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Elektronisches Impulsrelais zur Lieferung eines durch einen Start-
und einen Stopimpuls begrenzten Gleichstromes an einen Verbraucher Die Erfindung
betrifft ein elektronisches Impulsrelais zur Lieferung eines durch einen Startimpuls
eingeleiteten und durch einen Stopimpuls begrenzten Gleichstromes an einen Verbraucher.
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Es ist bereits bekannt, für diesen Zweck ein Transfluxorrelais oder
eine bistabile Kippstufe anzuwenden. Unter einem Transfluxorrelais versteht man
eine Schaltungsanordnung, bestehend aus einem Transfluxorkem mit zwei Schwingtransistoren,
deren Kollektorströme einen Schalttransistor ansteuern. Bei der Verwendung eines
Transfluxorrelais müssen aber relativ hohe magnetische Feldstärken zum Starten und
Stoppen aufgewendet werden. Das bedingt wiederum hohe induktive Gegenspannungen
in den Ansteuerwicklungen (Einstell- und Blockierwicklung) und in Verbindung damit
eine relativ starke Verformung der Steuerimpulse.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine
Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Gleichstromes zu schaffen, die mit niedrigerer
Erregung auskommt und durch die die Nachteile der vorgeschlagenen Lösung beseitigt
werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei mit je einer Gleichstromvormagnetisierungswicklung
und einer Stopwicklung verschenen Magnetringkernen mit rechteckförmiger Hystereseschleife
zwei Schalttransistoren zugeordnet sind und daß außerdem auf dem einen Magnetkem
noch eine Startwicklung, die Basiswicklung des zugeordneten Schalttransistors und
eine im Kollektorstromkreis des anderen Transistors liegende Schreibwicklung angeordnet
sind, während auf dem anderen Kein außer der Basiswicklung des zugeordneten Schalttransistors
eine im Kollektorstromkreis des dem anderen Kein zugeordneten Transistors liegende
Schreibwicklung aufgebracht ist und daß ferner ein Ausgangstransistor vorgesehen
ist, über dessen Emitter-Basis-Strecke sich die Kollektorstromimpulse der Schalttransistoren
zu einem Steurrstrom zusammensetzen. Für den Betrieb dieser Schaltungsanordnung
ist keine Fremdtaktquelle erforderlich. Die Betriebssicherheit ist in einem weiten
Temperatur-und Spannungsbereich gewährleistet. Mit dem elektronischen Impulsrelais
nach der Erfindung ist vor allem das Starten und Stoppen gegenüber einem Transfluxorrelais
mit kürzeren Impulsen und kleineren Erregungen möglich. Darüber hinaus kommt man
mit einer einfacheren und billigeren Bewicklung aus.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist parallel zur Emitter-Basis-Strecke
des Ausgangstransistors ein Widerstand zur Verminderung des Kollektorstromes im
Ruhezustand dieses Transistors vorgesehen. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind
in den Patentansprüchen enthalten und in der nachfolgenden Beschreibung an Hand
der Figuren erläutert.
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F i g. 1 zeigt die Schaltung eines' Impulsrelais nach der Erfindung,
F i g. 2 eine Hysteresekurve.
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In der F i g. 1 sind unter anderem zwei Magnetringkerne K
1, K 2 und drei Transistoren T 1, T 2
und T3 dargestellt. Auf dem Kein Kl sind eine Vormagnetisierungswicklung
W 1, eine Startwicklung W 3,
eine zwischen Ernitter und Basis
des Transistors Tl liegende Wicklung W4, eine Einschreibwicklung W7 und eine Stopwicklung
W8 angebracht. Zu dem Kern K2 gehören eine Vormagnetisierungswicklung
W2,
eine im Kollektorstromkreis des Transistors Tl liegende Wicklung
W 5, eine zwischen Emitter und Basis des Transistors T2 liegende Wicklung
W6 und eine Stopwicklung W 9. R ist ein Verbraucher, R 1 ein
Hilfswiderstand zur Verminderung des Kollektorreststromes des Ausgangstransistors
T3 im gestoppten Zustand des Impulsrelais, R 2 ein Widerstand zur Begrenzung
der Kollektorströme der Schalttransistoren Tl und T2. Mit - UB ist
in bekannter Weise der negative und mit + UB der positive Pol der
Batterie bezeichnet.
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In der F i g. 2 ist die Hysteresekurve der Keine K
1
und K 2 mit ihren Arbeitspunkten A 1, A 2 und
A 3
dargestellt. Auf der Abszisse ist in üblicher Weise die Feldstärke
H und auf der Ordinate die Induktion B aufgetragen.
