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DE1169508B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung leistungsstarker Impulse an einer Belastung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Erzeugung leistungsstarker Impulse an einer Belastung

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Publication number
DE1169508B
DE1169508B DED32351A DED0032351A DE1169508B DE 1169508 B DE1169508 B DE 1169508B DE D32351 A DED32351 A DE D32351A DE D0032351 A DED0032351 A DE D0032351A DE 1169508 B DE1169508 B DE 1169508B
Authority
DE
Germany
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transistor
circuit arrangement
load
power transistor
resistor
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Pending
Application number
DED32351A
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English (en)
Inventor
Harry A Leeder Jun
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.)
RE Dietz Co
Original Assignee
RE Dietz Co
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Publication date
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: H 03 k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/02
Nummer: 1 169 508
Aktenzeichen: D 32351 VIII a / 21 al
Anmeldetag: 15. Januar 1960
Auslegetag: 6. Mai 1964
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Impulsgenerator für Signale, in dem insbesondere Halbleiter Verwendung finden.
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist besonders geeignet für Blinklichtwarnlampen, die dazu dienen, Kraftfahrer auf Straßenreparaturen, betriebsunfähige Fahrzeuge oder sonstige Verkehrshindernisse aufmerksam zu machen. Die Erfindung wird jedoch mit Vorteil auch für eine Vielzahl weiterer Zwecke verwendet.
Ein älterer Vorschlag für einen Halbleiterstromkreis dieser Art gibt dessen Vorteile gegenüber bekannten elektrischen Anordnungen an. Die bisherigen Multivibratoren dieser Art verwenden meist zwei komplementäre Transistoren. Die Belastung derartiger Stromkreise ist jedoch konstruktiv begrenzt.
Die nachstehend zu beschreibende Schaltungsanordnung unterscheidet sich dadurch von dem erwähnten Stromkreis, daß sie gegenüber diesem eine verbesserte Leistung aufweist und für große Belastungen geeignet ist. Durch die Verwendung eines Leistungstransistors zusätzlich zu dem Multivibrator können an einer entsprechenden Belastung äußerst leistungsstarke Betriebsimpulse erzeugt werden. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist daher besonders für Blinklichtlampen gedacht, von denen eine hohe Lichtausbeute gefordert wird.
Wesentliches Kennzeichen dieser Erfindung ist, daß die Emitterelektrode eines Transistors des Multivibrators mit der Basiselektrode eines Leistungstransistors verbunden ist, dessen Kollektor- und Emitterelektrode parallel zur Gleichstromquelle für die beiden komplementären Transistoren des Multivibrators geschaltet ist, und daß die Belastung in den'Kollektorstromkreis des Leistungstransistors eingeschaltet ist.
Weitere besondere Merkmale der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind, daß zwischen die Emitter- und die Basiselektrode des Leistungstransistors ein Temperaturstabilisierungselement für den Leistungstransistor eingeschaltet ist, daß zwischen die Kollektorelektrode des Leistungstransistors und die Belastung eine Parallelschaltung aus Spule und Widerstand in den Kollektorstromkreis eingeschaltet ist und daß zur Verringerung des Anfangsstromes im Kollektorstromkreis des Leistungstransistors zu einem Widerstand des Spannungsteilers des ersten der komplementären Transistoren des Multivibrators ein Kondensator parallel geschaltet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.
Die Zeichnung zeigt ein Schaltschema einer Transistor-Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.
Schaltungsanordnung zur Erzeugung
leistungsstarker Impulse an einer Belastung
Anmelder:
R. E. Dietz Company, Syracuse, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Kosel, Patentanwalt,
Bad Gandersheim, Braunschweiger Str. 22
Als Erfinder benannt:
Harry A. Leeder jun., Skaneateles, N. Y.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. Juli 1959 (827 374) - -
Gemäß diesem Schaltschema enthält die Schaltungsanordnung drei Transistorstufen, von denen die Endstufe einen Leistungstransistor 10 verwendet. Der links vom Leistungstransistor hegende Teil der Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen dem in dem Patent 1129 528 vorgeschlagenen Stromkreis, dem nur ein Kondensator 12 hinzugefügt wurde, um eine verbesserte Leistung zu erzielen, wie nachstehend beschrieben wird. Der linksseitige Teil der Schaltungsanordnung enthält daher komplementäre Transistoren 14 und 16. Der Transistor 14 ist beispielsweise vom Typ pnp und der Transistor 16 vom Typ npn.
