätigung des Relaiskontaktes zur Folge hat.
Wie in diesem Zusammenhang in den 13A bis 13C im einzelnen veranschaulicht ist, fällt in einem Falle, bei dem der Schalter Z zur Zeit T5 aus einem beliebigen Grund versehentlich abgeschaltet und dann zur Zeit T7 (nach z. B. 1 ms nach der Zeit T5) unmittelbar nach der Abschaltung des Schalters Z wieder eingeschaltet wird, der über die Spule X fließende elektrische Strom in der in 13D veranschaulichten Weise sofort ab. Wie in 13E veranschaulicht ist, wird hierbei der Kontakt U zur Zeit T6 zwischen der Zeit T5 und der Zeit T7 (z. B. nach 0,5 ms nach der Zeit T5) geöffnet.
Falls der elektrische Strom zur Aufrechterhaltung eines Einschaltzustandes des Kontaktes U auf einen höheren Wert als der zum Schließen des Kontaktes U erforderliche elektrische Strom eingestellt ist und ein elektrischer Strom, der größer als der vorgegebene Wert I1 und zum Einschalten der Stromversorgung erforderlich ist, erneut in der in 13E veranschaulichten Weise fließt, wird der Kontaktpunkt U wieder geschlossen. Wenn dagegen ein größerer elektrischer Strom als der einen Einschaltzustand des Kontaktpunktes U aufrecht erhaltende elektrische Strom zum Schließen des Kontaktpunktes U erforderlich ist, wird der Kontaktpunkt U durch das Fließen des in 13D veranschaulichten elektrischen Stromes nicht geschlossen, was zur Folge hat, dass der Kontaktpunkt U nach der Zeit T6 in der in 13F veranschaulichten Weise im Abschaltzustand verbleibt.
Die Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik konzipiert worden, wobei ihr die Aufgabe zu Grunde liegt, eine Elektromagnet-Ansteuervorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe ein Elektromagnet unmittelbar zu einer gewünschten Zeit abschaltbar ist und verhindert werden kann, dass auch bei einer kurzzeitigen Unterbrechung der elektrischen Stromversorgung eine versehentliche Abschaltung des Elektromagneten erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch eine Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
2(A) bis 2(E) Steuerdiagramme der erfindungsgemäßen Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Zustand eines Schalters veranschaulicht ist, der im Verlauf eines Steuervorgangs von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand überführt wird, unter (B) der Verlauf eines Impulssignals dargestellt ist, unter (C) der Zustand eines zweiten Transistors veranschaulicht ist, unter (D) der Verlauf eines über eine Spule fließenden elektrischen Stroms dargestellt ist, und unter (E) der Zustand eines Kontaktes veranschaulicht ist,
3(A) bis 3(E) Steuerdiagramme der erfindungsgemäßen Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Zustand eines Schalters veranschaulicht ist, der im Verlauf eines Steuervorgangs von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand und sodann wieder in den Einschaltzustand überführt wird, unter (B) der Verlauf eines Impulssignals dargestellt ist, unter (C) der Zustand des zweiten Transistors dargestellt ist, unter (D) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stroms dargestellt ist, und unter (E) die Zustände des Kontaktes dargestellt sind,
4 ein Schaltbild des Aufbaus einer Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 ein Schaltbild des Aufbaus einer Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 ein Schaltbild des Aufbaus einer Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Modifikation,
7 ein Schaltbild des Aufbaus einer Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Modifikation,
8 ein Schaltbild des Aufbaus einer Elektromagnet-Ansteuervorrichtung des Standes der Technik,
9(A) bis 9(D) Steuerdiagramme der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung des Standes der Technik, wobei unter (A) der Einschaltzustand eines Schalters, unter (B) der Verlauf eines Impulssignals, unter (C) der Verlauf eines über eine Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (D) der Zustand eines Kontaktes veranschaulicht sind,
10(A) bis 10(D) Steuerdiagramme der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Zustand eines Schalters, der während eines Steuervorgangs von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand umgeschaltet wird, unter (B) der Verlauf des Impulssignals, unter (C) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (D) der Zustand des Kontaktes veranschaulicht sind,
11 ein Schaltbild des Aufbaus einer bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung,
12(A) bis 12(E) Steuerdiagramme eines Elektromagnet-Ansteuersystems, wobei unter (A) der Zustand eines Schalters, der im Verlauf eines Steuervorgangs von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand überführt wird, unter (B) der Verlauf eines Impulssignals, unter (C) der Zustand eines zweiten Transistors, unter (D) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (E) der Zustand des Kontaktes veranschaulicht sind,
13(A) bis 13(F) Steuerdiagramme der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung des Standes der Technik, wobei unter (A) der Zustand eines Schalters, der im Verlauf eines Betätigungsvorgangs von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand und sodann wieder in den Einschaltzustand überführt wird, unter (B) der Verlauf eines Impulssignals, unter (C) der Zustand des zweiten Transistors, unter (D) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (E) und unter (F) die Zustände des Kontaktes veranschaulicht sind,
14 ein Schaltbild einer weiteren bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung,
15(A) bis 15(C) Steuerdiagramme dieser weiteren bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung,
16 ein Schaltbild einer weiteren bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung,
17(A) bis 17(C) Steuerdiagramme dieser weiteren bekannten Elektromagnet-Ansteuervorrichtung,
18 bis 21 Schaltbilder von modifizierten Ausführungsbeispielen der Erfindung,
22 ein Schaltbild eines mit einer Zeitgeberschaltung versehenen Ausführungsbeispiels der Erfindung,
23 und 24 Schaltbilder von weiteren modifizierten Ausführungsbeispielen der Erfindung, und
25 und 26 Steuerdiagramme von weiteren modifizierten Ausführungsbeispielen der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
1 zeigt ein Schaltbild des Aufbaus der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, während 2 Steuerdiagramme der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung zeigt, wobei unter (A) der Zustand eines Schalters, der im Verlauf eines Steuer- oder Betätigungsvorgangs von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand überführt wird, unter (B) der Verlauf eines Impulssignals (einer Spannung zwischen einer Gate-Elektrode und einer Source-Elektrode bei einem Schaltelement), unter (C) der Zustand eines zweiten Transistors, unter (D) der Verlauf eines über eine Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (E) der Zustand eines Kontaktes veranschaulicht sind. 3 zeigt ebenfalls Steuerdiagramme der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, wobei unter (A) der Zustand des Schalters, der im Verlauf eines Steuer- bzw. Betätigungsvorgangs von einem Einschaltzustand in einen Abschaltzustand und sodann wieder in den Einschaltzustand überführt wird, unter (B) der Verlauf des Impulssignals (einer Spannung zwischen der Gate-Elektrode und Source-Elektrode eines Schaltelements), unter (C) der Zustand des zweiten Transistors, unter (D) der Verlauf des über die Spule fließenden elektrischen Stromes und unter (E) die Zustände des Kontaktes veranschaulicht sind.
