DE1164478B - Electronic circuit arrangement for switching the current direction in a consumer - Google Patents
Electronic circuit arrangement for switching the current direction in a consumerInfo
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Description
Elektronische Schaltungsanordnung zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher Schaltungsanordnungen zum Umschalten der Stromrichtung in einem Verbraucher, abhängig von Steuersignalen, werden besonders in der Telegrafietechnik häufig benötigt, beispielsweise als Empfangseinrichtungen für Fernschreibzeichen. Die hierzu meist verwendeten elektromagnetischen Relais lassen sich in bekannter Weise durch rein elektronisch arbeitende Schaltungsanordnungen ersetzen. Hierdurch ergeben sich die bekannten Vorteile, insbesondere höhere Arbeitsgeschwindigkeit und Wegfall der Wartung.Electronic circuit arrangement for switching the current direction in a consumer circuit arrangements for switching the current direction in one Consumers, dependent on control signals, are particularly important in telegraphy technology often required, for example as receiving devices for telex characters. The electromagnetic relays mostly used for this can be known in a Replace way with purely electronic circuit arrangements. Through this the known advantages result, in particular higher working speed and no maintenance.
Die bisher bekanntgewordenen elektronischen Umschalter benötigen eine Versorgungsgleichspannung, die mit bestimmter Polung an den Umschalter angeschlossen werden muß. Bei umgekehrter Polung der Anschlüsse der Versorgungsspannung ist die Funktion des Umschalters nicht gewährleistet.The previously known electronic switches require a DC supply voltage connected to the changeover switch with a specific polarity must become. If the polarity of the supply voltage connections is reversed, the Function of the switch not guaranteed.
In vielen Fällen ist jedoch ein elektronischer Umschalter wünschenswert oder erforderlich, der bei Umkehren der Polung der Versorgungsspannung keine Änderung seiner Funktion zeigt. Diese Forderung ergibt sich beispielsweise dann, wenn der Umschalter unmittelbar aus einem Wechselrichter, der Rechteckwechsel abgibt, gespeist werden soll.In many cases, however, an electronic switch is desirable or it is necessary that there is no change when the polarity of the supply voltage is reversed shows its function. This requirement arises, for example, when the Changeover switch fed directly from an inverter that emits square wave changes shall be.
Dies wird bei dem elektronischen Umschalter mit zwei Schaltzweigen, an deren freien Anschlüssen die Versorgungsspannung mit beliebiger Polung und an deren Verbindungspunkt der mit einem Zwischenpotential verbundene Verbraucher angeschlossen ist und in denen gegensinnig gesteuerte Transistoren angeordnet sind, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in jedem Schaltzweig entweder ein symmetrischer Transistor beliebigen Leitfähigkeitstyps, gegebenenfalls mit Vorwiderständen, oder zwei gegensinnig in Reihe liegende unsymmetrische Transistoren beliebigen Leitfähigkeitstyps, denen Richtleiter gegensinnig parallel geschaltet sind, gegebenenfalls mit Vorwiderständen angeordnet sind.This is done in the case of the electronic changeover switch with two switching branches, at their free connections the supply voltage with any polarity and on whose connection point is connected to the consumer connected to an intermediate potential is and in which oppositely controlled transistors are arranged, according to the Invention achieved that in each switching branch either a symmetrical Transistor of any conductivity type, possibly with series resistors, or two asymmetrical transistors of any conductivity type lying in opposite directions in series, where directional conductors are connected in parallel in opposite directions, possibly with series resistors are arranged.
Die Steuerung dieses Urnschalters kann vorteilhaft derart erfolgen, daß jeweils ein unsymmetrischer Transistor in jedem Schaltzweig direkt gesteuert wird und den nicht direkt gesteuerten Transistor in dem anderen Schaltzweig, vorzugsweise über in Serie mit dem direkt gesteuerten Transistor liegende gerichtete Widerstände, entsprechend mitsteuert. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die den direkt gesteuerten Transistoren gegensinnig parallel liegenden Richtleiter zugleich die in Serie mit den direkt gesteuerten Transistoren liegenden, vorzugsweise gerichteten Widerstände überbrücken.This primary switch can advantageously be controlled in such a way that that in each case an unbalanced transistor is controlled directly in each switching branch is and the not directly controlled transistor in the other switching branch, preferably via directional resistors in series with the directly controlled transistor, contributes accordingly. In this case it is advantageous if the directly controlled transistors in opposite directions parallel directional conductor at the same time in series with the directly controlled transistors, preferably directional Bridge resistances.
