NO155415B - Styrekobling for tenning av en lavohmet tennpille. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en styrekobling for tenning av en lavohmet tennpille over en effektbryter med en spenningskilde.

En kjent styrekobling av denne art er beskrevet i det tyske utlegningsskrift nr. 2750972. Denne kobling tjener til inn-styring av lavohmige belastninger over en med en strømkilde forbundet effektbryter, særlig for styring av lavohmede tennpiller i tennkoblinger.

Blir en slik kobling benyttet i et prosjektil ved hvilket

det som strømkilde er anordnet en matekondensator, som først ved avfyring av prosjektilet opplades ved hjelp av en strømgenerator, så er spesielle beskyttelsestrekk nød-vendig, nemlig:

a) Det må forhindres at tennpillen tennes ved oppladning av matekondensatoren før det er nådd en minstespenning. b) Ved utfall av matekondensatoren består det fare for at det på grunn av en stor spenningsøkningshastighet fremkommer en for tidlig tenning av tennpillen, særlig hvis det foreligger uønskede forstyrrelsessignaler.

Ved den nevnte kjente styrekobling mangler beskytteles-innretninyer, som vil forhindre en for tidlig tenning av tennpillen i begge de nevnte tilfeller.

Styrekoblingen ifølge oppfinnelsen har til oppgave å forhindre en for tidlig tenning av tennpillen ved opplading av matekondensatoren og ved utfall av matekondensatoren å forhindre en for tidlige tenning av tennpillen på grunn av store spenningsøkningshatigheter og uønskede forstyrr-

ende signaler.

Denne oppgave blir løst ifølge oppfinnelsen ved at:

a) Det er anordnet en fra spenningskilden (U) oppladbar tennkondensator (Cl) som er forbundet med effektbryteren (T6a, T6b) og med tennpillen (Z), b) Det er anordnet en statisk sperrekobling (B) som hindrer en tenning av tennpillen (Z) så lenge tennkondensatoren

(Cl) opplades og med en transistor (T4) som forbinder

effektbryterens (T6b) basis med masse.

c) Det er anordnet en statisk frigjøringskobling (A) som opphever sperringen så snart tennkondensatoren (Cl) er

oppladet, med en zenerdiode (Dl) for utkobling av sperrekoblingen (B) så snart spenningen av tennkondensatoren (Cl) har nådd koblingsverdien for zenerdioden

(Dl) .

d) Det er anordnet en dynamisk sperrekobling (C) som ved utfall av tennkondensatoren (Cl) hindrer en utilsiktet

spenning av tennpillen (Z) under den tilsiktede ladning av tennkondensatoren (Cl) med en kondensator (C2) som ved steil økning av tennspenningen sikrer en viss sperretid.

En spesiell fordel ved denne kobling består deri at det bare benyttes bipolar teknologi. En integrasjon av koblingen er derfor lett mulig. En ytterligere fordel består deri at det ved overvåkning av kondensatorspenningen kan oppbygges en ytterst forstyrrelsessikker styrekobling. Dessuten er plassbehovet for denne styrekobling relativt lite, hvorved innbyggingen i et prosjektil blir lettere. Videre har styrekoblingen en lav tapseffekt i hviletil-stand. Et utførelseseksempel for styreinnretningen ifølge oppfinnelsen er i det følgende utførlig beskrevet under henvisning til tegningen, som viser: fig. 1 et koblingsskjerna for styreinnretningen, hvorved de sammenhørende deler er avgrenset fra hverandre ved

hjelp av stiplede linjer,

fig. 2 et diagram over spenningsforløpet ved oppladning

av matekondensatoren, og

fig. 3 et diagram over spenningsforløpet ved utladning av matekondensatoren.

Ifølge fig. 1 setter styrekoblingen seg sammen av følgende delkoblinger:

A) frigjøringskoblingen,

B) statisk sperrekobling,

C) dynamisk sperrekobling,

D) Darlington-kobling og

E) tennpillekobling.

