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Mehrstufiges Koppelfeld mit Ealbleiterschalter-Koppelpunktkontakten
(Zusatz zu Patent .... (Patentanmeldung P 17 62 662.9-71) Gegenstand des Hauptpatentes
ist ein mehrstufiges Koppelfeld mit Koppelpunktkontakten aus mindestens eine Steuerelektrode
aufweisendg Halbleiterschaltern, insbesondere aus Tyristoren, die, um einen Verbindungsweg
über sie aufzubauen, in ihren leitenden Zustand durch an eine Steuerelektrode gelegte
Markierpotentiale, und die, um einen Verblndungsweg über sie zu unterbrechen, in
ihren sperrenden Zustand durch. Absenkung bzw. Unterbrechung des über ihre Haltestromstrecke
fließenden, von einer Batterie gelieferten Betriebsgleichstromes steuerbar sind.
Zwischen dem einen Pol der Batterie und den an diesen Pol angeschlossenen Halbleiterschaltern
ist jeweils ein Betriebsgleichstrom-Begrenzerelement zusammen mit einem den Aufbau
des Verbindungsweges kontrollierenden Kontrollschalter zur Durchschaltung bzw. Absenkung
bzw, Unterbrechung des über einen aufgebauten Verbindungsweg fließenden Betriebsgleicilstromes
vorgesehen, so daß dieser Kontrollschalter in seinem leitenden Zustand jeweils einem
Verbindungsweg aus der Vielzahl der durch ihre Kontrolle aufbaubaren Verbindungswege
zugeordnet ist. Einerseits werden ein einem aufzubauenden oder zu unterbrechenden
Verbindungsweg zugeordnet er Kontrollschalter und/ oder diesem Verbindungsweg zugeordnete
Halbleiterschalter zum Aufbau oder zur Unterbrechung dieses Verbindungsweges So
schnell geschaltet, daß zwar zumindest ein Teil nicht markierter und nicht belegter
Halbleiterschalter, welche sowohl an diesen Verbindungsweg als auch an nicht belegte
Zwischenleitungen
angeschlossen sind, aufgrund des Rate-Effektes
leitendwerden.
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Andererseits sind noch nicht einem Verbindungsweg zugeordnete Kontrollschalter
in den sperrenden Zustand gesteuert, so daß die erwähnten, aufgrund des Rate-Effektes
leitend gewordenen Halbleiterschalter umgehend wieder nichtleitend werden.
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Eine wesentliche Aufgabe des Gegenstandes des Hauptpatentes und von'Weiterbildungen
desselben ist die Unterdrückung von Störungen beim Betrieb des Koppelfeldes.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls die Unterdrückung
von Störungen im Koppelfeld, welche insbesondere die Aufrechterhaltung, aber auch
den Aufbau des Verbindungsweges beeinträchtigen können. Es hat sich nämlich gezeigt,
daß insbesondere lange andauernde Störspannungen, welche von einem Koppelfeldanschluß
ausgehen, mitunter zur Unterbrechung des aufgebauten Verbindungsweges bzw. zur Verhinderung
eines Aufbaus eines Verbindungsweges führen können, falls diese Störimpulse im aufgebauten
Verbindungsweg einen Strom zu erzeugen versuchen, welcher dem Haltestrom entgegengerichtet
ist.
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Zur Vermeidung der beschriebenen Störungen ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß bei dem nach dem Hauptpatent ausgebildeten Koppelfeld der Betriebsgleichstrom
in eInem aufgebauten Verbindungsweg zwischen jeden, der miteinander verbundenen
Koppelfeldanschlüsse und dem dem betreffenden Koppelfeldanschluß jeweils benachbarten
Koppelpunkt sich in zwei Gleichstroinanteile auf'zweigt, die jeweils kleiner als
der gesamte Betriebsgleichstrom sind und jeweils über einen einen hohen Wechselstromwiderstand
aufweisenden Anschlußwiderstand geleitet werden, daß jeweils beim Koppelfeld anschluß
in Längsrichtung zum betreffenden Verbindungsweg
zwischen dem Koppelfeldanschluß
und dem benachbarten Koppelpunkt eine für den ersten Gleichstromanteil durchlsige
Diode eingefügt ist, daß auf der einen Seite dieser Diode, nämlich zwischen dieser
Diode und dem betreffenden benachbarten Koppelpunkt4 in Querrichtung zum Verbindungsweg
der zweite Anschlußwiderstand, welcher einen den Haltestrom zumindest geringfügig
überschreitenden Gleichstromanteil aufnimmt, angebracht ist und daß auf der anderen
Seite dieser Diode der erste Anschlu5-widerstand, der den zweiten Gleichstromanteil
aufnimmt, angeschlossen ist.
