DE3114433A1 - Integrierbare halbleiterschaltung zur ansteuerung von triacs - Google Patents

Integrierbare halbleiterschaltung zur ansteuerung von triacs

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DE3114433A1
DE3114433A1 DE19813114433 DE3114433A DE3114433A1 DE 3114433 A1 DE3114433 A1 DE 3114433A1 DE 19813114433 DE19813114433 DE 19813114433 DE 3114433 A DE3114433 A DE 3114433A DE 3114433 A1 DE3114433 A1 DE 3114433A1
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    • H03K17/136Modifications for switching at zero crossing in thyristor switches

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Description

  • Integrierbare HalbLeiterachaltung zur Ansteuerung von
  • Triacs Die Erfindung betrifft eine integrierbare Halbleiterschaltung zur Ansteuerung von Triacs, bei der der z. B.
  • durch ein Wechselspannungssignal zu beaufschlagende Steuereingang über einen Nullspannungsschalter zu einem einen Komparator enthaltenden Schaltung steil führt, der seinerseits zur Steuerung des durch einen mit der ZUndelektrode des Triacs verbundenen Ausgangstransistors dient.
  • Eine Halbleiterschaltung dieser Art ist in "Valvobrief, Elemente und Bausteine für die Elektronik" vom 1. Februar 1973 in Gestalt einer monolithisch integrierten Schaltung zum Betrieb von Thyristoren und Triacs beschrieben, von dieser die Definition der zu beschreibenden Erfindung ausgeht.
  • In sachlicher Beziehung ist im Hinblick auf solche Steuerschaltungen folgendes festzustellen: Sollen Wechselstromverbraucher über einen Triac ein- und ausgeschaltet werden, so muß der Triac jeweils im Strom-Nulldurchgang erneut gezündet werden, solange der "Ein"-Zustand erhalten bleiben soll. Sobald diese Zündimpulse ausbleiben, schaltet bekanntlich der Triac beim nachsten Strom-Nulldurchgang ab. Die Erzeugung der erforderlichen Zündimpulse erfolgt im allgemeinen mittels eines sogenannten Nullspannungsschalters. Dieser besitzt zwei Schaltschwellen, und zwar eine, die knapp über 0 Volt liegt und eine zweite, die knapp unter 0 Volt liegt. Der Nullspannungsschalter ist "eingeschaltet", wenn die Spannung an seinem Eingang zwischen beiden Schaltschwellen, d. h. nahe an O Volt, liegt. Er ist dagegen "ausgeschaltet", wenn die Spannung an seinem Eingang oberhalb der oberen oder unterhalb der unteren Schaltschwelle liegt.
  • Handelt es sich bei dem oben erwähnten Wechselstromverbraucher um eine reine Wirklast, bei welcher also Strom und Spannung in Phase sind, so können die erwähnten Zündimpulse für den Triac direkt mittels eines an der Versorgungsspannung liegenden Nullpunktschalters (Betriebsart 1) erzeugt werden. Handelt es sich hingegen bei dem Verbraucher um eine Last mit merklichem Blindleistungsanteil, bei welcher also Strom und Spannung phasenverschoben sind (z. B. einem Motor), so legt man den Eingang des Nullspannungsschalters an die Anode des Triacs, deren Spannung in Phase mit dem Laststrom ist.
  • Das invertierte Ausgangssignal des Nullspannungsschalters erzeugt dann die nötigen Zündimpulse für den Triac.
  • Die Schaltschwellen des Nullspannungsschalters müsen dabei etwas über bzw. unter der positiven bzw. negativen Durchlaßspannung des Triacs liegen. Die Funktion einer solchen Anordnung wird klar, wenn man bedenkt, daß beim Abschalten des Triacs im Strom-Nulldurchgang die Spannung am Nullspannungsschalter infolge der Phasenverschiebung zwischen'Strom und Spannung sprunghaft ansteigt (Betriebsart 2 (sogenannte Stromsynchronisierung)). Beide Möglichkeiten sind in der eingangs genannten Literaturstelle angegeben. Eine dritte Möglichkeit (3. Betriebsart) wird schließlich dann verwendet, wenn es sich um Leuchtstofflampen oder sonstige Wechselstromverbraucher mit Sonderverhalten handelt.
