DE3129610C2 - - Google Patents
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- H02M3/1563—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Steuerschaltung für Stellglieder
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-Sonderdruck der Zeitschrift "automatik",
Jahrgang 11, 1966, H. 6, S. 222-226 und H. 7, S. 254-257).
Aus der DE-OS 21 32 717 ist
eine Steuerschaltung bekannt, die dem Stellglied zunächst eine
konstante Steuerspannung liefert, bis diese in eine andere Schalt
stellung wechselt. Danach wird auf eine niedere Haltespannung, bzw.
auf einen niederen Haltestrom umgeschaltet. Dies hat den Nachteil,
daß die Endstufe bzw. der Endstufentransistor ständig im aktiven
Bereich betrieben wird, wodurch zum einen diese Endstufe in ihrer
Lebensdauer eingeschränkt und zum anderen eine unerwünschte Verlust
leistung erzeugt wird. Bei schwankenden Versorgungsspannungen ergibt
sich entweder ein sich jeweils änderndes Schaltverhalten, oder es
wird auf die Ausnützung der vollen Versorgungsspannung verzichtet.
Aus dem DE-Sonderdruck der Zeitschrift "automatik", Jahrgang 11, 1966,
H. 6, S. 222-226 und H. 7, S. 254-257 ist weiter eine Steuerschal
tung für Stellglieder bekannt, bei der sowohl für die anfänglich
konstante Steuerspannung, wie auch für die nachfolgende, getaktete
Steuerspannung dieselbe Spannung verwendet wird. Ist diese Spannung
die Versorgungsspannung, so besteht der Nachteil, daß infolge von
Versorgungsspannungsschwankungen der zeitliche Verlauf des Stromes
und der damit verbundene Momentenverlauf während der Einschaltphase
nicht reproduzierbar sind. Dies ist vor allem für präzise Stell
glieder von besonderem Nachteil. Wird dagegen eine stabilisierte
Spannung verwendet, die unterhalb der Versorgungsspannung liegt, so
müßte deren Endstufe bzw. der Endstufentransistor oder aber der End
stufentransistor für das Stellglied, sofern dieser die Spannungs
regelung mit übernimmt, ständig im aktiven Bereich betrieben werden,
wodurch nicht nur die Lebensdauer eingeschränkt, sondern auch eine
unerwünschte Verlustleistung erzeugt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung für
Stellglieder anzugeben, bei der die das Stellglied steuernde End
stufe lediglich während der Einschaltphase im aktiven Bereich ar
beitet und dann in einen reinen Schaltbetrieb mit geringer Verlust
leistung übergeht.
Ausgehend von einer Steuerschaltung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 genannten Art, wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merk
male des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Steuerschaltung mit den kennzeichnenden Merk
malen des Anspruchs 1 hat insbesondere den Vorteil, daß bei dem
Schaltbetrieb die volle zur Verfügung stehende Versorgungsspannung
wirksam ist. Sowohl während der Einschaltphase, wie auch danach sind
immer reproduzierbare Verhältnisse - auch bei wechselnder Versor
gungsspannung - gegeben.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Haupt
anspruch angegebenen Steuerschaltung möglich. Besonders vor
teilhaft ist die Ausbildung des Stromgrenzwertschalters als
hysteresebehafteter Komparator. Dieser bewirkt somit nicht
nur den Übergang vom spannungsgeregelten in den getakteten
Betrieb, sondern erzeugt zudem noch selbst die Taktung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel im Block
schaltbild und
Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung
der Wirkungsweise.
Eine mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannungsquelle
verbundene Klemme 10 ist über die Reihenschaltung eines
Strommeßwiderstands 11 mit der Schaltstrecke einer Steuer
endstufe 12 und einem Stellglied 13 mit Masse verbunden.
Die Steuerendstufe 12 ist dabei vorzugsweise als Leistungs
transistor bzw. Darlington-Transistor ausgebildet. Das
Stellglied 13 kann z. B. ein Relais oder ein Stellmotor
sein, der eine Stellbewegung, z. B. gegen die Kraft einer
Rückholfeder ausführt.
Der über den Strommeßwiderstand 11 erfaßte Steuerstrom für
das Stellglied 13 wird über einen Strom-Spannungs-Wandler
14 als Spannung einem Komparator 13 zugeführt, der eine
Hysterese aufweist, d. h., seine Einschaltschwelle Sa liegt
höher als seine Ausschaltschwelle Se. Das Ausgangssignal
des Komparators 15 ist sowohl mit dem Rücksetzeingang R
einer z. B. als Flipflop ausgebildeten bistabilen Speicher
anordnung 16, wie auch über eine Steuerspannungsanordnung
17 mit dem Steuereingang der Steuerendstufe 12 verbunden.
Die Steuerspannungsanordnung 17 enthält einen Spannungsreg
ler 18, dem als Ist-Wert die Spannung am Stellglied 13 zu
geführt ist. Der Ausgang des Spannungsreglers 18 ist alter
nativ zum Ausgang des Komparators 15 über einen Umschalter
19 mit dem Steuereingang der Steuerendstufe 12 verbunden.
