DE1075675B - Relaiskoppler mit Entkoppel gleichnchtern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In der Fernmeldetechnik werden für verschiedene Zwecke Gleichrichter verwendet, bei denen die wirksame Halbleiterschicht aus Selen besteht. Derartige Gleichrichter haben im Betrieb in Durchlaßrichtung einen wesentlich niedrigeren Widerstand als in Sperrrichtung. Wenn ein derartiger Selengleichrichter eine gewisse Zeit ohne Sperrstrom war und danach an eine solche Spannung gelegt wird, daß er in Sperrichtung beansprucht wird, so fließt zunächst ein bestimmter Anfangssperrstrom, der dann absinkt und einem wesentlich kleineren Endwert zustrebt. Es tritt also am Anfang der Belastung eine Stromspitze auf. Die Sperrwirkung des Selengleichrichters verbessert sich unter dem Einfluß der Spannungsbelastung. Man spricht von einer sogenannten Formierung des Gleichrichters unter Belastung bzw. von einer sogenannten Deformierung des Gleichrichters im unbelasteten Zustand. Bei dieser Deformierung verschlechtert sich allmählich seine Sperrfähigkeit. Es sind bereits Untersuchungen über den zeitlichen Ablauf dieser beiden Vorgänge gemacht worden (s. Electrical Communication Juni 57, S. 110), aus denen sich ergibt, daß bereits nach sehr kurzer Zeit eine wesentliche Verschlechterung der Sperrwirkung eintritt.

Es ist aber sehr oft erforderlich, daß unmittelbar mit Beginn einer Zeitspanne, während der ein Selengleichrichter in Sperrichtung beansprucht wird, dieser seine volle Sperrfähigkeit hat, damit keine störende Stromspitze auftritt. Es ist bereits bekannt, zwecks Vermeidung dieser Stromspitze an den Gleichrichter während der Betriebspausen eine Formierspannung anzulegen, durch die er in Sperrichtung beansprucht wird (s. Electrical Communication Juni 57, S. 120/121). Diese Methode hat aber eine Reihe von Nachteilen. Es müssen nämlich besondere Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, daß die Formierspannung auch während des Betriebs für den Gleichrichter vorhanden ist, da andernfalls durch die Formierspannung auch eine Störung der betriebsmäßig ablaufenden Vorgänge stattfindet. Die Formierspannung wirkt hier sonst als eine zusätzliche fremde Spannung, die dementsprechend zusätzliche unter Umständen vagabundierende Ströme zur Folge hat. Jeweils vor der normalen betriebsmäßigen Beanspruchung des Gleichrichters wird daher die Formierspannung wieder abgeschaltet. Dabei läßt sich im allgemeinen eine kleine Pause zwischen dem Vorhandensein der Formierspannung und der betriebsmäßigen Beanspruchung nicht vermeiden. Wie sich jedoch gezeigt hat, tritt schon nach sehr kurzer Zeit eine merkliche Deformierung des Gleichrichters ein. Aus diesen Gründen macht es insbesondere bei zeitlich unregelmäßiger betriebsmäßiger Beanspruchung des Gleichrichters Schwierigkeiten, die bekannte vorstehend beschriebene Methode Relaiskoppler mit Entkoppelgleichrichtern

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Hansjoachim Jabczynski, München-Solln,
ist als Erfinder genannt worden

zur Aufrechterhaltung der Sperrfähigkeit von Gleichrichtern anzuwenden, ohne daß damit ein großer und hinderlicher Aufwand an zusätzlichen Schaltmitteln und Einrichtungen verbunden ist.

Es werden nun in der Fernmeldetechnik derartige Selengleichrichter als Entkoppelgleichrichter bei sogenannten Relaiskopplern verwendet. Ein derartiger Relaiskoppler ist in Fig. 1 dargestellt. Es handelt sich hier um kreuzfeldartig angeordnete Koppelrelais. Das Kreuzfeld hat Zeilen und Spalten. Jedes Koppelrelais ist unter Einfügung eines Entkoppeligleichrichters an eine Zeilen- und eine Spaltenzuleitung angeschlossen. Werden eine Spaltenzuleitung und eine Zeilenzuleitung unter Spannung gesetzt, so erhält das an der Kreuzungsstelle liegende Koppelrelais Ansprechstrom. Werden z.B. der Kontakty3 und der Kontakte4 geschlossen, so erhält das Koppelrelais R 43 Ansprechstrom. Der dazugehörige Entkoppelgleichrichter G 43 wird dabei in Durchlaßrichtung beansprucht.