  • Nun ist aber in der Praxis die bekannte Tatsache zu berücksichtigen, daß im Interesse der Kosteneinsparung man danach trachtet, mit einem Minimum an äußeren AnschlUssen der Schaltung auszukommen, falls diese in monolithisch integrierter Halbleitertechnik realisiert werden soll. Diese Aufgabe soll nun bei einer Schaltung zur Ansteuerung von Triacs gelöst werden, denn bei den bekannten Ansteuerschaltungen benötigt man - abgesehen von den durch Je eines der beiden die Versorgungsspannung bildenden Potentiale - wenigstens drei Steuereingänge (z.
  • B. TEA 1007 von Telefunken oder U 111 B von Telefunken-Datenbuch 1979/80, "Integrierte Schaltungen", Telefunken, Seiten 309 ff. und 353 ff.) Außerdem soll die von der Erfindung vorgeschlagene Ausgestaltung für eine Schaltung zur Steuerung eines Triacs für die Durchführung der drei genannten Betriebsarten geeignet sein.
  • Hierzu wird erfindungsgemäß eine integrierbare Halbleiterschaltung zur Ansteuerung eines Triacs derart ausgestaltet, daß der zwischen dem Nullspannungsschalter und dem Ausgangstransistor liegende Schaltungsteil aus einem drei Signaleingänge und zwei Signalausgänge aufweisenden digitalen Bestandteil und einem zwei Komparatoren sowie einen weiteren Transistor aufweisenden analogen Bestandteil gebildet ist, daß dabei ein erster Signaleingang des digitalen Schaltungsteils durch den Nullspannungsschalter gesteuert und ein zweiter Signalausgang des digitalen Schaltungsteils zur Steuerung des Ausgangs'transistors vorgesehen ist, daß ferner der Transistor des analogen Schaltungsteils durch den ersten Ausgang des digitalen Schaltungsteils gesteuert ist, während der Ausgang dieses Transistors - insbesondere unter Vermittlung eines Widerstands - zusammen mit einer Konstantstromquelle mit dem einen Eingang Jedes der beiden - am anderen Eingang durch Je eine Referenzspannung beaufschlagten - Komparatoren des-analogen Schaltungsteils verbunden ist, daß außerdem der zweite und der dritte Signaleingang des digitalen Schaltungsteils durch je einen der beiden Komparatoren des analogen Schaltungsteils gesteuert ist, und daß schließlich der digitale Schaltungsteil derart ausgebildet ist, daß bei Anwesenheit eines L-Signals an sämtlichen Eingängen des digitalen Schaltungsteils dessen erster Signalausgang den Pegel "L" und dessen zweiter Signalausgang den Pegel "H" führt, sowie daß bei gleichzeitiger Anwesenheit des Pegels H" an den drei Signaleingängen der erste Signalausgang den Pegel "L" und der zweite Signalausgang den Pegel H" führt.
  • Insbesondere ist der digitale Schaltungsteil bei einer Anlage gemäß der Erfindung derart ausgestaltet, daß sich das aus der folgenden Tabelle ersichtliche digitale Verhalten ergibt.
  • Tabelle T Zustand Eingänge Ausgänge 123 4 5 1 LLL L H 2 LHL B B 3 LLH B B 4 LHH L L 5 HLL V V 6 HHL H L 7 HLH B B 8 HHH L H wobei L = Pegel logisch "O" b U H = Pegel logisch "1" % Masse V = vorheriger Zustand bleibt erhalten B - beliebiger Zustand erlaubt.
  • Ein Schaltbild einer Anlage gemäß der obigen Definition der Erfindung ist in Fig. 1 und eine Ausgestaltung des digitalen Schaltungsteils in Fig. 2 dargestellt. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Schaltung des Nullspannungsschalters, die an sich dem Stande der Technik angehört, während aus Fig. 4, 5 und 6 die Anschaltung der in Fig.
