DE1268275B

DE1268275B - Delay circuit for relay

Info

Publication number: DE1268275B
Application number: DE19651268275
Authority: DE
Inventors: Richard Heinrich; Hermann Sturm
Original assignee: Kupfer Asbest Co
Current assignee: Kupfer Asbest Co
Priority date: 1965-11-24
Filing date: 1965-11-24
Publication date: 1968-05-16

Description

Verzögerungsschaltung für Relais Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzögerungsschaltung für Relais, wobei die gewünschte Zeitverzögerung mit Hilfe eines Transistors und eines im Basiskreis liegenden RC-Gliedes erreicht wird.Delay Circuit for Relays The invention relates to a Delay circuit for relays, using the desired time delay a transistor and an RC element located in the base circuit is achieved.

Solche Verzögerungsschaltungen sind an und für sich bekannt in der Form, daß im Kollektorkreis eines Transistors die Spule eines Relais angeordnet ist und daß im Basiskreis eine verzögerte Aussteuerung durch ein RC-Glied erfolgt, wobei dessen Zeitkonstante die Verzögerungszeit bestimmt. Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß zu ihrem Betrieb eine ausreichend konstante Gleichspannung erforderlich ist, die mit Rücksicht auf das Sperrvermögen des Transistors nicht höher als dessen zulässige Sperrspannung ansteigen darf.Such delay circuits are known per se in the Form that the coil of a relay is arranged in the collector circuit of a transistor and that in the base circuit there is a delayed modulation by an RC element, whose time constant determines the delay time. However, this circuit has the disadvantage that a sufficiently constant DC voltage is required for their operation with regard to the blocking capacity of the transistor is not higher than that permissible reverse voltage may increase.

Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung zur Anzugsverzögerung eines Relais bekannt, bei welcher die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors parallel zur Relaisspule liegt und der Basisanschluß über einen Kondensator auf das Kollektorpotential gelegt ist. über einen Vorwiderstand wird diese Schaltungsanordnung an die Speisespannung gelegt. Auf diese Weise läßt sich zwar bei geeigneter Dimensionierung des Vorwiderstandes ein Betrieb an einer höheren Speisespannung ohne Gefährdung des Transistors c rreichen. Die erreichbaren Verzögerungszeiten sind jedoch im Vergleich zur Kondensatorgröße gering, auch gehen Änderungen der Speisespannung direkt in die Verzögerungszeit ein.Furthermore, a circuit arrangement for the pull-in delay is a Relay known in which the collector-emitter path of a transistor is parallel to the relay coil and the base connection to the collector potential via a capacitor is laid. This circuit arrangement is connected to the supply voltage via a series resistor placed. In this way, with suitable dimensioning of the series resistor operation at a higher supply voltage without endangering the transistor c. However, the achievable delay times are in comparison to the capacitor size low, changes in the supply voltage also directly affect the delay time a.

Demgegenüber ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Schaltung eine wesentliche Erhöhung der Verzögerungszeit sowie eine geringe Abhängigkeit der Verzögerungszeit von der Speisespannung. Diese Vorteile werden bei einer Verzögerungsschaltung, in der die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors parallel zur Relaisspule liegt, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in Serie zu dieser Parallelschaltung ein Vorwiderstand geschaltet ist, an dessen von dieser Parallelschaltung abgewandten Ende ein aus den in Serie liegenden Kondensator und Widerstand bestehendes Verzögerungsglied geschaltet ist, dessen anderer Anschluß mit dem Basisanschluß des Transistors verbunden ist. Zusätzlich ist noch ein Vorwiderstand in die Anschlußleitung zur Spannungsquelle geschaltet. Bei Ablauf des Verzögerungsvorganges mit die Parallelschaltung Relaisspule-Transistor infolge der zunehmenden Aussteuerung des Transistors in den Sperr- oder Leitzustand durch dessen parallel dazu liegende Kollektor-Emitter-Strecke zunehmend höher- oder niederohmiger gemacht. Damit verschieben sich die Brückenpotentiale in dem Sinn, daß z. B. die Ladespannung für den Kondensator des die Zeit bestimmenden Verzögerungsgliedes weiter zunimmt und sich damit eine etwa doppelt so lange Verzögerungszeit ergibt, als sie unter Ausnutzung der Aufladung nach einer e-Funktion bei konstanter Spannung möglich wäre. Dies bedeutet eine Einsparung an Kondensatorgröße.In contrast, the circuit according to the invention results in a substantial increase in the delay time as well as a low dependency on the delay time from the supply voltage. These advantages are demonstrated in a delay circuit in which the collector-emitter path of the transistor is parallel to the relay coil, according to the invention achieved by a series resistor in series with this parallel connection is switched, at the end facing away from this parallel connection on off the series capacitor and resistor existing delay element is connected, the other terminal of which is connected to the base terminal of the transistor is. In addition, there is a series resistor in the connection line to the voltage source switched. At the end of the delay process with the parallel connection of the relay coil-transistor as a result of the increasing modulation of the transistor in the blocking or conducting state due to its parallel collector-emitter path, increasingly higher or higher made lower resistance. This shifts the bridge potentials in the sense that that z. B. the charging voltage for the capacitor of the time-determining delay element continues to increase and this results in a delay time that is about twice as long, than by taking advantage of the charge according to an exponential function at constant voltage it is possible. This means a saving in capacitor size.