Die anderen Entkoppelgleichrichter dienen dazu, ein gleichzeitiges fälschliches Ansprechen anderer Koppelrelais zu verhindern. Es bestehen nämlich noch Stromwege über diese anderen Koppelrelais, bei näherer Betrachtung zeigt sich jedoch, daß in diesen Strom wegen stets ein in Sperrichtung beanspruchter Entkoppelgleichrichter liegt. Zwei derartige Stromwege sind in Fig. 1 punktiert angedeutet. So ist z. B., wenn die Kontakte y3 und χ 4 geschlossen sind, also die dazugehörigen Zuleitungen unter Spannung liegen, parallel zu dem Koppelrelais i?43 und dem in Reihe geschalteten Entkoppelgleichrichter, G43 noch ein Stromweg über das Koppelrelais R42, den Entkoppelgleichrichter G 42, den Entkoppelgleichrichter G 32, das Koppelrelais R 32, das Koppelrelais R 33 und den Entkoppelgleichrichter G33 vorhanden. Die Entkoppelgleichrichter G33 und G42 liegen an je einer unmittel-

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bar an Spannung gelegten Zuleitung und sind auf anspruchten Entkoppelgleichrichter in zulässigen Gren-Durchlaß beansprucht. Der Entkoppelgleichrichter zen zu halten, also um auch gegen einen überhöhten G 32 liegt dagegen nicht an einer derartigen Zuleitung Sperrstrom Abhilfe zu schaffen. Der durch die gefähr- und ist als einziger in Sperrichtung beansprucht. In deten Relais fließende Strom ist nämlich, wie im Zudiesem Stromkreis fließt also ein Strom, der im we- 5 sammenhang mit den zu der Fig. 1 gemachten Angaben sentlichen durch den Sperrwiderstand des Entkoppel- hervorgeht, unter sonst gleichen Umständen um so grögleichrichters £32 bestimmt ist. Die in diesem Strom- ßer, je größer die Anzahl der zu einem Relaiskoppler kreis liegenden Koppelrelais R42, R32 und i?33 dür- zusammengeschalteten Koppelrelais ist. Es ist in der fen lediglich ,Fehlstrom erhalten. Bei dem betrachteten erwähnten Patentanmeldung angegeben worden, wie Betriebsfall ist außerdem noch ein Stromweg über das io man einen Relaiskoppler, der so groß ist, daß die ge-Koppelrelais R4tl, den Entkoppelgleichrichter G 41, fährdeten Koppelrelais einen sie zum Ansprechen brinden Entkoppelgleichrichter G31, das Koppelrelais genden Strom erhalten können, in kleinere Relais- R31, das Koppelrelais R33 und den Entkoppelgleich- koppler zerlegen kann, die dann in bestimmter Weise richter G 33 vorhanden. Auch hier sind diejenigen Ent- wieder zusammengeschaltet sind. Die Zuleitungen der koppelgleichrichter, die an" einer unmittelbar an Be- 15 Zeilen und Spalten des Relaiskopplers werden über triebsspannung liegenden Zuleitung angeschlossen Kontakte oder entsprechend wirkende Schaltmittel mit sind, in Durchlaßrichtung beansprucht, nämlich die Spannung versorgt. Bei Zerlegung des Relaiskopplers Entkoppelgleichrichter (741 „und G 33. Der andere Ent- in der eben erwähnten Weise müssen dann diese Konkoppelgleichrichter, der nicht an diese Zuleitung an- takte entsprechend der Zerlegung vervielfacht werden, geschlossen ist, also der Entkoppelgleichrichter G31, 20 und es müssen außerdem zusätzliche Entkoppelgleichist als einziger in Sperrichtung beansprucht. Auch für richter vorgesehen werden. Der Aufbau des Relaisdiesen Stromkreis ist also die Stromstärke im wesent- kopplers ist hier also wesentlich zu verändern, was oft liehen durch den Sperrwiderstand des in Sperrichtung unerwünscht ist.

