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DE1164478B - Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher - Google Patents

Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher

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Publication number
DE1164478B
DE1164478B DENDAT1164478D DE1164478DA DE1164478B DE 1164478 B DE1164478 B DE 1164478B DE NDAT1164478 D DENDAT1164478 D DE NDAT1164478D DE 1164478D A DE1164478D A DE 1164478DA DE 1164478 B DE1164478 B DE 1164478B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistors
terminal
transistor
resistor
circuit arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1164478D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Phil Abund Wist
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Publication date
Publication of DE1164478B publication Critical patent/DE1164478B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/20Repeater circuits; Relay circuits
    • H04L25/24Relay circuits using discharge tubes or semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/10Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • HELECTRICITY
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    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/66Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will
    • H03K17/661Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to both load terminals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/66Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will
    • H03K17/665Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only
    • H03K17/666Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor
    • H03K17/668Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor in a symmetrical configuration
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

  • Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher Schaltungsanordnungen zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher, abhängig von Steuersignalen, werden besonders in der Telegrafietechnik häufig benötigt, beispielsweise als Empfangseinrichtungen für Fernschreibzeichen. Die hierzu meist verwendeten elektromagnetischen Relais lassen sich in bekannter Weise durch rein elektronisch arbeitende Schaltungsanordnungen ersetzen. Hierdurch ergeben sich die bekannten Vorteile, insbesondere höhere Arbeitsgeschwindigkeit und Wegfall der Wartung.
  • Die bisher bekanntgewordenen elektronischen Umschalter benötigen eine Versorgungsgleichspannung, die mit bestimmter Polung an den Umschalter angeschlossen werden muß. Bei umgekehrter Polung der Anschlüsse der Versorgungsspannung ist die Funktion des Umschalters nicht gewährleistet.
  • In vielen Fällen ist jedoch ein elektronischer Umschalter wünschenswert oder erforderlich, der bei Umkehren der Polung der Versorgungsspannung keine Änderung seiner Funktion zeigt. Diese Forderung ergibt sich beispielsweise dann, wenn der Umschalter unmittelbar aus einem Wechselrichter, der Rechteckwechsel abgibt, gespeist werden soll.
  • Dies wird bei dem elektronischen Umschalter mit zwei Schaltzweigen, an deren freien Anschlüssen die Versorgungsspannung mit beliebiger Polung und an deren Verbindungspunkt der mit einem Zwischenpotential verbundene Verbraucher angeschlossen ist und in denen gegensinnig gesteuerte Transistoren angeordnet sind, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in jedem Schaltzweig entweder ein symmetrischer Transistor beliebigen Leitfähigkeitstyps, gegebenenfalls mit Vorwiderständen, oder zwei gegensinnig in Reihe liegende unsymmetrische Transistoren beliebigen Leitfähigkeitstyps, denen Richtleiter gegensinnig parallel geschaltet sind, gegebenenfalls mit Vorwiderständen angeordnet sind.
  • Die Steuerung dieses Urnschalters kann vorteilhaft derart erfolgen, daß jeweils ein unsymmetrischer Transistor in jedem Schaltzweig direkt gesteuert wird und den nicht direkt gesteuerten Transistor in dem anderen Schaltzweig, vorzugsweise über in Serie mit dem direkt gesteuerten Transistor liegende gerichtete Widerstände, entsprechend mitsteuert. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die den direkt gesteuerten Transistoren gegensinnig parallel liegenden Richtleiter zugleich die in Serie mit den direkt gesteuerten Transistoren liegenden, vorzugsweise gerichteten Widerstände überbrücken.
