DE2616773A1

DE2616773A1 - Elektronisches schaltgeraet

Info

Publication number: DE2616773A1
Application number: DE19762616773
Authority: DE
Inventors: Robert Buck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-15
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1977-10-27
Also published as: GB1564870A; SE425281B; FR2348605B1; US4117393A; SE7703506L; IT1077917B; DE2616773B2; CH622651A5; JPS52127055A; FR2348605A1

Description

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte Diplom-Physiker L Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakte: 43 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 789

46 75l/B' 13. April 1976

Patentanmeldung
Robert Buck
Kirchbühlweg 128
7995 Neukirch

Elektronisches Schaltgerät

Die Erfindung betrifft ein elektronisches, vorzugsweise berührungslos arbeitendes Schaltgerät, das vorzugsweise über einen Außenleiter an einen Pol einer Spannungsquelle und nur über einen weiteren Außenleiter an einen Anschluß eines Verbrauchers anschließbar ist, - wobei der andere Anschluß des Verbrauchers an den anderen Pol der Spannungsquelle angeschlossen oder anschließbar ist -, bestehend aus einem von außen beeinflußbaren Oszillator (oder einem anderen Indikator), einem von dem Oszillator, gegebenen- |

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

falls über einen Schaltverstärker, ζ. B. über eine Kippstufe, steuerbaren Thyristor (oder einem anderen elektronischen Schalter, z. B. einem Transistor oder einem Triac) und einer Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker, bei dem zumindest vor dem Zünden des Thyristors die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker zwischen der Kathode des Thyristors und dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung wirksam ist. Mit der Formulierung, wonach zumindest vor dem Zünden des Thyristors "die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker zwischen der Kathode des Thyristors und dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung wirksam ist", soll ausgedrückt v;erden, daß zumindest vor dem Zünden des Thyristors dessen Kathode praktisch an der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker liegt.

Elektronische Schaltgeräte der zuvor beschriebenen Art, die also kontaktlos ausgeführt sind und die anstelle des Oszillators auch einen anderen Indikator, z. B. einem Fotowiderstand, eine Fotodiode, einen Fototransistor, eine Magnetdiode, eine Feldplatte, ein Beruhrungselement oder eine ohm'sche, eine induktive, eine kapazitive, eine ohmischinduktive, eine ohmisch-kapazitive oder eine induktivkapazitive Brückenschaltung aufweisen können, werden in zunehmendem Maße anstelle von elektrischen Schaltgeräten,

709343/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

die kontaktbehaftet ausgeführt sind, in elektrischen Meß-, Steuer- und Regelkreisen verwendet. Da diese elektronischen Schaltgeräte im Gegensatz zu elektrischen Schaltgeräten, die mechanisch betätigt werden, einer Hilfsspannung für den Oszillator oder den anstelle des Oszillators vorgesehenen, im weitesten Sinne eine Information aufnehmenden und umsetzenden Indikator bedürfen, besteht ein Problem bei der praktischen Ausgestaltung dieser elektronischen Schaltgeräte in der Schaffung einer geeigneten Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker. Dieses Problem, dessen Lösung besonders dann Schwierigkeiten bereitet, wenn insgesamt nur zwei Außenleiter zur Verfugung stehen, schafft auch Probleme in bezug auf die Ansteuerung der Zündelektrode des Thyristors.

Bei einem bekannten elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerät mit einem von außen beeinflußbaren' Oszillator, einem dem Oszillator nachgeordneten Schaltverstärker und einem von dem Oszillator über den Schaltverstärker steuerbaren Thyristor weist die Speiseschaltung zur Erzeugung einer Hilfsspannung für den Oszillator und den Schaltverstärker einen relativ hochohmigen HilfsWiderstand und eine Zenerdiode auf (vergleiche die DT-OS 19 51 137). Bei diesem bekannten Schaltgerät sind der relativ hochohmige Hilfswiderstand und die Schaltstrecke des Thyristors parallel geschaltet und ist die Parallelschaltung aus dem relativ hochohmigen HilfsWiderstand und der Schaltstrecke des Thyristors mit der Zenerdiode in Reihe geschaltet. Bei den praktisch

