WO1987005075A1 - Method and circuit for driving electromagnetic consumers - Google Patents

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WO1987005075A1
WO1987005075A1 PCT/DE1987/000053 DE8700053W WO8705075A1 WO 1987005075 A1 WO1987005075 A1 WO 1987005075A1 DE 8700053 W DE8700053 W DE 8700053W WO 8705075 A1 WO8705075 A1 WO 8705075A1
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Helmut Rembold
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Abstract

In a method for driving electromagnetic consumers comprising at least one magnetic coil, particularly of magnetically actuatable injecting valves, through at least one controllable switch, there is used an inductive energy available, after an electromagnetic consumer has been switched off, in the magnetic coil of the latter (10, 10a) through which the current circulates, for switching on an electromagnetic consumer. Furthermore, a circuit for implementing such method is characterized in that at least one capacitor (17, 17a, 17') connected to an electromagnetic consumer is used to temporarily store the inductive energy available in the magnetic coil (10, 10a) of an electromagnetic consumer upon its switching off.

Description

Verfahren und Schaltung zur Ansteuerung von elektromagnetischen VerbrauchernMethod and circuit for controlling electromagnetic consumers
Stand der TechnikState of the art
Die E indung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von elektromagnetischen Verbrauchern mit mindestens einer Magnetspule gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Schaltung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a method for controlling electromagnetic consumers with at least one magnetic coil in accordance with the preamble of the main claim and a circuit for carrying out the method in accordance with the preamble of claim 10.
Der durch eine Magnetspule fließende Strom kann sich nicht beliebig schnell ändern. Die Änderungsgeschwindigkeit wird durch die Induktivität der Spule begrenzt. Während des Einschaltvorgangs steigt der Strom einer e-Funktion folgend und nähert sich asymptotisch einem statischen Endwert. Beim Ausschaltvorgang kann sich der Strom nicht sprungförmig ändern. Wird im Spulenstromkreis ein Schalter geöffnet, ent steht an ihm eine hohe induktive Spannungsspitze, falls Überspannungen nicht durch geeignete Maßnahmen vermieden werden. Eine allgemein bekannte Möglichkeit ist es, parallel zur Magnetspule eine Freilaufdiode zu schalten, die so angeordnet ist, daß der in der Spule fließende Strom nach Abschaltung der Spule beispielsweise in die Stromversorgung zurückfließen kann. Über diesen Strompfad wird die gesamte induktive Energie der Magnetspule abgeführt, so daß ohne besondere Vorkehrungen teils in der Stromquelle teils in der Freilaufdiode Wärme erzeugt wird. Die Ein- und Ausschaltzeiten des elektromagnetischen Verbrauchers sind groß. Die zum Magnetfeid-Auf- und -Abbau nötige Zeit wird bei dieser Schaltungsanordnung im wesentlichen durch die Induktivität und die Betriebsspannung bestimmt.The current flowing through a magnetic coil cannot change as quickly as desired. The rate of change is limited by the inductance of the coil. During the switch-on process, the current increases following an e-function and asymptotically approaches a static end value. The current cannot change abruptly when switching off. If a switch is opened in the coil circuit, ent there is a high inductive voltage peak if overvoltages are not avoided by suitable measures. A generally known possibility is to connect a freewheeling diode parallel to the magnetic coil, which is arranged in such a way that the current flowing in the coil can flow back into the power supply, for example, after the coil has been switched off. The entire inductive energy of the magnet coil is dissipated via this current path, so that heat is generated partly in the current source and partly in the free-wheeling diode without special precautions. The on and off times of the electromagnetic consumer are long. In this circuit arrangement, the time required to build up and break down the magnetic field is essentially determined by the inductance and the operating voltage.
Um die Einschaltzeit zu verkürzen wird bei einem bekannten Verfahren die Betriebsspannung auf höhere Werte transformiert. Diese Technik findet insbesondere bei batteriebetriebenen Schaltungen Verwendung, da hier die Betriebsspannung vorgegeben ist. Nachteil dieses Verfahrens ist der erhöhte Schaltungsaufwand und die zusätzliche Hochladezeit.In order to shorten the switch-on time, the operating voltage is transformed to higher values in a known method. This technology is used in particular in battery-operated circuits, since the operating voltage is specified here. The disadvantage of this method is the increased circuit complexity and the additional upload time.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Schaltung haben demgegenüber den Vorteil, daß die Energiebilanz verbessert und die Einschaltzeit durch einen schnellen Magnetfeldaufbau verkürzt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die nach Abschaltung eines elektromagnetischen Verbrauchers vorhandene induktive Energie der stromdurchflossenen Magnetspule für den Einschaltvorgang eines elektromagnetischen Verbrauchers verwendet wird. Dadurch wird die Verlustleistung in der Schaltung verringert und damit der Kühlaufwand reduziert. Durch die verminderte thermische Belastung wird überdies die Betriebssicherheit erhöht.In contrast, the method and the circuit according to the invention have the advantage that the energy balance is improved and the switch-on time is shortened by a rapid magnetic field build-up. This is achieved in that the existing inductive after switching off an electromagnetic consumer Energy of the current-carrying magnet coil is used for switching on an electromagnetic consumer. This reduces the power loss in the circuit and thus reduces the cooling effort. The reduced thermal load also increases operational safety.
Der Einschaltvorgang wird abgekürzt, indem durch eine Spannungsüberhöhung der Magnetfeldaufbau beschleunigt wird, wobei wenig zusätzliche elektronische Bauteile erforderlich sind.The switch-on process is shortened in that the magnetic field build-up is accelerated by a voltage surge, with few additional electronic components being required.
Mit diesen Eigenschaften eignen sich das erfindungsgemäße Verfahren und die dazugehörige Schaltung besonders für schnelle elektromagnetische Stellwerke, wie sie insbesondere in Ein- oder Mehrspulen- Magnetventilen Verwendung finden.With these properties, the method according to the invention and the associated circuit are particularly suitable for fast electromagnetic signal boxes, as are used in particular in single-coil or multi-coil solenoid valves.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die induktive Energie in einem Kondensator als kapazitive Energie zwischengespeichert. Die freie Kapazitätswahl ermöglicht es, ein Optimum zwischen minimaler Verlustleistung und Spannungsüberhöhung zur Beschleunigung des Magnetfeldaufbaus zu wählen.In a particularly preferred embodiment of the method, the inductive energy is temporarily stored in a capacitor as capacitive energy. The free choice of capacitance makes it possible to choose an optimum between minimal power loss and excessive voltage to accelerate the magnetic field build-up.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein ansteuerbarer Schalter in Verbindung mit dem Kondensator verwendet. Es ist dann möglich, den Einschaltzeitpunkt derjenigen Magnetspule frei zu wählen, deren Magnetfeldaufbau mit der kapazitiven Energie unterstützt werden soll. Ferner ist man dann frei in der Auswahl der einzuschaltenden Spule, insbesondere kann es dieselbe Spule sein, deren induktive Energie kurz zuvor in dem Kondensator eingespeichert wurde.In a further preferred embodiment of the method, a controllable switch is used in connection with the capacitor. It is then possible to freely select the switch-on time of the magnet coil whose magnetic field structure is to be supported with the capacitive energy. Furthermore, one is then free to choose the coil to be switched on, in particular it can be the same coil whose inductive energy was previously in the capacitor was saved.
Eine weitere Energieeinsparung und eine zusätzliche Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit des elektromagnetischen Verbrauchers bzw. des elektromagnetischen Stellwerks ergibt sich bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens durch den Schaltbetrieb, bei dem durch getaktetes Ein- und Ausschalten der steuerbaren Schalter verschiedene Stromniveaus des durch die Magnetspule fließenden Stroms einstellbar sind. Der Mittelwert des Stroms kann im Schaltbetrieb den Betri ebszuständen des elektromagnetischen Verbrauchers angepaßt werden. Auch bei diesem Schaltbetrieb weist die Verwendung des Kondensators Vorteile auf, indem nach jedem Schaltvorgang ein Teil der induktiven Energie als kapazitive Energie gespeichert wird.A further energy saving and an additional increase in the switching speed of the electromagnetic consumer or of the electromagnetic signal box are obtained in a further preferred embodiment of the method by the switching operation, in which different current levels of the current flowing through the magnetic coil can be set by switching the controllable switches on and off are. The mean value of the current can be adapted to the operating states of the electromagnetic consumer in switching operation. Also in this switching operation, the use of the capacitor has advantages in that a part of the inductive energy is stored as capacitive energy after each switching operation.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Schaltung kann auf den Kondensator und den mit ihm verbundenen steuerbaren Schalter verzichtet werden. Die Spannungsüberhöhung tritt bei dieser Schaltung an einem parallel zur Magnetspule des elektromagnetischen Verbrauchers angeordneten Widerstand auf.In a preferred embodiment of the circuit, the capacitor and the controllable switch connected to it can be dispensed with. In this circuit, the excessive voltage occurs at a resistor arranged in parallel with the magnetic coil of the electromagnetic consumer.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der zugehörigen Schaltung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen gekennzeichneten Maßnahmen.Further details and advantageous developments of the method according to the invention and the associated circuitry result from the measures characterized in the subclaims.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Schaltung;The invention is explained below with reference to the drawing. Show it: Figure 1 shows a first embodiment of the circuit;
Figur 2 ein Impulsdiagramm der Schaltung gemäß Figur 1 ;Figure 2 is a timing diagram of the circuit of Figure 1;
Figuren 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele der Schaltung;Figures 3 and 4 further embodiments of the circuit;
Figur 5 ein Zeitdiagramm der Schaltung gemäß Figur 4;Figure 5 is a timing diagram of the circuit of Figure 4;
Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaltung;Figure 7 shows another embodiment of the circuit;
Figuren 7 und 8 Schaltdiagramme der Schaltung nach Fi gur 6 undFigures 7 and 8 circuit diagrams of the circuit according to Fi gur 6 and
Figur 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schal tung.Figure 9 shows another embodiment of the scarf device.