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Die Erfindung und Weiterbildungen derselben werden anhand des in der
Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die Figur stellt einen Verbindungsweg zwischen den zwei Koppelfeldanschlüssen
Tx, Ty dar, und zwar vor dem Aufbau des Verbindungsweges. Nach dem Steuern der Koppelpunktkontakte
K1, K2, K3, K3', K2', K1' dieses Verbindungsweges in den leitenden Zustand ist der
Verbindungsweg aufbaubar und es fließt im aufgebauten Verbindungsweg, wie im Hauptpatent
angegeben, im allgemeinen über die Batterie B und die Drossel D bzw. in Sonderfällen
über die Begrenzerschaltung ZP, ein Drosselstrom bzw. Begrenzerstrom in die Einspeisezwischenleitung
ZB. In der Einspeisezwischenleitung ZB spaltet sich dieser Strom in zwei Stromteile
auf, wobei der erste Stromteil zum ersten Koppelfeldanschluß Tx und br zweite Stromteil
zum zweiten Koppelfeldanschluß Ty fließt.
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insbesondere zur Vermeidung der Störung, daß der einmal aufgebaute
Verbindungsweg durch lange andauernde, bei den Koppelfeldanschlüssen auftretende
ilberspannungen unerwünschter Weise wieder unterbrochen wird, sind erfindungsgema'ß
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Dioden Dx', Dy' in Längsrichtung in den Verbindungsweg eingefügt,
und zwar zwischen den'. Koppelfeldanschluß Tx/Wx bzw.
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Ty/Wr und dem jeweils benachbarten Koppel punkt K1 bzw. K1'.
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Erfindungsgemäß ist ferner zwischen dieser Diode Dx' bzw.
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Dy' und dem betreffenden benachbarten Koppelpunkt K1 bzw. K1' jeweils
in Querrichtung zum aufgebauten Verbindungeweg der zweite AnschluBwiderstand Sx
bzw. Sy' angebracht. Jeder dieser Anschlußwiderstände ist also als Bestandteil der
Koppelfeldanschlüsse Tx bzw. Ty auffaßbar da diese Anschlußwiderstände bei den Koppelfeldanschlüssen
Tx, Ty angebracht sind. Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dieser
Diode Dx' bzw. Dy' und dem betreffenden Koppelfeldanschluß K1 bzw. K1' jeweils in
Querrichtung zum aufgebauten Ver bindugsweg der erste Anschlußwiderstand Sx', bzw.
Sy?' angebracht.
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Wegen der Anschlußwiderstände Sx' Sy' wird der Betriebsgleichstrom,
welcher im aufgebauten Verbindungsweg über die Koppelpunkte K3, K2, K1 bzw. K3',
K2', t1' fließt, an jenem'Schaltungspunkt, an Schaltungspunkt , an dem die Änschlußwiderstände
Sx', Sy' an den Verbindungsweg angeschlossen sind, jeweils in zwei Gleichstromanteile
aufgezeigt. Der eine Gleichstromanteil fließt über den Anschlußwiderstand Sx' bzw.
Sy', wobei dieser Gleichstromanteil erfindungsgemäß zumindest geringfügig den Haltestrom
der Koppelpunktkontakte übersteigt.
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Der andere Gleichstromanteil fließt über die Diode Dx' bzw. Dy' -bei
diesem Ausführungsbeisgiel ohne weitere Verzweigung -jeweils durch die ersten Anschlußwiderstände
Sx" bzw. Sy", indem im vorlieUenden Ausführungsbeispiel die Koppelfeldanschlüsse
Tx/Wx bzw. Ty/Wy jeweils mit Hilfe von Kondensatoren Cx bzw. Cy abgeblockt sind.
Hier ist also vorgesehen, daß der Betriebsgleichstrom in einem aufgebauten Verbindungsweg
zwischen jedem der miteinander verbundenen Koppelfeldanschlüsse
und
dem den betreffenden Xoppelfeldanschluß jeweils benachbarten Koppelpunkt sich in
nur zwei Gleichstromanteile aufzweigt. Jeder dieser beiden Gleichstromanteile ist
jeweils kleiner als der gesamte Betriebsgleichstrom und jeder dieser beiden Gleichstromanteile
wird jeweils über einen besonderen Anschlußwiderstand geleitet. Diese Anschlußwiderstände
weisen erfindungsgemäß einen hohen Wechselstrotnwiderstand auf, so daß die zwischen
den Eoppelfeldanxchlüssen fließenden Nutzwechselströme durch die Anschlußwiderstände
praktisch nicht gedämpft werden.