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

ausgeführte! Schaltgeräten dieser Art liegt parallel zu der Zenerdiode noch die Reihenschaltung aus einer Koppeldiode und einem Speicherkondensator, so daß die Hilfsspannung für den Oszillator und den Schaltverstärker von dem Speicherkondensator abgenommen werden kann. Bei diesem bekannten elektronischen Schaltgerät wird also unabhängig davon, ob der Thyristor durchgeschaltet oder gesperrt ist, stets ein Strom über die Zenerdiode geführt, der an der Zenerdiode in Form der Zenerspannung die Hilfsspannung für den Oszillator und den Schaltverstärker erzeugt. Bei durchgeschaltetem Thyristor fließt nämlich der durch den|rhyristor fließende Strom (und der durch den HilfsWiderstand fließende, jedoch vernächlässigbare Strom), bei gesperrtem Thyristor der durch den HilfsWiderstand fließende Strom durch die Parallelschaltung aus Oszillator, Schaltverstärker, Speieherkondensator und Zenerdiode, fällt also an der Zenerdiode die für den Oszillator und den Schaltverstärker erforderliche Hilfsspannung ab. Bei diesem bekannten elektronischen Schaltgerät erfolgt die Ansteuerung des Thyristor über dessen Zündelektrode. Diese ist nämlich einerseits über einen relativ hochohmigen Zündelektrodenwiderstand an den Pluspol der zu schaltenden Gleichspannung und andereraäts über einen Ansteuertransistor an den Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung angeschlossen. Ist der Ansteuertransistor durchgeschaltet - das ist bei einem Schaltgerät mit "Arbeitskontakt" dann der Fall, wenn der Oszillator schwingt -, so kann über die praktisch am Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung liegende Zündelektrode des Thyristors kein

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Zündstrom zur Kathode fließen, der Thyristor kann also nicht zünden, das Schaltgerät nicht durchschalten. Sperrt nun der Ansteuertransistor - das ist bei einem Schaltgerät mit "Arbeitskontakt" dann der Fall, wenn der Oszillator, z. B. durch ein angenähertes Metallteil beeinflußt, aufgehört hat zu schwingen -, so fließt vom Pluspol der zu schaltenden Gleichspannung über den Zündelektrodenwiderstand ein Zündstrom von der Zündelektrode des Thyristors zu dessen Kathode, der Thyristor zündet, das elektronische Schaltgerät schaltet durch. Nachteilig ist bei dem bisher beschriebenen bekannten Schaltgerät, daß dadurch, daß beim Anlegen dieses Schaltgerätes an die Spannungsquelle der Speieherkondensator noch leer ist, im Augenblick des Anlegens an die Spannungsquelle einerseits der Oszillator und der Schaltverstärker noch nicht mit der nötigen Hilfsspannung versorgt sind, so daß der Ansteuertransistor gesperrt ist, andererseits die Kathode des Thyristors über die Koppeldiode und den Speicherkondensator praktisch niederohmig am Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung liegt. Folglich fließt im Augenblick des Anlegens dieses Schaltgerätes an die Spannungsquelle der Zündstrom über den Zündelektrodenwiderstand in den Thyristor, so daß der Thyristor zündet, ohne daß der (noch nicht schwingende) Oszillator von außen beeinflußt wird. Da dieses ungewollte Zünden des Thyristors und damit das ungewollte Durchschalten dieses bekannten elektronischen Schaltgerätes unerwünscht ist, werden besondere Maßnahmen zu Verhinderung des Durchschaltens beim Anlegen des Schaltgerätes an die Spannungsquelle erforderlich. Z. B. wird durch einen parallel zum

709843/0342

Andrejewslci, Honice, Gesfhuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Ansteuertransistor liegenden Zusatzkondensator mit einer gegenüber der Kapazität des Speicherkondensators großen Kapazität dafür gesorgt, daß beim Anlegen des Schaltgerätes an die Spannungsquelle auch die Zündelektrode des Thyristors praktisch am Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung liegt, so daß kein Zündstrom fließen kann. Diese Maßnahme ist jedoch, insbesondere bei größeren Speicherkondensatoren, unsicher; zudem stört die Notwendigkeit, überhaupt einen Zusatzkondensator versehen zu müssen.