Aufbau und Arbeitsweise solcher Verzögerungsschaltungen gemäß der Erfindung werden wie folgt erläutert: F i g. 1 zeigt eine Schaltung zur Anzugsverzögerung eines Relais gemäß der Erfindung. Parallel zur Relaisspule 1 liegt die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 2. Am Kollektoranschluß liegt der Vorwiderstand 3, dessen Widerstandswert etwa gleich dem Ohmschen Widerstand der Relaisspule 1 ist. Ein weiterer Vorwiderstand 4 ist an den Emitteranschluß angeschlossen. Zwischen dem freien Anschluß des Vorwiderstandes 3 und dem Basisanschluß des Transistors 1 ist. ein aus Kondensator 5 und Widerstand 6 bestehendes Verzögerungsglied geschaltet. Zwischen das freie Ende des Vorwiderstandes 4 und den Basisanschluß ist ein einstellbarer Widerstand 7 geschaltet, welcher zum Einstellen der gewünschten Verzögerungszeit dient. Die Widerstände 3 und 4 und die Relaisspule 1 sowie Widerstand 7 und die Serienschaltung des Kondensators 5 mit Widerstand 6 bilden die beiden Hälften einer Brücke, an deren Ausgangspunkte 8 und 9 die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 2 angeschlossen ist.Structure and mode of operation of such delay circuits according to FIG Invention are explained as follows: F i g. 1 shows a circuit for pull-in delay of a relay according to the invention. The collector-emitter path is parallel to the relay coil 1 of transistor 2. At the collector connection is the series resistor 3, its resistance value is approximately equal to the ohmic resistance of the relay coil 1. Another series resistor 4 is connected to the emitter terminal. Between the free connection of the series resistor 3 and the base terminal of transistor 1 is. one from capacitor 5 and resistor 6 existing delay element switched. Between the free end of the series resistor 4 and the base terminal is an adjustable resistor 7 connected, which for Setting the desired delay time is used. The resistors 3 and 4 and the Relay coil 1 and resistor 7 and the series connection of the capacitor 5 with Resistance 6 form the two halves of a bridge, at their starting points 8 and 9, the base-emitter path of the transistor 2 is connected.

Wird durch Umlegen des Schalters 9 die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung an die Gleichspannungsquelle 10 gelegt, so ist zunächst bei entladenem Kondensator 5 die Brücke in der Art verstimmt, daß Schaltungspunkt 8 negativer als Schaltungspunkt 9 ist. Dadurch ist zunächst Transistor 2 leitend, seine Kollektor-Emitter-Strecke führt nahezu den vollen, in dieser Brückenhälfte fließenden Strom. An der Relaisspule 1 liegt nur die Restspannung der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 1. Ein vor dem Brückeneingang liegender Vorwiderstand 11, dessen Widerstandswert vorzugsweise höher ist als der der Relaisspule 1, hält den Brückeneingangsstrom nahezu konstant.Is by flipping the switch 9, the circuit arrangement described above applied to the DC voltage source 10, it is initially with a discharged capacitor 5 detunes the bridge in such a way that node 8 is more negative than node 9 is. As a result, transistor 2 is initially conductive, its collector-emitter path carries almost the full current flowing in this half of the bridge. At the relay coil 1 is only the residual voltage of the collector-emitter path of the transistor 1. A series resistor 11 located in front of the bridge input, its resistance value is preferably higher than that of the relay coil 1, holds the bridge input current almost constant.

