DE9216041U1

DE9216041U1 - Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Relais

Info

Publication number: DE9216041U1
Application number: DE9216041U
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1992-11-23
Filing date: 1992-11-23
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2002-11-24

Description

Mannesmann Aktiengesellschaft

Mannesmannufer 2 30 033

4000 Düsseldorf

Schaltungsanordnung zur Rnsteuerung eines Relais

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Rnsteuerung eines Relais ohne beabsichtigte Verzögerung.

Es ist bekannt, beispielsweise aus dem "ReIais-Lexikon" , Dr. fllfred Hut hi g Verlag Heidelberg, 2. Auflage 1985, daß Relais durch verschiedene Kenndaten beschrieben werden.

Jedes Relais weist eine typspezifische Rnsprechspannung auf, mit der die Wicklung des Relais mindestens beaufschlagt werden muß, um die Kontakte des Relais von der Rusgangsstellung in die Wirkstellung zu überführen. In der Wirkstellung des Relais flieGt ein Dauerstrom, der gleich dem Quotienten aus der Rnsprechspannung und dem Ohm'schen Wicklungswiderstand des Relais ist und der wesentlichen höher ist als der typspezifische Haltestrom des Relais. Der Hattestrom ist der minimale Strom, der fließen muß, um das Relais in der Wirkstellung zu halten.

Der Dauerstrom erzeugt in der Wicklung des Relais eine Verlustleistung, die gleich dem Produkt aus dem Wicklungswiderstand und dem Quadrat des Dauerstroms ist, die als Verlustleistung in Form von Wärme in Erscheinung tritt.

Diese Wärme steht der Miniaturisierung der das Relais enthaltenen Baugruppe entgegen. Daher wurde angestrebt, die Verlustleistung auf das minimal notwendige MaH, das gegeben ist durch das Produkt aus dem Wicklungswiderstand und dem Quadrat des Haltestromes, einzuschränken.

Dazu ist aus dem "Relais-Lexikon" bekannt, in den flnsteuerstromzweig des Relais einen Senenwiderstand einzuschalten, der mit einem Kondensator überbrückt ist. Dabei ist der Serienwiderstand so zu dimensionieren, daß bei konstanter Wnsteuerspannung, die gleich der Rnsprechspannung ist, in Wirkstellung des Relais nur noch der Haltestroni (ließt. Die kapazität des Kondensators ist so zu bemessen, daß das Relais sicher in die Wirkstellung geschaltet werden kann. Derartige Kondensatoren sind in Abhängigkeit von der erforderlichen Spannungsfestigkeit von einem Volumen, das der Miniaturisierung ebenfalls entgegensteht.

Der Erfindung liegt daher die flufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Rnsteuerung eines Relais anzugeben, die einen miniaturisierten Hufbau ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Rufgabe dadurch gelöst, daß im Steuerstromzweig des Relais ein erster und ein zweiter Transistor und ein Widerstand vorgesehen sind, wobei die Reihenschaltung des Widerstandes mit dem Laststromzweig des ersten Transistors dem Laststromzweig des zweitpn Transistors parallelgeschaltet ist. Im

Steuerstromzweig des ersten Transistors ist ein Vorwiderstand eingeschaltet und im Steuerstromzweiy des zweiten Transistors sind ein HochpaG und ein Vorwiderstand vorgesehen.

Vorzugsweise besteht der Hochpaß aus einem Kondensator und einem Widerstand.

In weiterer Rusgestaltung der Erfindung ist zwischen dem HochpaG und dem Steuereingang des zweiten Transistors eine Schutzschaltung, bestehend aus einem Vorwiderstand und einer Diode vorgesehen, wobei die Diode in bezug auf die Rnsteuerspannung in Verrichtung geschattet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines flusführungsbeispiels näher erläutert. Dazu zeigt Fig. 1 ein Schaltbild einer Schaltung zur Rnsteuerung eines Relais mit Bipolartransistoren vom npn-Typ. Die Erfindung ist gleichermaßen nut Bipolartransistoren der komplementären Zonenfolge wie auch mit MOS-Transistoren realisierbar.

Das anzusteuernde Relais ist durch seine Relaiswicklung I dargestellt, die eingangsei tig an einen Hnschluß der Betriebsspannung 11 angeschlossen ist. Ein zweiter Anschluß der Relaiswicklung 1 ist über einen Widerstand 10 und die KoIlektor-Emitter-Strecke eines ersten Transistors 2 mit Masse verbunden. Parallel zu der Reihenschaltung aus dem Widerstand 10 und der Kotlektor-Emitter-Strecke des ersten Transistors 2 ist die Kollektor-Emitter-Strecke eines zweiten Transistors 3 angeordnet. Die Betriebsspannung ist korrespondierend zu den in Fig. 1 dargestellten Zonenfolgen der Haitteiterbauelemente positiv gegen Masse.

