DE2202282B2

DE2202282B2 - Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von zwei Ausgangsanschlussen

Info

Publication number: DE2202282B2
Application number: DE2202282A
Authority: DE
Inventors: Sven-Eric Farsta Persson (Schweden)
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1971-01-29
Filing date: 1972-01-18
Publication date: 1973-11-08
Also published as: FR2123532A1; FR2123532B1; NO130332B; DE2202282A1; IT962052B; NL7200694A; BE778628A; DE2202282C3; GB1383440A; DK129489B; DK129489C; JPS5519090B1; US3778641A; ES399203A1; SE349694B; SU495853A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von zwei Ausgangsansehlüssen in Abhängigkeit der Richtung eines einem Eingangsanschluß zugeführten Stromes, bestehend aus einem ersten und /weiten Paar von in Biückensehaltung angeordneten Schalttransistoren, welche zwischen einem ersten bzw. zweiten Potential und je einem Ausgangsanschluß angeschlossen sind.

Es ist bereits eine Schaltanordnung bekannt (siehe USA.-Patentschrift 2 821639), bei welcher zwei Steuerkreise für zwei Brückentransistoren vorgesehen sind, welche aus je zwei Widerständen und zwei Transistoren bestehen. Mittels einer Steuerspannungsquelle werden über Klemmenpunkte zwei Steuerspannungen geliefert, die entgegengesetzte Polarität

aufweisen müssen. Außerdem ist es für jeden der beiden Steuerkreise notwendig, Widerslände und Konstantspannungsquellen zu den Brückentransistoren einzuschalten, um eine Vorspannung zu diesen Transistoren zu erhalten. Der Polaritätswechsel dieser An-Ordnung geschieht dabei zwangläufig mit Hilfe einer Steuerspannungsquelle, und zwar in Abhängigkeit von Steuersignalen, die notwendigerweise mit entgegengesetzter Phase über einen komplizierten Steuerkreis zu den Brückentransistoren geführt sind.

Es ist ferner eine Schaltungsanordnung bekannt (siehe deutsche Auslegcschrift 1 098 996), welche zur Speisung eines elektrischen Motors eine Stromrichtungsumkehr durchführen kann. Diese Schaltungsanordnung enthalt vier in einer Brückenschaltung ange-

ao ordnete Schalttransistoren, welchen jeweils ein Hilfstransistor zugeordnet ist. Die Steuerung der 1 Iilfs,chalttransistoren erfolgt durch Änderung der an den Hilfsschalttransistoren anliegenden Basisspannung. Zur Spannungsumkehr müssen somit zwei ver-

schiedene Steuerspannungsquellen zur Verfugung stehen.

Es ist ferner eine Schaltungsanordnung bekannt (siehe deutsche Auslegeschrift 1 099 58(1). weiche ein Steuerglied enthält, das über einen Impulslängenmo-

dulator zwei Steuertransistoren beeinflußt. Die Steuerung der Schalttransistoren geschieht dabei mit
tels einer besonderen Steuereinheit, wobei eine spezielle Spannung in Form einer Dreieckspannung benutzt wird.

Hs ist schließlich eine Schaltungsanordnung bekannt (siehe deutsche Auslegeschrift 1 051 324). bei welcher die Last in einem Brückenzweig zwischen zwei Kollektoren eingeschaltet ist. Zwei Transistnrpaare bilden je eine Emitterfolgerschaltung, was zur Folge hat daß eine Spannungserhöhung an der Basis des einen Transistorpaares eine Spannungserhöhung an der Basis des anderen Transistorpaares bedingt. Diese Spannungserhöhung entspricht der an die Basis des einen Transistorpaares gelegten Spannung zuzüglieh der Spannungserhöhung an dem Kollektor des anderen Transistorpaares. Somit erfordert diese Schaltungsanordnung vier Steuerglieder, welche an den Basiselektroden der vier Transistoren angeschlossen werden !nüssen.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Schaltungsanordnung zum Umschallen der Polarität von zwei Ausgangsanschlüssen zu schatten, bei welcher auf sehr einfache Weise durch Zuführen eines einzigen Steuersignals entsprechend seiner Polarität eine Umschaltung der Ausgangsanschlüsse vorgenommen wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Steuereiektroden des einen Schalttransistors des

ersten und des /weiten Schaltlransistorpaares und die Slcucrelektroden des anderen Schalttransistors des ersten und des zweiten Schalttransistorpaares über je einen weiteren Schalttransistor miteinander verbunden sind, und daß antiparallel zu einem an die Eingangsklcmmc gelegten Zeitverzögerungsglied zwei Lumineszenzdioden in Reihe mit schweliwertbeslimmenden Elementen angeordnet sind, welche in bezug auf die Siromrichtung des an den Eingangsklemmen