  • In vielen Fällen ist die Versorgungsspannung höher als die zulässige Betriebsspannung jedes der verwendeten Transistoren. In diesem Fall kann vorteilhaft jeder Transistor durch die Serienschaltung mehrerer gleichartiger Transistoren ersetzt werden, deren Emitter-Kollektor-Strecken durch gegenüber den Sperrwiderständen dieser Transistoren niederohmige und gegenüber den Durchlaßwiderständen hochohmige Widerstände überbrückt sind und deren Steuerung in zwangläufiger Abhängigkeit von der Steuerung eines der Transistoren dieser Serienschalttmg erfolgt. Die den Emitter-Kollektor-Strecken parallel geschalteten Widerstände sorgen bei Sperrung dieser Transistoren für eine gleichmäßige Aufteilung der Sperrspannung auf die verschiedenen Transistoren.
  • Falls in den Umschaltem Transistoren nur eines Leitfähigkeitstyps verwendet werden, ergeben sich zunächst bei verschiedener Polung der Versorgungsspannung verschiedene Steuereingänge. Um zu vermeiden, daß bei Polaritätswechsel der Versorgungsspannung auch der Steuerein#ang gewechselt werden muß, können die beiden verschiedenen Steuereingänge durch eine Steuerschaltung zu einem gemeinsamen Eingang zusammengefaßt werden.
  • Zwei dieser Umschalter können vorteilhaft in an sich bekannter Weise zu einer bistabilen Kippschaltung zusammengeschaltet werden. Auch hier ergibt sich dann der Vorteil, daß die Funktion dieser Kippschaltung von der Polarität der Versorgungsspannung unabhängig ist.
  • Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert.
  • F i g. 1 zeigt einen Umschalter gemäß der Erfindung mit zwei symmetrischen Transistoren unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps TS1 und TS2. An dem Eingang E werden die Steuerzeichen zugeführt. Es sei zunächst ang:,enominen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K7 mit negativer und an der Klemme K 8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K9 liegt. Falls die Einganggsklemme Kl negativ gegenüber der Eingangsklemme K2 ist, fließt ein Strom von der Klemme K2 aus über den Widerstand R2 und die untere Diode des Transistors TS1 zu der Klemme K 1. Der Transistor TS 1 wird dadurch durchlässig. Der Transistor TS2 bleibt gesperrt, da seine beiden Dioden in Sperrichtung gepolt sind. Von der Klemme K9 fließt über den Belastungswiderstand Rb ein Strom zu der Klemme K 7.
  • Liegt dagegen die Versorgungsspannung an der Klemme K7 mit positiver und an der Klemme KS mit negativer Polarität gegenüber der Klemme K9, so fließt wieder ein Strom von der Klemme K2 über den Widerstand R2 und die untere Diode des Transistors TS1 zur Eingangsklemme Kl. Dieser Strom kann jedoch den Transistor TS1 nicht durchlässig steuern, da nunmehr an dessen oberer Diodenstrecke über den Widerstand R 1 die Versorgungsspannung mit positiver Polarität anliegt. Der Transistor TS1 bleibt somit gesperrt. Es fließt jedoch ein weiterer Strom von der Klemme Kl über die untere Diodenstrecke des Transistors TS 2 und den Widerstand R 4 zu der Klemme K8. Der Transistor TS2 wird dadurch durchlässig gesteuert. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K9 über den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K8, d. h., der Belastungswiderstand Rb wird in der gleichen Richtung wie vorher durchflossen.
