DE1219969B

DE1219969B - Elektronische Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE1219969B
Application number: DESCH32741A
Authority: DE
Inventors: Peter Svec; Dr-Ing Gerhard Wilke
Original assignee: Schaltbau GmbH
Current assignee: Schaltbau GmbH
Priority date: 1963-02-09
Filing date: 1963-02-09
Publication date: 1966-06-30

Description

Elektronische Steuereinrichtung Für elektronische Steuereinrichtungen, bei denen sowohl das steuernde Signal als auch die gesteuerte Größe oder eines davon mit großen Schalthäufigkeiten auftreten, ist es von Nachteil, wenn die Steuerung über mechanisch betätigte oder mechanisch wirksame Schaltglieder erfolgt und wird der Abnutzung bzw. dem Abbrand unterliegen.
Es ist bereits bekannt, eine variable elektrische Eingangsspannung mit Hilfe eines RC-Gliedes und eines spannungsabhängigen Widerstandes in eine Folge untereinander gleicher Impulse mit einer in Abhängigkeit von der Eingangsspannung gleichsinnig variablen Folgefrequenz umzusetzen und damit - gegebenenfalls nach Verstärkung - Schaltvorgänge mit der gleichen Folgefrequenz auszulösen.
Bei einer elektronischen Steuereinrichtung ist die Auslösung der Impulse von den elektrischen Daten des spannungsabhängigen Widerstandes, z. B. bei einem Halbleiterelement, von der Höhe seiner Durchbruchsspannung abhängig, und die Eingangssignale treten nicht immer mit der erforderlichen Spannung auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu beheben. Bei einer elektronischen Steuereinrichtung, bei der eine variable elektrische Eingangsspannung mit Hilfe eines RC-Gliedes und eines spannungsabhängigen Widerstandes in eine Folge untereinander gleicher Impulse mit einer in Abhängigkeit von der Eingangsspannung gleichsinnig variablen Folgefrequenz umgesetzt wird und, gegebenenfalls nach Verstärkung, Schütvorgänge mit dieser Folgefrequenz auslöst, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Eingangsspannung zu einer konstanten Grundspannung addiert wird, wobei die Grundspannung kleiner ist als die Zündspannung eines als spannungsabhängiger Widerstand dienenden Elementes mit negativer Strom-Spannungs-Charakteristik.
Als spannungsabhängiger Widerstand eignet sich besonders ein Halbleiterelement, wie es unter der Bezeichnung Vierschichtendiode bekanntgeworden ist. Der besondere Vorteil bei Verwendung von Vierschichtendioden ist darin zu sehen, daß sie je nach ihrem Herstellungsverfahren unterschiedliche Durchbruchsspannungen aufweisen können, was insbesondere bei niedrigen Durchbruchsspannungen von Belang ist, weil andere spannungsabhängige Widerstände, wie z. B. Gasentladungsstrecken, gewisser Mindestspannungen bedürfen.
Die elektronische Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann sowohl mit einer Gleichspannung als auch mit einer gleichgerichteten Wechselspannung als Eingangssignal in Betrieb gesetzt werden, wobei die gleichzurichtende Wechselspannung vorher über einen Transformator heruntergesetzt werden kann. Außerdem ist bei Verwendung eines Transformators die Möglichkeit der galvanischen Trennung gegeben.
Zur Verstärkung der Impulse kann mit besonderem Vorteil ein Transistortrigger verwendet werden. Bei höheren Betriebsspannungen weist die Endstufe dieses Verstärkers mehrere hintereinandergeschaltete Transistoren auf, deren Anzahl von der Höhe der Betriebsspannung und der Kollektorspannung der einzelnen Transistoren abhängig ist.
Eine andere Möglichkeit der Verstärkung der Impulse besteht in der Verwendung eines steuerbaren Gleichrichters in Verbindung mit einem Löschglied.
Die Figur zeigt die Schaltung eines Ausführungsbeispiels für eine elektronische Steuereinrichtung. Gemäß der Erfindung wird an dem Eingang E ein Signal, bestehend aus einer Wechselspannung, angelegt und durch einen Transformator T, je nach Bedarf herauf- oder heruntertransformiert, wobei gleich eine galvanische Trennung vorgenommen werden kann. Der sekundärseitig zu entnehmende Wechselstrom wird durch die Diode D 1 gleichgerichtet und addiert sich zu einer konstanten Grundspannung, die über den aus den Widerständen R 1, R 2 und R 3 bestehenden Spannungsteiler abgegriffen wird. Die Zenerdiode ZD dient dazu, erwartete Schwankungen der Betriebsspannung, die sich auf die Grundspannung auswirken können, zu unterbinden. Die Kapazität C wird über den einstellbaren Widerstand R4, der wesentlich größer ist als der Widerstand R 5, aufgeladen, und zwar bis zu einer Spannung, bei der die Vierschichtendiode VD durchschlägt. Die Durchschlagsspannung der Vierschichtendiode wird so gewählt, daß die Grundspannung und die gleichgerichtete Eingangsspannung zusammen stets diese Durchschlagsspannung übersteigen. Im vereinfachten Fall kann auf den Transformator verzichtet werden, und bei richtiger Polung können dann sowohl eine Gleichspannung als auch eine Wechselspannung an den Eingang gelegt werden. Die Entladung der Kapazität C infolge des Durchschlags von VD erfolgt über den Widerstand R5, über den ein Spannungsimpuls abgegriffen wird, dessen Höhe bestimmt ist durch die elektrischen Daten von VD und dessen Länge von den Werten des Gliedes R 5-C abhängt. Die Folgefrequenz dieser Impulse ist allein abhängig von der Höhe der Eingangsspannung und ändert sich gleichsinnig mit dieser. Die bei der Entladung über R 5 abzugreifende Spannung wird in dem Transistortrigger, bestehend aus den Bauelementen Trl, TR2, R 6 bis R10, verstärkt und einem Lastwiderstand L zugeführt. Soweit L als induktive Last ausgebildet ist, können beim Ausschalten Rückspannungen in den Trigger eingespeist werden, die die Transistoren beschädigen könnten. Derartige Spannungen werden durch die Diode D 2 kurzgeschlossen.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektronische Steuereinrichtung, bei der eine variable elektrische Eingangsspannung mit Hilfe eines RC-Gliedes und eines spannungsabhängigen Widerstandes in eine Folge untereinander gleicher Impulse mit einer in Abhängigkeit von der Eingangsspannung gleichsinnig variablen Folgefrequenz umgesetzt wird und, gegebenenfalls nach Verstärkung, Schaltvorgänge mit dieser Folgefrequenz ausgelöst, d a d u r -c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Eingangsspannung zu einer, konstanten Grundspannung addiert wird, wobei die Grundspannung kleiner ist als die Zündspannung eines als spannungsäbhängiger Widerstand dienenden Elementes negativer Strom-Spannungs-Charakteristik.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsabhängiger Widerstand eine Vierschichtendiode verwendet wird.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingangsspannung eine Gleichspannung oder eine gleichgerichtete Wechselspannung verwendet wird.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse durch einen Transistortrigger verstärkt werden.
5: Steuereinrichtung nach Anspruch 4, für hohe Betriebsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe des Verstärkers mehrere hintereinandergeschaltete Transistoren aufweist, deren Anzahl von der Betriebsspannung und der Kollektorspannung der einzelnen Transistoren abhängig ist.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse durch einen steuerbaren Gleichrichter mit Löschglied verstärkt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1095 391; schweizerische Patentschrift. Nr. 216 450; »Funk-Technik«, 8/1961, S. 256 und 257.