Diese Elektromagnet-Ansteuervorrichtung dient bei einem Relais zum Öffnen und Schließen eines Kontaktes U des Relais.
Die Bezugszahl 1 bezeichnet einen ersten Feldeffekttransistor (ein Schaltelement), der mit einer Spule 3 eines Elektromagneten in Reihe geschaltet ist, dem von einer Spannungsquelle 2 eine Versorgungsspannung Vin zugeführt wird. Über diesen ersten Feldeffekttransistor 1 ist das Einschalten oder Abschalten der Zuführung eines elektrischen Stromes von der Spannungsquelle 2 zu der Spule 3 steuerbar.
Die Bezugszahl 4 bezeichnet eine Regenerierschaltung, die eine Diode 7 umfasst, die mit einer Parallelschaltung aus einem Schalterabschnitt 24 und einer einem Leistungsabsorptionselement entsprechenden ersten Zenerdiode 6 in Reihe geschaltet ist.
Der Schalterabschnitt 24 umfasst einen Optokoppler 8 sowie einen zweiten Transistor 5. Der Optokoppler 8 besteht aus einer Leuchtdiode 9 und einem Fototransistor 10, dessen Schaltzustand von dem von der Leuchtdiode 9 abgegebenen Licht gesteuert wird.
Im einzelnen ist die Diode 7 über ihre Anode mit der Anode der ersten Zenerdiode 6 sowie mit dem Emitter des zweiten Transistors 5 verbunden, während die Regenerierschaltung 4 der Spule 3 parallel geschaltet ist. Die Leuchtdiode 9 ist über ihre Anode mit einem Endanschluss eines Entladewiderstands 13 einer Verzögerungsschaltung 11 verbunden, die nachstehend noch näher beschrieben wird. Die Kathode der Leuchtdiode 9 liegt hierbei an Masse. Der Fototransistor 10 ist über seinen Emitter mit der Basis und über seinen Kollektor mit dem Kollektor des zweiten Transistors 5 verbunden. Der Kollektor des zweiten Transistors 5 ist außerdem mit der Kathode der ersten Zenerdiode 6 verbunden.
Eine mit der Bezugszahl 11 bezeichnete Verzögerungsschaltung umfasst einen Ladewiderstand 12, den Entladewiderstand 13, eine zweite Zenerdiode 14 sowie einen Kondensator 15. Hierbei ist der Ladewiderstand 12 über einen Endanschluss mit der Spule 3 und über seinen anderen Endanschluss mit dem anderen Endanschluss des Entladewiderstands 13 verbunden. Die zweite Zenerdiode 14 ist über ihre Kathode mit dem Ladewiderstand 12 sowie mit dem anderen Ende des Entladewiderstands 13 verbunden. Hierbei liegt die Anode der zweiten Zenerdiode 14 an Masse. Der Kondensator 15 liegt über einen Endanschluss an Masse und ist über seinen anderen Endanschluss mit der Kathode der zweiten Zenerdiode 14 verbunden, d. h., der Kondensator 15 ist der zweiten Zenerdiode 14 parallel geschaltet.
Die Bezugszahl 16 bezeichnet eine Impulsgeneratorschaltung, die in Abhängigkeit von der Zuführung der Versorgungsspannung Vin der Spannungsquelle 2 betrieben wird und mit der Gate-Elektrode des ersten Feldeffekttransistors 1 verbunden ist. Wie in den 2B und 3B veranschaulicht ist, erzeugt die Impulsgeneratorschaltung 16 ein Impulssignal zur Ansteuerung und Durchschaltung des ersten Transistors 1 in vorgegebenen Zyklen bzw. Perioden.
Die Bezugszahl 17 bezeichnet einen Schalter, der von einem Kontaktschalter oder einem Halbleiterschalter gebildet wird und zum Einschalten oder Abschalten der Zuführung der Versorgungsspannung Vin von der Spannungsquelle 2 zu der Spule 3, der Verzögerungsschaltung 11 und der Impulsgeneratorschaltung 16 dient.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der den vorstehend beschriebenen Schaltungsaufbau aufweisenden Elektromagnet-Ansteuervorrichtung näher beschrieben. Wenn der Schalter 17 eingeschaltet bzw. geschlossen wird, wird die Versorgungsspannung Vin von der Spannungsquelle 2 jeweils der Spule 3, der Verzögerungsschaltung 11 und der Impulsgeneratorschaltung 16 zugeführt. Zu Beginn vergrößert die Impulsgeneratorschaltung 16 die relative Einschaltdauer bzw. das Tastverhältnis zur Anhebung des Erregerstroms, sodass die Anzugskraft zum Einschalten bzw. Schließen des Kontaktes U kurzzeitig verstärkt wird. Nachdem der Kontakt U eingeschaltet bzw. geschlossen worden ist, ist lediglich ein geringer Betrag des Erregerstroms zur Aufrechterhaltung des Einschaltzustands des Kontaktes U erforderlich. Die Impulsgeneratorschaltung 16 verringert daher dann das Tastverhältnis zur Energieeinsparung. Der anfängliche Spulen-Erregerstrom ist stets größer als der vorgegebene Strom I1 (der Unterbrechungs- bzw. Abschaltstrom).
Der Kondensator 15 der Verzögerungsschaltung 11 wird über den Ladewiderstand 12 elektrisch aufgeladen, bis die Spannung am Kondensator 15 gleich der Zenerspannung der zweiten Zenerdiode 14 wird. Wenn bei der Aufladung des Kondensators 15 die Spannung am Kondensator 15 die Betriebsspannung der Leuchtdiode 9 übersteigt, führt dies zu einer Lichtemission durch die Leuchtdiode 9. Der Fototransistor 10 wird dann durch das auf diese Weise abgegebene Licht durchgeschaltet, wodurch wiederum der zweite Transistor 5 durchgeschaltet wird.
Wenn der Schalter 17 in der in 2A veranschaulichten Weise eingeschaltet bzw. geschlossen wird, wird die Impulsgeneratorschaltung 16 gleichzeitig mit den vorstehend beschriebenen Vorgängen in Betrieb gesetzt und gibt ein Impulssignal zur Ansteuerung und Durchschaltung des ersten Transistors 1 in vorgegebenen Zyklen bzw. mit einer vorgegebenen Periode ab, wie dies in 2B veranschaulicht ist (z. B. mit einer Frequenz von 20 kHz, was von der Induktivität und dem Widerstand der Spule abhängt). Auf diese Weise wird das Durchschalten bzw. Sperren des ersten Transistors 1 gesteuert, wobei ein über die Spule 3 fließender elektrischer Strom in einer Schaltbetriebsart dahingehend gesteuert wird, dass er im wesentlichen auf einem gegebenen Wert gehalten wird. Wenn sich hierbei der erste Transistor 1 im durchgeschalteten Zustand befindet, wird der Spule 3 ein elektrischer Strom von der Strom- oder Spannungsquelle 2 zugeführt, wodurch der Elektromagnet eingeschaltet wird. Im Sperrzustand des ersten Transistors 1 wird dagegen der über die Spule 3 fließende elektrische Strom in der vorstehend bereits beschriebenen Weise über eine Reihenschaltung regeneriert, die aus dem im durchgeschalteten Zustand befindlichen zweiten Transistor 5 und der Diode 7 besteht, wobei die in der Spule 3 gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient.