beanspruchten Gleichrichters, hier des Gleichrichters Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie in zuver-G 31, bestimmt. Diebeiden zuletzt betrachteten Strom- 25 lässiger Weise die Formierung der Entkoppelgleichwege führen beide über das Koppelrelais i?33. Es gibt richter stets aufrechterhalten werden kann, so daß noch weitere, hier nicht im einzelnen dargestellte keine Zeitintervalle auftreten, in denen eine, wenn Stromwege, die über dieses Koppelrelais führen. Es auch nur teilweise Deformierung eintritt, und bei dem sind dies um so mehr Stromwege, je größer der Re- keine Eingriffe in den Relaiskoppler vorgenommen laiskoppler ist. Dieses Koppelrelais wird daher von 30 werden müssen, die dessen Aufbau verändern,
einem Vielfachen des Stromes durchflossen, der in Die Erfindung betrifft also einen kreuzfeldartig einem einzigen der betrachteten Stromwege fließt. Der aufgebauten Relaiskoppler mit den einzelnen Koppel-Gesamtstrom darf jedoch nur als Fehlstrom wirken. relais vorgeschalteten Entkoppelgleichrichtern, der Die gleichen Verhältnisse liegen auch für die anderen Zeilen- und Spaltenzuleitungen aufweist, an die wahl-Koppelrelais vor, -die an den unter Spannung liegen- 35 weise eine Betriebsspannung niederohmig angelegt den Zuleitungen angeschlossen sind, wie es z. B. die wird, um das am Kreuzungspunkt der betreffenden Relais R42 und i?41 sind. Diese Relais sind also be- Zeile und Spalte liegende Koppelrelais zum Anspresonders hinsichtlich eines Fehlansprechens gefährdet. chen zu bringen. Dieser Relaiskoppler ist dadurch ge-Das Fehlansprechen kann hier nur dann vermieden kennzeichnet, daß an die Zeilen- und Spaltenzuleitunwerden, wenn der Sperrwiderstand der Entkoppel- 40 gen des Relaiskopplers ständig eine der Betriebsgleichrichter, der in Sperrichtung beansprucht ist, spannung entgegengesetzt gerichtete Zusatzspannung genügend groß ist. hochohmig angelegt ist, die alle Entkoppelrichtleiter

Wie bereits erwähnt, nimmt aber in den Betriebs- unmittelbar in Sperrichtung formierend beansprucht pausen, wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen und praktisch so hoch bemessen ist, wie die infolge der werden, die Sperrfähigkeit der Entkoppelgleichrichter 45 ihr im Betriebsfall überlagerten Betriebsspannung an ab. Beim Anlegen von Betriebsspannung nach einer den in Sperrichtung beanspruchten Entkoppelrichtsolchen Betriebspause an eine Zeilen- und eine Spal- leitern auftretende Sperrspannung,
tenzuleitung fließt daher zunächst ein besonders hoher Fig. 2 zeigt einen Relaiskoppler, bei dem die erfin-Sperrstrom, und zwar so lange, bis sich die in Sperr- dungsgemäßen Maßnahmen getroffen sind. Zu diesem richtung beanspruchten Entkoppelgleichrichter wieder 50 Zweck sind seine Zeilen- und Spaltenzuleitungen jeformiert haben. Es tritt also eine Stromspitze auf, und weils über Formierwiderstände dauernd an die Zudaher besteht die Gefahr, daß die an den Zuleitungen satzspannung gelegt, die die umgekehrte Polarität als liegenden Relais ansprechen. Auch wenn sie nur vor- die zur Erregung von Koppelrelais dienende und an übergehend ansprechen, so kann dies bereits störende die betreffende Zeilen- und Spaltenzuleitung jeweils Schaltvorgänge bewirken. Dies zu vermeiden, ist aber 55 direkt angelegte Betriebsspannung hat. Die Formierdoch der eigentliche Grund, aus dem Entkoppelgleich- widerstände sind dabei einerseits so niederohmig gerichter vorgesehen sind. wählt, daß die Sperrströme über die Entkoppelricht-