Der Leistungstransistor 10 ist vom gleichen Halbleitertyp wie der Transistor 14 und ist in der Schaltungsanordnung derart angeordnet, daß die Kollektor- und die Emitterelektrode über die Hauptbelastung und eine Gleichstromquelle miteinander verbunden sind. Zu diesem Zweck ist die Kollektorelektrode 18 des Leistungstransistors mit einer Klemme 20 über eine Reihenschaltung verbunden, die aus einer Spule 22, die zu einem Widerstand 24 parallel geschaltet ist, aus der Hauptbelastung 26 und aus einer Batterie 28 besteht. Die Klemme 20 ist mit der Emitterelektrode 30 des Leistungstransistors über eine Batterie 32 verbunden, welche die Betriebsspannung für die Transistoren 14,16 und einen Teil der Spannung für die Hauptbelastung 26 liefert.
Die Basiselektrode 34 des Leistungstransistors ist mit der Emitterelektrode 36 des Transistors 14 ver-
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bunden. Außerdem ist zwischen der Emitter- und der Basiselektrode des Leistungstransistors eine Zweigleitung 38 vorgesehen, die einen Wärmeschutz für den Kollektorstrom des Transistors bildet. Während die Zweigleitung 38 gemäß der Zeichnung in Form eines Widerstandes ausgebildet ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, daß auch irgendeine andere Einrichtung die gleiche Aufgabe erfüllen könnte. Die Kollektorelektrode 40 des Transistors 14 ist durch eine Leitung 42 mit der Klemme 20 verbunden. Die Leitung 42, welche in der Schaltung eines älteren Vorschlages die Belastung darstellt, bildet in der vorliegenden Schaltungsanordnung die Hilfsbelastung und kann aus einem Widerstand, einer kleinen Lampe od. dgl. bestehen.
Wie in dem älteren Vorschlag ist die Basiselektrode 44 des Transistors 14 über eine Impedanz, wie z. B. einen Widerstand 46, mit der Kollektorelektrode 48 des Transistors 16 verbunden. Ein aus den Widerständen 50, 52 bestehender Spannungsteiler ist zur Hilfsbelastung 42 und zur Batterie 32 parallel geschaltet. Die Basiselektrode 54 des Transistors 16 ist mit einem mittleren Punkt des Spannungsteilers verbunden. Der obenerwähnte Kondensator 12 ist parallel zum Widerstand 50 angeordnet. Ein Kondensator 56 und ein Widerstand 58 sind hintereinander angeordnet und ebenfalls zur Hilfsbelastung 42 und zur Batterie 32 parallel geschaltet. Die Emitterelektrode 60 des Transistors 16 ist mit einem zwischen dem Kondensator 56 und dem Widerstand 58 liegenden Punkt verbunden.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Stromkreises ist folgende:
Bei Beginn eines Arbeitsganges sind alle Transistoren für kurze Zeit nichtleitend, und der Kondensator 56 weist im wesentlichen keine Ladung auf. Die Wirkungsweise der Transistoren 14, 16 in Verbindung mit der Hilfsbelastung 42 und der Batterie 32 ist im wesentlichen die gleiche wie die des älteren Vorschlages. Der von der Batterie 32 dem Spannungsteiler 50, 52 zugeführte Strom hält daher die Basiselektrode 54 des Transistors 16 auf einem mittleren Potential, das kleiner ist als jenes der Batterie. Gleichzeitig lädt der Strom der Batterie 32 den Kondensator 56 über den Widerstand 58 auf, wodurch die Emitterelektrode 60 des Transistors 16 mehr negativ wird als das mittlere Potential an der Basiselektrode desselben. Der Transistor 16 wird daher leitend, und der Belastungsstrom desselben fließt über die Impedanz 46 zur Basiselektrode 44 des Transistors 14, wodurch auch dieser leitend gemacht wird.
Wenn der Transistor 14 zu leiten beginnt, wird sein Emitterstrom von der Batterie 32 über die Emitterelektrode der Basiselektrode des Leistungstransistors IO zugeführt. Der Transistor bewirkt, daß ein starker Strom von der Emitterelektrode zur Kollektorelektrode des Leistungstransistors fließt, wodurch der Stromkreis über die Hauptbelastung 26, die Batterien 28, 32 und zurück zur Emitterelektrode des Leistungstransistors geschlossen wird. Auf die Hauptbelastung wird dann das volle Potential der Batterie 28 und der Batterie 32 zur Wirkung gebracht.
Die Belastungs- und Steuerströme für den Transistor 16 werden ausschließlich durch den Kondensator 56 geregelt, der sich hauptsächlich über die Impedanz 46 entlädt. Das Potential dieses Kondensators sinkt gegebenenfalls so weit ab, daß nicht genügend Steuerstrom aufrechterhalten werden kann, um entweder den Transistor 16 oder den Transistor 14 in voll leitendem Zustand zu halten. Wenn dies geschieht, erfolgt ein rascher Umschaltvorgang, bis beide Transistoren vollständig ausgeschaltet sind. Der Transistor 14 hört daher auf, Emitterstrom über den Leistungstransistor abzuziehen, so daß auch dieser ausgeschaltet wird und den Stromkreis über die Hauptbelastung 26 öffnet. Alle Transistoren sind daher vollständig ausgeschaltet, wodurch die Basiselektrode 54 des Transistors 16 auf das ursprüngliche mittlere Potential zurückgeführt wird und ein neuer Arbeitsgang beginnt.