In vielen Fällen ist die Versorgungsspannung höher als die zulässige Betriebsspannung jedes der verwendeten Transistoren. In diesem Fall kann vorteilhaft jeder Transistor durch die Serienschaltung mehrerer gleichartiger Transistoren ersetzt werden, deren Emitter-Kollektor-Strecken durch gegenüber den Sperrwiderständen dieser Transistoren niederohmige und gegenüber den Durchlaßwiderständen hochohmige Widerstände überbrückt sind und deren Steuerung in zwangläufiger Abhängigkeit von der Steuerung eines der Transistoren dieser Serienschalttmg erfolgt. Die den Emitter-Kollektor-Strecken parallel geschalteten Widerstände sorgen bei Sperrung dieser Transistoren für eine gleichmäßige Aufteilung der Sperrspannung auf die verschiedenen Transistoren.In many cases the supply voltage is higher than the permissible one Operating voltage of each of the transistors used. In this case it can be beneficial each transistor is replaced by a series connection of several transistors of the same type be whose emitter-collector routes through compared to the blocking resistors of this Transistors have low resistance and, compared to the forward resistances, high resistance are bridged and their control inevitably depends on the control one of the transistors of this series switching takes place. The the emitter-collector routes Resistors connected in parallel ensure that these transistors are blocked equal distribution of the reverse voltage to the various transistors.
Falls in den Umschaltem Transistoren nur eines Leitfähigkeitstyps verwendet werden, ergeben sich zunächst bei verschiedener Polung der Versorgungsspannung verschiedene Steuereingänge. Um zu vermeiden, daß bei Polaritätswechsel der Versorgungsspannung auch der Steuerein#ang gewechselt werden muß, können die beiden verschiedenen Steuereingänge durch eine Steuerschaltung zu einem gemeinsamen Eingang zusammengefaßt werden.If in the switchover transistors of only one conductivity type are used, result initially with different polarity of the supply voltage different control inputs. In order to avoid that when the polarity of the supply voltage changes The two different control inputs can also change the control input can be combined into a common input by a control circuit.
Zwei dieser Umschalter können vorteilhaft in an sich bekannter Weise zu einer bistabilen Kippschaltung zusammengeschaltet werden. Auch hier ergibt sich dann der Vorteil, daß die Funktion dieser Kippschaltung von der Polarität der Versorgungsspannung unabhängig ist.Two of these switches can advantageously be used in a manner known per se can be interconnected to form a bistable multivibrator. Here too it arises then the advantage that the function of this flip-flop depends on the polarity of the supply voltage is independent.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert.Details of the invention are explained with reference to the drawing.
F i g. 1 zeigt einen Umschalter gemäß der Erfindung mit zwei symmetrischen Transistoren unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps TS1 und TS2. An dem Eingang E werden die Steuerzeichen zugeführt. Es sei zunächst ang:,enominen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K7 mit negativer und an der Klemme K 8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K9 liegt. Falls die Einganggsklemme Kl negativ gegenüber der Eingangsklemme K2 ist, fließt ein Strom von der Klemme K2 aus über den Widerstand R2 und die untere Diode des Transistors TS1 zu der Klemme K 1. Der Transistor TS 1 wird dadurch durchlässig. Der Transistor TS2 bleibt gesperrt, da seine beiden Dioden in Sperrichtung gepolt sind. Von der Klemme K9 fließt über den Belastungswiderstand Rb ein Strom zu der Klemme K 7. F i g. 1 shows a changeover switch according to the invention with two symmetrical transistors of different conductivity types TS1 and TS2. The control characters are fed to input E. First of all, it should be noted that the supply voltage at terminal K7 has negative polarity and terminal K 8 has positive polarity with respect to terminal K9. If the input terminal Kl is negative with respect to the input terminal K2, a current flows from the terminal K2 via the resistor R2 and the lower diode of the transistor TS1 to the terminal K1 . The transistor TS 1 becomes permeable as a result. The transistor TS2 remains blocked because its two diodes are polarized in the reverse direction. A current flows from the terminal K9 to the terminal K 7 via the load resistor Rb.
Liegt dagegen die Versorgungsspannung an der Klemme K7 mit positiver und an der Klemme KS mit negativer Polarität gegenüber der Klemme K9, so fließt wieder ein Strom von der Klemme K2 über den Widerstand R2 und die untere Diode des Transistors TS1 zur Eingangsklemme Kl. Dieser Strom kann jedoch den Transistor TS1 nicht durchlässig steuern, da nunmehr an dessen oberer Diodenstrecke über den Widerstand R 1 die Versorgungsspannung mit positiver Polarität anliegt. Der Transistor TS1 bleibt somit gesperrt. Es fließt jedoch ein weiterer Strom von der Klemme Kl über die untere Diodenstrecke des Transistors TS 2 und den Widerstand R 4 zu der Klemme K8. Der Transistor TS2 wird dadurch durchlässig gesteuert. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K9 über den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K8, d. h., der Belastungswiderstand Rb wird in der gleichen Richtung wie vorher durchflossen.If, on the other hand, the supply voltage is positive at terminal K7 and negative polarity at terminal KS with respect to terminal K9, a current again flows from terminal K2 via resistor R2 and the lower diode of transistor TS1 to input terminal Kl however, do not control the transistor TS1 to be permeable, since the supply voltage with positive polarity is now applied to its upper diode path via the resistor R 1. The transistor TS1 thus remains blocked. However, another current flows from the terminal Kl via the lower diode path of the transistor TS 2 and the resistor R 4 to the terminal K8. The transistor TS2 is thereby controlled to be conductive. A current now flows from the terminal K9 via the load resistor Rb to the terminal K8, i. that is, the load resistance Rb is traversed in the same direction as before.