Beschreibung der AusführungsbeisoieleDescription of the execution examples
Figur 1 zeigt eine Magnetspule 10 mit einem ersten und zweiten Magnetspulenanschluß 11 und 12. Der zweite Magnetspulenanschluß 12 ist mittels eines ersten steuerbaren Schalters 13 mit einem ersten Stromversorgungsanschluß 14 verbindbar. Mit einem zweiten Stromversorgungsanschluß 15 ist der erste Magnetspulenanschluß 11 über eine erste Diode 16 verbunden. Eine zweite Diode 18 liegt an einem ersten Anschluß 19 eines ersten Kondensators 17, dessen zweiter Anschluß 20 am ersten Stromversorgungsanschluß 14 liegt. Der ersten Anschluß 19 des ersten Kondensators 17 ist über einen zweiten steuerbaren Schalter 21 mit dem ersten Magnetspulenanschluß 11 verbindbar Der erste und zweite Stromversorgungsanschluß 14 und 15 sind mit einem zweiten Kondensator 22 überbrückt. Es ist eine Ansteuerschaltung 25 vorgesehen, die über zwei Ansteuerleitungen 23, 24 die beiden steuerbaren Schalter 13, 21 betätigt.FIG. 1 shows a magnetic coil 10 with a first and second magnetic coil connection 11 and 12. The second magnetic coil connection 12 can be connected to a first power supply connection 14 by means of a first controllable switch 13. The first magnetic coil connection 11 is connected to a second power supply connection 15 via a first diode 16. A second diode 18 is connected to a first connection 19 of a first capacitor 17, the second connection 20 of which is connected to the first power supply connection 14. The first connection 19 of the first capacitor 17 can be connected to the first magnetic coil connection 11 via a second controllable switch 21 The first and second power supply connections 14 and 15 are bridged by a second capacitor 22. A control circuit 25 is provided which actuates the two controllable switches 13, 21 via two control lines 23, 24.
Figur 2 zeigt Schal tstell ungen S1 und S2 des ersten und zweiten steuerbaren Schalters 13, 21, den durch die Magnetspule 10 fließenden Strom i sowie die am ersten Kondensator 17 liegende Spannung u als Funktionen der Zeit t.FIG. 2 shows switching positions S 1 and S 2 of the first and second controllable switches 13, 21, the current i flowing through the magnet coil 10 and the voltage u across the first capacitor 17 as functions of the time t.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung, bei welchem zwei Magnetspulen 10, 10a im Gegentakt angesteuert werden. Die Schaltung setzt sich aus zwei Baugruppen zusammen, die entsprechend der Anordnung nach Figur 1 aufgebaut sind. Ein Unterschied besteht darin, daß der Anschluß 19 des ersten Kondensators 17 über den zweiten steuerbaren Schalter 21 mit dem ersten Magnetspulenanschluß 11a der Magnetspule 10a, bzw. der erste Anschluß 19a des ersten Kondensators 17a über einen zweiten steuerbaren Schalter 21a mit dem ersten Anschluß 11 der Magnetspule 10 verbunden ist. Es ist eine Ansteuerschaltung 40 vorgesehen, welche über vier Steuerleitungen 41 bis 44 die Steuerung der beiden ersten steuerbaren Schalter 13 und 13a sowie der beiden zweiten steuerbaren Schalter 21 und 21a vornimmt .Figure 3 shows a further embodiment of the circuit according to the invention, in which two solenoids 10, 10a are driven in push-pull. The circuit is composed of two assemblies which are constructed in accordance with the arrangement shown in FIG. 1. One difference is that the connection 19 of the first capacitor 17 via the second controllable switch 21 with the first magnet coil connection 11a of the magnet coil 10a, or the first connection 19a of the first capacitor 17a via a second controllable switch 21a with the first connection 11 Solenoid 10 is connected. A control circuit 40 is provided, which controls the two first controllable switches 13 and 13a and the two second controllable switches 21 and 21a via four control lines 41 to 44.
F i g u r 4 z e i g t ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaltung, die aus der in Figur 3 dargestellten Schaltung entwickelt wurde. Auf die Ausführungen zu Figur 3 wird daher verwiesen. Eine Ansteuerungsschaltung 50 steuert über Ansteuerungsleitungen 51, 52, 53, 54 die steuerbaren Schalter 13, 13a, 21 und 21a. Im Unterschied zur Schaltung gemäß Figur 3 wurden die jeder Magnetspule 10 bzw. 10a getrennt zugeordneten Kondensatoren 17 und 17a durch einen Kondensator 17' ersetzt, dessen erster Anschluß 19' über eine Diode 50 mit dem zweiten Stromversorgungsanschluß 15 und dessen zweiter Anschluß 20' mit dem ersten Stromversorgungsanschluß 14 verbunden ist.FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the circuit which was developed from the circuit shown in FIG. 3. Reference is therefore made to the comments on FIG. 3. A control circuit 50 controls the controllable switches 13, 13a, 21 and 21a via control lines 51, 52, 53, 54. In contrast to the circuit according to FIG. 3, the capacitors 17 and 17a separately assigned to each magnetic coil 10 or 10a were replaced by a capacitor 17 ', the first connection 19' of which is connected to the second power supply connection 15 via a diode 50 and the second connection 20 'of which is connected to the second first power supply connection 14 is connected.
Figur 5 zeigt ein Zeitdiagramm der Schaltung gemäß Figur 4, aus dem der zeitliche Verlauf der durch die Magnetspulen 10 und 10a fließenden Ströme i1 und i2 sowie die am Kondensator 17' abfallende Spannung uC ersichtlich sind.FIG. 5 shows a time diagram of the circuit according to FIG. 4, from which the time profile of the currents i 1 and i 2 flowing through the magnetic coils 10 and 10a and the voltage u C dropping across the capacitor 17 'can be seen.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung, die sich von der Schaltung gemäß Figur 3 lediglich dadurch unterscheidet, daß die steuerbaren Schalter 21, 21a entfallen bzw. durch Draht überbrückt wurden. Eine zweite Diode 18 verbindet den zweiten Magnetspulenanschluß 12 der Magnetspule 10 unmittelbar mit dem ersten Magnetspulenanschluß 11a der Magnetspule 10a. Entsprechend verbindet die zweite Diode 18a den zweiten Magnetspulenanschluß 12a der Magnetspule 10a unmittelbar mit dem ersten Magnetspulenanschluß 11 d e r Magnetspule 10. Eine Ansteuerschaltung 55 steuert über ihre beiden Steuerleitungen 56, 57 die beiden steuerbaren Schalter 13 und 13a.Figure 6 shows an embodiment of a circuit which differs from the circuit of Figure 3 only in that the controllable switches 21, 21a are omitted or bridged by wire. A second diode 18 connects the second magnetic coil connection 12 of the magnetic coil 10 directly to the first magnetic coil connection 11a of the magnetic coil 10a. Correspondingly, the second diode 18a connects the second magnet coil connection 12a of the magnet coil 10a directly to the first magnet coil connection 11 of the magnet coil 10. A control circuit 55 controls the two controllable switches 13 and 13a via its two control lines 56, 57.
In den Figuren 7 und 8 ist der Verlauf der durch die Magnetspulen 10, 10a fließenden Ströme i1 und i2 bei verschiedenen Ansteuerungsarten dargestellt.FIGS. 7 and 8 show the course of the currents i 1 and i 2 flowing through the magnetic coils 10, 10a with different types of control.
Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung. Diese unterscheidet sich von der in Figur 3 dargestellten dadurch, daß die beiden ersten Kondensatoren 17 und 17a sowie die beiden zweiten steuerbaren Schalter 21 und 21a entfallen. Die zweite Diode 18 verbindet den zweiten Magnetspulenanschluß 12 der Magnetspule 10 unmittelbar mit dem ersten Magnetspulenanschluß 11a der Magnetspule 10a; die zweite Diode 18a verbindet den zweiten Magnetspulenanschluß 12a der Magentspule 10a unmittelbar mit dem ersten Magnetspulenanschluß 11 der Magnetspule 10. Parallel zu den beiden Magnetspulen 10 und 10a liegt jeweils eine Reihenschaltung, die aus einem Widerstand 62, 62d und einer dritten Diode 64, 64a besteht. Eine Ansteuerschaltung 70 steuert über ihre beiden Steuerleitungen 72 und 74 die beiden steuerbaren Schalter 13 und 13a.Figure 9 shows a further embodiment of the circuit according to the invention. This differs from that shown in Figure 3 in that the two first capacitors 17 and 17a and the two second controllable switches 21 and 21a are omitted. The second diode 18 connects the second magnet coil connection 12 of the magnet coil 10 directly to the first magnet coil connection 11a of the magnet coil 10a; the second diode 18a connects the second magnetic coil connection 12a of the magnetic coil 10a directly to the first magnetic coil connection 11 of the magnetic coil 10. In parallel with the two magnetic coils 10 and 10a there is in each case a series circuit which consists of a resistor 62, 62d and a third diode 64, 64a . A control circuit 70 controls the two controllable switches 13 and 13a via its two control lines 72 and 74.