Nun wird Kondensator 5 über Widerstand 6, die Basis-Emitter-Strecke und Widerstand 4 aufgeladen. Da Widerstand 4 sehr niederohmig ist (etwa ein Zwanzigstel von Widerstand 3), ist als Ladespannung zunächst nur die an Widerstand 3 abfallende Spannung wirksam. Dadurch ist der zu Beginn fließende Ladestrom nicht sehr hoch, und die Aufladung des Kondensators 5 erfolgt langsam. Mit zunehmender Aufladung nähert sich das Potential des Schaltungspunktes 8 dem des Schaltungspunktes 9. Dies bewirkt, daß Transistor 2 beginnt, langsam vom Leit- in den Sperrzustand überzugehen. Damit ergibt sich eine zunehmende Spannung an der Kollektor-Emitter-Strecke und der damit verbundenen Relaisspule 1. Diese Spannung addiert sich nun zu der am Widerstand 3 abfallenden Spannung und bewirkt eine weitere Aufladung des Kondensators 5. Dies bedeutet, daß der zunächst nach einer e-Funktion abnehmende Ladestrom durch die nunmehr einsetzende Erhöhung der Ladespannung wesentlich langsamer abnimmt. Damit lassen sich unter Verwendung gleicher Kapazitätswerte größere Verzögerungszeiten erreichen, welche im Vergleich zu bekannten Schaltungen etwa doppelt so groß sind.Now capacitor 5 is connected to resistor 6, the base-emitter path and resistor 4 charged. Because resistor 4 has a very low resistance (about one twentieth of resistor 3), the charging voltage is initially only the one that drops across resistor 3 Voltage effective. As a result, the charging current flowing at the beginning is not very high, and the capacitor 5 is charged slowly. As the charge increases the potential of the circuit point 8 approaches that of the circuit point 9. This causes transistor 2 to slowly transition from the conductive state to the blocked state. This results in an increasing voltage at the collector-emitter path and the associated relay coil 1. This voltage is now added to that at the resistor 3 falling voltage and causes a further charging of the capacitor 5. This means that the charging current, which initially decreases according to an exponential function, through the the increase in the charging voltage that now begins decreases much more slowly. In order to larger delay times can be achieved using the same capacitance values achieve, which are about twice as large compared to known circuits.

Weitere Vorteile bietet die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung vor allem dann, wenn eine Verzögerungsschaltung direkt an der Netzwechselspannung betrieben werden soll. Dadurch, daß die Kollektor-Emitter-Strecke parallel zur Relaisspule 1 geschaltet ist, wird eine überlastung des Transistors 2 in Sperrspannung mit Sicherheit vermieden, wie sie z. B. bei der als bekannt vorausgesetzten Serienschaltung von Relaisspule und Transistor immer gegeben ist. Als Abhilfe ist man gezwungen, mit stabilisierter Speisespannung zu arbeiten, was zusätzliche teure Bauteile, wie z. B. Zenerdioden, erfordert.The circuit arrangement according to the invention offers further advantages especially when a delay circuit is to be operated directly on the AC mains voltage. The fact that the collector-emitter path is connected in parallel to the relay coil 1 , overloading of the transistor 2 in reverse voltage is avoided with certainty, as z. B. is always given in the presupposed series circuit of relay coil and transistor. As a remedy, you are forced to work with a stabilized supply voltage, which requires additional expensive components, such as. B. Zener diodes, requires.