Nunmehr sei angenommen, daß die Steuerzeichen am Eingang E mit umgekehrter Polarität anliegen, daß also die Eingangsklemme Kl positiv gegenüber der Eingangsklemme K 2 ist. Falls die Klemme K 7 negativ und die Klemme K8 positiv gegenüber der Klemme K 9 sind, fließt ein Strom von der Klemme Kl über die obere Diodenstrecke des Transistors TS 2 und den Widerstand R 3 zur Klemme K 2. Der Transistor TS2 wird dadurch durchlässig gesteuert, während der Transistor TSI gesperrt ist. Es fließt dann ein Strom von der Klemme K 8 über den Widerstand Rb zur Klemme K9, Wird umgekehrt die Klemme K7 positiv und die Klemme K 8 negativ gegenüber der Klemme K 9, so fließt zunächst wieder ein Strom von der Klemme K 1 über die obere Diodenstrecke des Transistors TS2 und den Widerstand R3 zur Klemme K2. Dieser Stromfluß kann den Transistor TS2 jedoch nicht durchlässig steuern, da an dessen unterer Diodenstrecke nunmehr über den WiderstandR4 die Versorgungsspannung mit negativer Polarität anliegt. Gleichzeitig fließt jedoch ein Strom von der positiven Klemme K 7 über den Widerstand R 1 und die obere Diodenstrecke des Transistors TS1 zur Eingangsklemme K 1. Der Transistor TS 1 wird dadurch durchlässig gesteuert, so daß sich ein Stromfluß von der Klemme K7 über den Widerstand Rb zur Klemme K9, d. h. in der gleichen Richtung wie vorher, ausbildet.It is now assumed that the control characters are present at the input E with opposite polarity, that is to say that the input terminal Kl is positive with respect to the input terminal K 2. If terminal K 7 is negative and terminal K8 is positive compared to terminal K 9 , a current flows from terminal Kl via the upper diode path of transistor TS 2 and resistor R 3 to terminal K 2. The transistor TS2 is thereby controlled to be permeable , while the transistor TSI is blocked. A current then flows from terminal K 8 via resistor Rb to terminal K9. Conversely, if terminal K7 is positive and terminal K 8 is negative compared to terminal K 9, a current initially flows again from terminal K 1 via the upper one Diode path of transistor TS2 and resistor R3 to terminal K2. This current flow cannot, however, control the transistor TS2 to be permeable, since the supply voltage with negative polarity is now applied to its lower diode path via the resistor R4. At the same time, however, a current flows from the positive terminal K 7 via the resistor R 1 and the upper diode path of the transistor TS1 to the input terminal K 1. The transistor TS 1 is thereby controlled to be permeable, so that a current flows from the terminal K7 via the resistor Rb to terminal K9, d. H. in the same direction as before.
Die Stromrichtung durch den VerbraucherRb ist demnach nur von der Polarität der am Eingang E zugeführten Steuerzeichen, nicht jedoch von der Polung der an den Klemmen K7 und K8 liegenden Versorgungsspannung abhängig.The direction of current through the consumer Rb is therefore only dependent on the polarity of the control characters supplied to input E , but not on the polarity of the supply voltage applied to terminals K7 and K8.
Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 darf die zwischen den Klemmen K7 und K8 liegende Versorgungsspannung nicht die maximal zulässige Betriebsspannung einer der Transistoren TS1 oder TSZ überschreiten.In the circuit arrangement according to FIG. 1 , the supply voltage between terminals K7 and K8 must not exceed the maximum permissible operating voltage of one of the transistors TS1 or TSZ.
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, bei dem die Versorgungsspannung doppelt so hoch sein kann wie die maximal zulässige Betriebsspannung eines der Transistoren. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind jeweils die Transistoren TS 5 und T,# 7 und die Transistoren TS 6 und TS8 in Reihe geschaltet. Die Steuerung erfolgt an den Transistoren TS 7 und TS 8 wie in F i g. 1 beschrieben. Die Transistoren TS5 und TS6 werden über die Widerstände R 15 bis R 18 zwangläufig mit den Transistoren TS7 und TS8 gesteuert. Parallel zu den Schaltstrecken der Transistoren TS7, TS8, TS 5 und TS 6 sind die Widerstände R 11 bis R 14 geschaltet. Diese Widerstände sind niederohmig gegenüber dem Sperrwiderstand der Transistoren und hochohmig gegenüber dem Durchlaßwiderstand. Sie haben die Aufgabe, bei gesperrten Transistoren für eine gleichmäßige Aufteilung der Sperrspannung zu sorgen. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 die gleiche wie die der Schaltungsanordnung nach F i g. 1. F i g. 2 shows an exemplary embodiment according to the invention, in which the supply voltage can be twice as high as the maximum permissible operating voltage of one of the transistors. In the embodiment according to FIG. 2, the transistors TS 5 and T, # 7 and the transistors TS 6 and TS8 are connected in series. The control takes place at the transistors TS 7 and TS 8 as in FIG. 1 described. The transistors TS5 and TS6 are inevitably controlled with the transistors TS7 and TS8 via the resistors R 15 to R 18. The resistors R 11 to R 14 are connected in parallel to the switching paths of the transistors TS7, TS8, TS 5 and TS 6. These resistors are low in relation to the blocking resistance of the transistors and high in relation to the forward resistance. Their task is to ensure that the reverse voltage is evenly distributed when the transistors are blocked. Otherwise, the mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 2 is the same as that of the circuit arrangement according to FIG. 1.