Die Schaltung gemäß Figur 1 wird anhand der Diagramme in Figur 2 erklärt. Die Magnetspule 10 mit ihrem ersten und zweiten Magnetspul enanschl uß 11 und 12 ist Teil eines elektromagnetischen Verbrauchers, z.B. eines elektromagnetischen Stellwerks, welches vorzugsweise zwei stabile Schaltzustände kennt. Eine Anwendung, bei der ein schnelles Schalten erforderlich ist, ist beispielsweise bei Kraftstoff-Einspritzventilen gegeben, über die die Kraftstoffzumessung bei Verbrennungsmotoren erfolgt.The circuit according to FIG. 1 is explained on the basis of the diagrams in FIG. 2. The magnet coil 10 with its first and second magnet coil connections 11 and 12 is part of an electromagnetic consumer, e.g. an electromagnetic signal box, which preferably knows two stable switching states. One application in which fast switching is required is, for example, in the case of fuel injection valves, by means of which fuel is metered in internal combustion engines.
Als Ausgangszustand sei angenommen, daß der erste steuerbare Schalter 13 offen ist und in der Magnetspule 10 kein Strom i1 fließt. Zu einem Zeitpunkt t1 erhält der erste steuerbare Schalter 13 ein von der Ansteuerschaltung 25 erzeugtes Schließsignal über die Steuerleitung 23. Der Schalter 13 ist ein ein- und ausschaltbares Halbleiter-Bauelement, beispielsweise ein Transistor. Bei offenem steuerbaren zweiten Schalter 21 beginnt ein Strom i1 in der Ma netspule 10 über die erste Diode 16 und den geschlos senen Transistor 13 zu fließen. Die Durchlaßrichtung der ersten Diode 16 ist so festgelegt, daß durch sie Strom fließt, wenn das Potential am zweiten Stromversorgungsanschluß 15, also an der Anode der Diode 16, höher ist als am ersten Magnetspulenanschluß 11, also an der Kathode der Diode 16. Die Anstiegszeit ist vom ohmschen Widerstand dieses Kreises, von dem Innenwiderstand der zwischen dem ersten und zweiten Stromversorgungsanschluß 14 und 15 liegenden Stromquelle, von der Induktivität L1 und dem Widerstand R1 der Magnetspule 10 sowie der Betriebsspannung Ub abhängig. Der Endwert des Stroms ist gegeben durch den ohmschen Widerstand der Reihenschaltung, bestehend aus der ersten Diode 16, der Magnetspule 10 und dem geschlossenen Transistor 13. Zu dem Zeitpunkt t2 erhält der Transistor 13 über die Steuer 1 ei tung 23 ein von der Ansteuerschaltung 25 abgegebenes Öffnungssignal. Der Strom i1 in der Magnetspule 10 kann sich nicht sprungförmig ändern. Er fließt deshalb über die zweite Diode 18 in den ersten Kondensator 17 weiter. Die Durchlaßrichtung der zweiten Diode 18 ist so festgelegt, daß durch sie Strom fließen kann, wenn das Potential am zweiten Magnetspulenanschluß 12, also an der Anode der Diode 18 höher ist als am ersten Anschluß 19 des ersten Kondensators 17, also der Kathode der Diode 18. Der Kondensator 17 sammelt die Ladung und es entsteht eine Spannung u , deren H ö h e durch die Kapazität des ersten Kondensators 17 und die eingebrachte Ladungsmenge gegeben ist. Der Wert, von dem aus die Spannung u am Kondensator 17 nach dem Zeitpunkt t2 ansteigt, liegt geringfügig unterhalb der Betriebsspannung Ub. Wenn der Strom i1 durch die Magnetspule 10 auf Null abgesunken ist, hat die Spannung u am ersten Kondensator 17 ihren maximalen We r t erreicht. Zum Zeitpunkt t3 wird der Transistor 13 und gleichzeitig der zweite steuerbare Schalter 21 über die Steuerl ei tungen 23 und 24 geschlossen. Bei diesem Einschaltvorgang ist, im Gegensatz zu dem Einschaltvorgang zum Zeitpunkt t1, am ersten Magnetspulenanschluß 11 eine höhere Spannung verfügbar, die gleich der Spannung u am ersten Kondensator ist. Die höhere Spannung an der Magnetspule 11 ergibt einen schnellen Stromanstieg, der so lange anhält, bis die Ladung von dem ersten Kondensator 17 über den geschlossenen zweiten steuerbaren Schalter 21 abgeflossen ist, d.h. ist u etwa den Wert von U. angenommen hat. Während dieses Vorgangs ist der erste Magnetspulenanschluß 11 von dem zweiten Stromversorgungsanschluß 15 durch die in Sperrichtung beaufschlagte erste Diode 16 getrennt. Nach der Kon d en s atorent l adu ng ändert s i c h der Strom i n der Magnetspule 10 ausgehend von dem momentanen Wert entsprechend der zum Zeitpunkt t1 vorhandenen Zeitkonstante. Hat der Spulenstrom während der Kondensatorentladung noch nicht einen stationären Endwert erreicht, steigt er nach der Entladung des Kondensators 17 mit der langsameren, auf Ub beruhenden Zeitkonstante wieder an. Tritt, wie in Figur 2 gezeigt, ein Überschwingen des Stromwerts während der Kondensatorentladung ein, sinkt der Strom nach der Entladung auf einen stationären Wert. Für ein schnelles Schaltverhalten ist der Uberschwi ngfal 1 anzustreben. Der erste Kondensator 17 entlädt sich bis auf einen Spannungswert, der gegeben ist durch die Betriebsspannung Ub abzüglich der Schleusenspannung der ersten Diode 16.As an initial state it is assumed that the first controllable switch 13 is open and no current i 1 flows in the magnet coil 10. At a time t 1 , the first controllable switch 13 receives a closing signal generated by the control circuit 25 via the control line 23. The switch 13 is a semiconductor component that can be switched on and off, for example a transistor. With the controllable second switch 21 open, a current i 1 begins in the magnetic coil 10 via the first diode 16 and the closed to flow its transistor 13. The forward direction of the first diode 16 is determined such that current flows through it when the potential at the second power supply connection 15, that is to say at the anode of the diode 16, is higher than at the first magnet coil connection 11, that is to say at the cathode of the diode 16. The rise time is dependent on the ohmic resistance of this circuit, on the internal resistance of the current source lying between the first and second power supply connections 14 and 15, on the inductance L 1 and the resistance R 1 of the magnet coil 10 and the operating voltage U b . The final value of the current is given by the ohmic resistance of the series circuit, consisting of the first diode 16, the solenoid 10 and the closed transistor 13. At the time t 2 , the transistor 13 receives a device 23 from the control circuit 25 via the control 1 issued opening signal. The current i 1 in the magnetic coil 10 cannot change abruptly. It therefore continues to flow through the second diode 18 into the first capacitor 17. The forward direction of the second diode 18 is determined such that current can flow through it if the potential at the second magnet coil connection 12, that is to say at the anode of the diode 18, is higher than at the first connection 19 of the first capacitor 17, that is to say the cathode of the diode 18 The capacitor 17 collects the charge and a voltage u is produced, the height of which is given by the capacitance of the first capacitor 17 and the amount of charge introduced. The value from which the voltage u across the capacitor 17 increases after the time t 2 is slightly below the operating voltage U b . When the current i 1 through the solenoid 10 has dropped to zero, the voltage u on the first capacitor 17 has reached its maximum value. At time t 3 , the transistor 13 and simultaneously the second controllable switch 21 are closed via the control lines 23 and 24. In this switch-on process, in contrast to the switch-on process at time t 1 , a higher voltage is available at the first magnet coil connection 11, which voltage is equal to the voltage u at the first capacitor. The higher voltage on the magnetic coil 11 results in a rapid current rise which continues until the charge has flowed from the first capacitor 17 via the closed second controllable switch 21, ie u has assumed approximately the value of U. During this process, the first magnetic coil connection 11 is separated from the second power supply connection 15 by the first diode 16 which is acted on in the reverse direction. After the capacitor has been charged, the current in the magnet coil 10 changes, starting from the instantaneous value, in accordance with the time constant available at the time t 1 . If the coil current has not yet reached a stationary end value during the capacitor discharge, it rises again after the capacitor 17 has discharged with the slower time constant based on U b . If, as shown in FIG. 2, the current value overshoots during capacitor discharge, the current drops to a stationary value after the discharge. For fast switching behavior, overshoot 1 is desirable. The first capacitor 17 discharges to a voltage value which is given by the operating voltage U b minus the lock voltage of the first diode 16.
Wird für den zweiten steuerbaren Schalter 21 ein Thyristor vorgesehen, dann öffnet der Schalter 21 ohne ein weiteres Steuersignal im Stromnulldurchgang. Ist als zweiter steuerbarer Schalter 21 ein Transistor vorgesehen, dann wird diesem über die Steuerleitung 24 von der Ansteuerschaltung 25 ein Öffnungssignal zugeleitet. Der zweite Kondensator 22 parallel zur Stromversorgung zwischen dem ersten und zweiten Stromversorgungsanschluß 14 und 15 hat die Aufgabe, den Innenwiderstand der Stromquelle im Einschaltaugenblick t1 bzw. t3 gering zu halten.If a thyristor is provided for the second controllable switch 21, the switch 21 opens without another control signal in the zero current crossing. Is a second controllable switch 21 Transistor provided, then this is supplied via the control line 24 from the control circuit 25, an opening signal. The second capacitor 22 parallel to the power supply between the first and second power supply connections 14 and 15 has the task of keeping the internal resistance of the power source low at the moment of switching on t 1 and t 3 .