Hierzu zeigt F i g. 2 eine zum Betrieb an Netzwechselspannung geeignete Verzögerungsschaltung, bei welcher zur Stromversorgung lediglich eine Diode 12 und ein Siebkondensator 13 erforderlich sind. Eine zusätzliche Stabilisierung der Brückenspeisespannung ist nicht erforderlich. Die Schaltung gemäß F i g. 2 ist besonders vorteilhaft zum Bau von sogenannten Treppenhauslicht-Automaten, welche am Lichtnetz betrieben werden. Ihre Arbeitsweise ist folgende: Im Ruhezustand ist Kondensator 5 aufgeladen, Transistor 2 im Sperrzustand und Relais 1 angezogen. Sein Ruhekontakt 14 ist geöffnet. Bei kurzzeitigem Schließen des Kontakts 15 wird Kondensator 5 entladen, Transistor 2 wird leitend, wodurch Relais 1 abfällt und seinen Kontakt 14 schließt. Die daran angeschlossenen Lampen 16 werden eingeschaltet. Nunmehr verläuft der Verzögerungsvorgang wie zuvor bei F i g. 1 geschildert, bis Relais 1 wieder anzieht und über Kontakt 14 die Lampen 16 wieder ausschaltet.For this purpose, FIG. 2 a delay circuit suitable for operation on AC mains voltage, in which only a diode 12 and a filter capacitor 13 are required for the power supply. An additional stabilization of the bridge supply voltage is not necessary. The circuit according to FIG. 2 is particularly advantageous for the construction of so-called stairwell lighting machines that are operated on the lighting network. Their mode of operation is as follows: In the idle state, capacitor 5 is charged, transistor 2 in the blocking state and relay 1 is attracted. His break contact 14 is open. When contact 15 is briefly closed, capacitor 5 is discharged, transistor 2 becomes conductive, as a result of which relay 1 drops out and its contact 14 closes. The lamps 16 connected to it are switched on. The deceleration process now proceeds as before in FIG. 1 until relay 1 picks up again and switches off the lamps 16 via contact 14.

F i g. 3 stellt eine Verbesserung der Schaltung nach F i g. 2 dar. Hierdurch wird vermieden, daß im Ruhezustand Strom aus dem Lichtnetz entnommen wird. Um dies zu erreichen, ist Relais 1 im Ruhezustand abgefallen; sein Umschaltkontakt überbrückt Kondensator 5, welcher zusammen mit Widerstand 6 an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 2 liegen. Transistor 2 ist zunächst im Sperrzustand. Bei kurzzeitigem Schließen des Kontaktes 15 wird die Netzspannung angelegt, so daß Relais 1 anzieht und sein Umschaltkontakt 14 betätigt wird. Dadurch liegt die Netzspannung über Kontakt 14 auch nach Öffnen des Kontakts 15 dauernd an, weiterhin wird Kondensator 5 freigegeben und beginnt sich über die Widerstände 6 und 7 aufzuladen.F i g. Figure 3 represents an improvement on the circuit of Figure 3. 2 represents. This prevents electricity from being drawn from the lighting network in the idle state. To achieve this, relay 1 has dropped out in the idle state; its changeover contact bridged capacitor 5, which together with resistor 6 on the base-emitter path of the transistor 2 lie. Transistor 2 is initially in the blocking state. For a short time Closing the contact 15, the mains voltage is applied, so that relay 1 picks up and its changeover contact 14 is actuated. This means that the mains voltage is across the contact 14 also after opening the contact 15, the capacitor 5 is still released and begins to charge through resistors 6 and 7.

Sobald jedoch Transistor 2 beginnt, leitend zu werden, baut sich die an Relaisspule 1 liegende Spannung ab. Dies bewirkt jedoch einen Rückgang des durch Widerstand 7 fließenden Stromes und damit eine zusätzliche zeitliche Verzögerung des übergangs von Transistor 2 in den Leitendzustand. Bei Erreichen seiner Abfallspannung fällt Relais 1 ab und schaltet Kontakt 12 in den Ruhezustand. Die Arbeitskontaktseite des Kontaktes 14 bewirkt gleichzeitig auch das Ein- und Ausschalten der Lampen 16.However, as soon as transistor 2 begins to conduct, the voltage across relay coil 1 is reduced. However, this causes a decrease in the current flowing through resistor 7 and thus an additional time delay in the transition from transistor 2 to the conductive state. When its drop-out voltage is reached, relay 1 drops out and switches contact 12 to the idle state. The normally open contact side of the contact 14 also causes the lamps 16 to be switched on and off at the same time.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for delayed pickup or Drop of a relay, the collector-emitter path of a transistor 2 in parallel to the relay coil, characterized in that in series with this parallel connection a series resistor 3 is connected, at its remote from this parallel connection The end of a delay element consisting of the series capacitor 5 and resistor 6 is connected, the other terminal of which is connected to the base terminal of the transistor 2 is connected, and that a further series resistor 11 in the connecting line for Voltage source 10 is switched.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the series resistor 3 is approximately equal to the resistance of the relay coil 1 is.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that for operation with alternating voltage, preferably mains alternating voltage, a rectifier 12 is switched into the connecting line. Publications considered: German Interpretation document No. 1061443.