DE2025244A1

DE2025244A1 - Circuit arrangement for controlling the duty cycle of a component with thyratron characteristics

Info

Publication number: DE2025244A1
Application number: DE19702025244
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 7201 Rietheim; Grimm Werner 7210 Rottweil Zierhut
Original assignee: J&J Marquardt KG
Current assignee: J&J Marquardt KG
Priority date: 1970-05-23
Filing date: 1970-05-23
Publication date: 1971-12-09

Description

Schaltungsanordnung zur Steuerung der Einschaltdauer eines Bauelementes mit Thyratron-Charakteristik Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Einschaltdauer eines Bauelementes mit Thyratron-Charakteristik.Circuit arrangement for controlling the duty cycle of a component with thyratron characteristics The invention relates to a circuit arrangement for Control of the duty cycle of a component with thyratron characteristics.

Um einen elektrischen Strom eine bestimmte Zeit lang durch einen Verbraucher fließen zu lassen, ist es notwendig, einen zeitge-, steuerten Schalter zu verwenden, der den gewünschtem Stromkreis schließt und nach einem vorgebbaren Zeitpunkt wieder öffnet Ein über ein elektrisches Zeitglied gesteuertes Bauelement mit Thyratron-Charakteristik, beispielsweise ein Thyristor stellt einen solchen Schalter dar. Für die Zeitsteuerung eines solchen Schalters wurden bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht.To carry an electric current through a consumer for a certain period of time to let flow, it is necessary to use a timed, controlled switch, the desired circuit closes and after a specifiable Time opens again A component controlled by an electrical timing element with thyratron characteristics, for example a thyristor represents one Switch. For the time control of such a switch have already been a Set of proposals made.

be ist beispielsweise eine Schaltungsanordnung bekannt , bei der ein aus einer Widerstands-Kondensatorkombination bestehender Zeitkreis eine Glimmlampe zündet und die Zündung der Glimmlampe dann, in Verbindung mit einem Thyristor, zum periodischen kurzzeitigen Laden und Entladen des Verzögerungskondensators für eine Uhrensteuerung benutzt wird. Diese Schaltungsanordnung ist in der US-Patentschrift 3 297 889 näher beschrieben. In dieser Schaltungsanordnung wird ein besonders ausgebildeter Kondensator verwendet, dessen mechanische Bewegung, infolge der elektrischen Kräfte beim Auf- und Entladen, zum Antrieb eines Zahnrades benutzt wird.be, for example, a circuit arrangement is known in which a A time circuit consisting of a resistor-capacitor combination, a glow lamp ignites and the ignition of the glow lamp then, in connection with a thyristor, for periodic short-term charging and discharging of the delay capacitor for one Clock control is used. This circuit arrangement is in the US patent 3 297 889 described in more detail. In this circuit arrangement is a specially trained Capacitor used, its mechanical movement, as a result of electrical forces when loading and unloading, is used to drive a gear.

Diese Anordnung besitzt jedoch Nachteile und die ist jedenfalls dann nicht verwendbar, wenn sehr kleine Schaltzeiten oder wenn variable Schaltseiten gewünscht werden. Diese Schaltung ist daher auch zum zeitlichen Steuern von netzstrombetriebenen Geräten nicht ohne Aufwendige Schaltungsmodifizierungen zu benutzen.However, this arrangement has disadvantages, and at least it is Cannot be used if the switching times are very short or if the switching pages are variable be desired. This circuit is therefore also used to control the timing of mains-powered Do not use devices without extensive circuit modifications.

Ferner ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der eine monostabile Kippschaltung ein kurzzeitig auftretendes Sperrkriterium in ein zeitlich verlängerte Anzeige umsetzt. Diese Schaltungeanordnung ist in der OS 1 487 010 näher beschrieben. Danach wird während der Aufladezeit eines Kondensators die Schaltung in den instabilen Zustand gesteuert und es wird während dieser instabilen Phase der Schaltung ein Relais oder eine Lampe betätigt.Furthermore, a circuit arrangement is known in which a monostable Toggle switching a briefly occurring blocking criterion into a temporally extended one Ad implements. This circuit arrangement is described in more detail in OS 1 487 010. After that, during the charging time of a capacitor, the circuit becomes unstable State controlled and it will turn on during this unstable phase of the circuit Relay or lamp actuated.