Dabei wird der Umschalter 19 über den Ausgang der bistabilen
Speicheranordnung 16 gesteuert. Eine Eingangssteuerklemme 20
ist sowohl mit dem Setzeingang S der bistabilen Speicher
anordnung 16, wie auch mit einem Steuereingang zum Ein
schalten und Ausschalten der Steuerspannungsanordnung 17 ver
bunden.
Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungs
beispiels soll im folgenden anhand des in Fig. 2 darge
stellten Signaldiagramms erläutert werden. An die Klemme 20
wird ein Steuersignal U 20 angelegt. Dadurch wird die bi
stabile Speicheranordnung 16 gesetzt, und der Umschalter 19
verbindet den Ausgang des Spannungsreglers 18 mit dem Steuer
eingang der Steuerendstufe 12. Dadurch entsteht ein Regel
kreis, der die Spannung am Stellglied 13 auf den konstanten
Wert Uc regelt. Dieser Wert Uc liegt so weit unterhalb der
Versorgungsspannung, daß auch im ungünstigsten Fall beim
Absinken der Versorgungsspannung dieser Wert Uc nicht
unterschritten wird. Er ist daher bei allen vorkommenden
Versorgungsspannungsschwankungen immer konstant, so daß
der zeitliche Verlauf des Stroms i in der Einschaltphase
immer gleich bleibt. Der damit verbundene Momentenver
lauf im Stellglied 13 ist dadurch ebenfalls reproduzierbar.
Ist infolge des Stromanstiegs die Ausschaltschwelle Sa des Kom
parators 15 erreicht, so wird über den Ausgang des Kompa
rators 15 die bistabile Speicheranordnung 16 rückgesetzt,
wodurch der Umschalter 19 in die in Fig. 1 gezeichnete
Schaltstellung wechselt. Ab diesem Zeitpunkt ist der Spannungs
regler 18 nicht mehr wirksam. Dieses Rücksetzsignal kann
z. B. ein 0-Signal sein, so daß nunmehr die Steuerendstufe
12 gesperrt wird und daß der Strom i wieder absinkt. Ist die
Einschaltschwelle Se des Komparators 15 erreicht, so wechselt
dessen Ausgang wieder zu einem 1-Signal, durch das die
Steuerendstufe 12 voll durchgesteuert wird, so daß ein
maximal möglicher Stromanstieg bis zum Ausschaltschwell
wert Sa erfolgt. Dies setzt sich solange fort, bis mit dem
Ende des Steuersignals U 20 die Steuerspannungsanordnung 17
abgeschaltet wird. Der Strom i geht auf den Wert 0 zurück.
Für den Stromanstieg im getakteten Bereich ist jeweils
die Versorgungsspannung Uv maßgeblich. Schwankungen der Ver
sorgungsspannung führen automatisch zu Schwankungen des Tast
verhältnisses der getakteten Spannung, da die Schwellen Se
und Sa gleichbleiben. Das Moment des Stellglieds verändert
sich dadurch nicht.
Eine detailliertere Darstellung einer Steuerspannungsanordnung
17 zur Erzeugung verschiedener Steuerspannungen für eine
Steuerendstufe ist im angegebenen Stand der Technik näher
dargestellt. Das gleiche trifft für die Spannungsregelung
zu.
Claims (4)
1. Steuerschaltung für Stellglieder, die zunächst über einen elek
tronischen Schalter (12) eine konstante Steuerspannung liefert, wobei ein
Stromgrenzwertschalter (15) vorgesehen ist, durch den ab einem fest
legbaren Grenzwert (Sa) eine getaktete Steuerspannung dem Stellglied
(13) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante,
geregelte Steuerspannung niedriger als die getaktete Steuerspannung
ist, wobei die getaktete Steuerspannung die getaktete Versorgungs
spannung ist.
2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Einstellung des Tastverhältnisses der getakteten Steuer
spannung der Mittelwert des Stroms durch das Stellglied (13) kon
stant gehalten wird.
3. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stromgrenzwertschalter (15) als hysteresebe
hafteter Komparator ausgebildet ist, durch den der elektronische
Schalter (12) ein- und ausschaltbar sowie die konstante Steuer
spannung (U c ) ausschaltbar ist.
4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine
bistabile Speicheranordnung (16) vorgesehen ist, die durch ein Ein
schaltsignal (U 20) setzbar und durch ein Komparatorsignal rücksetz
bar ist, wobei im gesetzten Zustand ein Spannungsregler (18) zur
Erzeugung der konstanten Steuerspannung (U c ) eingeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19813129610 DE3129610A1 (de) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | Steuerschaltung fuer stellglieder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813129610 DE3129610A1 (de) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | Steuerschaltung fuer stellglieder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3129610A1 DE3129610A1 (de) | 1983-02-17 |
DE3129610C2 true DE3129610C2 (de) | 1988-04-28 |
Family
ID=6137848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813129610 Granted DE3129610A1 (de) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | Steuerschaltung fuer stellglieder |
Country Status (1)
Country | Link |
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1981
- 1981-07-28 DE DE19813129610 patent/DE3129610A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3129610A1 (de) | 1983-02-17 |
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