Durch diese Folge der vorstehend beschriebenen Vorgänge wird die Spule 3 erregt, während sich der Schalter 17 im eingeschalteten Zustand befindet. Wie in 2E veranschaulicht ist, wird auf diese Weise der Kontakt U eingeschaltet bzw. geschlossen, wodurch dem Verbraucher W von der Strom- bzw. Spannungsquelle V ein elektrischer Strom zugeführt wird.
Wenn sodann der Schalter 17 zur Zeit T8 gemäß 2A abgeschaltet wird, endet der Betrieb der Impulsgeneratorschaltung 16 in der in 2B veranschaulichten Weise, wodurch der erste Transistor 1 gesperrt wird. Gleichzeitig wird im Rahmen dieser Vorgänge die in dem Kondensator 15 gespeicherte Ladung über den Entladewiderstand 13 abgeführt. Demzufolge fällt die Spannung am Kondensator 15 von der Zenerspannung der zweiten Zenerdiode 14 auf Null ab. Solange die Spannung am Kondensator 15 höher als die Betriebsspannung der Leuchtdiode 9 ist, gibt die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht ab, wodurch der Fototransistor 10 durchgeschaltet bleibt und der zweite Transistor 5 ebenfalls im durchgeschalteten Zustand gehalten wird (2C). Hierbei bewirkt die in der Spule 3 gespeicherte Energie, dass ein elektrischer Strom in der in 2D veranschaulichten Weise kontinuierlich über einen Gleichstromkreis fließt, der aus dem zweiten Transistor 5 und der Diode 7 besteht und der Spule 3 parallel geschaltet ist. Demzufolge wird der Elektromagnet in der in 2E veranschaulichten Weise weiterhin im Einschaltzustand gehalten.
Wenn in der durch die Zeit T9 gemäß 2C veranschaulichten Weise eine vorgegebene Zeitdauer T10 (von z. B. 1,5 ms, die von der Induktivität und dem Widerstand der Spule abhängt) seit dem Abschalten bzw. Öffnen des Schalters 17 vergangen ist und die Spannung am Kondensator 15 unter die Betriebsspannung der Leuchtdiode 9 abgefallen ist, gibt die Leuchtdiode 9 kein Licht mehr ab, wodurch der Fototransistor 10 gesperrt wird. Dies hat zur Folge, dass in der in 2C veranschaulichten Weise der zweite Transistor 5 gesperrt wird, sodass die in der Spule 3 gespeicherte Energie durch einen über eine aus der ersten Zenerdiode 6 und der Diode 7 bestehende und der Spule 3 parallel geschaltete Reihenschaltung fließenden elektrischen Strom verbraucht wird. Über die erste Zenerdiode 6 erfolgt hierbei ein sofortiger Verbrauch der in der Spule 3 gespeicherten Energie, sodass der durch die Spule 3 fließende elektrische Strom sofort abfällt und der Elektromagnet abgeschaltet wird. Wie in 2E veranschaulicht ist, beträgt die Zeitdauer bis zur Abschaltung des Elektromagneten nach der Zeit T8 z. B. 2 ms.
Bei dieser Elektromagnet-Ansteuervorrichtung führt die Verzögerungsschaltung 11 auch bei einer unbeabsichtigten und kurzzeitigen Unterbrechung der Zuführung der Spannung von der Spannungsquelle 2 der Leuchtdiode 9 weiterhin einen elektrischen Strom zu, bis die vorgegebene Zeitdauer T10 vergangen ist, sodass die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht abgibt. Der Fototransistor 10 wird somit in durchgeschaltetem Zustand gehalten, was zur Folge hat, dass auch der zweite Transistor 5 im durchgeschalteten Zustand gehalten wird. Auf diese Weise kann ein regenerierter elektrischer Strom der Spule im durchgeschalteten Zustand des zweiten Transistors 5 zugeführt werden. Die Spule 3 wird daher kontinuierlich erregt, sodass der Elektromagnet eingeschaltet bleibt. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer T10 wird der über die Spule 3 fließende elektrische Strom regeneriert, indem er über die zweite Zenerdiode 14 der Regenerierschaltung 4 fließt, wobei die in der Spule 3 gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient, was dazu führt, dass der auf diese Weise regenerierte elektrische Strom sofort abfällt.
Wenn somit in der in 3A veranschaulichten Weise der Schalter 17 zur Zeit T8 abgeschaltet und vor Ablauf der Zeitdauer T10 (von z. B. 1 ms nach der Zeit T8) zur Zeit T11 wieder eingeschaltet wird, verbleibt der zweite Transistor 5 in der in 3C veranschaulichten Weise im durchgeschalteten Zustand. Wie in 3D veranschaulicht ist, fließt somit der regenerierte elektrische Strom über die Spule 3 und erregt die Spule 3, bis die Zuführung von elektrischem Strom zu der Spule 3 von der Spannungsquelle 2 wieder einsetzt. Auf diese Weise verbleibt der Kontakt U im Einschaltzustand, sodass dem Verbraucher W von der Strom- bzw. Spannungsquelle V weiterhin ein elektrischer Strom zugeführt wird.
Auf diese Weise kann der Elektromagnet einerseits sofort abgeschaltet werden, wobei andererseits verhindert werden kann, dass bei einem kurzzeitigen Öffnen des Schalters 17 eine fehlerhafte Abschaltung des Elektromagneten erfolgt.
Die Spannung an dem der zweiten Zenerdiode 14 parallel geschalteten Kondensator 15 wird auf der Zenerspannung gehalten, auch wenn Schwankungen der Versorgungsspannung Vin auftreten. Der Betrag der im Kondensator 15 gespeicherten elektrischen Ladung bleibt somit stabil, was zur Folge hat, dass auch der Betrag der der Leuchtdiode 9 nach einer Unterbrechung der Spannungszuführung zugeführten elektrischen Ladung konstant ist, sodass eine konstante Entladungsdauer erhalten wird. Demzufolge kann durch geeignete Einstellung der Kapazität des Kondensators 15 eine vorgegebene Zeitdauer eingesteuert werden, während der die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht abgibt.
Zweites Ausführungsbeispiel
4 zeigt ein Schaltbild des Aufbaus einer weiteren Elektromagnet-Ansteuervorrichtung. In 4 sind Bauelemente mit im wesentlichen den gleichen Eigenschaften wie die Bauelemente des ersten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wobei lediglich die unterschiedlichen Bauelemente hervorgehoben sind.