Das zuvor beschriebene elektronische, berührungslos arbeitende Schaltgerät ist bereits ausgestaltet und weitergebildet worden (vergleiche die DT-OS 21 27 956). Bei diesem Schaltgerät ist anstelle der Zenerdiode ein Thyristor vorgesehen und ist die Zündelektrode des Thyristors über eine Zenerdiode an ihre Anode angeschlossen. Während bei dem zuvor beschriebenen elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerät bei durchgeschaltetem Thyristor neben dem Spannungsabfall an dem Thyristor an der Zenerdiode die Zenerspannung in der Größenordnung von 5 bis 6 V als unerwünschter Spannungsabfall und das Produkt aus diesen Spannungsabfällen und dem Strom durch den Thyristor und durch die Zenerdiode als unerwünschter Verbrauch, also als Verlust, immer noch beachtlich sind, tritt bei dem zuletzt beschriebenen elektronischen Schaltgerät ein wesentlich geringerer Spannungsabfall und ein wesentlich geringerer Verlust auf. Tatsächlich fällt nämlich bei diesem Schaltgerät nur kurzzeitig, und zwar nur solange, bis der zweite

709843/0342

Andrejewslci, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

/fO

Thyristor durchgeschaltet hat, neben dem Spannungsabfall an dem Thyristor die Zenerspannung als Spannungsabfall auf, während nach dem Durchschalten des zweiten Thyristors nur noch an den beiden Thyristoren ein Spannungsabfall und ein Verlust auftritt. Hinsichtlich der Ansteuerung des Thyristors sind bei diesem Schaltgerät die gleichen Maßnahmen vorgesehen wie bei dem zuvor beschriebenen Schaltgerät.

Bei einem weiteren bekannten elektronischen Schaltgerät (vergliche die DT-OS 22 03 038) ist die Aufgabe zu verhindern, daß im Augenblick des Anlegens des Schaltgerätes an die Spannungsquelle der Thyristor zündet und damit das Schaltgerät durchschaltet, dadurch gelöst, daß die Kathode des Thyristors angesteuert ist, derart, daß sie zum Zünden des Thyristors relativ niederohmig mit dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung verbindbar ist und daß zumindest zum Zünden des Thyristors dessen Zündelektrode ein Ansteuerpotential aufweist, das zumindest um den Betrag der Zündspannung des Thyristors über dem Potential des Minuspols der zu schaltenden Gleichspannung liegt. In bezug auf Einzelheiten des zuvor beschriebenen Schaltgerätes wird auf die DT-OS 22 03 038 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung gemacht wird.

Im übrigen sollen elektronische Schaltgeräte der zuvor in ihrem grundsätzlichen Aufbau beschriebenen Art an Spannungsquellen mit unterschiedlicher Spannung angeschlossen werden

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

können (unterschiedliche Anschlußspannungen), - wobei die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker stets zumindest eine annähernd konstante Hilfsspannung erzeugen soll; z. B. sollen Schaltgeräte der in Rede stehenden Art ohne weiteres an Spannungsquellen angeschlossen v/erden können, deren Spannung zwischen 40 und 250 V liegt. Polglich muß bei den bekannten, zuvor beschriebenen Schaltgeräten der relativ hochohmige HilfsWiderstand so dimensioniert werden, daß bei der minimal zulässigen Anschlußspannung durch den HilfsWiderstand noch der benötigte Strom fließt. Wird nun ein so ausgelegtes Schaltgerät mit einer höheren als der minimal zulässigen Anschlußspannung betrieben, so wird an dem HilfsWiderstand mehr als notwendig elektrische Energie verbraucht, nämlich in Wärme umgesetzt. Das stört aus mindestens zwei Gründen. Einerseits soll das Schaltgerät der in Rede stehenden Art auch in gesperrtem' Zustand möglichst wenig elektrische Energie verbrauchen, andererseits führt die Umsetzung der verbrauchten elektrischen Energie in Wärme dazu, daß diese Wärme wieder abgeführt werden muß, damit sich nämlich das Schaltgerät nicht unzulässig hoch aufheizt. Die Aufgabe, die zuvor beschriebenen Schaltgeräte so auszugestalten und weiterzubilden, daß sie im gesperrten Zustand unabhängig von der Anschlußspannung in einem weiten Bereich zulässiger Anschlußspannungen nur den für ihre Punktion erforderlichen Strom aufnehmen, ist bereits dadurch gelöst worden (vergleiche die DT-OS 23 3° 233)> daß die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfs-