  • 1 bzw. Fig. 2 dargestellten Anlage gemäß der Erfindung für die verschiedenen oben angegebenen Betriebsweisen zeigen.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten allgemeinen Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltung ist der Steuereingang S7 (zusammen mit der Anschlußklemme für das Bezugspotential, also Masse) durch die zur Schaltung des Triacs Tr gemäß Fig. 4, 5 und 6 vorgesehene Wechselspannung UW gesteuert. Dieser Steuereingang S1 bildet zugleich den Signaleingang für den Nullspannungsschalter NS. Dessen Ausgangykann unmittelbar zur Steuerung des ersten Signaleingangs 1 des digitalen Schaltungsteils DS, der gemäß der Definition der Erfindung vorzusehen ist, verwendet werden. Bevorzugt wird man Jedoch ein AND-Gatter G1 mit zwei Signaleingängen zwischenschalten, wobei der zweite Eingang E durch ein extern zugeführtes und auf das Bezugspotential bezogenes Signal geschaltet und beim Vorliegen einer "1" am Eingang E das AND-Gatter G1 für die Signale vom Nullspannungsschalter NS durchlässig wird4 Der digitale Schaltungsteil DS hat, wie bereits oben angegeben, drei Signaleingänge 1 bzw. 2 bzw. 3 sowie zwei Signalausgänge 4 bzw. 5. Der Eingang 2 bzw. der Eingang 3 ist mit dem Ausgang Je eines der beiden Komparatoren K1 bzw. K2 verbunden. Beide Komparatoren sind bezüglich ihrer internen Schaltung identisch und bestehen vorzugsweise aus zwei emittergekoppelten Differenzverstärkern in üblicher Bau- und Schaltungsart und sind z. B. unter Verwendung von npn-Transistoren aufgebaut.-Die Signaleingänge "+ls der beiden Komparatoren K1 und K2 werden über einen Widerstand R durch den Kollektor eines npn-Transistors T1 beaufschlagt, dessen Basis an dem einen Signalausgang 4 des digitalen Schaltungsteils DS liegt, während der andere Signalausgang 5 des digitalen Schaltungsteils DS mit der Basis des - ebenfalls als npn-Transistor ausgebildeten Ausgangstransi stors AT liegt. Der Emitter der beiden genannten Transistoren AT und T1 ist über eine gemeinsame, die Spannung U liefernde Gleichspannungsquelle mit dem Bezugspotential, also mit Masse, verbunden. Der Kollektor des Ausgangstransistors AT bildet den an die ZAndelektrode des zu steuernden Triacs Tr - vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Biderstands RG - zu legenden Ausgang der erfindungsgemäßen Schaltung. Ferner sind die beiden Signaleingänge "+" der beiden Komparatoren K1 und K2 einerseits an einen Anschluß S2 gelegt, der - wie aus den Fig. 4 bis 6 ersichtlich ist - bei der Einstellung der Betriebsweise der Schaltung von Bedeutung ist. Außerdem ist der Kollektor bzw. der Kollektorwiderstand R des Transistors T1 über eine Konstantstromquelle J1 an ein Versorgungspotential U2 gelegt, das sich zwischen den beiden Referenzpotentialen U1 und U3 befindet, die zur Beaufschlagung der Referenzeingänge "-" je eines der beiden Komparatoren K1 bzw. K2 vorgesehen sind. Eine vorteilhafte Erzeugungsweise für die die soeben genannten und auf Masse zu beziehenden Potentiale U1, U2 und U3 ist aus Fig. 3 ersichtlich.
  • Die Digitalschaltung DS soll sich nun entsprechend der Lehre der Erfindung verhalten, wobei bevorzugt die oben ~ TZ angegebene Tabelle/bezuglich des Verhaltens der Signaleingänge 1, 2 und 3 sowie der Signalausgänge 4 und 5 zu beachten ist. Eine das Verlangte leistende Ausbildung wird anhand der Fig. 3 vorgestellt.