Parallel zu der Relaiswicklung 1 ist eine Schutzdiode 5 in für sich bekannter Weise in Sperrichtung bezüglich der Betriebsspannung angeordnet.

Die Basis des ersten Transistors 2 ist über einen Vorwiderstand 6 an einen flnschluß der Ansteuerspannung 12 angeschlossen. Der Anschluß der Onsteuerspannung 12 ist mit der Basis des zweiten Transistors 3 über einen Hochpaö und einen Vorwiderstand 7 verbunden. Der HochpaG besteht aus dem Kondensator 8 und dem Widerstand 9.

Bedarfsweise ist eine zweite Schutzdiode 4 vorgesehen, die an die Basis* des zweiten Transistors 3 und an Masse angeschlossen ist. Die zweite Schutzdiode 4 ist dann erforderlich, wenn die Spannung über dem Kondensator &thgr; die zulassige Basis-Errut ter-Sperrspannung des zweiten Transistors 3 übersteigt.

Im Ruhezustand ist die Onsteuerspannung am Rn^rjChluf3 12 nahezu Null. Der Kondensator 8 ist über den Widerstand 9 entladen, und die Transistoren 2 und 3 sind gesperrt.

Der die Wirkstellung des Retais hervorrufende Spannungsimpuls am Rnschluß der Onsteuerspannung 12 ist positiv gegen Masse. Der im Ruhezustand entladene Kondensator &thgr; wird bei angelegter Ansteuerspannung über den Widerstand 9 und mit dem über den Vorwiderstand 7 fließenden Basisstrom des zweiten Transistors 3 geladen. Der zweite Transistor 3 wird durchgesteuert; an der Relaiswicklung 1 liegt eine Spannung an, die gleich der um die Kollektor-Ernitter-Rest5pannung des zweiten Transistors 3 verminderte Betriebsspannung ist und die mindestens gleich der Rnsprechspannung des Relais ist.

Durch ZeitabLaijf wird der Kondensator ö aufgeladen, wodurch der Basisstrum des zweiten Transistors kontinuierlich sinkt. Damit sinkt auch dessen KoILektor st rom.

Mit angelegter Steuerspannung an den HnschlufJ 12 wird über den Vorwiderstand 6 auch der erste Transistor 2 durchgesteuert. Der im Kollektorzweig des ersten Transistors 2 angeordnete Widerstand 10 ist so bemessen, daß bei durchgesteuertem ersten Transistor 2 der Hattest rom des Relais sicher erreicht wird, mit anderen Worten ist der zweite Transistor 3 zur Realisierung des Hnsprechens des Relais vorgesehen, und der erste Transistor 2 ist zur Realisierung des Haltens in Wirk stellung vorgesehen.

Dabei ist die Kapazität des Kondensators 8 nur noch so zu bemessen, daß wahrend der erforderlichen Hnsprechzeit der um den Stromverstarkungsfaktor des zweiten Transistors 3 verringerte Basisstrom gehalten wird. Konstruktiv ist ein derartiger Kondensator von sehr kleinem Volumen, da erstens die erforderliche Kapazität gering ist und zweitens die Spannungsfestigkeit nur noch nach der Steuerspannung am RnschluG 12 zu bemessen ist. Damit beansprucht die konstruktive Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nur ein vergleichsweise geringes Volumen bei verminderter thermischer Ver Iu511 eistung.

Zur weiteren Reduktion der Kapazität des Kondensators ö liegt es im Rahmen der Erfindung, den zweiten Transistor 3 als zweistufigen Verstärker, beispielsweise in Dargington-Schaltung, auszufuhren.

Claims

Schutzanspruch

Schaltungsanordnung zur flnsteuerunq eines Relais, dadurch gekennzeichnet ,

daß im Steuerstromzweig des Relais ein erster und ein zweiter Transistor (2, 3) und ein Widerstand (10) vorgesehen sind, wobei die Reihenschaltung des Widerstandes (10) mit dem Laststromzweig des ersten Transistors (2) dem Laststromzweig des zweiten Transistors (3) parallelgeschaltet isl, daß dem zweiten Transistor (3) ein Hochpaß vorgeschaltet ist und daß der Eingang des Hochpasses und der Steueranschluß des ersten Transistors (2) an einen gemeinsamen Rnschluß der Steuerspannung (12) angeschlossen sind.