  • Nunmehr sei angenommen, daß die Steuerzeichen am Eingang E mit umgekehrter Polarität anliegen, daß also die Eingangsklemme Kl positiv gegenüber der Eingangsklemme K 2 ist. Falls die Klemme K 7 negativ und die Klemme K8 positiv gegenüber der Klemme K 9 sind, fließt ein Strom von der Klemme Kl über die obere Diodenstrecke des Transistors TS 2 und den Widerstand R 3 zur Klemme K 2. Der Transistor TS2 wird dadurch durchlässig gesteuert, während der Transistor TSI gesperrt ist. Es fließt dann ein Strom von der Klemme K 8 über den Widerstand Rb zur Klemme K9, Wird umgekehrt die Klemme K7 positiv und die Klemme K 8 negativ gegenüber der Klemme K 9, so fließt zunächst wieder ein Strom von der Klemme K 1 über die obere Diodenstrecke des Transistors TS2 und den Widerstand R3 zur Klemme K2. Dieser Stromfluß kann den Transistor TS2 jedoch nicht durchlässig steuern, da an dessen unterer Diodenstrecke nunmehr über den WiderstandR4 die Versorgungsspannung mit negativer Polarität anliegt. Gleichzeitig fließt jedoch ein Strom von der positiven Klemme K 7 über den Widerstand R 1 und die obere Diodenstrecke des Transistors TS1 zur Eingangsklemme K 1. Der Transistor TS 1 wird dadurch durchlässig gesteuert, so daß sich ein Stromfluß von der Klemme K7 über den Widerstand Rb zur Klemme K9, d. h. in der gleichen Richtung wie vorher, ausbildet.
  • Die Stromrichtung durch den VerbraucherRb ist demnach nur von der Polarität der am Eingang E zugeführten Steuerzeichen, nicht jedoch von der Polung der an den Klemmen K7 und K8 liegenden Versorgungsspannung abhängig.
  • Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 darf die zwischen den Klemmen K7 und K8 liegende Versorgungsspannung nicht die maximal zulässige Betriebsspannung einer der Transistoren TS1 oder TSZ überschreiten.
  • F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, bei dem die Versorgungsspannung doppelt so hoch sein kann wie die maximal zulässige Betriebsspannung eines der Transistoren. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind jeweils die Transistoren TS 5 und T,# 7 und die Transistoren TS 6 und TS8 in Reihe geschaltet. Die Steuerung erfolgt an den Transistoren TS 7 und TS 8 wie in F i g. 1 beschrieben. Die Transistoren TS5 und TS6 werden über die Widerstände R 15 bis R 18 zwangläufig mit den Transistoren TS7 und TS8 gesteuert. Parallel zu den Schaltstrecken der Transistoren TS7, TS8, TS 5 und TS 6 sind die Widerstände R 11 bis R 14 geschaltet. Diese Widerstände sind niederohmig gegenüber dem Sperrwiderstand der Transistoren und hochohmig gegenüber dem Durchlaßwiderstand. Sie haben die Aufgabe, bei gesperrten Transistoren für eine gleichmäßige Aufteilung der Sperrspannung zu sorgen. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 die gleiche wie die der Schaltungsanordnung nach F i g. 1.
  • F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung mit symmetrischen Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps. Gegenüber der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 weist die Schaltung nach F i g. 3 zwei Steuereingänge E 1 und E2 auf, die bei einem Wechsel der Polarität der Versorgungsspannung ebenfalls gewechselt werden müssen.
  • Es sei zunächst angenommen, daß die Klemme K7 negativ und die Klemme K 8 positiv gegenüber der Klemme K 9 sei. Ist die Eingangsklemme K 5 negativ gegenüber der Eingangsklemme K6, so fließt ein Strom von der Klemme K 6 über den Widerstand R 8 und die untere Diodenstrecke des Transistors TS4 zur Klemme K5. Der Transistor TS4 wird durchlässig gesteuert, und es fließt ein Strom von der Klemme K8 über den WiderstandR8, den TransistorTS4, die Widerstände R7 und Rb zur Klemme K9. Der TransistorTS3 ist durch den Spannungsabfall am WiderstandR7 über die DiodeD1 gesperrt. Wird nunmehr die EingangskIemme K5 positiv gegenüber der Eingangsklemme K6, so wird der TransistorTS4 gesperrt. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K9 über die Widerstände Rb und R6, die untere Diodenstrecke des Transistors TS3 und den Widerstand R 9 zur Klemme K 7. Dadurch wird der Transistor TS3 durchlässig gesteuert, und es fließt ein Strom von der Klemme K 9 über die Widerstände Rb und R 6, den Transistor TS3 und den Widerstand R 5 zur Klemme K 7.