  • Bei dieser bevorzugten Ausbildung des digitalen Schaltungsteils DS ist dessen erster und durch den Nullspannungsschalter NS zu steuernder Signaleingang 1 durch den einen Eingang eines NOR-Gatters G2 und durch den einen Eingang eines AND-Gatters G3 gebildet. Beide Gatter G2 und G3 haben jeweils zwei Signaleingänge, wobei der zweite Eingang des NOR-Gatters G2 am Ausgang des einen Komparators K1 im analogen Schaltungsteil AS und der zweite Eingang des AND-Gatters G3 am Ausgang des zweiten Komparators K2 dieses Schaltungsteils AS liegt. Der Signalausgang des NOR-Gatters G2 dient zur Steuerung des Setzeingangs S einer z. B. als RS-Flip-Flop ausgebildeten bistabilen Kippstufe FF, deren Reseteingang R durch den zugleich zur Steuerung des erstgenannten NOR-Gatters G2 dienenden Komparator K1 im Schaltungsteil AS gesteuert wird.
  • Ein zweites NOR-Gatter G5 steuert mit seinem Ausgang 4 die Basis des bereits genannten und seinerseits zur Steuerung der Signaleingänge "+" der beiden Komparatoren K1 und K2 im analogen Schaltungsteil AS dienenden npn-Transistors T1 und ist an seinem einen Eingang durch den anderen (d. h. nicht für die Steuerung des erstgenannten NOR-Gatters G2 vorgesehenen) Komparator K2 des analogen Schaltungsteils AS gesteuert, während sein zweiter Eingang am Signalausgangides genannten Flip-Flops FF liegt.
  • Das ebenfalls bereits genannte und mit seinem einen Eingang an dem durch den Nullspannungsschalter NS zu steuernden ersten Eingang 1 des digitalen Schaltungsteils DS liegende AND-Gatter G3 ist an seinem anderen Signaleingang gemeinsam mit dem zweiten NOR-Gatter G5 durch den Ausgang des zweiten Komparators K2 des analogen Schaltungsteils gesteuert und liegt mit seinem Ausgang an dem einen Signaleingang eines OR-Gatters G4, dessen anderer Eingang durch den Signalausgang des das zweite NOR-Gatter G5 in bereits geschilderter Weise steuernden Informationsausgang Q des genannten RS-Flip-Flops FF unmittelbar beaufschlagt ist und dessen Signalausgang den Signalausgang 5 bildet, der zur Steuerung der Basis des bereits genannten npn-Ausgangstransistors AT der erfindungsgemäßen Steuerschaltung bildet.
  • Für die Erzeugung der Referenzpotentiale ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, ein aus vier Widerständen R1, R2, R3 und R4 gebildeter Spannungsteiler vorgesehen, dessen mittlerer Abgriff das Potential U2 zur Beaufschlagung der Konstant stromquelle J1 liefert, während die beiden äußeren Teilerpunkte in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zwecks Lieferung der Referenzspannungen U1 und U3 an den Referenzeingang der beiden Komparatoren K7 und 'K2 geschaltet sind.
  • Der Nullspannungsschalter NS ist z. B. in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise realisierbar. Bei dieser Ausgestaltung liegt der Steuereingang S1 des Nullspannungsschalters NS am Emitter eines pnp-Transistors tl, dessen Basis mit der Anode einer Diode d2 und dessen Kollektor mit der Anode einer weiteren Diode dl verbunden ist. Die Kathoden der beiden Dioden dl und d2 liegen an dem Bezugspotential der Schaltung. Ein zweiter pnp-Transistor t2 liegt mit seiner Basis und seinem Kollektor ebenfalls an der Anode je einer Diode d3 und d4, deran Kathoden zusammen mit dem Steuereingang S1 verbunden sind. Der Emitteranschluß des zweiten pnp-Transistors t2 ist an das Bezugspotential gelegt und außerdem über einen Widerstand r mit der Basis von t2 verbunden. Die Kollekto- ren der beiden npn-Transistoren t1 und t2 sind über eine Konstantstromquelle J2 mit dem ersten Betriebspotential U verbunden. Ein dritter pnp-Transistor t3 bildet mit seinem Kollektor den Ausgang a des Nullspannungsschalters. Außerdem ist dieser Kollektor über eine weitere Konstantstromquelle J3 an das erste Betriebspotential U gelegt. Die Basis des dritten pnp-Transistors t3 ist mit dem Kollektor des zweiten pnp-Transistors t2 verbunden, während sein Emitter an der Kathode einer fünften Diode d5 liegt, deren Anode an das Bezugspotential (Masse) angeschaltet ist.