709843/0342

Andreiewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

spannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker einen Konstantstromgenerator aufweist und der Konstantstromgenerator mit der Parallelschaltung aus dem Oszillator, gegebenenfalls dem Schaltverstärker und dem Speicherkondensator eine Reihenschaltung bildet. Dabei ist man von der Erkenntnis ausgegangen, daß die Aufgabe der Speiseschaltung "Erzeugung einer Hilfsspannung für Oszillator (oder einen anderen Indikator) und gegebenenfalls den Schaltverstärker" richtig verstanden zum Inhalt hat "Zurverfügungstellung einer bestimmten elektrischen Leistung bei einer bestimmten Spannung". Daraus ist dann abgeleitet worden, daß letzten Endes ein bestimmter, weitgehend konstanter Strom benötigt wird, - wenn dieser konstante Strom am "Verbraucher" - Oszillator (oder anderer Indikator) und gegebenenfalls Schaltverstärker - eine konstante Spannung erzeugt, der "Verbaucher" also eine konstante Impedanz hat, oder wenn durch eine dem "Verbraucher^fl parallelgesOhaltete Zenerdiode (oder ein anderes Bauelement mit Schwellwertcharakter) dafür gesorgt wird, daß dem "Verbraucher" eine konstante Hilfsspannung zur Verfugung steht. Daraus folgt, daß die Reihenschaltung aus dem Konstantstromgenerator und der Parallelschaltung aus dem Oszillator, gegebenenfalls dem Schaltverstärker und dem Speicherkondensator dem Thyristor (oder dem anderen elektronischen Schalter) parallel geschaltet sein kann, daß aber auch der Konstantstromgenerator und der Thyristor (oder der andere elektronische Schalter) eine Parallelschaltung bilden können und diese Parallelschaltung mit einer Zenerdiode (oder einem anderen Baüele-

709843/0342

261R773

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

ment mit Schwellwertcharakter) in Reihe geschaltet sein kann. In bezug auf weitere Einzelheiten des zuvor beschriebenen elektronischen Schaltgerätes wird auf die DT-OS 23 30 233 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung gemacht wird.

Schließlich sind bei elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art noch verschiedene andere Probleme zu lösen gewesen. Zu diesen Problemen und deren Lösungen wird auf die DT-OSen 19 66 178, 22 03 906 und 23 3X 732 sowie die DT-AS 23 56 49o verwiesen. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften wird hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung gemacht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannten, zuvor beschriebenen elektronischen Schaltgeräte in' bezug auf das Problem "Ansteuerung des Thyristors" zu verbessern, wobei natürlich sichergestellt bleiben muß, daß beim Anlegen dieser Schaltgeräte an die Spannungsquelle kein ungewollter Schaltimpuls auftritt.