F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung mit symmetrischen Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps. Gegenüber der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 weist die Schaltung nach F i g. 3 zwei Steuereingänge E 1 und E2 auf, die bei einem Wechsel der Polarität der Versorgungsspannung ebenfalls gewechselt werden müssen.F i g. 3 shows an embodiment according to the invention with symmetrical transistors of the same conductivity type. Compared to the circuit arrangement according to FIG. 1 shows the circuit according to FIG. 3 has two control inputs E 1 and E2 , which must also be changed when the polarity of the supply voltage is changed.
Es sei zunächst angenommen, daß die Klemme K7 negativ und die Klemme K 8 positiv gegenüber der Klemme K 9 sei. Ist die Eingangsklemme K 5 negativ gegenüber der Eingangsklemme K6, so fließt ein Strom von der Klemme K 6 über den Widerstand R 8 und die untere Diodenstrecke des Transistors TS4 zur Klemme K5. Der Transistor TS4 wird durchlässig gesteuert, und es fließt ein Strom von der Klemme K8 über den WiderstandR8, den TransistorTS4, die Widerstände R7 und Rb zur Klemme K9. Der TransistorTS3 ist durch den Spannungsabfall am WiderstandR7 über die DiodeD1 gesperrt. Wird nunmehr die EingangskIemme K5 positiv gegenüber der Eingangsklemme K6, so wird der TransistorTS4 gesperrt. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K9 über die Widerstände Rb und R6, die untere Diodenstrecke des Transistors TS3 und den Widerstand R 9 zur Klemme K 7. Dadurch wird der Transistor TS3 durchlässig gesteuert, und es fließt ein Strom von der Klemme K 9 über die Widerstände Rb und R 6, den Transistor TS3 und den Widerstand R 5 zur Klemme K 7. It is initially assumed that terminal K7 is negative and terminal K 8 is positive with respect to terminal K 9 . If the input terminal K 5 is negative compared to the input terminal K6, a current flows from the terminal K 6 via the resistor R 8 and the lower diode path of the transistor TS4 to the terminal K5. The transistor TS4 is controlled to be conductive and a current flows from the terminal K8 via the resistor R8, the transistor TS4, the resistors R7 and Rb to the terminal K9. The transistor TS3 is blocked by the voltage drop across the resistor R7 via the diode D1. If the input terminal K5 is now positive compared to the input terminal K6, the transistor TS4 is blocked. A current now flows from the terminal K9 via the resistors Rb and R6, the lower diode path of the transistor TS3 and the resistor R 9 to the terminal K 7. This makes the transistor TS3 permeable, and a current flows from the terminal K 9 the resistors Rb and R 6, the transistor TS3 and the resistor R 5 to the terminal K 7.
Wird die Polarität der Versorgungsspannung umgedreht, so muß die Steuerung am Eingang El erfolgen. Falls die Eingangsklemme K3 positiv gegenüber der Eingangsklemme K4 ist, wird der Transistor TS3 durchlässig gesteuert und der Transistor TS4 gesperrt. Es fließt nurunehr ein Strom von der Klemme K 9 über den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K7. Wird die Eingangsklemme K3 negativ gegenüber der Eingangsklemme K4, so ist der Transistor TS3 gesperrt und der Transistor TS4 durchlässig. In diesem Fall fließt ein Strom von der Klemme K 9 über den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K8.If the polarity of the supply voltage is reversed, control must take place at input El. If the input terminal K3 is positive with respect to the input terminal K4, the transistor TS3 is controlled to be conductive and the transistor TS4 is blocked. Only one current flows from the terminal K 9 via the load resistor Rb to the terminal K7. If the input terminal K3 becomes negative compared to the input terminal K4, the transistor TS3 is blocked and the transistor TS4 is permeable. In this case, a current flows from the terminal K 9 via the load resistor Rb to the terminal K8.
Auch bei der Schaltung nach F i g. 3 ist also die Stromrichtung durch den Verbraucher Rb nur von der Polarität der an den Steuereingängen El bzw. E2 zugeführten Steuersignale, nicht jedoch von der Polarität der an den Klemmen K7 und K8 anliegenden Versorgungsspannung abhängig.Even with the circuit according to FIG. 3 , the current direction through the consumer Rb is only dependent on the polarity of the control signals fed to the control inputs E1 and E2 , but not on the polarity of the supply voltage applied to the terminals K7 and K8.
Auch in F i g. 3 können analog zu F i g. 2 zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit mehrere Transistoren in Reihe geschaltet werden.Also in Fig. 3 can analogously to FIG. 2 several transistors can be connected in series to increase the dielectric strength.
Ein Nachteil der Schaltung nach F i g. 3 ist der, daß bei Wechsel der Polarität der Versorgungsspannung auch die Steuereingänge gewechselt werden müssen.A disadvantage of the circuit according to FIG. 3 is that if the polarity of the supply voltage is changed, the control inputs must also be changed.