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die verwende- leiter an ihnen keinen unzulässig hohen Spannungsten Selengleichrichter auch eine unter Umständen be- abfall verursachen, und andererseits zugleich so trächtliche Eigenkapazität besitzen. Die in Sperrich- 60 hochohmig gewählt, daß die Zusatzspannungsquelle tung beanspruchten Entkoppelgleichrichter nehmen nicht unzulässig belastet wird. Die Zusatzspannung daher beim Anschalten der Betriebsspannung auch wird hier durch die Betriebsspannungsquelle selbst geeinen Ladestrom auf, der als ein zusätzlicher Strom liefert. Die Formierwiderstände sind dabei jeweils an durch die gefährdeten Koppelrelais wirkt und daher den geeigneten Pol der Betriebsspannungsquelle angeebenfalls sehr unerwünscht ist. 65 schlossen. Für jede Zeilenzuleitung und Spaltenzulei-

Es sind bereits Maßnahmen angegeben worden tung ist also ein Formierwiderstand vorgesehen. Bei (s. Patentanmeldung S 46408 VIII a/21 a³— deut- dem Relaiskoppler gemäß Fig. 2 sind dies bei den sehe Auslegeschrift 1 015 058), um den durch die ge- Zeilenzuleitungen die Formierwiderstände RyI bis fährdeten Koppelrelais fließenden Strom infolge der Ry5 und bei den Spaltenzuleitungen die Formierunzureichenden Sperrwirkung der in Sperrichtung be- 7° widerstände RxI bis Rxb.

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Zur Erregung eines Koppelrelais wird eine Zeilenzuleitung jeweils an den Pol —U und eine Spaltenzuleitung jeweils an den Pol + U der Betriebsspannungsquelle gelegt. Die an den Zeilenzuleitungen angeschlossenen Formierwiderstände RyI bis RyS sind dagegen jeweils an den Pol + U und die an den Spaltenzuleitungen angeschlossenen Formierwiderstände RxI bis Rx6 an den Pol —U der Betriebsspannungsquelle selbst gelegt, die somit als Zusatzspannungsquelle benutzt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß unter dem Einfluß der über die Formierwiderstände zugeführten Zusatzspannung die Entkoppelgleichrichter in Sperrichtung formierend beansprucht werden.

Durch einen Formierwiderstand fließen jeweils die Sperrströme aller an der zugehörigen Zeilen- bzw. Spaltenzuleitung angeschlossenen Entkoppelgleichrichter. Die Formierwiderstände sind daher so niederohmig gemacht, daß dabei kein nennenswerter Spannungsabfall an ihnen auftritt, damit die an den Entkoppelgleichrichtern liegende Formierspannung nicht nennenswert niedriger ist als diejenige Spannung, die an ihnen in Sperrichtung im Betriebsfall auftritt, also dann, wenn ein Koppelrelais durch die Anschaltung der Betriebsspannung über je einen der Kontakte xl bis x§ und yl bis 3» 5 zum Ansprechen gebracht wird. Diese Sperrspannung ist nämlich fast so hoch wie die Betriebsspannung.