  • Wird die Polarität der Versorgungsspannung umgedreht, so muß die Steuerung am Eingang El erfolgen. Falls die Eingangsklemme K3 positiv gegenüber der Eingangsklemme K4 ist, wird der Transistor TS3 durchlässig gesteuert und der Transistor TS4 gesperrt. Es fließt nurunehr ein Strom von der Klemme K 9 über den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K7. Wird die Eingangsklemme K3 negativ gegenüber der Eingangsklemme K4, so ist der Transistor TS3 gesperrt und der Transistor TS4 durchlässig. In diesem Fall fließt ein Strom von der Klemme K 9 über den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K8.
  • Auch bei der Schaltung nach F i g. 3 ist also die Stromrichtung durch den Verbraucher Rb nur von der Polarität der an den Steuereingängen El bzw. E2 zugeführten Steuersignale, nicht jedoch von der Polarität der an den Klemmen K7 und K8 anliegenden Versorgungsspannung abhängig.
  • Auch in F i g. 3 können analog zu F i g. 2 zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit mehrere Transistoren in Reihe geschaltet werden.
  • Ein Nachteil der Schaltung nach F i g. 3 ist der, daß bei Wechsel der Polarität der Versorgungsspannung auch die Steuereingänge gewechselt werden müssen.
  • In F i g. 4 ist eine Steuerschaltung dargestellt, mit deren Hilfe es möglich ist, die Steuereingänge EI und E 2 zu einem gemeinsamen Steuereingang E' zusammenzufassen. Die Wirkungsweise dieser Steuerschaltung ist in Verbindung mit F i g. 5 erläutert.
  • In der Praxis ist die Verwendung von symnietrischen Transistoren oft unerwünscht, da diese Transistoren nur sehr schwer erhältlich sind.
  • F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, das normale unsymmetrische Transistoren eines bestimmten Leitfähigkeitstyps (pnp-Transistoren) verwendet. Die beiden Steuereingänge EI und E 2 sind durch eine Steuerschaltung ähnlich F i g. 4 zu einem gemeinsamen Steuereingang E' zusammengefaßt. Dieser Teil der Schaltungsanordnung ist gestrichelt gezeichnet. Die Wirkungsweise ist folgende: Es sei zunächst angenommen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K 7 mit negativer und an der Klemme K8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K9 anliegt. In diesem Fall sind die Transistoren T4 und T2 durch die antiparallel liegenden Dioden D 6 und D 4 kurzgeschlossen. Ist die Eingangsklemme K 1 negativ gegenüber der Eingangsklemme K 2, so sind sämtliche vier Dioden D 21 bis D 24 der Steuerschaltung in Sperrichtung gepolt. Von der Klemme K 8 ausgehend, fließt ein Strom über den Widerstand R22, die Diode D6, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T 3, den Widerstand R 26 und den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K9. Der Transistor T 3 wird dadurch durchlässig gesteuert. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K8 ausgehend über den Widerstand R 22, die Diode D 6, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T3, den Widerstand R 21, die Diode D 8 und den BelastungswiderstandRb zur KlemmeK9. Durch den Spannungsabfall an der Diode D 8 ist der Transistor T 1 über den aus der Diode D 9 und den Widerstand R 23 gebildeten Spannungsteiler gesperrt.
  • Wird die Polarität der Versorgungsspannung bei gleichbleibender Polarität der Steuerspannung umgedreht, so wird die Klemme K7 positiv und die Klemme K 8 negativ gegenüber der Klemme K 9. In diesem Fall sind die Transistoren Tl und T3 durch die antiparallel liegenden Dioden D 3 und D 5 kurzgeschlossen. Von der Klemme K7 ausgehend, fließt ein Strom über den Widerstand R 19, die Diode D 3, die Ernitter-Basis-Strecke des Transistors T2, den Widerstand R25 und den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K9. Dadurch wird der Transistor T2 durchlässig gesteuert. Nunmehr fließt ein weiterer Strom von der Klemme K7 ausgehend über den Widerstand R 19, die Diode D 3, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 2, den Widerstand R 20, die Diode D 7 und den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K9. Durch den Spannungsabfall an der Diode D 7 wird der Transistor T 4 über den aus der Diode D 10 und den Widerstand R 24 gebildeten ,Spannungsteiler gesperrt. Der Belastungswiderstand Rb wird also unabhän-gig von der Polarität der an den Klemmen K7 und K8 anliegenden Versorgungsspannung in gleicher Richtung durchflossen.
  • Wird nun die Eingangsklemme Kl positiv gegenüber der Klemme K 2, so werden die Dioden D 21 und D22 durchlässig, und es fließt ein Strom über diese Dioden und Widerstände R 25 und R 26 und den gemeinsamen Widerstand Rb zur Klemme K9. Es sei zunächst wieder angenommen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K7 mit negativer und an der Klemme K 8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K 9 anliegt. Die Transistoren T 2 und T4 sind wieder durch die antiparallel liegenden Dioden D 4 und D 6 kurzgeschlossen. Der Transistor T3 ist nunmehr gesperrt, da an seiner Basis positives Potential gegenüber dem Emitter anliegt. An der Diode D 8 tritt kein Spannungsabfall mehr auf, und über den aus der Diode D 9 und dem Widerstand R 23 gebildeten Spannungsteiler wird der Transistor TI durchlässig. Es fließt ein Strom von der Klemme K9 ausgehend über den Belastungswiderstand Rb, die Diode D 4, den durchlässigen Transistor T 1 und den Widerstand R 19 zur Klemme K 7.
  • Wird nunmehr die Klemme K7 positiv und die Klemme K8 negativ gegenüber der Klemme K8, so werden die Transistoren Tl und T3 durch die antiparallel liegenden Dioden D 3 und D 5 kurzgeschlossen. Der Transistor T2 ist gesperrt, da seine Basis positiv gegenüber dem Emitter ist. Da an der Diode D 7 kein Spannungsabfall auftritt, wird der Transistor T 4 über den aus der Diode D 10 und dem Widerstand R24 gebildeten Spannungsteiler durchlässig. Es fließt nunmehr ein Strom von der Klemme K9 ausgehend über den Belastungswiderstand Rb, die Diode D 5, den Transistor T 4 und den Widerstand R 22 zur Klemme K 8.
  • Auch in diesem Fall ist also die Stromrichtung den Verbraucher Rb nur von der Polarität der am Eingang E' zugefÜhrten Steuerzeichen, nicht jedoch von der Polarität der an den Klemmen K 7 und K 8 anliegenden Versorgungsspannung abhängig.
  • Soll bei der Schaltung nach F i g. 5 die Versorgungsspannung über die maximal zulässige Betriebsspannung der verwendeten Transistoren erhöht werden, so müssen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 mehrere Transistoren in Reihe geschaltet werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in F i g. 6 dargestellt. Die in F i g. 5 gestrichelt eingezeichnete Steuerschaltung ist aus übersichtlichkeitsgründen in F i g. 6 weggelassen. Um eine gleichmäßige Aufteilung der Sperrspannung an den gesperrten Transistoren zu gewährleisten, sind jeweils parallel zu den Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren T 5 bis T 12 die Widerstände R 29 bis R 36 geschaltet. Die Widerstände R 37 bis R 44 und die Dioden D 19 und D 20 dienen zur zwangläufigen Mitsteuerung der nicht gesteuerten Transistoren. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 6 die gleiche wie die der Schaltung nach F i g. 5.