In F i g. 4 ist eine Steuerschaltung dargestellt, mit deren Hilfe es möglich ist, die Steuereingänge EI und E 2 zu einem gemeinsamen Steuereingang E' zusammenzufassen. Die Wirkungsweise dieser Steuerschaltung ist in Verbindung mit F i g. 5 erläutert.In Fig. 4 shows a control circuit with the aid of which it is possible to combine the control inputs E I and E 2 to form a common control input E '. The mode of operation of this control circuit is described in connection with FIG. 5 explained.
In der Praxis ist die Verwendung von symnietrischen Transistoren oft unerwünscht, da diese Transistoren nur sehr schwer erhältlich sind.In practice, symmetrical transistors are often used undesirable because these transistors are very difficult to obtain.
F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, das normale unsymmetrische Transistoren eines bestimmten Leitfähigkeitstyps (pnp-Transistoren) verwendet. Die beiden Steuereingänge EI und E 2 sind durch eine Steuerschaltung ähnlich F i g. 4 zu einem gemeinsamen Steuereingang E' zusammengefaßt. Dieser Teil der Schaltungsanordnung ist gestrichelt gezeichnet. Die Wirkungsweise ist folgende: Es sei zunächst angenommen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K 7 mit negativer und an der Klemme K8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K9 anliegt. In diesem Fall sind die Transistoren T4 und T2 durch die antiparallel liegenden Dioden D 6 und D 4 kurzgeschlossen. Ist die Eingangsklemme K 1 negativ gegenüber der Eingangsklemme K 2, so sind sämtliche vier Dioden D 21 bis D 24 der Steuerschaltung in Sperrichtung gepolt. Von der Klemme K 8 ausgehend, fließt ein Strom über den Widerstand R22, die Diode D6, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T 3, den Widerstand R 26 und den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K9. Der Transistor T 3 wird dadurch durchlässig gesteuert. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K8 ausgehend über den Widerstand R 22, die Diode D 6, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T3, den Widerstand R 21, die Diode D 8 und den BelastungswiderstandRb zur KlemmeK9. Durch den Spannungsabfall an der Diode D 8 ist der Transistor T 1 über den aus der Diode D 9 und den Widerstand R 23 gebildeten Spannungsteiler gesperrt.F i g. 5 shows an embodiment according to the invention which uses normal single-ended transistors of a certain conductivity type (pnp transistors). The two control inputs EI and E 2 are similar to F i g by a control circuit. 4 combined to form a common control input E ' . This part of the circuit arrangement is shown in dashed lines. The mode of operation is as follows: It is initially assumed that the supply voltage is present at terminal K 7 with negative polarity and at terminal K8 with positive polarity with respect to terminal K9. In this case, the transistors T4 and T2 are short-circuited by the diodes D 6 and D 4 in anti-parallel. If the input terminal K 1 is negative compared to the input terminal K 2, then all four diodes D 21 to D 24 of the control circuit are polarized in the reverse direction. Starting from the terminal K 8 , a current flows through the resistor R22, the diode D6, the emitter-base path of the transistor T 3, the resistor R 26 and the load resistor Rb to the terminal K9. The transistor T 3 is thereby controlled to be permeable. A current now flows from the terminal K8 via the resistor R 22, the diode D 6, the emitter-collector path of the transistor T3, the resistor R 21, the diode D 8 and the load resistor Rb to the terminal K9. Due to the voltage drop across the diode D 8 , the transistor T 1 is blocked via the voltage divider formed from the diode D 9 and the resistor R 23.
Wird die Polarität der Versorgungsspannung bei gleichbleibender Polarität der Steuerspannung umgedreht, so wird die Klemme K7 positiv und die Klemme K 8 negativ gegenüber der Klemme K 9. In diesem Fall sind die Transistoren Tl und T3 durch die antiparallel liegenden Dioden D 3 und D 5 kurzgeschlossen. Von der Klemme K7 ausgehend, fließt ein Strom über den Widerstand R 19, die Diode D 3, die Ernitter-Basis-Strecke des Transistors T2, den Widerstand R25 und den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K9. Dadurch wird der Transistor T2 durchlässig gesteuert. Nunmehr fließt ein weiterer Strom von der Klemme K7 ausgehend über den Widerstand R 19, die Diode D 3, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 2, den Widerstand R 20, die Diode D 7 und den Belastungswiderstand Rb zur Klemme K9. Durch den Spannungsabfall an der Diode D 7 wird der Transistor T 4 über den aus der Diode D 10 und den Widerstand R 24 gebildeten ,Spannungsteiler gesperrt. Der Belastungswiderstand Rb wird also unabhän-gig von der Polarität der an den Klemmen K7 und K8 anliegenden Versorgungsspannung in gleicher Richtung durchflossen.If the polarity of the supply voltage is reversed while the polarity of the control voltage remains the same, terminal K7 becomes positive and terminal K 8 negative compared to terminal K 9. In this case, transistors T1 and T3 are short-circuited by diodes D 3 and D 5 in anti-parallel . Starting from the terminal K7, a current flows through the resistor R 19, the diode D 3, the emitter-base path of the transistor T2, the resistor R25 and the load resistor Rb to the terminal K9. As a result, the transistor T2 is controlled to be permeable. Now another current flows from the terminal K7, starting via the resistor R 19, the diode D 3, the emitter-collector path of the transistor T 2, the resistor R 20, the diode D 7 and the load resistor Rb to the terminal K9. Due to the voltage drop across the diode D 7 , the transistor T 4 is blocked via the voltage divider formed from the diode D 10 and the resistor R 24. The load resistance Rb is thus inde- traversed gig on the polarity of the terminals K7 and K8 applied supply voltage in the same direction.
Wird nun die Eingangsklemme Kl positiv gegenüber der Klemme K 2, so werden die Dioden D 21 und D22 durchlässig, und es fließt ein Strom über diese Dioden und Widerstände R 25 und R 26 und den gemeinsamen Widerstand Rb zur Klemme K9. Es sei zunächst wieder angenommen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K7 mit negativer und an der Klemme K 8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K 9 anliegt. Die Transistoren T 2 und T4 sind wieder durch die antiparallel liegenden Dioden D 4 und D 6 kurzgeschlossen. Der Transistor T3 ist nunmehr gesperrt, da an seiner Basis positives Potential gegenüber dem Emitter anliegt. An der Diode D 8 tritt kein Spannungsabfall mehr auf, und über den aus der Diode D 9 und dem Widerstand R 23 gebildeten Spannungsteiler wird der Transistor TI durchlässig. Es fließt ein Strom von der Klemme K9 ausgehend über den Belastungswiderstand Rb, die Diode D 4, den durchlässigen Transistor T 1 und den Widerstand R 19 zur Klemme K 7. If the input terminal Kl is positive compared to the terminal K 2, the diodes D 21 and D22 are permeable and a current flows through these diodes and resistors R 25 and R 26 and the common resistor Rb to the terminal K9. It is initially assumed again that the supply voltage is present at terminal K7 with negative polarity and at terminal K 8 with positive polarity with respect to terminal K 9 . The transistors T 2 and T4 are again short-circuited by the anti-parallel diodes D 4 and D 6. The transistor T3 is now blocked because a positive potential is applied to the emitter at its base. There is no longer a voltage drop across the diode D 8 , and the transistor TI becomes permeable via the voltage divider formed from the diode D 9 and the resistor R 23. A current flows from the terminal K9 via the load resistor Rb, the diode D 4, the permeable transistor T 1 and the resistor R 19 to the terminal K 7.
Wird nunmehr die Klemme K7 positiv und die Klemme K8 negativ gegenüber der Klemme K8, so werden die Transistoren Tl und T3 durch die antiparallel liegenden Dioden D 3 und D 5 kurzgeschlossen. Der Transistor T2 ist gesperrt, da seine Basis positiv gegenüber dem Emitter ist. Da an der Diode D 7 kein Spannungsabfall auftritt, wird der Transistor T 4 über den aus der Diode D 10 und dem Widerstand R24 gebildeten Spannungsteiler durchlässig. Es fließt nunmehr ein Strom von der Klemme K9 ausgehend über den Belastungswiderstand Rb, die Diode D 5, den Transistor T 4 und den Widerstand R 22 zur Klemme K 8. If the terminal K7 is now positive and the terminal K8 negative compared to the terminal K8, the transistors T1 and T3 are short-circuited by the diodes D 3 and D 5 which are in anti-parallel. The transistor T2 is blocked because its base is positive with respect to the emitter. Since there is no voltage drop across the diode D 7 , the transistor T 4 becomes permeable via the voltage divider formed from the diode D 10 and the resistor R24. A current now flows from the terminal K9 via the load resistor Rb, the diode D 5, the transistor T 4 and the resistor R 22 to the terminal K 8.
Auch in diesem Fall ist also die Stromrichtung den Verbraucher Rb nur von der Polarität der am Eingang E' zugefÜhrten Steuerzeichen, nicht jedoch von der Polarität der an den Klemmen K 7 und K 8 anliegenden Versorgungsspannung abhängig.In this case, too, the direction of the current to the consumer Rb is only dependent on the polarity of the control characters supplied to the input E ', but not on the polarity of the supply voltage applied to the terminals K 7 and K 8.
Soll bei der Schaltung nach F i g. 5 die Versorgungsspannung über die maximal zulässige Betriebsspannung der verwendeten Transistoren erhöht werden, so müssen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 mehrere Transistoren in Reihe geschaltet werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in F i g. 6 dargestellt. Die in F i g. 5 gestrichelt eingezeichnete Steuerschaltung ist aus übersichtlichkeitsgründen in F i g. 6 weggelassen. Um eine gleichmäßige Aufteilung der Sperrspannung an den gesperrten Transistoren zu gewährleisten, sind jeweils parallel zu den Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren T 5 bis T 12 die Widerstände R 29 bis R 36 geschaltet. Die Widerstände R 37 bis R 44 und die Dioden D 19 und D 20 dienen zur zwangläufigen Mitsteuerung der nicht gesteuerten Transistoren. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 6 die gleiche wie die der Schaltung nach F i g. 5. If in the circuit according to FIG. 5, the supply voltage must be increased above the maximum permissible operating voltage of the transistors used, so as in the exemplary embodiment according to FIG. 2 several transistors can be connected in series. Such an embodiment is shown in FIG. 6 shown. The in F i g. 5 control circuit shown in dashed lines is for reasons of clarity in FIG. 6 omitted. In order to ensure an even distribution of the reverse voltage across the blocked transistors, the resistors R 29 to R 36 are connected in parallel to the emitter-collector paths of the transistors T 5 to T 12. The resistors R 37 to R 44 and the diodes D 19 and D 20 are used to automatically control the non-controlled transistors. Otherwise, the mode of operation of the circuit according to FIG. 6 is the same as that of the circuit of FIG. 5.
F i g. 7 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung, das im wesentlichen aus zwei Schaltungsanordnungen ähnlich F i g. 5 besteht, die zu einer bistabilen Kippstufe zusammengeschaltet sind. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen folgende: Es sei zunächst wieder angenommen, daß die Versorgungsspannung an der Klemme K 7 mit negativer und an der Klemme K 8 mit positiver Polarität gegenüber der Klemme K9 anliegt. In diesem Fall sind die Transistoren T13, T15, T17 und T19 durch die antiparallel liegenden DiodenD21, D23, D25 und D27 kurzgeschlossen. Die Steuerung erfolgt in diesem Fall am Eingang E 2. Falls die Eingangsklemme K6 positiv gegenüber der Klemme K5 ist, fließt über den WiderstandR63 und die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T16 ein Strom, der diesen durchlässig steuert. Nunmehr fließt ein Strom von der Klemme K6 ausgehend über den Widerstand R63, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T16, den Widerstand R 51, die Dioden D 30 und D 23 und den Widerstand R66 zur Klemme K9. Gleichzeitig ist der Transistor T 14 durch den aus der Diode D 34 und dem Widerstand R 58 gebildeten Spannungsteiler gesperrt. Auch der Transistor T20 ist gesperrt, da der Spannungsabfall am Emitterwiderstand R 63 5, elrößer als der Spannungsabfall am Widerstand R 65 ist und demnach die Basis positiv gegenüber dem Emitter ist. Von der Klemme K9 ausgehend, fließt ferner ein Strom über den Widerstand R 67, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T18 und den Widerstand R 60 zur Klemme K 7. Der Transistor T18 ist dadurch ebenfalls durchlässig gesteuert. Insgesamt fließt also ein Strom ausgehend von der Klemme K 8 über den Widerstand R 63, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T16, den WiderstandR51, die DiodenD30 und D23, die WiderständeR66 und R67, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 18, die Diode D 25 und den Widerstand R 62 zur Klemme K 7. Dadurch ist eine stabile Lage der Kippschaltung gegeben.F i g. 7 shows an application example of the invention, which essentially consists of two circuit arrangements similar to FIG. 5 , which are interconnected to form a bistable multivibrator. The mode of operation is essentially as follows: It is initially assumed again that the supply voltage is applied to terminal K 7 with negative polarity and at terminal K 8 with positive polarity with respect to terminal K9. In this case, the transistors T13, T15, T17 and T19 are short-circuited by the anti-parallel diodes D21, D23, D25 and D27. In this case, control takes place at input E 2. If input terminal K6 is positive with respect to terminal K5, a current flows through resistor R63 and the emitter-base path of transistor T16 , which controls it to be permeable. A current now flows from terminal K6 via resistor R63, the emitter-collector path of transistor T16, resistor R 51, diodes D 30 and D 23 and resistor R66 to terminal K9. At the same time, the transistor T 14 is blocked by the voltage divider formed from the diode D 34 and the resistor R 58. The transistor T20 is also blocked, since the voltage drop across the emitter resistor R 63 5, is greater than the voltage drop across the resistor R 65 and accordingly the base is positive with respect to the emitter. Starting from the terminal K9, a current also flows through the resistor R 67, the emitter-base path of the transistor T18 and the resistor R 60 to the terminal K 7. The transistor T18 is thereby also controlled to be permeable. Overall, a current flows from the terminal K 8 via the resistor R 63, the emitter-collector path of the transistor T16, the resistor R51, the diodes D30 and D23, the resistors R66 and R67, the emitter-collector path of the transistor T 18 , the diode D 25 and the resistor R 62 to the terminal K 7. This ensures a stable position of the flip-flop.
Wird numnehr die Eingangsklemme K6 negativ gegenüber der Eingangsklemme K5, so ist der Transistor T16 gesperrt. Die Basis des Transistors T14 erhält nunmehr über den Widerstand R58 näherungsweise das Potential der Klemme K7, und der Transistor T14 wird durchlässig. Es fließt nunmehr ein Strom von der Klemme K 9 ausgehend über den Widerstand R 66, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 14, die Diode D 21 und den Widerstand R 62 zur Klemme K 7. Gleichzeitig fließt ein Strom von der Klemme K8 ausgehend -über den Widerstand R63, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T20, den Widerstand R57, die Diode D40 und den Widerstand R66 zur Klemme K9. Der Transistor T20 wird dadurch durchlässig und ein Stromfluß, von der Klemme K 8 ausgehend, über den Widerstand R63, die Emitter-Kollektor-Srecke des Transistors T 20, die Diode D 27 und den Widerstand R 67 zur Klemme K 9 ermöglicht. Da sich der Verbindungspunkt zwischen den Transistoren T14 und T15 näherungsweise auf dem Potential der KlemmeK7 befindet, fließt über den aus den WiderständenR65 und R 57 und der Diode D 40 gebildeten Spannungsteiler ein wesentlich höherer Strom. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei leitendem Transistor T20 der Spannungsabfall am WiderstandR65 größer als der Spannungsabfall am Widerstand R63 ist und somit der Transistor T20 sicher geöffnet bleibt. Ins-Cle , samt fließt nun ein Strom von der Klemme KS ausgehend über den WiderstandR63, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T20, den Widerstand R53, die Diode D27, die Widerstände R67 und R66, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 14, die Diode D 21 und den Widerstand R 62 zur Klemme K7. Hierdurch ist die andere stabile Lage der Kippschaltung gegeben. Wird die Polarität der Versorgungsspannung umgedreht, so muß die Steuerung an dem SteuereingangE1 erfolgen. Wie leicht an Hand des Schaltbildes nachzuprüfen ist, ist auch in diesem Fall die Stromrichtung durch die Widerstände R 66 und R 67 und damit die stabile Lage der Kippschaltung nur von der Polarität der am Eingang E 1 bzw. E 2 anliegenden Steuerzeichen, nicht aber von der Polarität der an den Klemmen K7 und K8 anliegenden Versorgungsspannung abhängig.If the input terminal K6 is negative compared to the input terminal K5, the transistor T16 is blocked. The base of the transistor T14 now receives approximately the potential of the terminal K7 via the resistor R58, and the transistor T14 becomes conductive. A current now flows from terminal K 9 via resistor R 66, the emitter-collector path of transistor T 14, diode D 21 and resistor R 62 to terminal K 7. At the same time, a current flows from terminal K8 starting - via the resistor R63, the emitter-base path of the transistor T20, the resistor R57, the diode D40 and the resistor R66 to the terminal K9. The transistor T20 becomes permeable and a current flow, starting from the terminal K 8 , via the resistor R63, the emitter-collector path of the transistor T 20, the diode D 27 and the resistor R 67 to the terminal K 9 is enabled. Since the connection point between the transistors T14 and T15 is approximately at the potential of the terminal K7, a significantly higher current flows through the voltage divider formed by the resistors R65 and R 57 and the diode D 40. This ensures that even when the transistor T20 is conductive, the voltage drop across the resistor R65 is greater than the voltage drop across the resistor R63, and the transistor T20 therefore remains reliably open. Ins-Cle , including a current flows from the KS terminal via the resistor R63, the emitter-collector path of the transistor T20, the resistor R53, the diode D27, the resistors R67 and R66, the emitter-collector path of the transistor T 14, the diode D 21 and the resistor R 62 to the terminal K7. This gives the other stable position of the toggle switch. If the polarity of the supply voltage is reversed, control must take place at control input E1. As can be easily checked with the aid of the circuit diagram, in this case too the direction of the current through the resistors R 66 and R 67 and thus the stable position of the flip-flop is only dependent on the polarity of the control characters applied to the input E 1 or E 2, but not the polarity of the supply voltage applied to terminals K7 and K8.
Die beiden getrennten Steuereingänge E 1 und E 2 können durch eine Steuerschaltung nach F i g. 5 zu einem Steuereingang zusammengefaßt werden.The two separate control inputs E 1 and E 2 can be controlled by a control circuit according to FIG. 5 can be combined into one control input.
Auch bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 7 besteht die Möglichkeit, jedem Transistor einen weiteren gleichartigen Transistor in Serie zu schalten, falls die Höhe der Versorgungsspannung dies erforderlich macht. Die hierzu nötigen schaltungstechnischen Maßnahmen ergeben sich ohne weiteres aus den F i g. 2 und 6. Even with the circuit arrangement according to FIG. 7 there is the possibility of connecting a further transistor of the same type in series with each transistor, if the level of the supply voltage makes this necessary. The circuitry measures required for this are readily apparent from FIGS. 2 and 6.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie ist überall dort anwendbar, wo Umschalter trotz Verpolung der Versorgungsspannung keine Änderung ihrer Funktion zeigen sollen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Transistoren ganz oder teilweise durch Transistoren des komplementären Leitfähigkeitstyps oder durch andere elektronische steuerbare Entladungsstrecken, beispielsweise Röhren, zu ersetzen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described limited. It can be used wherever changeover switches despite polarity reversal of the supply voltage should not show any change in their function. Of course it is also possible the transistors wholly or partially by transistors of the complementary conductivity type or by other electronically controllable discharge paths, for example tubes, to replace.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL255567T |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1164478B true DE1164478B (en) | 1964-03-05 |
Family
ID=19781288
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DENDAT1164478D Pending DE1164478B (en) | Electronic circuit arrangement for switching the current direction in a consumer |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1164478B (en) |
| NL (1) | NL255567A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3393382A (en) * | 1964-12-01 | 1968-07-16 | Lear Siegler Inc | Transistor switching circuit |
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- NL NL255567D patent/NL255567A/xx unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL255567A (en) |
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