Außer den Bauelementen des ersten Ausführungsbeispiels umfasst die Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Bezugsspannungsschaltung 18 zur Abgabe einer Bezugsspannung, einen Vergleicher 19, der die Bezugsspannung mit der Spannung am Kondensator 15 vergleicht und ein Lichtemissions-Steuersignal zur Steuerung des Lichtemissionszustands der Leuchtdiode 9 erzeugt, und eine zur Ansteuerung des Vergleichers 19 dienende interne Spannungsversorgungsschaltung 20, die eine interne Versorgungsspannung Vf zur Aktivierung der Bezugsspannungsschaltung 18 abgibt.
Der Vergleicher 19 ist hierbei über seinen nichtinvertierenden Eingang mit dem anderen Anschluss des Kondensators 15 und über seinen invertierenden Eingang mit der Bezugsspannungsschaltung 18 verbunden, wobei der Ausgang des Vergleichers 19 mit der Anode der Leuchtdiode 9 über einen Widerstand verbunden ist. Der Vergleicher 19 vergleicht die Spannung am Kondensator 15 mit der Bezugsspannung. Wenn die Spannung am Kondensator 15 über der Bezugsspannung liegt, führt der Vergleicher 19 der Leuchtdiode 9 ein Lichtemissions-Steuersignal "hohen Pegels" zu. Wenn dagegen die Spannung am Kondensator 15 unter der Bezugsspannung liegt, führt der Vergleicher 19 der Leuchtdiode 9 ein Lichtemissions-Steuersignal "niedrigen Pegels" zu.
Der Entladewiderstand 13 liegt über einen Endanschluss an Masse und ist über den anderen Endanschluss mit dem anderen Anschluss des Kondensators 15 verbunden, d. h., der Entladewiderstand 13 ist dem Kondensator 15 parallel geschaltet.
Wenn der Schalter 17 abgeschaltet wird, gibt die interne Spannungsversorgungsschaltung 20 auf Grund der in ihr im Einschaltzustand des Schalters 17 gespeicherten Energie weiterhin die interne Versorgungsspannung Vf für eine gewisse Zeitdauer ab. Auch bei einer Abschaltung bzw. einem Öffnen des Schalters 17 können daher der Vergleicher 19 und die Bezugsspannungsschaltung 18 kontinuierlich für eine gewisse Zeitdauer weiter betrieben werden.
Nachstehend wird die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Elektromagnet-Ansteuervorrichtung näher beschrieben. Beim Einschalten bzw. Schließen des Schalters 17 wird die Versorgungsspannung Vin der Spannungsquelle 2 wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels jeweils der Spule 3, der Verzögerungsschaltung 11 sowie der Impulsgeneratorschaltung 16 zugeführt. Der Kondensator 15 der Verzögerungsschaltung 11 wird über den Ladewiderstand 12 aufgeladen. Wenn im Verlauf der Aufladung des Kondensators 15 die Spannung am Kondensator 15 die Bezugsspannung der Bezugsspannungsschaltung 18 übersteigt, gibt der Vergleicher 19 ein Lichtemissions-Steuersignal "hohen Pegels" ab, was zu einer Lichtemission der Leuchtdiode 9 führt, sodass der Fototransistor 10 und damit auch der zweite Transistor 5 durchgeschaltet werden.
Gleichzeitig mit dieser Folge von Vorgängen wird im Einschaltzustand des Schalters 17 auch die Impulsgeneratorschaltung 16 wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels betrieben und gibt ein Impulssignal ab. Hierdurch wird der erste Transistor 1 durchgeschaltet und gesperrt, sodass der über die Spule 3 fließende elektrische Strom in Form eines Schaltbetriebs gesteuert und hierbei im wesentlichen auf einem konstanten Wert gehalten wird, sodass der Einschaltzustand des Elektromagneten aufrecht erhalten wird.
Wenn sodann der Schalter 17 abgeschaltet wird, wird der Betrieb der Impulsgeneratorschaltung 16 unterbrochen und der erste Transistor 1 gesperrt. In Verbindung mit diesen Vorgängen wird gleichzeitig die in dem Kondensator 15 gespeicherte elektrische Ladung über den Entladewiderstand 13 abgeführt. Die Spannung am Kondensator 15 fällt daher von der Zenerspannung der zweiten Zenerdiode 14 auf Null ab. Solange die Spannung am Kondensator 15 größer als die Bezugsspannung der Bezugsspannungsschaltung 18 ist, führt der Vergleicher 19 über seinen Ausgang der Leuchtdiode 9 das Lichtemissions-Steuersignal "hohen Pegels" zu, sodass die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht abgibt. Der Fototransistor 10 bleibt daher durchgeschaltet, sodass auch der zweite Transistor 5 im durchgeschalteten Zustand gehalten wird. Hierbei bewirkt die in der Spule 3 gespeicherte Energie, dass weiterhin ein elektrischer Strom kontinuierlich durch eine von dem zweiten Transistor 5 und der Diode 7 gebildete und der Spule 3 parallel geschaltete Reihenschaltung fließt, wodurch der Elektromagnet im Einschaltzustand gehalten wird.
Wenn nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Abschalten bzw. Öffnen des Schalters 17 die Spannung am Kondensator 15 unter die Bezugsspannung der Bezugsspannungsschaltung 18 abfällt, führt der Vergleicher 19 über seinen Ausgang der Leuchtdiode 9 das Lichtemissions-Steuersignal "niedrigen Pegels" zu, wodurch die Lichtabgabe der Leuchtdiode 9 endet. Hierdurch wird der Fototransistor 10 gesperrt, wodurch wiederum der zweite Transistor 5 in den Sperrzustand versetzt wird. Die in der Spule 3 gespeicherte Energie wird dann durch einen elektrischen Strom verbraucht, der über eine aus der ersten Zenerdiode 6 und der Diode 7 bestehende und der Spule 3 parallel geschaltete Reihenschaltung fließt. Hierbei wird die in der Spule 3 gespeicherte Energie von der ersten Zenerdiode 6 sofort verbraucht, was zur Folge hat, dass der über die Spule 3 fließende elektrische Strom sofort abfällt und hierdurch den Elektromagneten abschaltet.
Durch eine Elektromagnet-Ansteuervorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann somit wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels der Elektromagnet sofort zu einem gewünschten Zeitpunkt ohne eine Fehlfunktion abgeschaltet werden.
Weiterhin kann wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels durch geeignete Einstellung der Kapazität des Kondensators 15 eine vorgegebene Zeitdauer eingesteuert werden, während der die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht abgibt.