  • Die drei Konstantstromquellen können z. B. durch einen Transistor oder durch eine Stromspiegelschaltung gegeben sein. Ebenfalls kann der Nullspannungsschalter in einer beliebigen, bekannten anderen Weise realisiert sein.
  • Zusammenfassend ist also im Hinblick auf die bisher beschriebene Schaltung festzustellen, daß sie bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 2 aus dem Nullspannungsschalter NS, den Gattern G1 bis G5, dem RS-Flip-Flop FF, zwei Komparatoren Xi und K2, zwei Transistoren T1 und AT, einer Stromquelle J1 und den Widerständen R und R1 bis R5 besteht. Ergänzend ist noch festzustellen, daß U eine gegen Masse negative Spannung ist, wenn der Triac Tr, wie üblich, mit negativem Gatestrom gezündet werden soll. FUr die Spannungen Ul bis U3 gilt dann U < U1 < U2 < U3 < O Volt.
  • E ist der Freigabeeingang für die gesamte Triacansteuerung. A ist der Ausgang für den Triac-Zündstrom. S1 und S2 sind Steuereingänge. S1 triggert den Nullspannungsschalter NS. Mit einem Vorwiderstand RV am Steuereingang S1 (vergleiche Fig. 4 bis 6) ist die Ansprech- schwelle des Nullspannungsschalters NS einstellbar. Der andere Steuereingang S2 dient zur Umschaltung der Betriebsarten und bei der Betriebsart 2 außerdem zur Einstellung der Zündimpulslänge über eine dann anzuschliesende Kapazität C.
  • Bei der Betriebsart 1 liegt, wie aus Fig. 4 ersichtlich, der Steuereingang S1 des Nullspannungsschalters NS über einen Vorwiderstand RV an der Versorgungswechselspannung UW. Außerdem ist der genannte Vorwiderstand RV so dimensioniert, daß die Schaltschwellen des Nullspannungsschalters NS jeweils erreicht werden, kurz bevor der Haltestrom des Triacs Tr unterschritten wird. Der Steuereingang S2 liegt an Masse. Sobald der Eingang E freigegeben ist, leitet der Ausgangstransistor AT, und zwar so lange, als die Wechselspannung UW zwischen den beiden Schaltschwellen des Nullspannungsschalters NS liegt. Es fließt also ein Zündstrom, solange der Haltestrom des Triacs unterschritten ist. Der Ausgang des AND-Gatters G1 und damit der erste Eingang 1 der Digitalschaltung DS sowie die Ausgänge der beiden Komparatoren K1 und K2 liegen dabei am Pegel "H". Somit ist der Ausgang von G2 und von G5 sowie der Q-Ausgang von FF auf dem Pegel "L" und somit der Transistor AT leitend. Der in Fig. 4 bis 6 ersichtliche und zwischen dem Ausgang A der Schaltung und dem Zündeingang des Triacs Tr vorgesehene Widerstand RG dient zur Zündstromeinstellung und RL als Lastwiderstand.