Auch diese Schaltung besitzt Nachteile, wenn netzstrombetriebene Geräte zeitgenau ein- und ausgeschaltet werden sollen. Wenn ausseFdem Temperaturschwankungen hinzukommen, ist diese Schaltung auch nicht in der Lage, diese Temperaturschwankungen auszugleichen. Schliesslich ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der ein Kippglied von einem Zeitglied gesteuert wird, das aus einer Brückenschaltung von Widerständen und einem Kondensator besteht, wobei sowohl das Kippglied, als auch das Zeitglied mit getrennten Stromversorgungen arbeiten. Diese Schaltungsanordnung ist in der DPS 1 192 696 näher beschrieben. Der schaltungstechnische AuS-wand dieser Anordnung ist nicht allein im Hinblick auf die getrennten Stromversorgungen sehr hoch. Ein weiterer Nachteil dieser Schaltungsanordnung ergibt sich auch daraus, daß das Zeitglied nicht temperaturkompensiert ist.This circuit also has disadvantages when using mains-powered devices should be switched on and off at the precise time. If there are also temperature fluctuations In addition, this circuit is not able to handle these temperature fluctuations balance. Finally, a circuit arrangement is known in which a flip-flop is controlled by a timing element that consists of a bridge circuit of resistors and a capacitor, both the flip-flop and the timing element work with separate power supplies. This circuit arrangement is in the DPS 1 192 696 described in more detail. The circuitry outside of this arrangement is not only very high with regard to the separate power supplies. A Another disadvantage of this circuit arrangement results from the fact that the timing element is not temperature compensated.

Da sich die bekannten Schaltungsanordnungen nicht ohne weitgehende schaltungstechnische Modifizierungen für die zeitliche Steuerung netzstrombetriebener Geräte verwenden lassen und ausserdem die Genauigkeit der Zeitsteuerung, insbesondere bei Temperaturschwankungen, für viele Fälle nicht ausreicht, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die diese Nachteile nicht aufweist.Since the known circuit arrangements are not without extensive circuit modifications for the time control of mains-powered Let use devices and also the accuracy of the timing, in particular in the event of temperature fluctuations, which is insufficient for many cases, it is the task of the present invention to provide a circuit arrangement that has these disadvantages does not have.

Für eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Einschaltdauer eines Bauelementes mit Thyratron-Charakteristik besteht die Erfindung darin, daß eine an sich bekannte Anordnung zmn verzögerten Zünden einer Glimmlampe mit einer an sich bekannten bistabilen Kippstufe und deren Ausgang mit einerßan sich bekannten Phasenanschnittsteuerung eines Bauelementes mit Thyratron-Charakteristik verbunden ist, derart, daß das zu einem definierbaren Zeitpunkt einschaltbare Bau element mit Thyratron-Charakteristik durch den Glimmlampen-Zündimpuls über die bistabile Kippschaltung wieder zu einem definierbaren Zeitpunkt ausschaltbar ist.For a circuit arrangement for controlling the duty cycle of a Component with thyratron characteristics, the invention is that a known arrangement for delayed ignition of a glow lamp with a known bistable multivibrator and its output with a known per se Phase control of a component with thyratron characteristics connected is such that the switchable at a definable time construction element with Thyratron characteristic through the glow lamp ignition pulse the bistable flip-flop can be switched off again at a definable point in time is.

Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further features, advantageous configurations and developments the subject matter of the invention can be found in the subclaims.

Der durch die Erfindung erzielbare Vorteil liegt darin, daß netzstrombetriebene Verbraucher für eine definierbare Zeitdauer, die ausserdem in einem weiten Zeitintervall wählbar ist, mit grosser Genauigkeit und Konstanz eingeschaltet werden können. Weitere Vorteile ergeben sich hinsichtlich des Aufwandes dadurch, daß ziel die netzstrombetriebenen Geräte direkt an die Zeitsteuerung geschlossen werden können. Schliesslich lässt sich durch die Erfindung auch ohne grossen Nehraufwand die Phase des Netzwechselstroms variabel anschneiden.The advantage achieved by the invention is that mains-powered Consumers for a definable period of time, which also over a wide time interval can be selected, can be switched on with great accuracy and constancy. Further In terms of effort, there are advantages in that target the mains-powered Devices can be connected directly to the time control. Finally lets Through the invention, the phase of the mains alternating current can be changed without any major additional effort cut variably.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figur, die die Schaltungsanordnungsgemäss der Erfindung zeigt, beispielsweise näher erläutert.In the following the invention with reference to the accompanying figure, the shows the circuit arrangement according to the invention, for example explained in more detail.