Eine Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Schaltungen mit Frei 1 aufdi öden ergibt sich hier durch eine Zwischenspeicherung der unmittelbar nach Abschaltung der Magnetspule 10 vorhandenen induktiven Energie in dem ersten Kondensator 17. Diese Energie wird für den nächsten Einschaltvorgang bzw. zum Wiederaufbau des Magnetfelds während des Einschaltvorgangs wieder verwendet. Der Transistor 13 wird während des Einschaltvorgangs geringer belastet, da auf Grund des schnelleren Stromanstiegs in der Magnetspule 10 auch sein Einschaltvorgang beschleunigt wird.An energy saving compared to conventional circuits with free 1 aufdi edens results from intermediate storage of the inductive energy present immediately after the magnetic coil 10 is switched off in the first capacitor 17. This energy is used again for the next switch-on process or for the reconstruction of the magnetic field during the switch-on process . The transistor 13 is subjected to less stress during the switch-on process, since its switch-on process is also accelerated due to the faster current rise in the magnet coil 10.
Die Schaltung für ein Einspulen-Stellwerk nach Figur 1 läßt sich gemäß Figur 3 für ein Zwei- oder Mehrspulen-Stellwerk erweitern. Auch bei dieser Schaltung wird die im eingeschalteten Zustand der Magnetspule 10 vorhandene induktive Energie nach Beginn des Abschaltvorgangs der Magnetspule 10 im ersten Kondensator 17 gespeichert. Diese Energie wird zum raschen Aufbau des Magnetfelds in der anderen Magnetspule 10a verwendet. Der erste Anschluß 19 des ersten Kondensators 17 wird dazu über den ersten steuerbaren Schalter 21 während des Einschaltvorgangs der anderen Magnetspule 10a mit deren ersten Spulenanschluß 11a verbunden. Analog wird nach Beginn des Abschaltvorgangs der anderen Magnetspule 10a die magnetische Energie in den anderen ersten Kondensator 17a eingespeichert. Sie wird anschließend zum raschen Magnetfeldaufbau in der Magnetspule 10 verwendet. Dazu wird der erste Anschluß 19a des anderen ersten Kondensators 17a über den anderen zweiten steuerbaren Schalter 21a mit dem ersten Spulenanschluß 11 der Magnetspule 10 während ihres Einschaltvorgangs verbunden. Die Magnetspulen 10 und 10a werden abwechselnd, beispielsweise im Gegentakt, ein- bzw. ausgeschaltet. Wird auf eine größtmögliche Energieeinsparung verzichtet, kann diese Schaltung auch im "überlappenden" Betrieb eingesetzt werden, d.h. während kurzer Zeitabschnitte fließt in beiden Magnetspulen 10 und 10a ein Strom. Die Ansteuerschaltung 40 weist hier vier Steuerleitungen 41 bis 44 auf, die der Ansteuerung der vier steuerbaren Schalter 13, 13a, 21 und 21a dienen. Die beiden zweiten steuerbaren Schalter 21 und 21a können Thyristoren sein, welche nur einen Einschaltimpuls benötigen und ohne einen Ausschaltimpuls beim nächsten Stromnulldurchgang ausschalten. Hier können auch ein- bzw. ausschaltbare Halbleiter-Bauelemente wie beispielsweise Transistoren oder ein- und ausschaltbare Thyristoren verwendet werden, mit denen sich im überlappenden Betrieb eine definierte Trennung der beiden Magnetspulen-Stromkreise ergibt.The circuit for a single-coil signal box according to FIG. 1 can be expanded according to FIG. 3 for a two- or multi-coil signal box. With this circuit too, the inductive energy present when the magnet coil 10 is switched on is stored in the first capacitor 17 after the magnet coil 10 has started to be switched off. This energy is used to rapidly build up the magnetic field in the other magnet coil 10a. For this purpose, the first connection 19 of the first capacitor 17 is connected to the first coil connection 11a via the first controllable switch 21 during the switching-on process of the other magnet coil 10a. Analogously, the magnetic energy is stored in the other first capacitor 17a after the start of the shutdown process of the other magnet coil 10a. It then becomes a quick one Magnetic field structure used in the magnetic coil 10. For this purpose, the first connection 19a of the other first capacitor 17a is connected via the other second controllable switch 21a to the first coil connection 11 of the magnet coil 10 during its switch-on process. The solenoids 10 and 10a are switched on and off alternately, for example in push-pull. If the greatest possible energy saving is dispensed with, this circuit can also be used in “overlapping” operation, ie a current flows in both magnet coils 10 and 10a during short periods of time. The control circuit 40 here has four control lines 41 to 44, which are used to control the four controllable switches 13, 13a, 21 and 21a. The two second controllable switches 21 and 21a can be thyristors which only require a switch-on pulse and switch off at the next current zero crossing without a switch-off pulse. Semiconductor components that can be switched on or off, such as transistors or thyristors that can be switched on and off, can also be used here, with which, in overlapping operation, a defined separation of the two magnet coil circuits results.
Die Schaltung gemäß Figur 4 wird anhand des in Figur 5 dargestellten Zeitdiagramms erläutert. Ziel der Schaltung ist es, zum Zeitpunkt t1 in Figur 5 den durch die Magnetspule 10a fließenden Strom i2 möglichst schnell auf i2 = 0 zu senken und den Strom i1 durch die Magnetspule 10 auf i1 = imax zu erhöhen. Es wird hier davon ausgegangen, daß der Kondensator 17' durch einen oder mehrere vorangegangene Schaltvorgänge zur Zeit t ≤ t1 , wie sie in Figur 2 für t ≤ t3 dargestellt sind, auf eine Spannung von UC soll > Ub aufgeladen ist. Zur Zeit t1 ≤ t ≤ t3 sind die steuerbaren Schalter 13 und 21a geschlossen. Der Kondensator 17' wird also über die Magnetspule 10 entladen. Der Anstieg von i1 ist besonders bei UC >> Ubsehr schnell. Es gilt unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls an den steuerbaren Schaltern für den Strom anstieg folgende Gleichung:The circuit according to FIG. 4 is explained using the time diagram shown in FIG. 5. The aim of the circuit is to reduce the current i 2 flowing through the magnet coil 10a as quickly as possible to i 2 = 0 at time t 1 in FIG. 5 and to increase the current i 1 through the magnet coil 10 to i 1 = i max . It is assumed here that the capacitor 17 'is charged to a voltage of U C soll > U b by one or more preceding switching operations at the time t t t 1 , as shown in FIG. 2 for t t t 3 . The controllable switches 13 and 21a are closed at the time t 1 t t t t 3 . The capacitor 17 'is thus discharged via the solenoid 10. The rise of i 1 is very fast, especially with U C >> U b . Neglecting the voltage drop at the controllable switches for the current rise, the following equation applies:
Figure imgf000015_0001
wobei mit R1 der Widerstand und L1 die Induktivität der Magnetspule 10 und mit uC die im Kondensator 17' gespeicherte Spannung bezeichnet werden. Der Strom i1 nähert sich asymptotisch dem Wert uC/R.
Figure imgf000015_0001
where R 1 denotes the resistance and L 1 the inductance of the magnetic coil 10 and u C denotes the voltage stored in the capacitor 17 '. The current i 1 approaches the value u C / R asymptotically.
Zur Zeit t1 ≤ t ≤ t2 sind die Dioden 16a und 18a leitend. Über sie wird der Kondensator 17' mit dem Strom i2 aufgeladen, solange i2 > i 1 ist. Die Spannung uC am Kondensator 17' steigt daher für kurzeAt the time t 1 ≤ t ≤ t 2 , the diodes 16a and 18a are conductive. The capacitor 17 'is charged via it with the current i 2 as long as i 2 > i 1 . The voltage u C across the capacitor 17 'therefore rises for a short time
Zeit auf Werte uC > UC soll . Bei Vernachlässigung der an den Dioden 16a und 18a abfallenden Spannungen ergibt sich eine Abnahmegeschwindigkeit für i2 vonTime to values u C > U C should . If the voltages dropping across the diodes 16a and 18a are neglected, the rate of decrease for i 2 is
Figure imgf000015_0002
wobei mit R2 der Widerstand und mit L2 die Iiduktivität der Magnetspule 10a bezeichnet werden.
Figure imgf000015_0002
R 2 denoting the resistance and L 2 denoting the inductance of the magnetic coil 10a.
Der Wert i2 = 0 wird schnell zur Zeit t = t2 erreicht und dann beibehalten, weil dann die Dioden 16a und 18a sperren. Aus Figur 5 ist ersichtlich, daß i1 und i2 ihre Sollwerte sehr rasch erreichen. Daher sollte auch im Zeitbereich t1 ≤ t ≤ t2 der Anker des elektromagnetischen Verbrauchers abfliegen.The value i 2 = 0 is reached quickly at time t = t 2 and is then maintained because then the diodes 16a and 18a block. It can be seen from FIG. 5 that i 1 and i 2 reach their target values very quickly. Therefore should the armature of the electromagnetic consumer will also fly in the time range t 1 ≤ t ≤ t 2 .
Zum Zeitpunkt t = t3 hat i1 den unteren Sollwert von imax erreicht; die Spannung uC des KondensatorsAt time t = t 3 , i 1 has reached the lower setpoint of i max ; the voltage u C of the capacitor
17' ist deutlich reduziert. Auch die Summe der Energien ist auf Grund der in den Bauteilen auftretenden Verluste zur Zeit t3 reduziert gegenüber dem Zeitpunkt t1, wobei für die Energie folgende Gleichung gilt:17 'is significantly reduced. The sum of the energies is also reduced due to the losses occurring in the components at the time t 3 compared to the time t 1 , the following equation applying to the energy:
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
Um den nächsten Umschaltvorgang mit derselben Geschwindigkeit ausführen zu können, muß daher uC wieder erhöht werden. Deshalb wird für den Zeitraum t3 ≤ t≤ t4 der steuerbare Schalter 21a gesperrt und über die Diode 16 ein Strom durch die Magnetspule 10 geleitet. Die Anstiegsgeschwindigkeit di1/dt des Stromes i1 ist gegenüber t1 reduziert; die Asymptote ist jetzt Ub/R. Die geringere Anstiegsgeschwindigkeit ist in Figur 5 erkennbar. Es wird in diesem Zeitraum der Spannungsquelle Energie entzogen und in die Magnetspule als induktive Energie eingegeben.To be able to carry out the next switching process at the same speed, u C must therefore be increased again. For this reason, the controllable switch 21a is blocked for the period t 3 ≤ t t t 4 and a current is passed through the magnet coil 10 via the diode 16. The rate of increase di 1 / dt of current i 1 is reduced compared to t 1 ; the asymptote is now U b / R. The lower rate of increase can be seen in FIG. 5. During this period, energy is withdrawn from the voltage source and input into the magnetic coil as inductive energy.
