DE1272982B - Elektronischer Schalter mit mehreren galvanisch getrennten Schaltkreisen fuer Wechsel- oder pulsierende Gleichstroeme - Google Patents

Description

• Elektronischer Schalter mit mehreren galvanisch getrennten Schaltkreisen für Wechsel-oder pulsierende Gleichströme Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen elektronischen Schalter mit mehreren galvanisch voneinander getrennten Schaltkreisen für Wechsel- oder pulsierende Gleichströme unter Verwendung eines gesteuerten Hochfrequenzgenerators mit einem dem Hochfrequenzgenerator nachgeschalteten Ausgangsübertrager, der mehrere Sekundärwicklungen aufweist, an die jeweils über ein Gleichrichterelement ein Ladekondensator angeschlossen ist, der seinerseits über einen Vorwiderstand an die Steuerstrecke eines elektronischen Schaltelementes angeschaltet ist, das mit seiner Schaltstrecke in einer Diagonale einer Graetz-Brückenschaltung von vier Gleichrichtern angeordnet ist, dessen andere Diagonale in den zu schaltenden Stromkreis eingefügt ist.
• Elektronische Schalter der vorstehend beschriebenen Art sind an sich bekannt. So ist z. B. aus der deutschen Auslegeschrift 1117168 eine Transistor-Relais-Schaltung bekanntgeworden, bei der eine gleichgerichtete, dem Auskopplungstransformator eines Wechselstromgenerators entnommene Wechselspannung einen Schalttransistor steuert, und aus der USA.-Patentschrift 2 866 909 ein elektronischer Schalter, der ebenfalls als Schaltelement einen Transistor enthält.
• Ferner ist in der deutschen Patentschrift 694120 eine Anordnung zur Steuerung von Wechselstromverbrauchern beschrieben, bei der gittergesteuerte Entladungsröhren verwendet werden.
• Weiter ist aus der deutschen Auslegeschrift 1195 353 ein elektronischer Schalter bekannt, der als Wahlempfänger dient und der unter Verwendung einer wechselstromgesteuerten Sperrschwingerstufe mit einem eine galvanische Trennung bewirkenden Übertrager und eines Schalttransistors mit Siebgliedern im Schaltkreis Gleichströme zum Zweck der Erzeugung von Gleichstrom-Wahlzeichen-Impulsen schaltet.
• Außerdem ist bereits ein elektronischer Schalter vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 1230 848), der unter Verwendung eines gesteuerten Nadelimpulsoszillators, der Thyristoren ansteuert, Wechselströme bzw. pulsierende Gleichströme schaltet.
• Alle diese bekannten Anordnungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie nur zur Schaltung eines einzigen Stromkreises ausgelegt sind und nicht ohne weiteres zur Steuerung mehrpoliger Anordnungen geeignet sind.
• Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten, für Wechsel- oder pulsierende Gleichströme größerer Stromstärke geeigneten elektronischen Schalter zu schaffen mit mehreren galvanisch voneinander getrennten Schaltkreisen, der insbesondere ein mehrpoliges Relais ersetzen kann und betriebssicher arbeitet.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Schalter der eingangs genannten Art als elektronisches Schaltelement jeweils ein Thyristor vorgesehen, und es sind die Sekundärwicklungen an die jeweiligen Gleichrichterelemente jeweils abwechselnd verschieden gepolt angeschlossen.
• Ein derartiger elektronischer Schalter ersetzt ein mehrpoliges Schaltrelais, ohne die Vorzüge der galvanischen Trennung sämtlicher Schaltkreise voneinander sowie des Steuerkreises von den Schaltkreisen aufzugeben, und hat die Vorteile geringerer Störanfälligkeit, dem Wegfall von Justierarbeiten sowie des kleineren Raumbedarfs. Gegenüber bekannten Schaltungsanordnungen mit Schalttransistoren zeichnet sich der elektronische Schalter nach der Erfindung vor allem durch die Fähigkeit aus, Wechselströme und pulsierende Gleichströme höherer Stromstärken und Spannungen in mehreren galvanisch voneinander getrennten Schaltkreisen zu schalten, wobei deren Schaltleistung keine Rückwirkung auf den Generatorkreis hat. Durch Verwendung eines einfachen Hochfrequenzgenerators, an dessen Kurvenform und Frequenz keine besonderen Anforderungen gestellt werden, können sämtliche Teile, insbesondere der Übertrager, besonders klein ausgeführt werden.
• Insbesondere wird durch die jeweils verschiedene Polung der einzelnen Sekundärwicklungen der geringstmögliche Aufwand für die Gleichrichterschaltungen erzielt, und es werden die beiden Halbwellen der Hochfrequenzschwingung dadurch gleichmäßig belastet. Von Vorteil ist ein Parallelwiderstand jeweils parallel zur Zündstrecke des Thyristors, womit an der Zündelektrode im gesperrten Zustand ein festes Potential gesichert ist und verhindert ist, daß durch andere Einflüsse als die reguläre Ansteuerung der Thyristor in den leitenden Zustand übergeht.
• Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Der elektronische Schalter nach der Erfindung beinhaltet einen gesteuerten Hochfrequenzgenerator 2, dessen Ausgangsspannung abhängig von einem Signal im Steuerkreis 1 des Hochfrequenzgenerators 2 erregt wird. Am Ausgang des Hochfrequenzgenerators 2 ist ein Übertrager 3, der auch Bestandteil des Generators 2 sein kann, mit mehreren Sekundärwicklungen 4 a, 4 b . . . angeordnet, die jeweils einem galvanisch getrennten Schaltkreis zugeordnet sind. Jeweils die Hälfte der Sekundärwicklungen 4a, 4 c . . . weisen eine Polarität auf, vermittels der durch den nachfolgenden jeweiligen Gleichrichter 5 die eine Halbwelle der Hochfrequenzschwingung belastet wird, die andere Hälfte der Sekundärwicklungen 4 b, 4 d . . . weist eine Polarität auf, vermittels der jeweils die andere Halbwelle der Hochfrequenzschwingung belastet wird.
• An jede der Sekundärwicklungen 4a, 4 b ... schließt sich eine gleiche Schaltungsanordnung mit einem Ausgang 10 des jeweiligen Schaltkreises an. Im folgenden ist lediglich die erste Schaltungsanordnung beschrieben. Der Ladekondensator C ist über den Gleichrichter 5 parallel an die Sekundärwicklung 4a angeschlossen und wird in Einweggleichrichtung annähernd auf den Spitzenwert der Wechselspannung der Sekundärwicklung 4a aufgeladen. Andererseits liegt der Kondensator C über den VorwiderstandR1 parallel an der Zündstrecke des Thyristors T. Der Kondensator C ist notwendig, um der Zündelektrode genügend Zündenergie zur Verfügung zu stellen und den Thyristor T so lange durchzuzünden, daß bei einer Reihenschaltung von beispielsweise zwei Thyristoren, von denen der eine mit der positiven und der andere mit der negativen Halbwelle der Hochfrequenzschwingung gezündet wird, eine überdeckung der Zündperioden von mindestens der minimal erforderlichen Zündzeit erreicht wird. Durch den Vorwiderstand R 1 ist sichergestellt, daß die Kondensatorspannung jeweils größer als die Zündspannung des Thyristors T bleibt. Durch den Vorwiderstand R 1 wird gleichzeitig eine Parallelschaltung mehrerer Thyristoren ermöglicht. Da der Kondensator C erst nach einigen Halbwellen aufgeladen ist, ergibt sich eine von der Generatorfrequenz und der Schaltungsbemessung abhängige Zündverzögerung.
• Parallel zur Zündstrecke des Thyristors T liegt ein Parallelwiderstand R2, der der Zündelektrode im gesperrten Zustand ein festes Potential sichert. Die Schaltstrecke des Thyristors T liegt in einer Diagonale einer Graetz-Brückenschaltung von vier Schaltstromgleichrichtern 6; 7, 8, 9. Die andere Diagonale stellt den Ausgang 10 des jeweiligen Schaltkreises dar, dessen Stromrichtung auf Grund der Graetz-Brückenschaltung gleichgültig ist. Solange die Steuerspannung am Steuerkreis l anliegt und den Hochfrequenzgenerator 2 erregt, wird der Thyristor T nach jedem Nulldurchgang der Wechselspannung wieder gezündet. Nach Abschalten der Steuerspannung erfolgt die Löschung des gezündeten Thyristors T erst bei einem Nulldurchgang des Stromes im Schaltkreis 10.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Mehrpoliger elektronischer Schalter mit mehreren galvanisch voneinander getrennten Schaltkreisen für Wechsel- oder pulsierende Gleichströme unter Verwendung eines gesteuerten Hochfrequenzgenerators mit einem dem Hochfrequenzgenerator nachgeschalteten Ausgangsübertrager, der mehrere Sekundärwicklungen aufweist, an die jeweils über ein Gleichrichterelement ein Ladekondensator angeschlossen ist, der seinerseits über einen Vorwiderstand an die Steuerstrecke eines elektronischen Schaltelementes angeschaltet ist, das mit seiner Schaltstrecke in einer Diagonale einer Graetz-Brückenschalteng von vier Gleichrichtern angeordnet ist; dessen andere Diagonale in den zu schaltenden Stromkreis eingefügt ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als elektronisches Schaltelement jeweils ein Thyristor vorgesehen ist und daß die Sekundärwicklungen an die jeweiligen Gleichrichterelemente jeweils abwechselnd verschieden gepolt angeschlossen sind.
2. 2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils parallel zur Zündstrecke des Thyristors (T) ein Parallelwiderstand (R 2) angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 694 120; deutsche Auslegeschrift Nr. 1117 168; USA.-Patentschrift Nr. 2 866 909.