  • F i g. 7 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung, das im wesentlichen aus zwei Schaltungsanordnungen ähnlich F i g. 5 besteht, die zu einer bistabilen Kippstufe zusammengeschaltet sind. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen folgende: Es sei zunächst wieder angenommen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K 7 mit negativer und an der Klemme K 8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K9 anliegt. In diesem Fall sind die Transistoren T13, T15, T17 und T19 durch die antiparallel liegenden DiodenD21, D23, D25 und D27 kurzgeschlossen. Die Steuerung erfolgt in diesem Fall am Eingang E 2. Falls die Eingangsklemme K6 positiv gegenüber der Klemme K5 ist, fließt über den WiderstandR63 und die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T16 ein Strom, der diesen durchlässig steuert. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K6 ausgehend über den Widerstand R63, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T16, den Widerstand R 51, die Dioden D 30 und D 23 und den Widerstand R66 zur Klemme K9. Gleichzeitig ist der Transistor T 14 durch den aus der Diode D 34 und dem Widerstand R 58 gebildeten Spannungsteiler gesperrt. Auch der Transistor T20 ist gesperrt, da der Spannungsabfall am Emitterwiderstand R 63 5, elrößer als der Spannungsabfall am Widerstand R 65 ist und demnach die Basis positiv gegenüber dem Emitter ist. Von der Klemme K9 ausgehend, fließt ferner ein Strom über den Widerstand R 67, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T18 und den Widerstand R 60 zur Klemme K 7. Der Transistor T18 ist dadurch ebenfalls durchlässig gesteuert. Insgesamt fließt also ein Strom ausgehend von der Klemme K 8 über den Widerstand R 63, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T16, den WiderstandR51, die DiodenD30 und D23, die WiderständeR66 und R67, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 18, die Diode D 25 und den Widerstand R 62 zur Klemme K 7. Dadurch ist eine stabile Lage der Kippschaltung gegeben.
  • Wird numnehr die Eingangsklemme K6 negativ gegenüber der Eingangsklemme K5, so ist der Transistor T16 gesperrt. Die Basis des Transistors T14 erhält nunmehr über den Widerstand R58 näherungsweise das Potential der Klemme K7, und der Transistor T14 wird durchlässig. Es fließt nunmehr ein Strom von der Klemme K 9 ausgehend über den Widerstand R 66, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 14, die Diode D 21 und den Widerstand R 62 zur Klemme K 7. Gleichzeitig fließt ein Strom von der Klemme K8 ausgehend -über den Widerstand R63, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T20, den Widerstand R57, die Diode D40 und den Widerstand R66 zur Klemme K9. Der Transistor T20 wird dadurch durchlässig und ein Stromfluß, von der Klemme K 8 ausgehend, über den Widerstand R63, die Emitter-Kollektor-Srecke des Transistors T 20, die Diode D 27 und den Widerstand R 67 zur Klemme K 9 ermöglicht. Da sich der Verbindungspunkt zwischen den Transistoren T14 und T15 näherungsweise auf dem Potential der KlemmeK7 befindet, fließt über den aus den WiderständenR65 und R 57 und der Diode D 40 gebildeten Spannungsteiler ein wesentlich höherer Strom. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei leitendem Transistor T20 der Spannungsabfall am WiderstandR65 größer als der Spannungsabfall am Widerstand R63 ist und somit der Transistor T20 sicher geöffnet bleibt. Ins-Cle , samt fließt nun ein Strom von der Klemme KS ausgehend über den WiderstandR63, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T20, den Widerstand R53, die Diode D27, die Widerstände R67 und R66, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 14, die Diode D 21 und den Widerstand R 62 zur Klemme K7. Hierdurch ist die andere stabile Lage der Kippschaltung gegeben. Wird die Polarität der Versorgungsspannung umgedreht, so muß die Steuerung an dem SteuereingangE1 erfolgen. Wie leicht an Hand des Schaltbildes nachzuprüfen ist, ist auch in diesem Fall die Stromrichtung durch die Widerstände R 66 und R 67 und damit die stabile Lage der Kippschaltung nur von der Polarität der am Eingang E 1 bzw. E 2 anliegenden Steuerzeichen, nicht aber von der Polarität der an den Klemmen K7 und K8 anliegenden Versorgungsspannung abhängig.