Diese Energie wird anschließend als kapazitive Energie im Kondensator 17' gespeichert, wobei im folgen den zwei Fälle unterschieden werden:This energy is then stored as capacitive energy in the capacitor 17 ', a distinction being made in the following two cases:
In Fall 1 erreicht i, zum Zeitpunkt t. den oberen Wert von imax, so daß die maximale Energie erreicht wird. Dieser Fall ist auch in Figur 5 dargestelltIn case 1 i reaches at time t. the upper value of i max so that the maximum energy is reached. This case is also shown in FIG. 5
In Fall 2 erreicht i1 den oberen Wert von imax nichtIn case 2, i 1 does not reach the upper value of i max
Beispielsweise, weil die im Kondensator 17' gespeicherte Energie von vorhergehenden Schaltvorgängen zur ausrei chenden Stromerhöhung in der Magnetspule 10 nicht ausgereicht hat.For example, because the energy stored in the capacitor 17 'from previous switching operations was not sufficient for sufficient current increase in the solenoid 10.
Die Spannung im Kondensator 17' wird nun dadurch erhöht, daß für t4 ≤ t ≤ t 5 der steuerbare Schalter 13 abgeschaltet wird. In diesem Fall sind die Dioden 16 und 18 in leitendem Zustand, so daß der Kondensator 17' mit i1 geladen wird, wobei i1 im Fall 1 von imax und im Fall 2 von einem darunter liegenden Wert ausgeht und auf einen Haltestrom iH abfällt. Der Haltestrom iH ist dabei so gewählt, daß der elektromagnetische Verbraucher trotz der Reduktion des durch die Magnetspule 10 fließenden Stromes i1 in dem aktivierten Zustand bleibt. Aus Figur 5 ist ersichtlich, daß für iH ein maximaler Grenzwert iH max und ein minimaler Grenzwert iH min vorgegeben sind.The voltage in the capacitor 17 'is now increased in that the controllable switch 13 is switched off for t 4 t t t t 5 . In this case, the diodes 16 and 18 are in the conductive state, so that the capacitor 17 'is charged with i 1 , i 1 starting from i max in case 1 and from an underlying value in case 2 and to a holding current i H falls off. The holding current i H is selected so that the electromagnetic consumer remains in the activated state despite the reduction in the current i 1 flowing through the magnetic coil 10. It can be seen from FIG. 5 that a maximum limit value i H max and a minimum limit value i H min are specified for i H.
Im Fall 1 wird der für die Kondensatorspannung vorgegebene Wert Uc soll erreicht, bevor i1 auf iH min gesunken ist. Im Zeitintervall t5 ≤ t ≤ t6 wird daher der steuerbare Schalter 21a eingeschaltet, so daß die induktive Energie praktisch ohne äußere Spannung über den Widerstand R1 der Magnetspule 10, über den Schalter 21a und die Diode 18 weiter abgebaut und nicht weiter in den Kondensator 17' eingespeichert wird. Die Spannung uC bleibt deshalb während diesesIn case 1, the value U c set given for the capacitor voltage is reached before i 1 has dropped to i H min . In the time interval t 5 t t t t 6 , the controllable switch 21a is therefore switched on, so that the inductive energy is reduced practically without external voltage via the resistor R 1 of the magnetic coil 10, via the switch 21a and the diode 18 and not further into the Capacitor 17 'is stored. The voltage u C therefore remains during this
Zeitraums unverändert auf UC sol l. Wenn der Strom i1 den Wert iH min erreicht, wird der steuerbarePeriod unchanged at U C sol l . When the current i 1 reaches the value i H min , the controllable
Schalter 21a aus- und der Schalter 13 eingeschaltet, so daß i1 wieder zunimmt. Zum Zeitpunkt t7 erreicht i2 wieder den Wert iH max, so daß durch Einschalten des Schalters 21a und Ausschalten des Schalters 13 der Strom i1 wieder reduziert wird. Auf diese Weise wird i1 immer auf einem vorbestimmten Wert iH min ≤ i1 ≤ iH max gehalten. Im Fall 2, in dem il den Wert imax zur Zeit t 4 nicht erreicht hat, wird im Zeitbereich t5 ≤ t ≤ t6 der Schalter 13 statt des Schalters 21a eingeschaltet, so daß der Spannungsquelle neue Energie entnommen wird, die dann in den Kondensator 17' eingespeist werden kann, bis schließlich die erforderliche Gesamtenergie erreicht ist.Switch 21a off and switch 13 switched on, so that i 1 increases again. At time t 7 , i 2 again reaches the value i H max , so that current i 1 is reduced again by switching on switch 21a and switching off switch 13. In this way, i 1 is always kept at a predetermined value i H min i i 1 i i H max . In case 2, in which i l has not reached the value i max at the time t 4 , the switch 13 is switched on instead of the switch 21 a in the time range t 5 t t t t 6 , so that new energy is drawn from the voltage source, which then can be fed into the capacitor 17 'until finally the required total energy is reached.
Der steuerbare Schalter 13 wird auch im Fall 1 eingeschaltet, wenn der Strom i l auf iH min sinkt, bevor uC den Wert UC soll erreicht hat. Dadurch steigt i l wieder an. In einem nächsten Zyklus wird dann il wieder gesenkt und die induktive Energie dem Kondensator 17' eingespeist.The controllable switch 13 is also turned on in case 1 when the current i l drops to i H min before u C has reached the value U C soll . This increases i l again. In a next cycle, i l is then reduced again and the inductive energy is fed to the capacitor 17 '.
Im Fall 2 werden zum Zeitpunkt t6 beide steuerbaren Schalter 13 und 21a geöffnet, damit uC über die Dioden 16 und 18 erhöht wird.In case 2, both controllable switches 13 and 21a are opened at time t 6 , so that u C is increased via diodes 16 and 18.
Es ist ersichtlich, daß il und uC durch geeignete Steuerung der Schalter 13 und 21a auf jeden gewünschten Wert von uC bzw. Mittelwert für il einstellbar sind.It can be seen that i l and u C can be set to any desired value of u C or mean value for i l by suitable control of switches 13 and 21a.
Zur Zeit to wird beispielsweise durch ein außerhalb der Ansteuerschaltung erzeugtes Signal die Magnetspule 10 abgeschaltet und die Magnetspule 10a eingeschaltet, d.h. der Strom il soll möglichst schnell auf il = 0 gesenkt, und der Strom i2 möglichst schnell auf den Wert i2 = imax erhöht werden. Dazu werden die steuerbaren Schalter 13 und 21a geöffnet und die Schalter 13a und 21 geschlossen, damit die Ladung des Kondensators 17' für einen schnellen Anstieg von i2 zur Verfügung steht. Die mit der Stromversorgung und mit dem Kondensator 17' verbundene Diode 60 ist so angeordnet, daß sofort nach Einschalten der Stromversorgung der Kondensator 17' auf Ub aufgeladen wird, damit die als steuerbare Schalter 13 und 13a verwendeten Transistoren nicht mit einer zu hohen inversen Spannung beaufschlagt werden. Dazu ist die Anode der Diode 60 mit dem zweiten Stromversorgungsabschluß 15 und die Kathode der Diode 60 mit dem ersten Anschluß 19' des Kondensators 17' verbunden.At time to, for example, the solenoid 10 is switched off and the solenoid 10a is switched on by a signal generated outside the control circuit, ie the current i l is to be reduced as quickly as possible to i l = 0 and the current i 2 is as fast as possible to the value i 2 = i max can be increased. For this purpose, the controllable switches 13 and 21a are opened and the switches 13a and 21 are closed, so that the charging of the capacitor 17 'is available for a rapid increase in i 2 . The diode 60 connected to the power supply and to the capacitor 17 'is arranged such that the capacitor 17' is charged to U b immediately after the power supply is switched on, so that the transistors used as controllable switches 13 and 13a do not have an inverse voltage which is too high be charged. For this purpose, the anode of the diode 60 is connected to the second power supply termination 15 and the cathode of the diode 60 to the first connection 19 'of the capacitor 17'.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaltung ist in Figur 6 gezeigt. Es wird anhand der Figuren 7 und 8 näher erläutert.Another embodiment of the circuit is shown in Figure 6. It is explained in more detail with reference to FIGS. 7 and 8.
Die Ansteuerung der Schaltung soll in diesem Fall so erfolgen, daß die durch die Magnetspulen 10 und 10a fließenden Ströme einen oberen Haltestrom iHO bzw. einen unteren Haltestrom iHU einnehmen. Die Halteströme sind so gewählt, daß die Anker der Magnetspulen 10 und 10a bei einer Senkung des Stroms von i = imax auf i = iHO nicht zurückfallen bzw. bei einer Erhöhung des Stroms von i = Null oder einemIn this case, the control of the circuit should take place in such a way that the currents flowing through the magnet coils 10 and 10a assume an upper holding current i HO or a lower holding current i HU . The holding currents are selected so that the armatures of the solenoids 10 and 10a do not fall back when the current is reduced from i = i max to i = i HO or when the current increases from i = zero or one
Wert i < iHU auf i = iHU nicht anziehen. In FigurDo not tighten the value i <i HU to i = i HU . In figure
7 ist für iHO ein Wert von iHO < imax und in Figur7 is a value of i HO <i max for i HO and in FIG
8 ist für iHO der Wert iHO = imax gewählt worden.8 the value i HO = i max has been selected for i HO .
Die Senkung des Wertes von iHO gemäß Figur 7 führt zu einer Energieeinsparung.The reduction in the value of i HO according to FIG. 7 leads to an energy saving.
Zur Zeit t1 soll in den Figuren 7 und 8 die Magnetspule 10 erregt werden. Dazu werden der steuerbare Schalter 13 geschlossen und der Schalter 13a geöffnet. Für die Zeit t < t1 flössen in den Magnetspulen 10, 10a die Ströme i1 und i2. Nach der Ansteuerung der Schalter fließt für t < t1 der Strom i1 über den steuerbaren Schalter 13 und i2 über die Dioden 16a und 18a. Solange i2 > i1 ist, wird der Kondensator 17 aufgeladen auf einen Wert uC > Ub, da die Diode 16 sperrt. Wird für den Kondensator 17 eine kleine Kapazität gewählt, wird uC besonders groß.At time t 1 , the magnet coil 10 is to be excited in FIGS. 7 and 8. For this purpose, the controllable switch 13 is closed and the switch 13a is opened. For the time t <t 1 , the currents i 1 and i 2 flow in the magnet coils 10, 10a. After the switches have been activated, the current i 1 flows via the controllable switches 13 and i 2 via the diodes for t <t 1 16a and 18a. As long as i 2 > i 1 , the capacitor 17 is charged to a value u C > U b since the diode 16 blocks. If a small capacitance is selected for the capacitor 17, u C becomes particularly large.
Wie schon anhand von Figur 5 erläutert, fällt i2 sehr rasch, während i1 schnell steigt. Durch die schnelle Stromänderung und die daraus resultierende Kraftänderung im Zeitintervall t1 ≤ t ≤ t2 hebt der Anker vom Anschlag ab. Während der Bewegung erhöhen sich die Kräfte ohne weitere Stromerhöhung.As already explained with reference to FIG. 5, i 2 falls very quickly, while i 1 increases rapidly. Due to the rapid change in current and the resulting change in force in the time interval t 1 ≤ t ≤ t 2 , the armature lifts off the stop. The forces increase during the movement without any further increase in current.
Zum Zeitpunkt t3 ist in den Figuren 7 und 8 für i1 der sinnvolle maximale Strom imax erreicht. Der steuerbare Schalter 13 wird geöffnet, der Schalter 13a bleibt offen. Dadurch sinkt i1, während i2 durch die Energieumladung wieder steigt. Schließlich erreichen die Ströme die gewünschten Haltewerte iHO bzw. iHU, wobei in Figur 7 iHO < imax und in Figur 8 iHO = imax ist. Aufgrund der Hysterese findet ein "Überschwingen" statt. Im Zeitpunkt t = t 4 wird der Schalter 13 geschlossen, damit i1 wieder steigt, während i2 sinkt. Durch Öffnen des Schalters 13 für t = t5 sinkt i1 wieder, während i2 steigt. Durch die getaktete Ansteuerung können die Halteströme auf jedem gewünschten Wert 0 ≤ i ≤ imax eingestellt werdenAt time t 3 , the sensible maximum current i max is reached for i 1 in FIGS . 7 and 8. The controllable switch 13 is opened, the switch 13a remains open. As a result, i 1 decreases, while i 2 increases again due to the energy transfer. Finally, the currents reach the desired holding values i HO or i HU , i HO <i max in FIG. 7 and i HO = i max in FIG. Due to the hysteresis, an "overshoot" takes place. At time t = t 4 , switch 13 is closed so that i 1 rises again while i 2 decreases. By opening switch 13 for t = t 5 , i 1 decreases again, while i 2 increases. Due to the clocked control, the holding currents can be set to any desired value 0 ≤ i ≤ i max
Unter der Voraussetzung, daß die Taktung bei ideal durchgeschalteten Dioden und Transistoren als steuerbare Schalter keine Verluste erzeugt, gilt folgende Gleichung für den unteren mittleren Haltestrom:Provided that the timing with ideally switched diodes and transistors as controllable switches does not generate any losses, the following equation applies to the lower mean holding current:
Figure imgf000020_0001
mit T1 = t13 ein /tges, wobei t13 ein die Zeit bezeichnet, die der Schalter
Figure imgf000020_0001
with T 1 = t 13 a / t tot , where t 13 denotes the time that the switch
13 im eingeschalteten Zustand, und t g e s für den gesamten getakteten Zeitraum steht.13 in the switched-on state, and t tot stands for the entire clocked period.
Für den oberen mittleren Haltestrom iHO gilt folgende GIeichung:The following equation applies to the upper mean holding current i HO :
iHO = iHU/(1-T1).i HO = i HU / (1-T 1 ).
Die Schaltung ist nur wirksam, wenn iHO/iHU > O ist Ein praktikabler Wert ist iHO/iHU = 4. Daraus berechnet sich T1 zu T1 = 0,75The circuit is only effective when i HO / i HU > O. A practical value is i HO / i HU = 4. From this, T 1 is calculated as T 1 = 0.75
Während bei der Ansteuerung gemäß Figur 8 ein Umschal tvorgang zur Zeit t6 unmittelbar eingeleitet werden kann, muß bei der Ansteuerung gemäß Figur 7 vor Umschaltung zur Zeit t7 der Strom i1 im Zeitraum t6 ≤ t ≤ t7 auf imax erhöht werden, damit zurWhile, in the operation shown in Figure 8 tvorgang a Umschal at time t 6 can be immediately initiated, it is necessary in accordance with Figure 7 before switching at time t 7, the current i 1 in the period t 6 ≤ t ≤ t 7 in driving can be increased to i max , so that
Umschaltung genügend Energie zur Verfügung steht.Switching enough energy is available.
Dieser Zeitraum t6 ≤ t A t 7 in Figur 7 muß allerdings vor jeder Umschaltung gegeben sein. Ein Vorteil dieser Ansteuerung ist jedoch, daß Einflüsse der Taktung zur Zeit t7 abgeklungen sind und die Umschaltung der Magnetspulen 10 und 10a nicht beei nträchtigen können.This period t 6 ≤ t A t 7 in FIG. 7 must, however, be given before each switchover. An advantage of this control, however, is that the effects of the clocking have decayed at time t 7 and cannot adversely affect the switching of the solenoids 10 and 10a.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindun gsgemässen Schaltung ist in Figur 9 gezeigt. Diese Schaltung ist besonders für ein Zweispulen-Stellwerk geeignet. Gegenüber der Schaltung gemäß Figur 3 sind die beiden ersten Kondensatoren 17, 17a und die beiden zweiten steuerbaren Schalter 21, 21a entfallen. Der Einschaltzeitpunkt der einen Spule nach Abschaltung der anderen Spule kann daher nicht mehr frei gewählt werden. Dafür wird die Schaltung gemäß Figur 3 um Reihenschal tungen bestehend aus einem Widerstand 62, 62a und einer dritten Diode 64, 64a ergänzt, die parallel zu den beiden Magnetspulen 10, 10a liegen. Eine Vereinfachung ergibt sich bezüglich der Ansteuerschaltung 70, die lediglich zwei Steuerleitungen 72, 74 aufzuweisen braucht, über die die beiden steuerbaren Schalter 13, 13a betätigt werden. Bedingt durch den Wegfall der beiden ersten Kondensatoren 17, 17a kann die induktive Energie nicht mehr zwischengespeichert werden, sondern wird unmittelbar zum Magnetfeldaufbau in der jeweils anderen Magnetspule eingesetzt.Another embodiment of the circuit according to the invention is shown in FIG. This circuit is particularly suitable for a two-coil signal box. Compared to the circuit according to FIG. 3, the two first capacitors 17, 17a and the two second controllable switches 21, 21a have been omitted. The switch-on time of one coil after switching off the other coil can therefore no longer be freely selected. For this purpose, the circuit according to FIG lines consisting of a resistor 62, 62a and a third diode 64, 64a supplemented, which are parallel to the two solenoids 10, 10a. A simplification results with respect to the control circuit 70, which need only have two control lines 72, 74, via which the two controllable switches 13, 13a are actuated. As a result of the elimination of the first two capacitors 17, 17a, the inductive energy can no longer be stored temporarily, but is instead used directly to build up the magnetic field in the other magnet coil.