Das erfindungsgemäße Schaltgerät, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zum Zünden des Thyristors die Zündelektrode des Thyristors über einen Ansteuertransistor (oder einen anderen elektronischen Schalter) an eine Ansteuerspannung anschließbar ist, die zumindest um den Betrag der Zünd-

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

spannung des Thyristors über der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker liegt. Erfindungsgeraäß wird zunächst berücksichtigt, daß die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker zumindest vor dem Zünden des Thyristors zwischen der Kathode des Thyristors und dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung wirksam ist, - so daß die Kathode des Thyristors praktisch an der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker liegt. Damit nun der Thyristor zünden kann, wird die Zündelektrode des Thyristors an eine Ansteuerspannung gelegt, die zumindest um den Betrag der Zündspannung des Thyristors über der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker liegt. Die Ansteuerspannung ist andererseits aber auch nicht wesentlich größer als für das Zünden des Thyristors notwendig, so daß ohne weiteres ein Ansteuertransistor zwischen die Ansteuerspannung und die Zündelektrode des Thyristors gelegt werden kann, - was z, B. bei dem aus den DT-OSen 19 51 137 und 21 27 956 bekannten elektronischen Schaltgeräten nicht möglich gewesen ist.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäße elektronische Schaltgerät auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft angesprochen werden soll.

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

AS

Bei einem elektronischen Schaltgerät, bei dem die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker einen Konstantstromgenerator, einen Speicherkondensator und eine Zenerdiode (oder ein anderes Bauelement mit Schwellwertcharakter) aufweist und bei dem der Konstantstromgenerator und die Parallelschaltung aus dem Oszillator, gegebenenfalls dem Schaltverstärker und dem Speicherkondensator eine Reihenschaltung bilden, kann zwischen dem Konstantstromgenerator und dem Speicherkondensator ein HilfsWiderstand vorgesehen sein, an dem durch den Strom des KonstantStromgenerators ein Spannungsabfall auftritt, der gleich der oder größer als die Zündspannung des Thyristors ist, - wobei dann die Zündelektrode des Thyristors über den Ansteuertransistor an die Verbindung zwischen dem Konstantstromgenerator und dem Hilfswiderstand angeschlossen ist. ·

Bei einem elektronischen Schaltgerät, bei dem wiederum die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker einen Konstantstromgenerator, einen Speicherkondensator und eine Zenerdiode (oder ein anderes Bauelement mit Schwellwertcharakter) aufweist und bei dem der Konstantstromgenerator und die Parallelschaltung aus dem Oszillator, gegebenenfalls dem Schaltverstärker und dem Speicherkondensator eine Reihenschaltung bilden und bei dem außerdem der Konstantstromgenerator einen in Emitterschaltung betriebenen Generatortransistor aufweist, kann die Zündelektrode des

709843/03A2

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Thyristors über den Ansteuertransistor an den Emitter des Generatortransistors angeschlossen sein. Dabei kann zwischen dem Emitter des Generatortransistors und dem Ausgang des Konstantstromgenerators von sich aus ein hinreichend großer Spannungsabfall vorhanden sein. Wenn das nicht der Fall ist, so kann zwischen dem Emitter des Generatortransistors und dem Ausgang des Konstantstromgenerators ein HilfsWiderstand, eine Mehrzahl von in Durchlaßrichtung in Reihe geschalteten Dioden oder eine Zenerdiode vorgesehen werden.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist als Ansteuertransistor ein PNP-Transistor vorgesehen. Ein solcher PNP-Transistor als Ansteuertransistor kann besonders einfach von dem Oszillator über den Schaltverstärker angesteuert werden.

Schließlich geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, die ι Zündelektrode des Thyristors über einen antivalent zum Ansteuertransistor angesteuerten Sicherheitstransistor, vorzugsweise einen NPN-Transistor, an den Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung anzuschließen. Durch den Sicher- ^[ heitstransistor, der die Zündelektrode des Thyristors solange mit dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung verbindet, wie der Thyristor nicht zünden soll, wird ein Zünden des ₍ Thyristors über die Anoden-Zündelektroden-Kapazität des Thyristors verhindert.

ι Im übrigen können auch bei dem erfindungsgemäßen Schalt- i

gerät die Maßnahmen verwirklicht werden, die in den DT-OSen j

709843/0342

261B773

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

19 66 I70, 22 oj 9o6 und 23 Jl 732 sowie in der DT-AS 23 56 49ο offenbart sind. "

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines-erfindungsgemäßen elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerätes und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Schaltbild des Schaltgerätes nach Fig. 1, nämlich einen Teil des Schaltverstärkers, den Thyristor und die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hllfsspannung für den Oszillator und den Schaltverstärker.

Das in Fig. 1 mit Hilfe eines Blockschaltbildes dargestellte elektronische Schaltgerät 1 arbeitet berührungslos, d. h. es spricht z. B. auf ein sich annäherndes, nicht dargestelltes Metallteil an, und ist über einen Außenleiter 2 an einen Pol 3 einer Spannungsquelle 4 und nur über einen weiteren Außenleiter 5 an einen Anschluß 6 eines Verbrauchers 7 angeschlossen, - während der andere Anschluß 8 des Verbrauchers an den anderen Pol 9 der Spannungsquelle 4 angeschlossen ist. Mit anderen Worten ist das dargestellte Schaltgerät 1 in bekannter Weise über insgesamt nur zwei Außenleiter 2, 5 einerseits an die Spannungsquelle 4 und andererseits an den Verbraucher ¹J angeschlossen.

70984 3/0342

Andreiewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

- yt -

Wie die Fig. 1 zeigt, besteht das dargestellte Schaltgerät

I in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem von außen beeinflußbaren Oszillator lo, einem Schaltverstärker 11, einem von dem Oszillator Io über den Schaltverstärker 11 steuerbaren Thyristor 12, einer Speiseschaltung 13 zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator Io und den Schaltverstärker 11 und einer eingangsseitig vorgesehenen Gleichrichterbrücke 14·; die Gleichrichterbrücke 14· ist vorgesehen, weil es sich bei der Spannungsquelle 4 um eine Wechselspannungsquelle handelt.

Die Lehre der Erfindung beschäftigt sich nicht mit der Ausgestaltung des Oszillators Io und des Schaltverstärkers 11, so daß insoweit die Figuren Details nicht zeigen. Für das erfindungsgemäße Schaltgerät 1 mögliche und bevorzugte Ausführungsformen des Oszillators Io bzw. des Schaltverstärkers

II zeigen die DT-OSen 19 51 IJf, 19 66 178, 19 66 213,

2o 36 84o, 22 03 039 und 22 03 o4o (für den Oszillator lo) bzw. die DT-OSen 19 51 137 und 22 03 906 sowie die DT-AS 23 56 4-90 (für den Schaltverstärker 11). Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften wird hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung gemacht.

Die Fig. 2 zeigt, daß die Speiseschaltung 13 zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator Io und den Schaltverstärker 11 einen Konstantstromgenerator 15, einen zweiten Thyristor \6, eine Zenerdiode 17, einen Stabilisierungswiderstand 18, eine Koppeldiode 19* einen Speicherkondensator

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

/13

2o und eine Zenerdiode 21 aufweist. Der Konstantstromgenerator 15 und die Parallelschaltung aus dem Oszillator lo,dem Schaltverstärker 11 und dem Speicherkondensator 2o bilden eine Reihenschaltung. Auch die Schaltstrecke 22 des Thyristors 12, die Koppeldiode 19 und die Parallelschaltung aus dem Oszillator lo, dem Schaltverstärker 11 und dem Speicherkondensator 2o bilden eine Reihenschaltung. Anders ausgedrückt bilden der Konstantstromgenerator 15 einerseits und die Reihenschaltung aus der Schaltstrecke 22 des Thyristors 12 und der Koppeldiode 19eine Parallelschaltung, die ihrerseits in Reihe zu der Parallelschaltung aus dem Oszillator lo, dem Schaltverstärker 11 und dem Speicherkondensator 2o liegt. Damit soll ausgedrückt werden, daß der für den Oszillator Io und den Schaltverstärker 11 erforderliche Hilfsstrom vom Pluspol 23 der zu schaltenden Gleichspannung über den Konstantstromgenerator 15 (bei gesperrtem Schaltgerät 1) oder über die Schaltstrecke 22 des Thyristors 12 und die Koppeldiode 19 (bei durchgeschaltetem Schaltgerätl) und dann über die Parallelschaltung aus dem Oszillator Io und dem Schaltverstärker 11 zum Minuspol 24 der zu schaltenden Gleichspannung fließt; selbstverständlich könnte die Reihenfolge auch Pluspol 23 der zu schaltenden Gleichspannung - Parallelschaltung aus Oszillator Io und Schaltverstärker 11 - Kcnstantstromgenerator 15 oder Reihenschaltung aus Schaltstrecke 22 des Thyristors 12 und Koppeldiode 19 - Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung sein. Der zweite Thyristor l6 ist mit seiner Anode 25 an den Plus-

709843/0 3 42

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

- yr -

pol 2^ der zu schaltenden Gleichspannung und mit seiner Kathode 26 an den Minuspol 24 der zu schaltenden Gleichspannung angeschlossen. Die Zenerdiode IJ ist - in Sperrrichtung beansprucht - einerseits an die Kathode 27 des Thyristors 12 und andererseits an die Zündelektrode 28 des zweiten Thyristors l6 angeschlossen. An die Zünd-? elektrode 2b des zweiten Thyristors l6 ist auch der Stabilisierungswiderstand l8 angeschlossen, der im übrigen mit dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung verbunden ist. Die Koppeldiode 19 ist - in Durchlaßrichtung beansprucht - einerseits an die Kathode 27 des Thyristors 12 und andererseits an den Speicherkondensator 2o angeschlossen. Die Zenerdiode 21 ist so an den Konstantstromgenerator 15 angeschlossen, daß der Konstantstromgenerator 15 dann sperrt, wenn die sich an dem Speicherkondensator 2o aufbauende Hilfsspannung für den Oszillator Io und den Schaltverstärker 11 ihren Sollwert erreicht hat. Es wird also verhindert, daß der Konstantstromgenerator 15 dann noch Strom in den Speicherkondensator 2o einspeist, wenn die sich an ihm aufgebaute Hilfsspannung für den Oszillator Io und den Schaltverstärker 11 ihren Sollwert erreicht hat.

Hinsichtlich der Realisierung des zu der Speiseschaltung I3 gehörenden Konstantstromgenerators 15 ist in der Fig. 2 nur ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel und ein weiteres Ausführungsbeispiel eines geeigneten Konstantstromgenerators 15 sind in bezug auf ihren Aufbau und ihre Funktionsweise im einzelnen auf Seite 21, zweiter

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

3.1

Absatz, bis Seite 25 der DT-OS 23 J5o 233 bzw. in Spalte 12, Zeile 19, bis Spalte 14, Zeile 45 der DT-AS 23 30 233 beschrieben, so daß insoweit auf diese vorveröffentlichten Druckschriften verwiesen werden darf, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich auch zum Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung gemacht wird.

Im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Konstantstromgenerator 15 einen in Emitterschaltung betriebenen Generatortransistor 29 auf und ist die Zenerdiode 21 an die Basis 3o des Generatortransistors 29 angeschlossen.

Erfindungsgemäß ist zum Zünden des Thyristors 12 die Zündelektrode 31 des Thyristors 12 über einen Ansteuertransistor 32 an eine Ansteuerspannung anschließbar, die zumindest um den Betrag der Zündspannung des Thyristors 12 über der Hilfsspannung für den Oszillator Io und den Schaltverstärker 11 liegt. Im Ausführungsbeispiel ist die Zündelektrode 31 des Thyristors 12 über den Ansteuertransistor 32 an den Emitter ^ des Generatortransistors 29 angeschlossen. Zwischen dem Emitter 33 des Generatortransistors 29 und dem Ausgang des Konstantstromgenerators 15 ist eine Mehrzahl von in Durchlaßrichtung in Reihe geschalteten Dioden 34 vorgesehen. Wie die Pig. 2 zeigt, ist als Ansteuertransistor 32 ein PNP-Transistör vorgesehen.