  • Die beiden getrennten Steuereingänge E 1 und E 2 können durch eine Steuerschaltung nach F i g. 5 zu einem Steuereingang zusammengefaßt werden.
  • Auch bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 7 besteht die Möglichkeit, jedem Transistor einen weiteren gleichartigen Transistor in Serie zu schalten, falls die Höhe der Versorgungsspannung dies erforderlich macht. Die hierzu nötigen schaltungstechnischen Maßnahmen ergeben sich ohne weiteres aus den F i g. 2 und 6.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie ist überall dort anwendbar, wo Umschalter trotz Verpolung der Versorgungsspannung keine Änderung ihrer Funktion zeigen sollen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Transistoren ganz oder teilweise durch Transistoren des komplementären Leitfähigkeitstyps oder durch andere elektronische steuerbare Entladungsstrecken, beispielsweise Röhren, zu ersetzen.

Claims (2)

  1. Patentanspräche: 1. Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher, abhängig von Steuersignalen mit zwei Schaltzweigen, an deren freien Anschlüssen die Versorgungsspannung mit beliebiger Polung und an deren Verbindungspunkt der mit einem Zwi_ schenpotential verbundene Verbraucher angeschlossen ist und in denen gegensinnig gesteuerte Transistoren angeordnet sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß in jedem Schaltzweig entweder ein symmetrischer Transistor (TS1, TS2) beliebigen Leitfähigkeitstyps, gegebenenfalls mit Vorwiderständen, oder zwei gegensinnig in Reihe liegende unsymmetrische Transistoren beliebigen Leitfähigkeitstyps (T1 bis T4), denen Richtleiter (D 3 bis D 6) gegensinnig parallel geschaltet sind, gegebenenfalls mit Vorwiderständen, angeordnet sind.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein unsymmetrischer Transistor (T2, T3) in einem Schaltzweig direkt gesteuert wird und den nicht direkt gesteuerten Transistoren (T4, Tl) in dem anderen Schaltzweig, vorzugsweise über in Serie mit dem direkt gesteuerten Transistor (T2, T3) liegende gerichtete Widerstände (D7, D8) entsprechend mitsteuert. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den direkt gesteuerten Transistoren (T2, T3) gegensinnig parallel liegenden Richtleiter (D4, D5) zugleich die in Serie mit den direkt gesteuerten Transistoren (T2, T3) liegenden. vorzugsweise gerichteten Widerstände (D7, D8) überbrücken. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit jeder Transistor durch die Serienschaltung mehrerer gleichartiger Transistoren (TS 5 bis TS 8 in F i g. 2, T 5 bis T 12 in F i g. 6) ersetzt ist, deren Emitter-Kollektor-Strecken durch gegenüber den Sperrwiderständen dieser Transistoren niederohmige und gegenüber den Durchlaßwiderständen hochohmige Widerstände (R 11 bis R 14, R 29 bis R 36) überbrückt sind und deren Steuerung in zwangläufiger Ab- hängigkeit von der Steuerung eines der Transistoren dieser Serienschaltung erfolgt. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Verwendung von Transistoren eines Leitfähigkeitstyps bei verschiedener Polarität der Versorgungsspannung verschiedene Steuervorgänge (E1, E2) durch eine Steuerschaltung (F i g. 4, F i g. 5 gestrichelter Teil) zu einem gemeinsamen Eingang (E') zusammengefaßt sind. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei derartige Umschalter in an sich bekannter Weise zu einer bistabilen Kippschaltung zusammengeschaltet sind (F i g. 7). In Betracht gezogene Druckschriften-. Deutsche Auslegesehriften Nr. 1055 590, 1039 570, 1025 Oll, 1096417.
DENDAT1164478D Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher Pending DE1164478B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL255567T

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DENDAT1164478D Pending DE1164478B (de) Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3393382A (en) * 1964-12-01 1968-07-16 Lear Siegler Inc Transistor switching circuit

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