Die Schaltung gemäß Figur 9 arbeitet folgendermaßen: Zunächst wird der erste steuerbare Schalter 13, vorzugsweise ein Transistor geschlossen. In der Magnetspule 10 fließt dann ein Strom i1. Nachdem der Transistor 13 von der Ansteuerschaltung 70 über die Steuerleitung 72 ein Öffnungssignal erhalten hat, fließt der Strom i1 in der Magnetspule 10 nicht mehr über den Transistor 13 zum ersten Stromversorgungsanschluß 14 sondern nun über die zweite Diode 18 unmittelbar zum ersten Magnetspulenanschluß 11a der Magnetspule 10a, die zu diesem Zeitpunkt noch stromlos ist, obwohl der zweite steuerbare Schalter 13a, ebenfalls vorzugsweise ein Transistor, über die Steuerleitung 74 gleichzeitig mit dem Öffnungssignal für den Schalter 13 ein Schließsignal von der Ansteuerschaltung 70 erhalten hat. Der von der Magnetspule 10 stammende Strom i1 kann in dem Einschaltaugenblick des Transistors 13a nur über den aus dem Widerstand 62a und der dritten Diode 64a bestehenden Strompfad fließen. Die Durchlaßrichtung der dritten Diode 62, 62a ist so festgelegt, daß durch sie Strom fließt, wenn das Potential am ersten Magnetspulenanschluß 11, 11a, also an der Anode der Diode 62, 62a, höher ist als am zweiten Magnetspulenanschluß 12 bzw. an der Kathode der Diode 62, 62a. Eine Spannungsüberhöhung ergibt sich hier gemäß dem ohmschen Gesetz als Produkt von Widerstandswert des Widerstands 64a und des durch den Widerstand 64a fließenden Stroms i1. Diese Spannungsüberhöhung führt zu einem beschleunigten Stromaufbau in der Magnetspule 10a. Im stationären, eingeschalteten Zustand der Magnetspule 10a fließt über den Widerstand 62a und die dritte Diode 64a kein Strom mehr, da im allgemeinen der Spannungsabfall an der Magnetspule 10a unter der Schleusenspannung der dritten Diode 64a liegt und diese somit sperrt. Der Strom ip durch die Magnetspule 10a fließt dann über die erste Diode 16a, die während der Spannungsüberhöhung am Widerstand 62a gesperrt hatte.The circuit according to FIG. 9 works as follows: First, the first controllable switch 13, preferably a transistor, is closed. A current i 1 then flows in the magnetic coil 10. After the transistor 13 has received an opening signal from the control circuit 70 via the control line 72, the current i 1 in the magnet coil 10 no longer flows via the transistor 13 to the first power supply connection 14 but now via the second diode 18 directly to the first magnet coil connection 11 a of the magnet coil 10a, which is still currentless at this point in time, although the second controllable switch 13a, also preferably a transistor, has received a closing signal from the control circuit 70 via the control line 74 at the same time as the opening signal for the switch 13. The current i 1 originating from the magnetic coil 10 can only flow via the current path consisting of the resistor 62a and the third diode 64a when the transistor 13a is switched on. The forward direction of the third diode 62, 62a is determined such that current flows through it when the potential at the first magnet coil connection 11, 11a, that is to say at the anode of the diode 62, 62a, is higher than at the second magnet coil connection 12 or at the cathode the diode 62, 62a. According to Ohm's law, a voltage increase results as the product of the resistance value of the resistor 64a and the current i 1 flowing through the resistor 64a. This excessive voltage leads to an accelerated current build-up in the magnet coil 10a. In the stationary, switched-on state of the magnet coil 10a, no current flows through the resistor 62a and the third diode 64a, since in general the voltage drop across the magnet coil 10a is below the lock voltage of the third diode 64a and thus blocks it. The current ip through the magnetic coil 10a then flows through the first diode 16a, which had blocked at the resistor 62a during the voltage surge.
Erhält jetzt der Transistor 13a ein Öffnungssignal und gleichzeitig der Transistor 13 ein Schließsignal, erfolgt der Magnetfeldaufbau in der Magnetspule 10 wiederum in der beschriebenen Weise, wobei die induktive Energie der Magnetspule 10a für den Einschaltvorgang der Magnetspule 10 ausgenützt wird.If the transistor 13a now receives an opening signal and at the same time the transistor 13 receives a closing signal, the magnetic field build-up in the magnetic coil 10 takes place again in the manner described, the inductive energy of the magnetic coil 10a being used for the switching-on process of the magnetic coil 10.
Der Widerstandswert der beiden Widerstände 62, 62a ist so bemessen, daß die Spannungsüberhöhung keine zu hohen Werte annehmen kann. In einem Ausführungsbeispiel lag er bei 100 Ω , womit sich bei einem Spulenstrom im stationären Zustand von 2 A eine Spannungsüberhöhung von etwa 200 V einstellte.The resistance value of the two resistors 62, 62a is dimensioned in such a way that the excess voltage cannot assume too high values. In one embodiment, it was 100 Ω, which resulted in a voltage surge of about 200 V when the coil current was in the steady state of 2 A.
Eine weitere Verbesserung des Schaltverhaltens, d.h. eine weitere Energieeinsparung und Zeitverkürzung wird im getakteten Betrieb erhalten. Es eignen sich dafür besonders die Ausführungsbbeispiele der Schaltungen 1, 3, 4 und 6. Wie oben schon erwähnt, heißt getakteter Betrieb, daß der erste steuerbare Schalter 13 oder die beiden ersten steuerbaren Schalter 13 und 13a auch in den stationären Betri ebszuständen des elektromagnetischen Verbrauchers ein- bzw. ausgeschaltet werden. Ist die Taktfrequenz ausreichend hoch, stellt sich in Abhängigkeit des Verhältnisses von Einschalt- zu Ausschaltzeitdauer ein bestimmter Mittelwert des Stroms durch die Magnetspule 10, 10a ein. Der Kondensator 17, 17' bzw. die beiden Kondensatoren 17 und 17a werden nach Beginn eines jeden Ausschaltvorgangs etwas aufgeladen. Dieser Schaltbetrieb ermöglicht es, bei elektromagnetischen Stellwerten unterschiedliche Strom- und damit Kraftniveaus der Elektromagneten den unterschiedlichen Betriebszuständen, nämlich Hub in eine Position, Haltezustand in dieser Position, Rückhub in die andere Position und Haltezustand in der anderen Position, zuordnen. Während der Hub- und Rückhubphase wird der Strom, wie bereits beschrieben, in der Magnetspule 10 bzw. in den Magnetspulen 10, 10a vollständig ein- bzw. ausgeschaltet. Im stationären Betriebszustand wird dann in derjenigen Schaltposition, die dem stromlosen Zustand entspricht, ein mittlerer Strom iHU so eingestellt, daß die Schaltfunktion noch gewährleistet ist. Ein Umschalten in die andere Position, die dem Stroraflaßfall entspricht, ist dann durch die Überwindung einer minimalen Kraft in kurzer Zeit möglich. Ist diese Position dann erreicht, wird der mittlere Strom von imax auf den Wert i = iHO, also so weit reduziert, daß die Schaltfunktion in dieser Position ebenfalls gerade noch gewährleistet ist. Eine Rückkehr in di e vorherige Position ist dann ebenfalls durch Überwindung einer geringen Kraft rasch möglich. Es handelt sich bei diesem Beispiel um ein System, bei dem der Strom vier unterschiedliche Niveaus aufweist: Null, Haltestrom iHU für die eine Position, Maximalwert imax und Haltestrom iHO für die andere Position. Durch die getaktete Ansteuerung der steuerbaren Schalter 13, 13a ist es überdies möglich, die vorbestimmten Haltestromwerte bzw. den Wert von imax auch bei im Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs auftretenden Änderungen der Spannungsversorgung durch eine geeignete Änderung des Taktverhältnisses auszugleichen. Beispielsweise wird das Taktverhältnis im Bereich von 0,75 ≤ t1 ≤ 1 variiert.A further improvement in the switching behavior, ie a further energy saving and time reduction, is obtained in clocked operation. The exemplary embodiments of circuits 1, 3, 4 and 6 are particularly suitable for this. As already mentioned above, clocked operation means that the first controllable switch 13 or the first two controllable switches 13 and 13a can also be switched on or off in the stationary operating states of the electromagnetic consumer. If the clock frequency is sufficiently high, a certain average value of the current through the magnet coil 10, 10a is set depending on the ratio of the switch-on to the switch-off period. The capacitor 17, 17 'or the two capacitors 17 and 17a are charged somewhat after the start of each switch-off process. This switching operation makes it possible to assign different current and thus force levels of the electromagnets to the different operating states, namely stroke to one position, holding state in this position, return stroke to the other position and holding state in the other position, with electromagnetic manipulated values. As already described, the current in the magnet coil 10 or in the magnet coils 10, 10a is completely switched on or off during the stroke and return stroke phases. In the stationary operating state, an average current i HU is then set in the switching position that corresponds to the de-energized state so that the switching function is still guaranteed. Switching to the other position, which corresponds to the strora flow case, is then possible in a short time by overcoming a minimal force. If this position is then reached, the average current is reduced from i max to the value i = i HO , that is, to such an extent that the switching function in this position is also just just guaranteed. A return to the previous position is then also quickly possible by overcoming a small force. This example is a system in which the current has four different levels: zero, holding current i HU for one position, maximum value i max and holding current i HO for the other position. The clocked activation of the controllable switches 13, 13a also makes it possible to compensate for the predetermined holding current values or the value of i max even with changes in the voltage supply that occur during the driving operation of a motor vehicle by a suitable change in the clock ratio. For example, the clock ratio is varied in the range of 0.75 t t 1 1 1.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, die induktive Energie einer eingeschalteten stromdurchflossenen Magnetspule nach Beginn ihres Abschaltvorgangs zum Stromaufbau i n einer Magnetspule zu verwenden, ergab sich bei einer Schaltungsanordnung gemäß Figur 3 eine Reduktion der Schaltzeit eines Doppelmagnet-Ventils von 0,31 ms auf 0,24 ms im getakteten Betrieb. Die Magnetspulen 10, 10a hatten einen Nennstrom von jeweils 20 A und wiesen eine Induktivität von 300 μH auf. Die Kapazität der beiden ersten Kondensatoren 17 und 17a war jeweils 20 μ F . With the method according to the invention of using the inductive energy of a switched-on current-carrying magnet coil after the start of its switch-off process to build up current in a magnet coil, a switching arrangement according to FIG. 3 resulted in a reduction in the switching time of a double solenoid valve from 0.31 ms to 0.24 ms in clocked operation. The magnet coils 10, 10a each had a nominal current of 20 A and had an inductance of 300 μH. The capacitance of the first two capacitors 17 and 17a was 20 μ F each.