Die Zusatzspannung wirkt über die Formierwiderstände auf den Relaiskoppler ein. Die Betriebsspannung zur Erregung der Koppelrelais dagegen wird niederohmig über die erwähnten Kontakte jeweils an die betreffenden Zuleitungen des Relaiskopplers angelegt. Sie setzt sich daher an der betreffenden Zuleitung gegenüber der dort vorher wirksamen Formierspannung durch. Wenn z. B. bei dem Relaiskoppler gemäß Fig. 2 zur Erregung des Koppelrelais R 43 die Kontaktex4. und y3 geschlossen werden, so wird die Zeilenzuleitung an den Pol — U und die betreffende Spaltenzuleitung an den Pol + U der Betriebs-Spannungsquelle niederohmig angeschlossen. Wie bereits bei der Beschreibung der Schaltung gemäß Fig. 1 erläutert wurde, werden dann alle nicht an diesen beiden Zuleitungen angeschlossenen Entkoppelgleichrichter in Sperrichtung beansprucht. Da der Widerstand der Koppelrelais sehr klein gegen den Sperrwiderstand der Entkoppelgleichrichter ist, so liegt dabei an diesen Entkoppelgleichrichtern praktisch die volle Betriebsspannung. Da diese Entkoppelgleichrichter bereits vorher unter Formierspannung lagen und diese Fo>rmierspannung im wesentlichen so groß war wie die jetzt vorhandene Sperrspannung, so ist praktisch eine zusätzliche Formierung der Entkoppelgleichrichter nicht mehr notwendig, und es kann daher kein störender Formierungsstrom fließen und sich als kurzzeitig überhöhter Sperrstrom bemerkbar machen.

Diese Entkoppelgleichrichter haben, wie bereits erwähnt, eine gewisse Eigenkapazität und stellen daher zugleich auch Kondensatoren dar. Eine Aufladung dieser Kondensatoren beim Anlegen der Betriebsspannung findet hier nicht statt, da sie bereits vorher unter Spannung gleicher Richtung und Größe lagen. Kapazitive Ströme fließen daher nicht und können daher ebenfalls nicht stören.

Die Formierwiderstände, die an denjenigen Zuleitungen angeschlossen sind, die bei dem beschriebenen Betriebsfall über die Kontakte y 3 und χ 4 mit der Betriebsspannungsquelle verbunden sind, liegen im Betriebsfall unmittelbar zwischen den Polen + U und — U der Betriebsspannungsquelle. Wenn andere Kontakte geschlossen sind, so liegen zwischen diesen Polen die zugehörigen anderen Formierwiderstände. Es sind daher die Formierwiderstände zugleich so hochahmig gewählt, daß die Betriebsspannungsquelle nicht unzulässig belastet ist.

Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme ist es also gelungen, die Entkoppelgleichrichter des Relaiskopplers stets unter Formierspannung zu halten, ohne daß der Ablauf der betriebsmäßigen Funktionen beim Relaiskoppler behindert wird und ohne daß durch die zusätzlich angelegte Spannung störende Effekte hervorgerufen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kreuzfefctartig aufgebauter Relaiskoppler mit den einzelnen Koppelrelais vorgeschalteten Entkoppelgleichrichtern, der Zeilen- und Spaltenzuleitungen aufweist, an die wahlweise eine Betriebsspannung niederohmig angelegt wird, um das am Kreuzungspunkt der betreffenden Zeile und Spalte liegende Koppelrelais zum Ansprechen zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zeilen- und Spaltenzuieitungen des Relaiskopplers ständig eine der Betriebsspannung (λ-UI—U) entgegengesetzt gerichtete Zusatzspannung (—UY-I-U) hochohinig angelegt ist, die alle Entkoppelgleichrichter unmittelbar in Sperrichtung formierend beansprucht und praktisch so hoch bemessen ist, wie die infolge der ihr im Betriebsfall überlagerten Betriebsspannung (+Ul—U) an den in Sperrichtung beanspruchten Entkoppelrichtleiterri auftretende Sperrspannung.

2. Relaiskoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Zeilen- und Spaltenzuleitungen jeweils über Formierwiderstände (RxI bis RxQ; RyI bis Ry5) dauernd an eine die Zusatzspannung (-U/+U) liefernde Quelle angeschaltet sind und daß die Formierwiderstände (Rx ί bis Rx 6; RyI bis Ry 5) einerseits so niederohmig bemessen sind, daß die durch die Zusatzspanaung bewirkten Sperrströme über die Entkoppelrichtleiter (G 31, G 32 .. .) an ihnen keinen unzulässig hohen Spannungsabfall verursachen und andererseits zugleich so hochohtnig sind, daß die Zusatzspannungsquelle (-U/+U) nicht unzulässig belastet ist.

3. Relaiskoppler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formierwiderstände jeweils an den geeigneten Pol der als Zusatz Spannungsquelle benutzten Betriebsspannungsquelle angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen