DE1228665B - Elektronischer Schalter - Google Patents
Elektronischer SchalterInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
H03k
Deutsche Kl.: 21 al-36/18
Nummer: 1228 665
Aktenzeichen: M 65416 VIII a/21 al
Anmeldetag: 1. Juni 1965
Auslegetag: 17. November 1966
Es sind bereits gesteuerte Halbleiterventile bekannt, welche als Schalter wirken und bei denen die Zündung
sowie die Sperrung der Ventile (oder Dioden), die dem Schließen bzw. dem Öffnen des Schalters
entsprechen, durch Anlegen von Impulsen entsprechender Polarität, Dauer und Amplitude an die
Steuerelektrode des Ventils erreicht wird. Diese Ventile oder Dioden, die als steuerbare Dioden bekannt
sind, bestehen im allgemeinen aus einem Halbleiter mit drei Anschlüssen und vier Schichten (pnpn). Bei
einer bekannten Ausführungsform werden die Steuerimpulse für diese Ventile von der Sekundärwicklung
eines Transformators abgegeben, dessen Primärwicklung von einer Gleichstromquelle über einen
Widerstand und einen damit in Reihe geschalteten mechanischen Schalter gespeist wird.
Dieser bekannte elektronische Schalter weist den Nachteil auf, daß der mechanische Schalter untei
Last arbeitet, so daß es beim Öffnen der Kontakte an diesen Kontakten zu einer Funkenbildung kommt.
Diese Funkenbildung führt zu einer vorzeitigen Abnutzung der Kontakte, so daß diese häufig überprüft
und gegen neue Kontakte ausgewechselt werden müssen.
Außerdem ist bei diesem bekannten elektronischen Schalter der mechanische Schalter offen, wenn das
Ventil »gesperrt« ist, und umgekehrt, so daß im Fall der Anwendung dieser bekannten Vorrichtung auf
den Zündkreis von Verbrennungsmotoren eine weitgehende Umgestaltung des Zündkreises notwendig ist.
Die Erfindung bezieht sich auf einen solchen elektronischen Schalter mit einem steuerbaren Halbleiterventil,
dessen Zündung und Sperrung durch Anlegen von Stromimpulsen entgegengesetzter Polarität
bewirkt wird, die von der Sekundärwicklung eines Transformators abgegeben werden, dessen Primärwicklung
von einer Gleichstromquelle über einen Widerstand gespeist wird. Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, diesen elektronischen Schalter zu verbessern und ihn so auszubilden, daß eine schädliche
Funkenbildung vermieden wird und dieser elek-r ironische Schalter insbesondere für den Zündkreis
von Verbrennungsmotoren verwendet werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung
dadurch, daß in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators eine Diode und parallel zu
dieser Reihenschaltung ein Steuerschalter geschaltet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit den erfindungswesentlichen Merkmalen in der Zeichnung
dargestellt.
In dieser schematischen Darstellung ist eine durch Elektronischer Schalter
Anmelder:
Etablissements Merlin & Gerin, Societe Anonyme', Grenoble, Isere (Frankreich)
Vertreter:
Dr. E. Wetzel, Patentanwalt,
Nürnberg, Hefnersplatz 3
Als Erfinder benannt:
Albert Oudard, Grenoble (Frankreich)
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 25. Juni 1964 (979 689)
einen Widerstand R1 gebildete Last an- ein Gleichstromnetz
mittels eines steuerbaren Ventils oder einer steuerbaren Diode der vorbezeichneten Art angeschlossen.
Die Steuerimpulse des Ventils werden von der Sekundärwicklung S eines Transformators T
abgegeben. Die Primärwicklung P des Transformators T steht über eine Diode oder einen Gleichrichter
D und einen Widerstand R2 mit einer Gleichstromquelle
S1 in Verbindung, die einen geringen inneren Scheinwiderstand besitzt. Ein mechanischer
Schalter C kann den die Primärwicklung P und die Diode D umfassenden Teil der Schaltung kurzschließen.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen elekironischen Schalters ist wie folgt:
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen elekironischen Schalters ist wie folgt:
Wenn man davon ausgeht, daß zunächst einmal der Schalter C geschlossen ist, so fließt ein Strom iv
der durch den Widerstand R2 und durch den inneren
Scheinwiderstand der Stromquelle S1 begrenzt ist,
durch den Widerstand R2 und den Schalter C. Die Primärwicklung P durchfließt keinerlei Strom.
Beim Öffnen des Schalters C wird ganz plötzlich eine steil ansteigende Spannung über die Diode D an
die Primärwicklung P des Transformators T angelegt. An den Klemmen der Sekundärwicklung S erscheint
somit eine Spannung, die (bei entsprechender Dimensionierung des Transformators T) eine steil ansteigende
Flanke besitzt und deren Amplitude unwesentlichen gleich derjenigen· der an die Primärwicklung P
angelegten Spannung multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis des Transformators ist. Die Dauer
des Steuerimpulses hängt von der Zeitkonstante der
CC9 727/386
Schaltung ab, und die negative Polarität (gegenüber der Kathode der steuerbaren Diode) des Impulses
wird durch die Wicklungsrichtung des Transformators T erzielt. Dieser Impuls, der an die Steuerelektrode
der steuerbaren Diode angelegt wird, ruft deren Sperrung hervor und bewirkt somit ein Sperren des
elektronischen Schalters. Es ist in diesem Zusammenhang festzustellen, daß bei der Öffnung des Schalters
C keinerlei1 Funkenbildung eintritt, da der Strom Z1 ja nur eine ganz geringe Amplitude besitzt
und der unterbrochene Stromkreis nur einen ohmschen Widerstand aufweist.
Um ein Leitendwerden des elektronischen Schalters herbeizuführen, muß an die Elektrode e ein
positiver Impuls angelegt werden, und dieser Impuls wird durch das Schließen des Schalters C erzeugt.
Hierdurch wird nämlich der Strom Z1 wieder zum Fließen durch den Widerstand R2 und durch den
Schalter C gebracht, und die Spannung an den Enden der Primärwicklung P und der Diode D fällt unmit-
telbar ab, wodurch ein Strom Z2 entsteht, der durch
die Primärwicklung?, denSchalterC und dieDiodeD
hindurchfließt. Dieser Strom Z2 wird durch die in dem
Transformator T aufgespeicherte Energie erzeugt. Es ergibt sich hieraus eine Spannung mit positiver Polaritat
(gegenüber der Kathode der steuerbaren Diode) an den Enden der Wicklung S; die Amplitude dieser
Spannung hängt dabei von der Größe der in dem Transformator gespeicherten Energie und von seinem
Übersetzungsverhältnis ab, ist jedoch durch die Spannung begrenzt, die an den Anschlüssen der
Diode D erscheint, die in Stromrichtung belastet ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Steuerschaltung kann also an der Elektrode e einerseits ein
negativer Impuls mit steiler Flamke erhalten werden, dessen Amplitude im wesentlichen gleich derjenigen
der Stromquelle S1 ist, wenn das Übersetzungsverhältnis
des Transformators T gleich 1 ist (wobei der Widerstand R2 und derjenige der Diode D sehr gering
sind), und andererseits kann aber auch ein positiver Impuls mit flacherer, aber ausreichender
Flanke erhalten werden, dessen Amplitude im wesentlichen gleich derjenigen der an den Anschlüssen der
Diode D erscheinenden Spannung ist, wenn das Übersetzungsverhältnis des Transformators gleich 1
ist. Es können also durch entsprechend sorgfältige Auswahl der einzelnen Bauelemente entsprechend
rechteckige Steuerimpulse beliebiger Amplitude, Dauer und Polarität erhalten werden.
Es ist festzustellen, daß durch den Transformator T die Hilfsstromquelle S1 vollständig vom Hauptnetz
abgetrennt werden kann. Andererseits ist weiter zu bemerken, daß die Diode D dadurch, daß sie die
Amplitude der positiven Impulse begrenzt, eine Überlastung oder einen Überschlag dear steuerbaren
Diode verhindert.
An Stelle des Schalters C kann gegebenenfalls auch ein beliebig anderes Bauelement eingesetzt werden,
das die gleiche Funktion erfüllt, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung überschritten
würde.
Claims (2)
1. Elektronischer Schalter mit einem gesteuerten Halbleiterventil, dessen Zündung und Sperrung
durch Anlegen von Stromimpulseil· entgegengesetzter
Polarität bewirkt wird, die von der Sekundärwicklung eines Transformators abgegeben
werden, dessen Primärwicklung von einer Gleichstromquelle über einen Widerstand gespeist
wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators
eine Diode und parallel zu dieser Reihenschaltung ein Steuerschalter geschaltet ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter aus einem
mechanischen Schalter besteht.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegesehrift Nr. 1197 075.
Deutsche Auslegesehrift Nr. 1197 075.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 727/386 11.66 © Bundesdruckerei Berlin
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Family Applications (1)
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