Die Lichtemission der Leuchtdiode 9 wird hierbei nicht von der Spannung des Kondensators 15 gesteuert, die nach der Entladung abfällt, sondern durch das Lichtemissions-Steuersignal, das von dem Vergleicher 19 in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Vergleichs der Referenzspannung mit der Spannung am Kondensator 15 erzeugt wird, d. h., auch bei einer allmählichen Verringerung der Spannung am Kondensator 15 gibt der Vergleicher 19 das Lichtemissions-Steuersignal "hohen Pegels" ab, solange die Spannung am Kondensator 15 die Bezugsspannung übersteigt, sodass die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht abgibt. Wenn dagegen die Spannung am Kondensator 15 unter die Bezugsspannung abfällt, gibt der Vergleicher 19 das Lichtemissions-Steuersignal "niedrigen Pegels" ab, wodurch die Lichtabgabe der Leuchtdiode 9 unterbrochen wird. Der Leuchtzustand der Leuchtdiode 9 kann somit in Abhängigkeit von der Bezugsspannung gesteuert werden, wodurch sich die vorgegebene Zeitdauer, während der die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht abgibt, genauer festlegen lässt.
Drittes Ausführungsbeispiel
Die 5 bis 7 zeigen Schaltbilder, die den Aufbau einer weiteren Elektromagnet-Ansteuervorrichtung veranschaulichen. In den 5 bis 7 sind Bauteile mit im wesentlichen den gleichen Eigenschaften wie die Bauteile des zweiten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wobei lediglich die unterschiedlichen Bauelemente hervorgehoben sind.
Im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Elektromagnet-Ansteuervorrichtung die zweite Zenerdiode 14 aufweist, umfasst die Elektromagnet-Ansteuervorrichtung gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel eine Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21.
Die Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21 wird hierbei unter Verwendung der internen Spannungsversorgungsschaltung 20 als stabile Spannungsquelle betrieben und ermittelt den Zustand der Spannungszuführung von der Spannungsquelle 2. Wenn die Versorgungsspannung Vin zugeführt wird, gibt die Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21 ein Ladesteuersignal "hohen Pegels" ab, das aus der von der internen Spannungsversorgungsschaltung 20 abgegebenen internen Versorgungsspannung Vf besteht und einen gegebenen Spannungswert aufweist. Wenn dagegen die Versorgungsspannung Vin nicht zugeführt wird, gibt die Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21 ein Ladesteuersignal "niedrigen Pegels" ab, das ebenfalls einen gegebenen Spannungswert aufweist. Die Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21 ist mit den jeweiligen Anschlüssen der Impulsgeneratorschaltung 16 und des Ladewiderstands 12 verbunden.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Elektromagnet-Ansteuervorrichtung näher beschrieben. Wenn der Schalter 17 eingeschaltet bzw. geschlossen wird, ermittelt die Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21 den Zustand der Spannungszuführung von der Spannungsquelle 2 und gibt das Ladesteuersignal "hohen Pegels" mit einem gegebenen Spannungswert ab. Dieses Ladesteuersignal "hohen Pegels" wird dem Kondensator 15 zugeführt, wobei der Kondensator 15 über den Ladewiderstand 12 aufgeladen wird, bis die Spannung am Kondensator 15 gleich der Spannung des Ladesteuersignals "hohen Pegels" ist. Während dieser Aufladung des Kondensators 15 gibt der Vergleicher 19 über seinen Ausgang das Lichtemissions-Steuersignal "hohen Pegels" ab, wenn die Ladespannung des Kondensators 15 die Bezugsspannung der mit dem invertierenden Eingang verbundenen Bezugsspannungsschaltung 18 übersteigt. Dieses Lichtemissions-Steuersignal "hohen Pegels" wird der Leuchtdiode 9 zugeführt, sodass die Leuchtdiode 9 aufleuchtet und der Fototransistor 10 durchgeschaltet wird, was wiederum zur Durchschaltung des zweiten Transistors 5 führt.
In Verbindung mit diesen Vorgängen wird im eingeschalteten bzw. geschlossenen Zustand des Schalters 17 gleichzeitig die Impulsgeneratorschaltung 16 wie im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels betrieben und gibt ein Impulssignal ab. Hierdurch wird der erste Transistor 1 durchgeschaltet und gesperrt, wodurch der über die Spule 3 fließende elektrische Strom in Form eines Schaltbetriebs gesteuert und hierbei im wesentlichen auf einem konstanten Wert gehalten wird. Auf diese Weise wird der Elektromagnet im Einschaltzustand gehalten.
Wenn sodann der Schalter 17 abgeschaltet wird, erfasst die Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21 den Zustand der Spannungszuführung von der Spannungsquelle 2 und gibt das Ladesteuersignal "niedrigen Pegels" mit einem gegebenen Spannungswert ab. Hierdurch wird der Betrieb der Impulsgeneratorschaltung 16 beendet und der erste Transistor 1 gesperrt. In Verbindung mit diesen Vorgängen wird gleichzeitig die in dem Kondensator 15 gespeicherte elektrische Ladung über den Entladewiderstand 13 abgeführt. Die Spannung am Kondensator 15 fällt somit von der Spannung des Ladesteuersignals "hohen Pegels" auf Null ab. Wie im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels wird hierbei der Elektromagnet im Einschaltzustand gehalten.
Wenn nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Abschalten bzw. Öffnen des Schalters 17 die Spannung am Kondensator 15 unter die Bezugsspannung abfällt, wird die in der Spule 3 gespeicherte Energie durch einen elektrischen Strom verbraucht, der wie im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels über eine aus der ersten Zenerdiode 6 und der Diode 7 bestehende und der Spule 3 parallel geschaltete Reihenschaltung fließt. Hierbei wird die in der Spule 3 gespeicherte Energie sofort von der ersten Zenerdiode 6 verbraucht, was zur Folge hat, dass der über die Spule 3 fließende elektrische Strom sofort abfällt und der Elektromagnet auf diese Weise abgeschaltet wird.
Durch eine Elektromagnet-Ansteuervorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann somit in ähnlicher Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Elektromagnet zu einem gewünschten Zeitpunkt sofort ohne eine Fehlfunktion abgeschaltet werden.
Da außerdem wie im Falle des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels der Lichtemissionszustand der Leuchtdiode 9 in Relation zu der Bezugsspannung gesteuert werden kann, lässt sich eine vorgegebene Zeitdauer, während der die Leuchtdiode 9 weiterhin Licht abgibt, mit höherer Genauigkeit festlegen.
Der Ladezustand des Kondensators 15 wird hierbei nicht von der variablen Versorgungsspannung Vin, sondern von dem einen gegebenen Spannungswert aufweisenden Ladesteuersignal gesteuert, das von der Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 21 in Abhängigkeit von dem Zustand der Spannungszuführung von der Spannungsquelle 2 abgegeben wird. Auch bei Schwankungen der Versorgungsspannung Vin bleibt somit die in dem Kondensator 15 gespeicherte elektrische Ladung konstant, sodass der Leuchtdiode 9 nach einer Unterbrechung bzw. Beendigung der Spannungszuführung eine konstante elektrische Ladungsmenge zugeführt wird. Auf diese Weise wird eine konstante Entladedauer erhalten. Somit kann die vorgegebene Zeitdauer, während der die Leuchtdiode 9 weiterhin aufleuchtet, durch geeignete Einstellung der Kapazität des Kondensators 15 gesteuert werden.
Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel die Verzögerungsschaltung 11 dem Kondensator 15 zugeordnet ist, der auf diese Weise während der Zuführung einer Spannung von der Spannungsquelle 2 aufgeladen werden und der Leuchtdiode 9 bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach einer Unterbrechung der Spannungszuführung einen elektrischen Strom zuführen kann, ist die Erfindung nicht auf eine Verzögerungsschaltung dieser Art beschränkt, sondern die Verzögerungsschaltung kann auch in Verbindung mit einer in Bezug auf die Spannungsquelle 2 andersartigen Strom- oder Spannungsversorgung und einer Zeitgeberschaltung gebildet werden, wie dies in 22 veranschaulicht ist.
Obwohl dem Kondensator 15 der Verzögerungsschaltung 11 sowohl bei dem ersten als auch dem zweiten Ausführungsbeispiel die zweite Zenerdiode 14 parallel geschaltet ist, kann diese Parallelschaltung der zweiten Zenerdiode 14 mit dem Kondensator 15 auch entfallen, wenn z. B. eine sehr genaue Steuerung der vorgegebenen Zeitdauer nicht erforderlich ist, während der die Leuchtdiode 9 weiterhin aufleuchtet. Hierdurch lässt sich die Anzahl der Bauelemente verringern.
Wie in 6 veranschaulicht ist, kann der Schalterabschnitt 24 auch nur den Fototransistor 10 umfassen, der gleichzeitig die Funktion des bei dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel verwendeten zweiten Transistors 5 übernimmt. Wenn nämlich der Spule 3 ein relativ geringer Strom zugeführt wird, kann der bei dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel verwendete zweite Transistor 5 entfallen und auf diese Weise die Anzahl von Bauelementen reduziert werden.
Wie in 7 veranschaulicht ist, kann der Schalterabschnitt 24 auch anstelle des bei dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Fototransistors 10 eine Fotodiode 22 umfassen. In diesem Falle erzeugt die Fotodiode 22 eine Spannung in Abhängigkeit von der Lichtemission der Leuchtdiode 9, wodurch ein Feldeffekttransistor 23 durchgeschaltet wird.
In den 18 bis 21 sind modifizierte Ausführungsbeispiele veranschaulicht, die auf dem Schaltbild des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 basieren. Die Schaltungsanordnung gemäß 18 umfasst einen veränderten Verbindungsabschnitt eines Regenerierschaltungs-Schaltbereichs. Bei der Schaltungsanordnung gemäß 19 ist das Schaltelement auf der positiven Seite der Spannungsquelle 2 angeordnet. Die Schaltungsanordnung gemäß 20 umfasst einen geänderten Verbindungsabschnitt eines Regenerierschaltungs-Schaltbereichs, wobei das Schaltelement auf der positiven Seite der Spannungsquelle 2 angeordnet ist. Die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnungen lässt sich ebenfalls auf die Steuerdiagramme gemäß den 2(A) bis (E) und 3(A) bis (E) zurückführen. Hierbei ist der Optokoppler 8 nicht immer vorgesehen, wie dies bei der Schaltungsanordnung gemäß 18 veranschaulicht ist. Ein mit 20 in Verbindung stehendes detaillierteres Schaltbild ist in 21 dargestellt. Wenn bei diesen Ausführungsbeispielen der regenerierte elektrische Strom fließt, zeigen die in den Schaltbildern veranschaulichten Regenerierschaltungen die gleiche Wirkungsweise.
Nachstehend wird näher auf die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß 21 eingegangen. Wenn die Spannung der Spannungsquelle zugeführt wird, wird der Transistor 5 über den Widerstand 13 von der Spannungsquelle mit einem Basisstrom beaufschlagt und derart durchgeschaltet, dass der Spulenstrom in Form eines Schaltbetriebs gesteuert wird. Bei Beendigung bzw. Unterbrechung der Zuführung der Quellenspannung wird die in dem Kondensator 15 gespeicherte elektrische Ladung dem Transistor 5 als Basisstrom zugeführt. Der Transistor 5 bleibt somit zur Unterdrückung einer Dämpfung des Spulenstroms während der vorgegebenen Zeitdauer durchgeschaltet.
Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer nach einer Unterbrechung bzw. Beendigung der Zuführung der Quellenspannung hat sich die in dem Kondensator 15 gespeicherte elektrische Ladung verringert. Hierdurch kann dem Transistor 5 nicht länger ein Basisstrom zugeführt werden, der den Transistor 5 im durchgeschalteten Zustand hält. Der Transistor 5 wird auf diese Weise dann gesperrt und der Spulenstrom über die Zenerdiode 6 schnell gedämpft.
Der Transistor 5 kann auch durch einen Feldeffekttransistor ersetzt werden. Auch bei Verwendung eines Feldeffekttransistors erfolgt eine Speicherung der elektrischen Ladung im Kondensator 15. Vor Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer nach einer Unterbrechung bzw. Beendigung der Zuführung der Quellenspannung kann daher die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors mit einer Spannung beaufschlagt werden, um den Feldeffekttransistor während der vorgegebenen Zeitdauer durchzuschalten. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer hat sich die im Kondensator 15 gespeicherte elektrische Ladung entsprechend verringert, sodass die der Gate-Elektrode zugeführte Spannung abnimmt und der Feldeffekttransistor auf diese Weise gesperrt wird. Im allgemeinen ist die Verwendung des Optokopplers 8 mit höheren Kosten verbunden. Bei Verwendung des Feldeffekttransistors lassen sich jedoch die Herstellungskosten senken.
Das diesen modifizierten Ausführungsbeispielen zu Grunde liegende Konzept ist auch bei dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung anwendbar.
Darüber hinaus lässt sich die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe auch mit Hilfe der nachstehend beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiele lösen.
In den 23 und 24, die weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen, sind Bauelemente mit im wesentlichen den gleichen Eigenschaften wie die Bauelemente des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung gemäß 1 mit den gleichen Bezugszahlen versehen, wobei jedoch die Impulsgeneratorschaltung 16 und der Optokoppler 8 des Schaltabschnitts 24 entfallen sind.
Die Schaltungsanordnungen gemäß den 23 und 24 besitzen die gleiche Arbeitsweise. Wenn die Zuführung der Spannung von der Spannungsquelle 2 unterbrochen bzw. beendet wird, fließt der regenerierte elektrische Strom zur Unterdrückung einer Dämpfung des Spulenstroms über den Schalterabschnitt 24 und die Regenerierdiode 7. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer wird sodann der Schalterabschnitt 24 abgeschaltet, sodass der regenerierte elektrische Strom nun über die Zenerdiode 6 fließt und den Spulenstrom rasch dämpft.
In den 25(A) bis (D) sind Steuerdiagramme der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung bei einem normalen Abschaltzustand des Schalters 17 veranschaulicht. In ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt hierbei eine sich an die Zeit T8' anschließende Zeitdauer T10' 1,5 ms.