  • Die für die zweite Betriebsart, also die Stromsynchronisierung, anzuwendende Schaltungsart ist in Fig. 5 dargestellt. Ebenfalls wie bei der Schaltungsart gemäß Fig. 4 ist ein Volwlderstand RV am Steuereingang 5i des Nullspannungsschalters NS vorgesehen, der über in Serie mit einem zweiten Widerstand RL an.die Versorgungswechselspannung UW gelegt ist und außerdem unmittelbar mit dem einen Versorgungsanschluß des Triacs TR verbunden ist, während dessen anderer Versorgungsanschluß (ebenso wie bei den Schaltungen gemäß Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6) an der anderen Klemme für die Versorgungswechselspannung UW liegt. Als weiterer Unterschied gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 4 ist noch zu bemerken, daß der Steuereingang S2 des Analogteils AS der Verbindungsschaltung DS, AS über einen Kondensator C an das erste Betriebspotential U gelegt ist. Die Kapazität dieses Kondensators C bestimmt die Länge des Zündimpulses. Dabei gilt für die Zundimpulslänge t die Beziehung t u c . (ul - U)/I, bei I . R <( (U1 -wobei I der von der Konstantstromquelle J1 gelieferte Strom ist.
  • Der Anfangszustand sei nun wie folgt definiert: Der Q-Ausgang des Flip-Flops FF liegt auf dem Pegel "L" und der Kondensator C ist entladen. Dann befindet sich der Ausgang der beiden Komparatoren Ki und X2 ebenfalls auf dem Pegel BL". Der Vorwiderstand RV zwischen dem ersten Steuereingang S1 und der Anschlußklemme für die steuernde Wechselapannung UW ist bei der zweiten Betriebsart so dimensioniert, daß die Schaltschwelle des Nullspannungsschalters NS etwas höher liegt als die Durchlaß spannung des Triacs Tr. Ist dann der Steuereingang E freigegeben und geht der Triacstrom unter den Haltestromwert, so daß, mit anderen Worten, die Spannung am Steuereingang S1 des Nullspannungsschaltereingangs S1 ansteigen kann, so wird der erste Eingang 1 des digitalen Schaltungsteils DS auf den Pegel "L" geschaltet und über das NOR-Gatter G2 das Flip-Flop FF auf den Pegel H" gesetzt.
  • Damit wird auch der Ausgang von G4 8 H" und der Ausgangstransistor AT leitend, so daß der Triac Tr seinen Zündstrom erhält. Damit wird am Nullspannungsschalter NS und am Eingangsgatter Gl wieder der alte Zustand hergestellt. Außerdem wird der Ausgang des NOR-Gatters G5 = "L", d. h. der Transistor T1 sperrt. Damit kann sich der Kondensator C aufladen. Nach der Zeit t wird der Ausgang des Komparators Ei auf den Pegel H" gebracht und setzt den Q-Ausgang des Flip-Flops FF auf "L" zurück, wodurch der Ausgang des OR-Gatters G4 den Pegel "L" annimmt und der Ausgangstransistor AT gesperrt wird. Der Ausgang des zweiten NOR-Gatters G5 gelangt damit wieder auf H" und der Transistor Tl wird wieder leitend, so daß der Kondensator C entladen wird.
  • Will man die oben definierte dritte Betriebsart anwenden, so wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich, der Steuereingang S1 des Nullspannungsschalters NS an Masse, also das Bezugspotential, gelegt, während die Spannung UW lediglich zur Beaufschlagung der Reihenschaltung des Widerstands RL und der Zündstrecke des Triacs Tr dient. Damit der Ausgangstransistor AT dauernd leitend bleibt, sobald E freigegeben ist, werden die beiden Steuereingänge S1 und S2 geerdet, also an Masse gelegt. Es ist dann der Ausgang von G1 und damit der erste Eingang 1 des Schaltungsteils DS auf dem Pegel "H", der Ausgang der beiden Komparatoren Xl und K2 auf dem Pegel "H", der Ausgang des zweiten AND-Gatters G3 und des OR-Gatters G4 ebenfalls auf H" sowie der Ausgangstransistor AT leitend. Hingegen befindet sich der Ausgang des NOR-Gatters G2 sowie der Q-Ausgang von FF, der Ausgang des zweiten NOR-Gatters G5 auf "L und der Transistor T1 ist gesperrt.