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Durch die Wicklungen W 1 und W 2 fließt ein Vormagnetisierungsgleichstrom
I" der im Ruhezustand des Impulsrelais beide Kerne K 1 und K 2 im Arbeitspunkt
A 1 (F i g. 2) festhält. Wenn durch den Widerstand
R
als Verbraucher für eine zunächst unbestimmte Dauer ein Gleichstrom fließen soll,
dann muß über die Startwicklung W 3 des Kernes K 1 ein Startimpuls
angelegt werden, der den Kein K 1 nach dem Punkt A 2 in die positive
Sättigung ummagnetisiert. Nach Beendigung des Startimpulses magnetisiert der Vonnagnetisierungsstrom
I, den Kein K 1 wieder in den Punkt A 1 zurück. Dabei entsteht in
der Basiswicklung W4 eine Spannung, die den Schalttransistor TI kurzzeitig leitend
steuert. Der über die Wicklung W 5 fließende Kollektorstromimpuls
von T 1 wirkt auf den Kein K 2 genauso wie vorher der Startimpuls auf den
Kern K 1, d. h., er magnetisiert K 2 nach A 2 um. Auf der Rückflanke
des Impulses magnetisiert 1, den Kern K2 wieder nach A 1 zurück. Dabei
wird der Transistor T2 leitend. Der Kollektorstrom des Transistors bewirkt am Kein
K 1 durch die Wicklung W 7
eine Durchflutung in umgekehrter Richtung
zur Vormagnetisierung, so daß der Kern K 1 wieder ummagnetisiert wird. Durch
die Rückmagnetisierung dieses Kernes am Ende des Kollektorstromhnpulses entsteht
an der Sekundärwicklung W4 wieder eine Spannung, die neuerdings den Schalttransistor
Tl leitend macht. So pendelt die anfangs durch den Startimpuls in den Kein K
1 eingespeiste » 1 « ständig von K 1 nach K 2 und von dort
wieder nach K 1 zurück. Die Kollektorstromimpulse von T 1 und T 2
fließen über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T3, wo sie sich annäherungsweise
zu einem Gleichstrom zusammensetzen. Der Transistor T3 wird also durchgesteuert
und kann einen Gleichstrom an einen Verbraucher R, z. B. eine Lampe, ein Relais
od. dgl. liefern.
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Durch einen Stopimpuls auf die Wicklungen W 8
und W9
wird das Impulsrelais in Ruhe gesetzt. Die Stoperregung wirkt im gleichen Sinne
wie die Gleichstromvonnagnetisierung. Sie verlagert den Ruhepunkt der Keine K
1 und K 2 nach A 3, so daß die Schreibströme in den Wicklungen
W 5 bzw. W 7 für eine Ummagnetisierung nach A 2 nicht
mehr ausreichen. Infolgedessen werden die Transistoren Tl und T2 nicht mehr leitend
und liefern keinen Basisstrom für den AusgangstransistorT3, so daß dieser gesperrt
bleibt. Nach Beendigung des Stopimpulses wird durch den Vormagnetisierungsgleichstrom.
der Arbeitspunkt der Magnetkerne auf der Hysteresekurve von A3
wieder nach
A 1 verschoben.
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Der Widerstand R 1 ist erforderlich, damit der Transistor
T3 auch bei hoher Umgebungstemperatur ausreichend gesperrt ist. Da die Kollektorrestströme
der Transistoren Tl und T2 mit der Temperatur ansteigen, würde ohne den Widerstand
R 1 der Basisstrom und damit auch der Kollektorruhestrom von T3 zu
hoch werden. So aber fließt der größere Teil der Kollektorrestströme über den Widerstand
R 1, der niederohmiger als der Eingangswiderstand des gesperrten Transistors
ist. Bei durchgeschaltetem Ausgangstransistor T3 hingegen ist der Widerstand
R 1
hochohmiger als der Transistoreingangswiderstand. Die Erfindung
ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es ist z. B. möglich, statt jeden Kern mit einer Stopwicklung zu versehen, nur eine
derartige Wicklung auf einen Kein aufzubringen, wenn man den jeweiligen Stopimpuls
entsprechend verlängert. Unter anderem kann auch auf die Verstärkungswirkung
durch den Transistor T 1 verzichtet und die in der Wicklung W 4
entstehende
Spannung direkt über die Wicklung W5 zur Ummagnetisierung des Kernes K2 verwertet
werden.
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Sollte es für besondere Aufgaben zweckmäßig sein, dann können die
Start- und Stopwicklungen W3, W8
und W9, die in der beschriebenen Anordnung
für sich allein in der Lage sind, den Magnetkem K 1 bzw. K2 einzustellen
bzw. zu blockieren, in je zwei oder mehrere Wicklungen aufgeteilt werden,
die dann nach Art eines Gatters die Einstellung bzw. Blockierung vornehmen.
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Falls es die Aufgabenstellung erfordert, kann der Verbraucher R an
eine höhere oder niedrigere Gleichspannung gelegt werden als der Widerstand R 2.
Es müssen jedoch die positiven Pole beider Batterien mit dem Emitter des Ausgangstransistors
T3 verbunden werden.