Die 26(A) bis (D) zeigen Steuerdiagramme der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung bei einer kurzzeitigen unbeabsichtigten Unterbrechung der Spannungszuführung von der Spannungsquelle. In ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt hierbei eine sich an die Zeit T8' anschließende Zeitdauer T11' 1 ms. Da die Verwendung des Optokopplers 8 im allgemeinen höhere Kosten verursacht, lassen sich die Herstellungskosten senken, wenn der Optokoppler 8 entfällt.
Bei diesen Ausführungsbeispielen sind die Schaltfrequenz auf 20 kHz und die Verzögerungszeit auf 1,5 ms eingestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt, sondern diese Werte verändern sich in Abhängigkeit von der Induktivität und dem Widerstand der Spule des Elektromagneten. Wenn der Widerstandswert der Spule des Elektromagneten kleiner als der Induktivitätswert ist, wird von dem Spulenwiderstand nur eine geringe Energiemenge verbraucht, während in der Spule auf Grund der großen Spuleninduktivität eine hohe Energiemenge gespeichert wird. Im Abschaltzustand (im Regenerierbetrieb) wird daher der Dämpfungsbetrag des regenerierten elektrischen Stroms zeitabhängig erhöht, d. h., da sich die Zeitdauer verlängert, nach der der Spulenstrom die Stromstärke zur Öffnung des Stromkreises des Elektromagneten und Unterbrechung des Einschaltvorgangs erreicht hat, werden eine geringe Schaltfrequenz und eine längere Verzögerungszeit eingestellt.
Wenn ferner der durchschnittliche Haltestrom der den Elektromagneten haltenden Spule einen hohen Wert annimmt und sich die Zeit verlängert, nach der der Spulenstrom die Stromstärke zur Öffnung des Stromkreises des Elektromagneten und Unterbrechung des Einschaltvorgangs erreicht hat, wird unter der Bedingung, dass die Wärmeerzeugung des Elektromagneten kein Problem darstellt, ebenfalls die Schaltfrequenz auf einen geringen Wert und die Verzögerungszeit auf eine längere Zeitdauer eingestellt.
Erfindungsgemäß hält somit bei einer kurzzeitigen und unbeabsichtigten Unterbrechung der Zuführung der Versorgungsspannung eine Verzögerungsschaltung einen Schalterabschnitt bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer während dieser kurzzeitigen Unterbrechung der Zuführung der Versorgungsspannung kontinuierlich im Einschaltzustand. Hierbei wird ein über eine Spule fließender elektrischer Strom regeneriert, indem er über den Schalterabschnitt fließt, wobei eine in der Spule gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient. Auf diese Weise wird die Spule kontinuierlich weiter erregt, sodass der Einschaltzustand eines Elektromagneten aufrecht erhalten werden kann. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer wird der über die Spule fließende elektrische Strom regeneriert, indem er in ein Leistungsabsorptionselement einer Regenerierschaltung fließt, wobei die in der Spule gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient. Hierdurch fällt der auf diese Weise regenerierte elektrische Strom sofort ab, sodass der Betrieb des Elektromagneten sofort zu einem gewünschten Zeitpunkt beendet und der Spulenstrom sofort gedämpft werden kann. Auf diese Weise lassen sich die Kontakt-Öffnungsgeschwindigkeit des Relais erhöhen und die Unterbrechungseigenschaften des Relais verbessern. Darüber hinaus wird ein versehentliches Öffnen des Stromkreises des Elektromagneten bei einer unbeabsichtigten, kurzzeitigen Unterbrechung der Versorgungsspannung verhindert.
Erfindungsgemäß umfasst der Schalterabschnitt einen dem Leistungsabsorptionselement parallel geschalteten Transistor, einen zwischen Basis und Kollektor des Transistors geschalteten Fototransistor sowie eine Leuchtdiode, die zur Steuerung des Durchschaltens oder Sperrens des Fototransistors aufleuchtet. Durch diese Anordnung besteht die Möglichkeit, bei einer Unterbrechung der Zuführung der Versorgungsspannung einen regenerierten elektrischen Strom als Basisstrom zur Ansteuerung des Transistors zu verwenden und auf diese Weise eine Ansteuerung des Transistors ohne das Erfordernis einer separaten Spannungsquelle für eine solche Ansteuerung des Transistors zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß führt somit bei einer kurzzeitigen und unbeabsichtigten Unterbrechung der Zuführung einer Versorgungsspannung eine Verzögerungsschaltung einer Leuchtdiode bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer weiterhin einen elektrischen Strom zu, wodurch der Lichtemissionszustand der Leuchtdiode aufrecht erhalten wird. Demzufolge wird der Fototransistor im durchgeschalteten Zustand gehalten, wodurch auch der Transistor durchgeschaltet bleibt. Auf diese Weise fließt ein regenerierter elektrischer Strom über die Spule, sodass die Spule kontinuierlich im erregten Zustand gehalten wird. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer wird der über die Spule fließende elektrische Strom regeneriert, indem er in ein Leistungsabsorptionselement einer Regenerierschaltung fließt, wobei eine in der Spule gebildete Gegen-EMK als Spannungsquelle dient. Der auf diese Weise regenerierte elektrische Strom fällt hierbei sofort ab. Demzufolge kann der Betrieb des Elektromagneten zu einem gewünschten Zeitpunkt sofort beendet und der Spulenstrom sofort gedämpft werden. Auf diese Weise lassen sich die Kontakt-Öffnungsgeschwindigkeit des Relais erhöhen und die Unterbrechungseigenschaften des Relais verbessern. Darüber hinaus wird ein versehentliches Öffnen des Stromkreises des Elektromagneten bei einer unbeabsichtigten und kurzzeitigen Unterbrechung einer Versorgungsspannung verhindert.
Erfindungsgemäß wird auch bei Schwankungen der Versorgungsspannung die Spannung an einem einer Zenerdiode parallel geschalteten Kondensator auf der Zenerspannung gehalten. Durch diese Anordnung wird eine Aufladung des Kondensators mit einer konstanten elektrischen Ladungsmenge erzielt, sodass nach einer Unterbrechung der Spannungszuführung der Leuchtdiode ein konstanter elektrischer Strom zugeführt wird. Auf diese Weise wird eine konstante Entladungsdauer erhalten. Somit kann durch geeignete Einstellung der Kapazität des Kondensators eine vorgegebene Zeitdauer eingesteuert werden, während der die Leuchtdiode weiterhin Licht abgibt.
Ferner wird erfindungsgemäß der Ladezustand des Kondensators nicht von der variablen Versorgungsspannung, sondern von einem Aufladungssteuersignal konstanter Spannung gesteuert, das von einer Versorgungsspannungs-Detektorschaltung in Abhängigkeit von dem Zuführungszustand einer Versorgungsspannung abgegeben wird. Durch diesen Aufbau wird eine Aufladung des Kondensators mit einer konstanten elektrischen Ladungsmenge erzielt, sodass nach einer Unterbrechung der Spannungszuführung ein konstanter elektrischer Strom zu der Leuchtdiode fließt. Auf diese Weise wird eine konstante Entladungsdauer erhalten. Somit kann durch geeignete Einstellung der Kapazität des Kondensators eine vorgegebene Zeitdauer eingesteuert werden, während der die Leuchtdiode weiterhin Licht abgibt.
Weiterhin wird erfindungsgemäß der Leuchtzustand der Leuchtdiode nicht durch die bei der Entladung abnehmende Spannung am Kondensator, sondern durch ein Lichtemissions-Steuersignal gesteuert, das von einem Vergleicher in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Vergleichs einer Bezugsspannung mit der am Kondensator anliegenden Spannung abgegeben wird. Durch diesen Aufbau kann der Leuchtzustand der Leuchtdiode kurzzeitig mit Hilfe des Lichtemissions-Steuersignals gesteuert werden, auch wenn die Spannung am Kondensator allmählich abnimmt. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit der vorgegebenen Zeitdauer steigern, während der die Leuchtdiode weiterhin Licht abgibt.
Die vorstehend beschriebene Elektromagnet-Ansteuervorrichtung ist somit gekennzeichnet durch ein Schaltelement 1, das mit einer Spule 3 eines Elektromagneten in Reihe geschaltet ist, eine Impulsgeneratorschaltung 16, die in vorgegebenen Perioden ein Impulssignal zum Einschalten des Schaltelements abgibt, eine Regenerierschaltung 4, die das Fließen eines regenerierten elektrischen Stroms ermöglicht, wenn nach einem Zustand, bei dem sich ein Schalterabschnitt und das Schaltelement im Einschaltzustand befinden und der Spule des Elektromagneten eine Quellenspannung zugeführt wird, der Schalterabschnitt eingeschaltet und das Schaltelement abgeschaltet werden, und eine sofortige Verringerung des über die Spule des Elektromagneten fließenden regenerierten elektrischen Stromes über ein Leistungsabsorptionselement herbeiführt, wenn der Schalterabschnitt und das Schaltelement abgeschaltet werden, und eine Verzögerungsschaltung 11, die den Schalterabschnitt durch Zuführung der Versorgungsspannung einschaltet und den Schalterabschnitt im Einschaltzustand hält, bis eine vorgegebene Zeitdauer nach einer Unterbrechung der Zuführung der Versorgungsspannung vergangen ist.

Claims

Elektromagnet-Ansteuervorrichtung, mit einem Elektromagneten mit einer Spule (3), und einer Regenerierschaltung (4), die bei Beendigung der Zuführung einer Spannung zu der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung das Fließen eines regenerierten elektrischen Stroms ermöglicht und den regenerierten elektrischen Strom nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Beendigung der Zuführung der Spannung zu der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung dämpft, gekennzeichnet durch eine Verzögerungsschaltung (11), die die Regenerierschaltung bis zum Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer nach der Beendigung der Zuführung der Spannung zu der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung im Einschaltzustand hält.
Elektromagnet-Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Schaltelement (17), das mit der Spule des Elektromagneten in Reihe geschaltet ist, und einer Impulsgeneratorschaltung (16), die in vorgegebenen Perioden ein zum Einschalten des Schaltelementes dienendes Impulssignal erzeugt, wobei die Regenerierschaltung einen Schalterbereich (5) und ein Leistungsabsorptionselement (6) aufweist, die eine Parallelschaltung bilden, mit der eine Diode (7) in Reihe geschaltet ist, und die Regenerierschaltung das Fließen des regenerierten elektrischen Stromes zu der Spule ermöglicht, wenn nach einem Zustand, bei dem sich der Schalterbereich und das Schaltelement im Einschaltzustand befinden, der Schalterbereich eingeschaltet und das Schaltelement abgeschaltet werden, und eine sofortige Verringerung des über die Spule des Elektromagneten fließenden regenerierten elektrischen Stromes über das Leistungsabsorptionselement herbeiführt, wenn der Schalterbereich und das Schaltelement abgeschaltet werden.
Elektromagnet-Ansteuervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Schalterbereich einen dem Leistungsabsorptionselement (6) parallel geschalteten Transistor (5), einen zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors geschalteten Fototransistor (10), und eine Leuchtdiode (9) aufweist, die Licht zur Steuerung des Durchschaltens oder Sperrens des Fototransistors abgibt.
Elektromagnet-Ansteuervorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Verzögerungsschaltung einen Kondensator (15), der während der Zuführung der Spannung zu der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung aufladbar ist und bei Entladung dem Schalterbereich einen elektrischen Strom bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Beendigung der Zuführung der Spannung zu der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung zuführt, und eine dem Kondensator parallel geschaltete Zenerdiode (14) aufweist.
Elektromagnet-Ansteuervorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Verzögerungsschaltung einen Kondensator aufweist, der während der Zuführung der Spannung zu der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung aufladbar ist und bei Entladung dem Schalterbereich bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Beendigung der Zuführung der Spannung zu der Elektromagnet-Ansteuervorrichtung einen elektrischen Strom zuführt, und eine Quellenspannungs-Detektorschaltung vorgesehen ist, die dem Kondensator eine vorgegebene Ladespannung zuführt, wenn eine Quellenspannung höher als eine vorgegebene Spannung ist, und die Zuführung der Spannung zu dem Kondensator beendet, wenn die Quellenspannung niedriger als eine vorgegebene Spannung ist.
Elektromagnet-Ansteuervorrichtung nach Anspruch 4, mit einer Bezugsspannungsschaltung zur Abgabe einer Bezugsspannung, und einem Vergleicher (19) zum Vergleich der Bezugsspannung mit der an dem Kondensator anliegenden Spannung und Abgabe eines Steuersignals zur Steuerung des Einschaltens oder Abschaltens des Schalterbereiches.
Elektromagnet-Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Schaltelement, das mit der Spule des Elektromagneten in Reihe geschaltet ist, einer Impulsgeneratorschaltung, die in vorgegebenen Perioden ein zum Einschalten des Schaltelementes dienendes Impulssignal erzeugt, und einer Diode, die mit einem Leistungsabsorptionselement in Form einer Reihenschaltung verbunden ist, wobei die Spule des Elektromagneten der Reihenschaltung parallel geschaltet ist, und die Regenerierschaltung einen Schalterbereich und ein Leistungsabsorptionselement aufweist, die eine Parallelschaltung bilden, mit der eine Diode in Reihe geschaltet ist.
Elektromagnet-Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Schaltelement, das mit der Spule des Elektromagneten in Reihe geschaltet ist, einer Impulsgeneratorschaltung, die in vorgegebenen Perioden ein zum Einschalten des Schaltelementes dienendes Impulssignal erzeugt, und einer Diode, die einer Reihenschaltung eines Leistungsabsorptionselementes mit der Spule parallel geschaltet ist, wobei die Regenerierschaltung einen Schalterbereich und ein Leistungsabsorptionselement aufweist, die eine Parallelschaltung bilden, mit der eine Diode in Reihe geschaltet ist.