  • Die beiden Transistoren AT und T1 können in Abwandlung der beschriebenen und bevorzugt anzuwendenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung auch als pnp-Tran- sistoren ausgestaltet werden. Zu erwähnen ist noch, daß (vergleiche Fig. 3) der Nullspannungsschalter NS, als auch bei den drei Betriebsarten gemäß Fig. 4 bis Fig. 6 der eine stromführende Anschluß des Triacs Tr mit dem Bezugspotential, also Masse, verbunden ist.
  • 6 Figuren 10 Patentansprüche

Claims (10)

  1. Patentansprüche cy. Integrierbare Halbleiterschaltung zur Ansteuerung von Triacs, deren Steuereingang über einen Nullspannungsschalter zu einem einen Komparator enthaltenden Schaltungsteil führt, der seinerseits zur Steuerung des durch einen mit der Zündelektrode des Triacs verbundenen Ausgangstransistors führt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der zwischen dem Nullspannungsschalter (NS) und dem Auagangstrznsistor (AT) liegende Schaltungsteil aus einem drei Signaleingänge (1, 2, 3) und zwei Signalausgänge (4, 5) aufweisenden digitalen Bestandteil (DS) und einem zwei Komparatoren (K1, K2) sowie einen weiteren Transistor (T1) aufweisenden analogen Bestandteil (AS) gebildet ist, daß dabei ein erster Signaleingang (1) des digitalen Schaltungsteils (DS) durch den Nullspannungsschalter (NS) gesteuert und ein zweiter Signalausgang (5) des digitalen Schaltungsteils (DS) zur Steuerung des Ausgangstransistors (AT) vorgesehen ist, daß ferner der Transistor (T1) des analogen Schaltungsteils durch den ersten Ausgang (4) des digitalen Schaltungsteils (DS) gesteuert ist, während der Ausgang dieses Transistors (T1) - insbesondere unter Vermittlung eines Widerstands (R) - zusammen mit einer Konstantstromquelle (J1) mit dem einen Eingang (+) Jedes der beiden - am anderen Eingang (-) durch fe eine Referenzspannung (U1, U3) beaufschlagten - Komparatoren (K1, K2) des analogen Schaltungsteils (AS) verbunden ist, daß außerdem der zweite und dritte Signaleingang (2 bzw. 3) des digitalen Schaltungsteils (DS) durch Je einen der beiden Komparatoren (K1, K2) des analogen Schaltungsteils (AS) gesteuert ist, und daß schließlich der digitale Schaltungsteil (DS) derart ausgebildet ist, daß bei Anwesenheit eines L-Signals an sämtlichen Eingängen (1, 2, 3) des digitalen Schaltungsteils (DS) des- sen erster Signalausgangwden Pegel "L" und dessen zweiter Signalausgang (5) den Pegel H" führt, sowie daß bei gleichzeitiger Anwesenheit des Pegels tiHt? an den drei Signaleingängen (1, 2, 3) der erste Signalausgang (4) den Pegel "L" und der zweite Signalausgang (5) den Pegel H" führt.
  2. 2. Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der digitale Schaltungsteil (DS) derart ausgelegt ist, daß die logischen Zustände an den Ein- und Ausgängen derselben sich entsprechend der Tabelle (T) verhalten.