Ifølge fig. 1 består styrekoblingen for tenning av en deto-nator eller en lavohmet tennpille Z av en kondensator Cl som på den ene side over klemmene 3 og 1 og på den annen side over klemmene 4 og 2 er tilsluttet til en spenningskilde U. Tennpillen Z er på den ene side over to transistorer T6b og T6a tilsluttet til klemmene 3 og 1 og på den annen side til klemmene 4 og 2. Styringen av de to transistorer T6b og T6a skjer fra knutepunktene Gl og G2. Tennpillen Z er videre kortsluttet over klemmene 4 og 5 og over en ohmsk motstand R16 eller en C-MOS-bryter T9.

2§£ ii09£2QzlS2blingen_D

For styring av transistorene T6b og T6a benyttes en Darlington-kobling, som dannes av to transistorer T7 og T8. Inngangen til transistoren T8 er over to ohmske motstander R13 og R14 tilsluttet til klemmene 3 og 1 og utgangen til transistoren T8 er direkte tilsluttet til klemmene 4 og 2. Basisen for transistoren T8 er tilsluttet til utgangen for transistoren T7 og inngangen for transistoren T7 er likeledes over de to ohmske motstander R13 og R14 tilsluttet til klemmene 3 og 1. Til basisen for transistoren R7 er det tilsluttet en styreinngang 6 over en ohmsk motstand R9. Utgangen for transistoren T8 er over en motstand R8 forbundet med basisen for transistoren T7.

5§D_^tatiske_sgerrekgbling_B

For at kondensatoren Cl skal kunne opplades på pålitelig måte uten at det under oppladningen fremkommer en tenning av tennpillen Z, er det anordnet en statisk sperrekobling B. Denne statiske sperrekobling består av to transistorer T4

og T2 og de fem ohmske motstander R4, R5, R6, R7 og R17. Transistoren T4 forbinder utgangen til transistoren T6b med basisen og transistoren T2 forbinder utgangen på den oven-nevnte Darlington-kobling med dens basis, dvs. utgangen til transistoren T8 med basisen på transistoren T7. Basisen for transistoren T4 er på en side over de ohmske motstander R4 og R5 tilsluttet til klemmene 3 og 1 og på den annen

side over den ohmske motstand R17 sluttet til utgangen på transistoren T6b. Basisen for transistoren T2 er på den ene side over de ohmske motstander R6, R4 tilsluttet til klemmene 3 og 1 og på den annen side over den ohmske motstand R7 til klemmene 4 og 2.

Hvis kondensatoren Cl ei" defekt, kan en plutselig spennings-økning bevirke en uønsket tenning av tennpillen Z. For å unngå denne utilsiktede tenning er det anordnet en dynamisk sperrekobling C. Den dynamiske sperrekobling C består av to transistorer T3 og T5, de tre ohmske motstander RIO,

Ril og R12 og en kondensator C2. Den første transistor T3 forbinder, nøyaktig som transistoren T2, utgangen på Darlington-koblingen med dens basis, dvs. utgangen for transistoren T8 med basisen for transistoren T7. Den andre transistor T5 forbinder, nøyaktig som transistoren T4, utgangen på transistoren T6b med dens basis. Basisen for transistoren T3 er på den ene side over den ohmske motstand RIO og kondensatoren C2 tilsluttet til klemmene 3 og 1 og på den annen side over den ohmske motstand R12 til klemmene 4 og 2. Basisen for transistoren T5 er på den ene side over den ohmske motstand Ril og kondensatoren C2 tilsluttet til klemmene 3 og 1 og på den annen side over de ohmske motstander Ril, RIO og R12 til klemmene 4 og 2.

0§n_istatiske_f rig iøringskobling_A_

Etter oppladning av kondensatoren Cl kan den statiske sperrekobling B oppheves. Til dette formål er det anordnet en statisk frigjøringskobling A. Denne frigjøringskobling A består av en tyristor Tl, en zenerdiode Dl og de tre ohmske motstander Ri, R2 og R3. De to ohmske mostander Ri og R2 forbinder klemmene 1 og 2 med hverandre og danner en spenningsdeler. Mellom motstandene RI og R2 fremkommer derfor spenningen UE1. Til denne spenning UEl er det over zenerdioden Dl tilsluttet tyristoren Tl. Tyristoren Tl forbinder den ohmske motstand R4 som er tilsluttet til klemmen 1 med klemmen 2. Zenerdioden Dl er videre over en motstand R3 forbundet med klemmen 2.