auftretenden Stromes den einen oder den anderen der genannten weiteren Schalttransistoren aktivieren, demzufolge abhängig von der Richtung di sses Stromes entweder das erste oder das zweite Transislorpaar entsprechend der Polarität der Ausgangsklemmen aurchsteuerbar ist.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Signal mit beliebiger Polarität über die Eingangsklemmen zuzuführen, wobei an den Ausgangsanschlüssen eine Spannung mit einer Polarität entsprechend der Polarität des Eingangssignals erhalten werden kann. Die Steuerkreise der beiden Brückentransistorpaare bestehen jeweils nur aus einem Transistor und einem Widerstand, wobei zusätzlich zum Erhalten einer galvanischen Trennung, einer Zeitverzögerung und einem gewünschten Pegelwert des Eingangssignals Lumineszenzdioden, ein RC-Glied und Zenerdioden vorgesehen sind.

Durch die Erfindung wird eine Alternative für Umpolanordnungen geschaffen, welche überlicherweise aus Relais aufgebaut sind. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, welche dieses Problem funktionell löst und das Bedürfnis nach einfacher Konstruktion erfüllt, ist im wesentlichen wartungsfrei und im Betrieb äußerst zuverlässig, so daß sie mit entsprechenden bekannten Relaisanordnungen wirtschaftlich konkurrieren kann.

Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, in welcher das Sehaltschema einer Ausführungsform dargestellt ist.

Die Figur zeigt zwei Transistoren T₁ und 7\, die abhängig von einem Steuerstrom einen Hauptstrom führen. Der Transistor T₁ ist zwischen ein erstes Potential, im Ausführungsbeispiel positives Potential, und den ersten Ausgangsanschluß U₁ von zwei Anschlüssen U₁ und (7'₇ der Anordnung gelegt. Der transistor T₁ liegt zwischen dem positiven Potential und dem anderen Ausgangsansehluß U'_T.

Die Transistoren T₁ und T- sind pnp-Transistoren. Zwei weitere Elemente oder Transistoren 7', und T₄, die abhängig von einem Steuerstrom einen Hauplstrom führen, sind zwischen die Ausgänge U₁ bzw. V-, und ein anderes Potential, hier negatives Potential, geschallet. Die Transistoren T₂ und T₄ sind npn-Transistoren.

Die Steuerstromkreise der Transistoren T₁ und T₃ sind über einen Widerstand R₁ und die Steuerstromkreise der Transistoren T, und T₄ über einen Widerstand R₂ verbunden. Ein drittes Element, das abhängig von einem Steuerstrom eine;i Hauptstrom führt, befindet sich in den aus den Transistoren 7", und T₁, bestehenden Sieuerstromkreisen. Der Transistor T₅ ist den Transistoren T₁ und T. und der Transistor T₁., den Transistoren 7", und T₄ zugeordnet. Die Sleueistromkreisc der Transistoren 7 _s und T,_t sind mit dem Eingang der Anordnung über Lumineszenzdiode» L₅ und L_h verbunden, die zu einer (nicht gezeigten) Leitung antiparallel »eselialiei sind, wozu tue Anschlüsse /_v und /'_v vorgesehen sind. Die Lumines/.enzdioden stehen mit der Leitung übcj" Zenerdioden Z₁ und Z₁ in Verbindung, deren Zenerspannung unter der Sperrspannung der Lumineszenzdiode!! L_s und L_h liegen soll. Das Eingangssignal wird der Schaltung von der Leitung über eine aus einem Kondensator C und einem Widerstand R bestehende Verzögerungsschaltung zugeführt.

Wenn man annimmt, daß das Eingangssignal der Leitung am Verbindungspunkt I_n auftritt, wird die Lumineszenzdiode L₅ aktiviert, wenn die Größe des Eingangssignals die Größe der Zenerspannung der Zenerdiode Z₁ überschreitet. Dadurch wird der Tran-ίο sistor T₅ durchgesteuert und führt einen Kollektor-Emiiter-Strom, wodurch der pnp-Transistor T, sowie der npn-Transistor T₃ gesättigt werden. Die Sättigung des Transistors T₁ führt zur Verbindung des einen Ausgangs U_T mit positivem Potential, während die Sättigung von Transistor T₃ zur Verbindung des zweiten Ausgangs V₁ mit negativem Potential führt.