  3. 3. Halbleiterschaltung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Signaleingang (1) des digitalen Schaltungsteils (DS) mit dem einen Eingang eines AND-Gatters (G3) sowie mit dem einen Eingang eines ersten NOR-Gatters (G2) verbunden ist, daß der andere Eingang des ersten NOR-Gatters (G2) sowie der Reseteingang (R) eines statischen Flip-Flops, insbesondere RS-Flip-Flops (FF), durch den Ausgang des ersten Komparators (Ki) sowie der andere Eingang des AND-Gatters (G3) durch den Ausgang des zweiten Komparators (K2) im analogen Schaltungsteil (AS) gesteuert ist, daß ferner der Setzeingang (S) des Flip-Flops (FF) un den Ausgang des ersten NOR-Gatters (G2) und der informationsführende Ausgang (Q) dieses Flip-Flops (FF) sowohl an den einen Eingang eines OR-Gatters (G4) als auch an den einen Eingang eines zweiten NOR-Gatters (G5) gelegt ist, daß außerdem der Ausgang des das AND-Gatter (G3) im digitalen Schaltungsteil (DS) steuernden Komparators (K2) auch zur Steuerung des anderen Eingangs des zweiten NOR-Gatters (G5) sowie der Ausgang des AND-Gatters (G3) zur Steuerung eines zweiten Eingangs des OR-Gatters (G4) vorgesehen ist und daß schließlich der Ausgang (5) die- ses OR-Gatters (cis) zur Steuerung des Ausgangstransistirn (AT) und der Ausgang (4) des zweiten Non-Gattors (G4) zur Steuerung des Transistors (T1) im analogen Schaltungsteil (AS) vorgesehen ist.
  4. 4. Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüohe 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Beaufschlagung des ersten Signaleingangs (1) des digitalen Schaltungsteils (DS) unter Vermittlung eines weiteren AND-Gatters G1 erfolgt, das durch ein über einen weiteren Steuereingang (E) zugeführtes Signal sowie durch den Ausgang des Nullspannungsschalters (NS) gesteuert ist.
  5. 5. Halbleiterschaltung nach einem der AnsprUche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sowohl der Ausgangstransistor (AT) als auch der Transistor (T7) im analogen Schaltungsteil (AS) als Bipolartransistoren, insbesondere vom npn-Typ., ausgebildet und mit ihrem Basisanschluß an den den betreffenden Transistor steuernden Ausgang (5 bzw. 4) des digitalen Schaltungsteils (DS) gelegt sind.
  6. 6. Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die durch den Transistor (T1) im analogen Schaltungsteil (AS) gesteuerten Informationseingänge (+) der beiden Komparatoren (K1, K2) gemeinsam an einen zusätzlichen Steuereingang (S2) für den analogen Schaltungsteil (AS) gelegt sind, der entweder an das Bezugßpotential oder über einen Kondensator an das andere Betriebspotential (U) der Schaltung gelegt ist.
  7. 7. Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die die stromführenden Elektroden des Triacs beaufschlagende Spannung, insbesondere Wechselspannung (UW), unter Verwendung eines Vorwiderstands (RL) an den Triac angeschlossen ist und daß außerdem in der Verbindung zwischen der Zündelektrode des Triacs (Tr) und dem Kollektor des Ausgangstransistors (AT) ein weiterer Widerstand (RG) vorgesehen ist.
  8. 8. Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Steuereingang (S1) des Nullspannungsschalters (NS) über einen Widerstand (RV) an die eine Klemme für die den Triac (Tr) beaufschlagende Spannung (UW) angeschlossen ist.
  9. 9. Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Steuereingang (S2) für den analogen Schaltungsteil (AS) über einen Kondensator (C) an das erste Betriebspotential (U) und der Kollektor (A) des Ausgangstransistors über einen Widerstand (RG) an die Zündelektrode des Triacs (Tr) gelegt ist, daß außerdem der Steuereingang (S1) des Nullspannungsschalters über einen Vorwiderstand (RV) mit dem einen stromführenden Anschluß des Triacs (Tr) als auch über einen Widerstand (RL) mit der einen Klemme für die Versorgungswechselspannung (UW) verbunden ist, während die andere Klemme der Versorgungswechsel spannung an den anderen stromführenden Anschluß des Triacs (Tr) gelegt ist.
  10. 10. Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h .g e k e n n z e i c h n e t , daß der Steuereingang (S1) des Nullspannungsschalters (NS) an das Bezugspotential, also Masse, gelegt ist.
DE19813114433 1981-04-09 1981-04-09 Integrierbare halbleiterschaltung zur ansteuerung von triacs Granted DE3114433A1 (de)

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