Virkemåten for den beskrevne styrekobling er følgende:

Så snart styrekoblingen blir tH-sluttet til spenningskilden

U, danner det ved klemmen 1 inngangsspenningen U og mellom den ohmske mostand RI og R2 inngangsspenningen UEl. Kondensatoren Cl begynner å opplades og ved klemmen 3 danner det seg spenningen UC1 (fig. 2).

Under oppladningsprosessen er den statiske sperrekobling B virksom, da over motstandene R4 og R5 kommer spenning til basisen for transistoren T4, hvorved denne blir ledende. Likeledes når over motstandene R4 og R6 spenning til

basisen for transistoren T2, hvorved denne likeledes blir ledende. Så lenge transistoren T4 er ledende, blir transistorene T6a og T6b sperret, og så lenge transistoren T2 er ledende, blir Darlington-trinnet og således også styreinngangen 6 sperret. Ifølge fig. 2 vokser kondensatorspenningen UC1 i tid til verdien U<*>l. Derved vokser også spenningen UEl.

Så snart spenningen UEl overstiger koblingsverdien for zenerdioden Dl, blir zenerdioden Dl ledende, og det kommer spenning til portinngangen for tyristoren Tl, hvorved denne likeledes blir ledende. Dermed forsvinner spenningen U<*>l på basisen, til transistorene T4 og T2, hvorved disse ikke mer er ledende. Således er virkningen for den statiske sperrekobling B opphevet.

Hvis det gjennom styreinngangen 6 legges en spenning på basisen til Darlington-koblingen D, blir dennes kobling ledende, og det fremkommer en spenning ved basisen til transistoren T6b . Således blir også T6b ledende og tennpillen Z kan tennes.

Ved tenning av tennpillen Z synker spenningen i kondensatoren Cl ifølge fig. 3. Så snart kondensatorspenningen UC1 synker til sperrespenningen U<*>2, skjer en aktiv sperring av transistorene T6a og T6b. Verdien for sperrespenningen U<*>2 er ved utladningen av kondensatoren Cl vesentlig mindre enn verdien for sperrespenningen U<*>l ved ladning av kondensatoren Cl, da tyristoren Tl først kobler ut ved en meget liten verdi for kondensatorspenningen UC1.

På fig. 2 og 3 er det inntegnet den minimale tennspenning

UZ for tennpillen Z og den for styring av Darlington-koblingen D nødvendige spenning UD. Hvis ved en feil kondensatoren

Cl faller ut, så stiger ikke spenningen, slik det er vist

på fig. 2, i løpet av tiden t2, men vesentlig hurtigere.

Hvis ved denne spenningsøkning en forstyrrelsesspenning

eller feilspenning er tilstede ved styreinngangen 6, så kan spenningsøkningshastigheten være så stor at den statiske sperrekobling B ikke er virksom. For dette tilfellet er det anordnet den dynamiske sperrekobling C. Ved hjelp av den nevnte spenningsøkning blir den andre kondensator C2 oppladet, hvorved på den ene side over motstanden RIO det legges spenning til basis på transistoren T3 og på den annen side over motstanden Ril spenning på basisen for transistoren T5. Transistorene T3 og T5 blir ledende og bevirker, analogt til transistorene T2 og T4, at på den ene side Darlington-koblingen D og på den annen side transistorene T6a og T6b forblir sperret.

Dioden D3 forhindrer at tennkondensatoren Cl og batteriet U kan utlade seg i en ikke vist strømgenerator. Således kan tennkondensatoren Cl bare utlades gjennom eventuelle lekkasje-strømmer i dioden D3 og transistoren T6a og T6b eller transistorene T7 og T8 i Darlington-koblingen D. Dette vil si at tapseffekten for den beskrevne kobling er liten. I stedet for den ohmske motstand R16 kan en C-MOS-transistor 9 være anordnet, som ved tenning av tennpillen Z sperrer ved hjelp av Darlington-koblingen, slik at hele strømmen strømmer gjennom tennpillen Z. Ved den ohmske mostand R16 kan det derimot ikke unngås at det ved tenning av tennpillen Z strøm-mer en del av strømmen, f.eks. 10%, også gjennom den ohmske motstand R16.