Claims

A N S P R U C H E EXPECTATIONS
1. Verfahren zur Ansteuerung von elektromagnetischen Verbrauchern mit mindestens einer Magnetspule, insbesondere von magnetisch betätigbaren Einspritzventilen, über mindestens einen steuerbaren Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Abschaltung eines elektromagnetischen Verbrauchers vorhandene induktive Energie der stromdurchflossenen Magnetspule (10, 10a) des elektromagnetischen Verbrauchers für den Einschaltvorgang eines elektromagnetischen Verbrauchers verwendet wird.1. A method for controlling electromagnetic consumers with at least one magnetic coil, in particular magnetically actuated injection valves, via at least one controllable switch, characterized in that the inductive energy of the current-carrying magnetic coil (10, 10a) of the electromagnetic consumer after switching off an electromagnetic consumer for the switching on of an electromagnetic consumer is used.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Abschaltung des elektromagnetischen Verbrauchers vorhandene induktive Energie der stromdurchflossenen Magnetspule (10, 10a) zur Erzeugung kapazitiver Energie in mindestens einem Kondensator (17, 17a, 17') verwendet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the existing after switching off the electromagnetic consumer inductive energy of the current-carrying magnet coil (10, 10a) is used to generate capacitive energy in at least one capacitor (17, 17a, 17 ').
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kondensator (17, 17a, 17') gespeicherte Energie für den Einschaltvorgang des unmittelbar zuvor abgeschalteten elektromagnetischen Verbrauchers verwendet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the energy stored in the capacitor (17, 17a, 17 ') is used for the switching-on process of the electromagnetic consumer switched off immediately before.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Abschaltung eines elektromagnetischen Verbrauchers in dem Kondensator (17, 17a, 17') gespeicherte kapazitive Energie für den Einschaltvorgang mindestens eines anderen elektromagnetischen Verbrauchers verwendet wird.4. The method according to claim 2, characterized in that the capacitive energy stored after switching off an electromagnetic consumer in the capacitor (17, 17a, 17 ') is used for switching on at least one other electromagnetic consumer.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kondensator (17, 17a, 17') gespeicherte Energie über mindestens einen mit dem Kondensator verbundenen steuerbaren Schalter (21, 21a) für einen späteren Einschaltvorgang gezielt abgegeben wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the energy stored in the capacitor (17, 17a, 17 ') is deliberately delivered via at least one controllable switch (21, 21a) connected to the capacitor for a later switch-on process.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kondensator (17, 17a, 17') gespeicherte Energie auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird.6. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the energy stored in the capacitor (17, 17a, 17 ') is set to a predetermined value.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Abschaltung des elektromagnetischen Verbrauchers vorhandene induktive Energie d e r stromdurchflossenen Magnetspule (10, 10a) des Verbrauchers unmittelbar nach Beginn der Abschaltung für den Einschaltvorgang mindestens eines anderen elektromagnetischen Verbrauchers verwendet wird.7. The method according to claim 1, characterized in that the inductive energy present after switching off the electromagnetic consumer d e r current-carrying magnet coil (10, 10a) of the consumer is used immediately after the start of the shutdown for the switching-on process of at least one other electromagnetic consumer.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere durch die Magnetspule (10, 10a) des elektromagnetischen Verbrauchers fließende Strom durch periodische Ansteuerung des Verbrauchers auf mindestens einem Wert, vorzugsweise auf vier verschiedenen vorbestimmten Werten gehalten wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the middle through the magnetic coil (10, 10a) of the electromagnetic Current flowing to the consumer is kept at least one value, preferably four different predetermined values, by periodic activation of the consumer.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Magnetspule (10, 10a) des abzuschaltenden elektromagnetischen Verbrauchers vor dessen Abschaltung fließende Strom auf einen für einen folgenden Einschaltvorgang optimalen Wert eingestellt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the current flowing through the magnetic coil (10, 10a) of the electromagnetic consumer to be switched off before it is switched off is set to an optimum value for a subsequent switch-on process.
10. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8 oder 9, gekennzeichnet durch mindestens einen mit mindestens einem elektromagnetischen Verbraucher verbundenen Kondensator (17, 17a, 17') zur Zwischenspeicherung der bei Abschaltung des elektromagnetischen Verbrauchers in dessen Magnetspule (10, 10a) vorhandenen induktiven Energie.10. Circuit for carrying out the method according to one of claims 1 to 6 and 8 or 9, characterized by at least one capacitor connected to at least one electromagnetic consumer (17, 17a, 17 ') for temporary storage of the electromagnetic consumer in its magnetic coil when the electromagnetic consumer is switched off ( 10, 10a) existing inductive energy.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedem elektromagnetischen Verbraucher ein Kondensator (17, 17a) zugeordnet ist.11. A circuit according to claim 10, characterized in that a capacitor (17, 17a) is assigned to each electromagnetic consumer.
12. Schaltung nach Anspru.ch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren elektromagnetischen Verbrauchern ein Kondensator (17') zugeordnet ist.12. Circuit according to Anspru.ch 10, characterized in that a capacitor (17 ') is assigned to several electromagnetic consumers.
13. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, kennzeichnet durch mindestens einen Schalter (21, 21a), über den die im Kondensator (17, 17a, 17') gespeicherte Energie mindestens einem elektromagnetischen Verbraucher für dessen Einschaltung zuführbar ist. 13. Circuit according to one of claims 10 to 12, characterized by at least one switch (21, 21a), via which the energy stored in the capacitor (17, 17a, 17 ') can be supplied to at least one electromagnetic consumer for switching it on.
14. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (21, 21a) ein Transistor ist.14. Circuit according to claim 13, characterized in that the controllable switch (21, 21a) is a transistor.
15. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine zwischen dem elektromagnetischen Verbraucher und dem Kondensator (17, 17a, 17') angeordnete Diode (18, 18a) über die die bei Abschaltung des elektromagnetischen Verbrauchers vorhandene induktive Energie in den Kondensator (17, 17a, 17') eingespeist wird und die einen entgegengesetzt zur induktiven Energie fließenden Strom unterbindet.15. Circuit according to one of claims 10 to 14, characterized by a diode (18, 18a) arranged between the electromagnetic consumer and the capacitor (17, 17a, 17 ') via which the inductive energy present in the capacitor when the electromagnetic consumer is switched off (17, 17a, 17 ') is fed in and which prevents a current flowing in the opposite direction to the inductive energy.
16. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet durch eine Verbindung eines elektromagnetischen Verbrauchers mit mindestens einem weiteren elektromagnetischen Verbraucher, über die die bei der Abschaltung des einen elektromagnetischen Verbrauchers vorhandene induktive Energie unmittelbar dem anderen elektromagnetischen Verbraucher für dessen Einschaltung zugeleitet wird.16. Circuit for carrying out the method according to claim 1 or 7, characterized by a connection of an electromagnetic consumer with at least one further electromagnetic consumer, via which the inductive energy present when the one electromagnetic consumer is switched off is fed directly to the other electromagnetic consumer for switching it on .
17. Schaltung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine parallel zum elektromagnetischen Verbraucher geschaltete Serienschaltung aus einem Widerstand (62, 62a) und einer Diode (64, 64a), über die die induktive Energie des einen abgeschalteten Verbrauchers zur Erzeugung einer dem Einschal tvorgang des anderen elektromagnetischen Verbrauchers dienenden Spannung abgeleitet wird, wobei die Diode (62, 62a) einen in entgegengesetzte Richtung fließenden Strom unterbindet.17. A circuit according to claim 16, characterized by a series circuit connected in parallel with the electromagnetic consumer, comprising a resistor (62, 62a) and a diode (64, 64a), via which the inductive energy of one of the consumers switched off for generating a switch-on operation of the other Electromagnetic consumer serving voltage is derived, the diode (62, 62a) prevents a current flowing in the opposite direction.
18. Schaltung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, gekennzeichnet durch eine in der Verbindung angeordnete Diode (18, 18a), die einen entgegengesetzt zur induktiven Energie fließenden Strom unterbindet. 18. Circuit according to one of claims 16 or 17, characterized by a diode arranged in the connection (18, 18a), which prevents a current flowing in the opposite direction to the inductive energy.
19. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, gekennzeichnet durch mindestens eine zwischen dem elektromagnetischen Verbraucher und einer mit diesem verbundenen Spannungsquelle angeordnete Diode (16, 16a), die eine Ableitung der induktiven Energie in die Spannungsquelle verhindert.19. Circuit according to one of claims 10 to 18, characterized by at least one diode (16, 16a) arranged between the electromagnetic consumer and a voltage source connected to it, which prevents the inductive energy from being dissipated into the voltage source.
20. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der der Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers dienende steuerbare Schalter (13, 13a) ein Transistor ist.20. Circuit according to one of claims 10 to 19, characterized in that the controllable switch (13, 13a) serving to control the electromagnetic consumer is a transistor.
21. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der der Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers dienende steuerbare Schalter (13, 13a) ein ein- und ausschaltbarer Thyristor ist.21. Circuit according to one of claims 10 to 19, characterized in that the controllable switch (13, 13a) serving to control the electromagnetic consumer is a thyristor which can be switched on and off.
22. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, gekennzeichnet durch mindestens eine Diode (60) über die der Kondensator (17, 17a, 17') mit der Spannungsquelle verbindbar und aufladbar ist. 22. Circuit according to one of claims 10 to 21, characterized by at least one diode (60) via which the capacitor (17, 17a, 17 ') can be connected and charged to the voltage source.
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