Aufbau Die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung zur Steuerung der Einschaltdauer eines Bauelementes mit Thyratron-Charakteristik, z.B. eines Thyratrons, besteht aus einer Verzögerungsschaltung 1 für die verzögerte Zündung einer Glimmlampe 14, aus einer bistabilen Kippstufe 2 und aus einer Thyristorschaltung 3. An den Klemmen 4 und 5 liegt die Netzwechselspannung UN und an den Klemmen 6 und 7, als Verbraucher 33, das ein- und auszuschaltende hetzbetriebene Gerät. Die Verzögerungsschaltung 1 besteht im wesentlichen aus vier Widerständen 8, 9, 10 und 11, die hochohmig sind und in Reihe liegen. Die Reihenschaltung wird mit einem Kondensator 12 und einem Widerstand 13 fortgesetzt. Parallel zum Kondensator 12 liegt eine Reihenschaltung, bestehend aus einer Glimmlampe 14 und den Widerständen 15 und 16, deren gemeinsamer Verbindungspunkt an der Basis des ersten Transistors 17 der Kippstufe 2 liegt. Dem Kollektoranschluss des Transistors 17 sind die Widerstände 18 und 19 vorgeschaltet. Die genannten Widerstände sind deshalb nicht als ein einziger Widerstand ausgebildet, weil sich so eine bessere Dimensionierung des Siebgliedes erreichen lässt, das aus dem Widerstand 19 und dem Kondensator 20 besteht, und zur Siebung der durch die Diode 21 gleichgerichteten Wechselspannung dient. Der zweite Transistor 22 der Kippstufe 2 besitzt einen Kollektorwider stand 23 und einen den Widerständen 24 und 25 gebildeten Basisspannungsteiler. Der Emitter des Transistors 27 ist mit der Basis des Schalttransistors 2 der T Thyristorschaltung 9 verbunden. Diese Schaltung besteht aus dem Thyristor 27 selbst, der Auslösediode 28 und der den Phasenanschuitt bestimmenden Widerstands-Kondensatorkombination 29. 30 und 31 Wirkungsweise Wenn der Netzschalter 32 der Schaltungsanordnung geschlossen wird, dann lädt sich zunächst in einer Halbwelle der anliegenden Netzwechselspannung der Kondensator 31 über den Widerstand 30 und den regelbaren Widerstand 29 bis zu einem Wert Uz auf, der über die Auslösediode 28 den Thyristor 27 zündet.Structure The circuit arrangement according to the invention for the control the duty cycle of a component with thyratron characteristics, e.g. a thyratron, consists of a delay circuit 1 for the delayed ignition of a glow lamp 14, from a bistable multivibrator 2 and from a thyristor circuit 3. To the Terminals 4 and 5 are the AC mains voltage UN and terminals 6 and 7, as Consumer 33, the energized device to be switched on and off. The delay circuit 1 consists of essentially of four resistors 8, 9, 10 and 11, which are high resistance and are in series. The series connection is made with a capacitor 12 and a resistor 13 continued. A series circuit is parallel to the capacitor 12, consisting of a glow lamp 14 and the resistors 15 and 16, their common Connection point at the base of the first transistor 17 of the flip-flop 2 is. To the The resistors 18 and 19 are connected upstream of the collector connection of the transistor 17. The mentioned resistors are therefore not designed as a single resistor, because in this way a better dimensioning of the sieve element can be achieved the resistor 19 and the capacitor 20 consists, and for sieving the through the Diode 21 is used for rectified AC voltage. The second transistor 22 of the flip-flop 2 has a collector resistor 23 and one of the resistors 24 and 25 formed Base voltage divider. The emitter of transistor 27 is connected to the base of the switching transistor 2 of the T thyristor circuit 9 is connected. This circuit consists of the thyristor 27 itself, the tripping diode 28 and the resistor-capacitor combination which determines the phase interface 29. 30 and 31 Mode of operation When the mains switch 32 of the circuit arrangement is closed is then initially charged in a half-wave of the applied AC mains voltage the capacitor 31 via the resistor 30 and the adjustable resistor 29 up to a value Uz, which ignites the thyristor 27 via the trigger diode 28.