Darlington-koblingen D med transistorene T7 og T8 sikrer en pålitelig tenning av tennpillen Z over de to transistorer T6a og T6b. Spenningen på styreinngangen 6 må imidlertid ikke være mindre enn 2,5 volt. Takket være den høye strøm-forsterkning i Darlington-koblingen D, kan transistorene T6a og T6b også styres av en C-MOS-transistor.

Som det fremgår av fig. 2, blir ved hjelp av den statiske frigjøringskobling A sperringen av den statiske sperrekobling B først opphevet ved en spenning U<*>l, som er større enn tennspenningen UZ og mindre enn den maksimale kondensa-torladespenning UC1.

Således gjelder:

Som det fremgår av fig. 3, blir sperringen ved utladning av tennkondensatoren Cl først innledet ved en sperrespenn-ing U<*>2, som er mindre enn tennspenningen UZ. Således gjelder:

Takket være denne betingelse blir det forhindret at tennkondensatoren Cl utlades over motstanden R9 og transistoren T2 .

Claims (7)

1. Styrekobling for tenning av en lavohmet tennpille (Z) over en effektbryter (T6a, T6b) med en spenningskilde (U), karakterisert ved at a) det er anordnet en av spenningskiIden (U) oppladbar tennkondensator (Cl), som er forbundet med effektbryteren (T6a, T6b) og med tennpillen (Z), b) det er anordnet en statisk sperrekobling (B), som forhindrer en tenning av tennpillen (Z) så lenge tennkon-satoren (C1)opplades, med en transistor (T4) som forbinder basisen for effektbryteren (T6b) med masse, c) det er anordnet en statisk frigjøringskobling (A), som opphever sperringen så snart tennkondensatoren (Cl) er oppladet, med en zenerdiode (Dl) for utkobling av sperrekoblingen (B) så snart spenningen for tennkondensatoren (Cl) har nådd koblingsverdien for zenerdioden (Dl) , d) det er anordnet en dynamisk sperrekobling (C), som ved utfall av tennkondensatoren (Cl) forhindrer en utilsiktet tenning av tennpillen (Z) under den påtenkte ladning av tennkondensatoren (Cl), med en kondensator (C2), som ved steil økning av tennspenningen sikrer en viss sperretid.

2. Styrekobling ifølge krav 1, karakterisert ved at den statiske frigjøringskobling (A) har en spenningsdeler med to ohmske motstander (RI og R2) for tilveiebringelse av en delerspenning (UEl) samt en zenerdiode (Dl) som på den ene side er tilsluttet til delerspenningen (UEl) og på den annen side til en tyristor (Tl), som blir ledende så snart delerspenningen (UEl) overskrider koblingsverdien for zenerdioden (Dl) .

3. Styrekobling ifølge krav 2, karakterisert ved at den statiske sperrekobling(B) har en spenningsdeler med tre ohmske mot stander (R4, R6, R7) for tilveiebringelse av en delerspenning, samt to transistorer (T2 og T4), hvis basiser er koblet til spenningsdeleren.

4. Styrekobling ifølge krav 1, karakterisert ved at den dynamiske sperrekobling (C) har en spenningsdeler med en kondensator (C2) og to ohmske motstander (RIO, R12) for tilveiebringelse av en delerspenning, samt to transistorer (T3 og T5), hvis basis er tilsluttet til spenningsdeleren.

5. Styrekobling ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det foran effektbryteren er koblet en forsterker i form av en Darlington-kobling (D) som har to transistorer (T7 og T8) til styring av effektbryteren (T6a og T6b).

6. Styrekobling ifølge krav 3, karakterisert ved at den andre transistor (T2) i den statiske sperrekobling (B) forbinder basisen for transistoren (T7) i Darlington-koblingen (D) med masse.

7. Styrekobling ifølge krav 4, karakterisert ved at den andre transistor (T3) i den dynamiske sperrekobling (C) forbinder basisen for transistoren (T7) i Darlington-koblingen (D) med masse.