Bei umgekehrter Stromrichtung, wenn das Eingangssignal statt dessen über den Anschluß /'_v zugeführt wird, hört die Aussteuerung von Transistor T, auf. während nunmehr Transistor T₀ aktiviert wird, der durch seine Stromführung die Elemente T₂ und l\ in Sättigung bringt. Über den Transistor T₄ wird das negative Potential mit dem ersten Ausgang U₁ und über den Transislor T₂ das positive Potential mit dem anderen Ausgang U'_T verbunden. Die beiden Ausgangsanschlüsse der Schaltungsanordnung werden somit lediglich bei anstehendem Eingangssignal auf Potential gehalten. Durch entsprechende Wahl der Zenerspannung der Zenerdioden Z₁ und Z₂ sowie durch geeignete Dimensionierung der Verzögerungsschaltung C, R wird sichergestellt, daß die Elementpaare T₁. T. und T₂, T₄ nicht gleichzeitig Strom fuhren, so daß kein Kurzschluß zwischen den Elementen 7',. T₄ bzw. T,. 7 auftreten kann.

Das Ausführungsbeispiel zeigt ebenfalls, wie dem nicht leitenden F.lementpaai T₁. T, bzw. T₂, T₄ Sperrstromkreise zu μ ordnet werden können, die durch das stromführende klementpaar ausgelöst werden. Die Sperrstromkreise enthalten die Lumineszenzdioden L₁ bis L₄, die mit den zugeordneten Fototransistoren Ft₁ bis Fi₄ zusammenwirken. Jeder Transistor T₁ bis T₄ ist somit mit einer der Lumineszenzdioden L₁ bis L₄ in Reihe geschaltet. Wenn beispielsweise das Elementpaar T₁. T₃ leitet, sind die Lumineszenzdioden L₁. L, eingeschaltet. Diese Lumineszenzdioden steuern die Fototransistoren Ft₁ und Ft₄ aus, so daß der Basisstiom (ebenso wie der Kollektor-Emitter-Strom von Transistor TJ des anderen Elementpaares gesperrt wird, das in diesem Fall his den Transistoren T₂. T₄ besteht. Ebenso sperrt das Elementpaar T₂, 7"₄ den Strom des Elementpaares T₁. T,.

Die Erfindung Hißt sich auf verschiedene Weise, beispielsweise durch Veränderung der Eingangsstromkreise, variieren. Die beschriebenen Sperr- Stromkreise für das nicht leitende Elementpaar können in bestimmten Fällen weggelassen werden. Wenn man sie verwendet, kann man die Lumineszenzdioden beispielsweise durch Lampen ersetzen. Ebenso ist die Erfindung nicht auf die gewühlte Kombination von

no ;>np- und npn-Transistoren sowie die gezeigte Potentialanoi dnung beschränkt, sondern man kann die Transistoren auch durch andere Schaltelemente ersetzen, die die entsprechenden Eigenschaften besitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1/ Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von zwei Ausgangsanschlüssen in Abhängigkeit der Richtung eines einem Eingangsanschluß zugeführten Stromes, bestehend aus einem csten und zweiten Paar von in Brückenschaltung angeordneten Schalttransistoren, welche zwischen einem ersten bzw. zweiten Potential und je einem Ausgangsanschiuß angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden des einen Schalttransistors (T₁, T₃) des ersten und des zweiten Schalttransistorpaares (T₁, T₂) und die Steuereiektroden des anderen Schalttransistors (7\, T₄) des ersten und des zweiten Schalttransistorpaares (T₃, T₄) über je einen weiteren Schalttransistor (T₅, T₆) miteinander verbunden sind, und daß antiparallel zu einem an die Eingangsklemmen (J_s, l'_N) gelegten Zeitverzögerungsglied (R, C) zwei Lumineszenzdioden (L₅, L_h) in Reihe mit schweilweribestimmenden Elementen (Z₁, Z₂) angeordnet sind, welche in bezug auf die Stromrichtung des an den Eingangsklemmen (l_s, I\) auftretender. Stromes den einen oder den anderen der genannten weiteren Schalttransistoren ( T^ T_(>) aktivieren, demzufolge abhängig von der Richtung dieses Stromes entweder das erste oder das zweite Transistorpaar (T₁ bis T₄) entsprechend der Polarität der Ausgangsklemmen durchsteuerbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden iiansistorpaare ( 7", bis 7.) mit einer Lumineszenzdiode (L₁, L₂. L₁, L₄) in Reihe geschaltet ist, die bei Stromführung des entsprechenden Transistors aktivierbar ist, und daß jede Lumineszenzdiode (L₁ bis L₄) mit einem Fototransistor (Fi₁ bis Fi₄) in einem Sperrstromkreis zusammenwirkt, welcher jenem Transistor (T, bis T₄) des einen Transislorpaares zugeordnet ist, welcher während der Stromführung des anderen Transistorpaares nichtleitend ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwellwertbes'.'rnmenden Elemente Zenerdioden (Z₁, Z₂) sind, deren Zenerspannung unter der Gegenspannung der Lumineszenzdioden (L₅, L₁,) liegt.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungsglied aus einem Kondensator ( C) und einem in Reihe dazu liegenden Widerstand (R) besteht.