Der Verbraucher 33 wird daraufhin von einem Halbwellenstrom durchflossen, dessen Phase von der Wlderßtands-Kondensatorlkombination 29, 30 und 31 bestimmt wird.The consumer 33 is then traversed by a half-wave current, whose phase is determined by the resistance-capacitor combination 29, 30 and 31 will.

Gleichzeitig wird durch das Schliessen des Schalters 32 der zeitbestimmende Kondensator 12 über die hochohmigen Widerstände 8, 9, 10 und 11 sowie 13 mit einer Gleichspannung aufgeladen, die über die Diode 36 gewonnen wird. Sobald die Spannung am Kondensator 12 die Höhe der Zündspannung U-z der Glimmlampe 14 erreicht hat, zündet dieses und erzeugt einen Ausgangsimpuls, der über die Widerstände 15 und 16 zur nächsten Stufe 2 übertragen wird.At the same time, when switch 32 is closed, the time-determining Capacitor 12 through the high-resistance resistors 8, 9, 10 and 11 and 13 with a DC voltage charged, which is obtained via the diode 36. As soon as the tension has reached the level of the ignition voltage U-z of the glow lamp 14 at the capacitor 12, ignites this and generates an output pulse that is passed through resistors 15 and 16 is transferred to the next stage 2.

Bis zu diesem Zeitpunkt lag vorher an der Basis des Transistors 17 eine so niedrige Spannung, daß der Transistor 17 gesperrt blieb. Infolge des durch die Glimmröhre 14 und damit des u.a auch durch den Widerstand 16 fließenden Stromes, fällt am Widerstand 16 eine positive Spannung ab, die auch an der Basis des Transistors 17 anliegt und diesen vom Sperrzustand in den leitenden zustand umsteuert. Damit fließt auch in die Basis des Transistors 26, der dem Kondensator 31 parallel liegt, ein Basisstrom. Deshalb wird auch der Transistor 26 leitend, so daß er den Kondensator 31 kurzschliesst, so daß die Zündspannung an der Steuerelektrode des Transistors 27 zusammenbricht und den Transistor 27 sperrt. Hierdurch wird der Verbraucher 33 vom Netz abgeschaltet.Up to this point in time there was previously at the base of the transistor 17 such a low voltage that the transistor 17 remained blocked. As a result of the glow tube 14 and thus the current flowing through the resistor 16, among other things, a positive voltage drops across the resistor 16, which also occurs at the base of the transistor 17 is applied and this reverses from the blocked state to the conductive state. In order to also flows into the base of transistor 26 which is parallel to capacitor 31, a base stream. Therefore, the transistor 26 is also conductive, so that it the capacitor 31 short-circuits, so that the ignition voltage at the control electrode of the transistor 27 collapses and the transistor 27 blocks. This makes the consumer 33 disconnected from the grid.

In der bistabilen Kippstufe 2 hat sich das Leitenwerden des Transistors 17 so ausgewirkt, daß das positive Potential am Kollektor des Transistors 17 auf den Sättigungswert zurückgeht und damit den Transistor 22 sperrt. Am Kollektor dieses Transistors liegt nun eine hohe positive Spannung an, die über den Widerstand 34 auch an die Basis des Transistors 17 rückgekoppelt wird und ihn damit noch weiter in den Durchlassbereich.In the bistable multivibrator 2, the transistor has become conductive 17 so that the positive potential at the collector of the transistor 17 on the saturation value goes back and thus the transistor 22 blocks. At the collector this A high positive voltage is now applied to the transistor, which voltage is generated via the resistor 34 is also fed back to the base of the transistor 17 and thus further in the passband.

steuert.controls.