Schließlich zeigt die Fig. 2 noch insoweit eine bevorzugte

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

- ys -

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltgerätes 1, als die Zündelektrode 31 des Thyristors 12 über einen antivalent zum Ansteuertransütor 32 angesteuerten Sicherheitstransistor 35 an den Minuspol 24 der zu schaltenden Gleichspannung angeschlossen ist.

Die Ansteuerung des Ansteuertransistors 32 und des Sicherheitstransistors 35 durch den Schaltverstärker 11 ist in Fig. 2 nur angedeutet.

709843/0342

Leerseite

Claims

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Patentansprüche:

( 1./Elektronisches, vorzugsweise berührungslos arbeitendes Schaltgerät, das vorzugsweise über einen Außenleiter an einen Pol einer Spannungsquelle und nur über einen weiteren Außenleiter an einen Anschluß eines Verbrauchers anschließbar ist, - wobei der andere Anschluß des Verbrauchers an den anderen Pol der Spannungsquelle angeschlossen oder anschließbar ist -, bestehend aus einem von außen beeinflußbaren Oszillator (oder einem anderen Indikator), einem von dem Oszillator, gegebenenfalls über einen Schaltverstärker, z.B. über eine Kippstufe, steuerbaren Thyristor (oder einem anderen elektronischen Schalter, z. B. einem Transistor oder einem Triac) und einer Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker, bei dem zumindest vor dem Zünden· des Thyristors die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und den Schaltverstärker zwischen der Kathode des Thyristors und dem Minuspol der zu schaltenden Gleichspannung wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zünden des Thyristors (12) die Zündelektrode (3I) des Thyristors (12) über einen Ansteuertransistor (32) (oder einen anderen elektronischen Schalter) an eine Ansteuerspannung anschließbar ist, die zumindest um den Betrag der Zündspannung des Thyristors (12) über der Hilfsspannung für den Oszillator (lo) und gegebenenfalls den Schaltverstärker (ll) liegt.

70984 3/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, bei dem die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker einen Konstantstromgenerator, einen Speicherkondensator und eine Zenerdiode (oder ein anderes Bauelement mit Schwellwertcharakter) aufweist und bei dem der Konstantstromgenerator und die Parallelschaltung aus dem Oszillator, gegebenenfalls dem Schaltverstärker und dem Speicherkondensator eine Reihenschaltung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Konstantstromgenerator und dem Speicherkondensator ein HilfsWiderstand vorgesehen ist, an dem durch den Strom des Konstantstromgenerators ein Spannungsabfall auftritt/ der gleich der oder größer als die Zündspannung des Thyristors ist, und daß die Zündelektrode des Thyristors über den Ansteuertransistor an die Verbindung zwischen dem Konstantstromgenerator und dem HilfsWiderstand angeschlossen ist.

^. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, bei dem die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und gegebenenfalls den Schaltverstärker einen Konstantstromgenerator, einen Speicherkondensator und eine Zenerdiode (oder ein anderes Bauelement mit Schwellwertcharakter) aufweist, der Konstantstromgenerator und die Parallelschaltung aus dem Oszillator, gegebenenfalls dem Schaltverstärker und dem Speicherkondensator eine Reihenschaltung bilden und der Konstantstromgenerator einen in Emitterschaltung betriebenen Generatortransistor aufweist,

709843/0342

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

- 22 -

dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode (31) des Thyristors (12) über den Änsteuertransistor (32) an den Emitter (33) des Generatortransistors (29) angeschlossen ist.

4. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 3.» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Emitter (33) des Generatortransistors (29) und dem Ausgang des Konstantstromgenerators (15) ein HilfsWiderstand, eine Mehrzahl von in Durchlaßrichtung in Reihe geschalteten Dioden (34) oder eine Zenerdiode vorgesehen ist.

5. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ansteuertransistor (32) ein PNP-Transistör vorgesehen ist.

6. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode (31) des Thyristors (12) über einen antivalent zum Ansteuertransistor (32) angesteuerten Sicherheitstransistor (35) an den Minuspol (24) der zu schaltenden Gleichspannung angeschlossen ist.

7. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Sicherheitstransistor (35) ein NPN-Transistör vorgesehen ist.

709843/0342