In der Betätigung der Transistoren 14 und 16 besteht zwischen der vorliegenden Schaltungsanordnung und dem in dem älteren Vorschlag beschriebenen Stromkreis ein wichtiger Unterschied, der durch den Kondensator 12 bewirkt wird. Wenn die Schaltungsanordnung ausgeschaltet ist, lädt sich der Kondensator 12 bis zu einem Teil des Potentials der Batterie 32 auf, was hauptsächlich durch die Widerstände 50, 52 bestimmt wird. Wenn die Schaltungsanordnung eingeschaltet wird, bewirkt die Spannung parallel zum Kondensator 12, daß der Anfangsstrom in der Kollektorelektrode 48 des Transistors 16 kleiner ist, als er es bei Fehlen des Kondensators wäre. Die Einschaltperiode des Arbeitsganges wird daher verlängert.
Die Kombination der Spule 22 und des Widerstandes 24 wird dazu verwendet, die thermischen Charakteristiken einer Lampenbelastung 26 zu kompensieren. Wenn eine große Lampe ohne Kompensation verwendet wird, führt der Leistungstransistor einen starken Kollektorstrom bei hohem Leistungsverbrauch von dem Augenblick der Einschaltung der Schaltungsanordnung an, bis der Glühfaden der Lampe die Betriebstemperatur erreicht. Durch richtige Auswahl der Größen der Spule 22 und des Widerstandes 24 kann der Leistungstransistor rasch zur Sättigung gebracht und während der Dauer der Einschaltperiode in diesem Zustand gehalten werden. Der Leistungstransistor kann daher eine größere Belastung schalten, ohne seine Verbrauchsnennleistung zu überschreiten. Bei kleineren Lampenbelastungen ist der Kompensationsstromkreis entbehrlich, und die Kollektorelektrode 18 kann unmittelbar mit der Belastung 26 verbunden werden.
Bei der Beschreibung der Erfindung wurde angenommen, daß der Transistor 16 vom Typ npn ist und daß die Transistoren 10 und 14 vom Typ pnp sind. Selbstverständlich ist jedoch auch eine Schaltungsanordnung verwendbar, bei welcher der Transistor 16 vom Typ pnp ist und die Transistoren 10 und 14 vom Typ npn sind, vorausgesetzt, daß die Polaritäten der beiden Batterien umgekehrt sind.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung leistungsstarker Impulse an einer Belastung unter Verwendung zweier komplementärer Transistoren, bei der an die Gleichstromquelle für die beiden Transistoren die Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand und zwischen Widerstand und Kondensator die Emitterelektrode des einen Transistors angeschlossen sind, dessen Basiselektrode über einen Spannungsteiler nur an einem Teil der Spannung
der Gleichstromquelle liegt und dessen Kollektorelektrode über einen Widerstand mit der Basiselektrode des anderen Transistors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterelektrode (36) des zweiten Transistors (14) mit der Basiselektrode (34) eines Leistungstransistors (10) verbunden ist, dessen Kollektor- und Emitterelektrode (18 und 30) parallel zur Gleichstromquelle (32) für die beiden komplementären Transistoren (14, 16) geschaltet ist, und daß die Belastung (26) in den KoUektorstromkreis des Leistungstransistors eingeschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (14) und der Leistungstransistor (10) vom gleichen Transistortyp sind.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Emitter- und die Basiselektrode (30 und 34) des Leistungstransistors ein Temperaturstabilisierungselement (38) für den Leistungstransistor eingeschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode (40) des zweiten Transistors (14) über eine Hilfsbelastung (42) an die Gleichstromquelle (32) angeschlossen ist.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kollektorstromkreis des Leistungstransistors zwischen die Belastung (26) und die Gleichstromquelle (32) eine zusätzliche Gleichstromquelle (28) eingeschaltet ist.
6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Kollektorelektrode (18) des Leistungstransistors (10) und die Belastung (26) eine Parallelschaltung aus Spule (22) und Widerstand (24) in den Kollektorstromkreis eingeschaltet ist.
7. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Anfangsstromes im KoUektorstromkreis des Leistungstransistors zu einem Widerstand (50) des Spannungsteilers (50, 52) des ersten (16) der komplementären Transistoren ein Kondensator (12) parallel geschaltet ist.
In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1129 528.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 588/360 4.64 © Bundesdruckerei Berlin
DED32351A 1959-07-15 1960-01-15 Schaltungsanordnung zur Erzeugung leistungsstarker Impulse an einer Belastung Pending DE1169508B (de)

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