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Die Störspannungen, welche bei den Koppelfeldanschlüssen auftreten
können, können hier also nicht bewirken, daß der Halte.-strom im aufgebauten Verbindungsweg
unterschritten wird: Selbst wenn nämlich die erfindungsgemäß vorgesehenen Dioden
Dx', Dy' durch diese Störspannungen in den sperrenden Zustand gesteuert werden,
kann über den zweiten Anschlußwiderstad Sx', Sy' weiterhin ein so großer Stromanteil
fließen, daß der einmal aufgebaute Verbindungsweg nicht mehr durch die genannten,
lange andauernden Störspannungen unterbrochen wird. Der durch diesen Anschlußwiderstand
fließende Stromanteil ist ja erfindungsgemäß größer als der Haltestrom. Solange
keine solchen Störspannungen bei den Koppelfeldanschlüssen auftreten, fließt der
im aufgebauten Verbindungsweg fließende Betriebsgleichstrom jeweils teilweise über
den Anschlußwiderstand Sx' bzw. Sy' und teilweise über den Anschlußwiderstand Sx'
bzw. Sy'. Der zuletztgenannte erste Anschlußwiderstand Sx" bzw. Sy" dient dazu,
die Diode Dx' bzw. Dy' sicher in den leitenden Zustand zu steuern, solange nicht
Störspannungen am betreffenden Koppelfeldanschluß auftreten.
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Soweit bereits während des Aufbaus des Verbindungsweges solche Störspannungen
bei den Koppelfeldanschlüssen Ki bzw. K2 auftreten, kann der Betriebsgleichstrom
ebenfalls
mit einer den Haltestrom übersteigenden Stärke zumindest
über den Anschlußwiderstand Sx' bzw. Sy' fließen, falls durch die Störspannungen
die Dioden Dx' bzw. Dy' in den sperrenden Zustand gesteuert sein sollten. Die erfindungsgemäße
Maßnahme verhindert also auch nicht den vorgesehehen Aufbau eines Verbindungsweges
und bietet darüberhinaus eine Sicherheit, daß dieser Aufbau selbst dann störungsfrei
vollzogen wird, falls kurz oder sogar lange andauernde Störspannungen, welche an
sich den Aufbau zu beeinträchtigen geeignet wären,'bei den zu verbindenden Koppelfeldanschlüssen
auftreten sollten.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der einen
hohen Wechselstromwiderstand aufweisende Anschlußwiderstand jeweils durch einen
übersteuerten Transistor gebildet ist. Übersteuerte Transistoren als Anschlußwiderstände
naben nämlich die vorzügliche Eigenschaft, daß sie nicht nur einen sehr hohen Wechselstromwiderstand
aufweisen, sondern daneben auch einen besonders kleinen Gleichstr3mwiderstand. Wegen
des kleinen Gleichstromwiderst2ndes der durch übersteuerte Transistoren gebildeten
Anschlußwiderstande sind vorteilhafter Weise nicht nur die Verluste an Energie der
Nutzwechselströme, sondern auch die durch den Betriebsgleichstrom hervorgerufenen
Energieverluste bescnders gering.
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Falls bei der vorgenannten Weiterbildung der durch den betreffenden
übersteuerten Transistor fließende Gcb'-stromanteil noch zu groß sein sollte und
eine Begrenzung dieses Gleichstromanteils durch Herabsetzung der Spannung der Batterie
B bzw. durch eine, andere Dimensionierung der Begreræerschaltun ZP im vorliegenden
Falles nicht erwünscht ist, kann zur Begrenzung des Gleichstromanteils
auch
vorgesehen werden, daß in Reihe zu dem u'oe-steuerten Transistor ein dem betreffenden
Gleichstromanteil begrenzendes Glied Rx' bzw. Rs" bzw. Ry' bzw. Ry" liegt. Auf diese
Weise läßt sich der Strombedarf eines aufgebauten Verbindungswege besonders niedrig
halten, selbst wenn eine Begrenzung dieses Gleichstromanteils durch entsprechende
Aussteuerung des Transistors z.B. wegen der Erwärmung dieses Transistors nicht erwünscht
ist.
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Zum Unterbrechen des aufgebauten Verbindungsweges eignen sich ebenfalls
die als Anschlußwiderstände dienenden Transistoren, indem zumindest teilweise diese
hierzu in den nichtleitenden Zustand über ihre Steuerklemmen V4 bzw. V4' bzw. V4"
bzw. V4"' gesteuert werden.
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3 Patent ansprüche 1 figur