Mit einem Steuerschalter 35 kann nun bewirkt werden, daß der Verbraucher 33 jeweils für die Aufladezeit des Kondensators 12 mit einstellbarem Phasenanschnitt stromdurchflossen wird. Wird der Steuerschalter 35 geschlossen, dann entlädt sich der Kondensator 12 über den Widerstand 13 und die Glimmröhre 14 wird gelöscht. Damit entsteht an der Basis des Transistors 17 ein negativer Spannungsimpuls, der diesen Transistor wieder sperrt. Sein Kollektor nimmt daher postives Potential an und auch die Basis-des Transistors 22 wird posItiv. Dadurch wird der Transistor 22 leitend und die Spannun an seinem Kollektor so klein, daß der Transistor 17 vollständig gesperrt wird. Dieser Transistor 17 sperrt damit auch den Transistor 26. Die Sperrung des Transistors 26 bewirkt dann die Aufhebung des Kurzschlusses am Kondensator 31, so daß der Thyristor 27 wieder aufgesteuert werden kann. Damit wird dann auch der Verbraucher 33 wieder eingeschaltet. Beim öffnen des Steuerschalters 35 beginnt erneut die verzögerte Auf ladung des Kondensators 12, so daß sich die eingangs erläuterten Vorgänge wiederholen.With a control switch 35 can now be effected that the consumer 33 each for the charging time of the capacitor 12 with adjustable phase control current flows through it. If the control switch 35 is closed, then discharges the capacitor 12 via the resistor 13 and the glow tube 14 is extinguished. In order to creates a negative voltage pulse at the base of the transistor 17, which this Transistor blocks again. His collector therefore assumes and also positive potential the base of transistor 22 is positive. This makes the transistor 22 conductive and the voltage at its collector is so small that the transistor 17 is completely is blocked. This transistor 17 thus also blocks the transistor 26. The blocking of transistor 26 then removes the short circuit on capacitor 31, so that the thyristor 27 can be turned on again. This then also becomes the Load 33 switched on again. When the control switch 35 opens again the delayed charge of the capacitor 12, so that the explained above Repeat operations.

Für bestimmte Anwendungen kann es zweckmässig sein, den Steuerschalter 35 als Taster auszubilden, um so die Möglichkeit zu schaffen, mit einem kurzen Tastendruck den Verbraucher eine definierte Zeit lang einzuschalten.For certain applications it can be useful to use the control switch 35 to be designed as a button in order to create the possibility of pressing a button briefly switch on the consumer for a defined period of time.

Für andere Anwendungen kann es zweckmsssizRseins den Schalter 35 als Relaiskontakt auszubilden, so daß diese Kontaktgabe ferngesteuert oder von einer Automatik gesteuert werden kann.For other applications it may be more convenient to use switch 35 than Train relay contact, so that this contact is controlled remotely or by a Can be controlled automatically.

Claims

Expectations

5 circuit arrangement for controlling the duty cycle of a component with thyratron characteristics, characterized in that one known per se Arrangement for delayed ignition of a glow lamp (14) with a known per se bistable multivibrator and its output with a phase control known per se a component (27) is connected with thyratron characteristics, such that the component with thyratron characteristics that can be set at a definable point in time by the glow lamp ignition pulse via the bistable flip-flop back to one definable time can be switched off.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the component (27) with thyratron characteristics via a timing element (33, 29, 30 and 31) can be switched on.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the resistor (29) of the switch-on timer for setting the switch-on time is variable.

4. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 - 3, characterized in that a lead electrode of the glow plug (14) has a resistor (15) connected to the base of the first transistor (17) of the bistable multivibrator (2) is.

5. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 - 4, characterized in that to connect the bistable trigger circuit (2) to the phase control of the component (27) with thyratron characteristic, the emitter of the first transistor (17) of the bistable multivibrator (2) with the Basis of the control transistor (26) for the phase control of the component (27) is performed with thyratron characteristics.

6. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 - 5, characterized in that the control transistor (26) of the phase control parallel to the ignition of the component (27) with thyratron characteristic initiating, Capacitor (31) is located.

7. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 - 6, characterized in that the glow lamp (14) and the capacitor (12) of the Ignition circuit are arranged in such a way that when the capacitor discharges, the bistable Switch-on circuit (2) in the one stable position and when the glow lamp is bundled in the other stable position switches.

8. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 - 7, characterized in that the component (27) with thyratron characteristics is a thyristor.

9. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 - 8, characterized in that instead of the glow lamp (14) a semiconductor release element is provided.

10. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 - 9, characterized in that the time setting of the capacitor (12) or the Resistors (8, 9, 10 and 11) or capacitor and resistors of the timing element are variable are

11. Circuit arrangement according to one or more of claims 1-10, characterized characterized in that the arrangement (1, 2, 3) developed as an integrated circuit is

12. Circuit arrangement according to one or more of claims 1-11, characterized characterized in that it is used as a timer of an automatic toasting or grilling device is used.