DE2726810C2

DE2726810C2 - Schaltungsanordnung, zur Kurzschlußbremsung eines Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE2726810C2
Application number: DE19772726810
Authority: DE
Inventors: Osamu Tokyo Maida
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1976-06-15
Filing date: 1977-06-14
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DE2726810A1; JPS587836Y2; JPS52168217U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung dieser Art (DE-OS 21 14 565) ist als Zeitkonstantenstufe ein /?C-Glied vorgesehen, zu welchem ein Transistor parallel geschaltet ist, so daß der Kondensator de:> /ZC-Gliedes bei gesperrtem Transistor aufgeladen wird. Eine Elektrode des Kondensators liegt über einen Widerstand an der Basis eines zu dem Motor parallel geschalteten npn-Transistors. Der Motor wird durch Kurzschluß gebremst, wenn der Transistor leitet, d. h., Wenn die Spannung an dem Kondensator unter einem fcestimmten Wert liegt. Damit die Zeitkonstantenstufe immer gleichmäßig arbeitet, muß der Kondensator zu Beginn eines Bremsvorgangs stets die gleiche Anfangs-Ipannung aufweisen. Wird die Schaltungsanordnung fceispielsweise in einer Kamera mit Motorantrieb verwendet, so ist es notwendig, den Motor sehr rasch ibzubremsen, wobei die Umdrehungszeit des Motors lußerst kurz ist. Eine kurze Umdrehungszeit des Motors fcedeutet eine kurze Einschaltzeit für den zu dem Motor bi Reihe liegenden Transistor. Damit der Motor in der Vorgesehenen Zeit zum Stillstand kommt, ist es erforderlich, daß der zu dem Motor parallel geschaltete Transistor eine bestimmte Zeit leitend bleibt, Bei der bekannten Schaltung kann es jedoch vorkommen, daß der Kondensator der Zeitkonstantenstufe noch nicht vollständig auf seinen Atlfangsspannungspegel entladen ist, wenn der Bremsvorgang beginnt, Dies bedeutet wiederum, daß die Zeit bis zum Ende des Bfemsvofgangs Verkürzt ist, so daß der Motor unter Umständen

nicht in der vorgesehenen Zeit zum Stillstand kommt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die auch bei kurzen ι Einschaltzeiten des Motors gewährleistet, daß der Motor während eines vorgegebenen Bremszeitraums mit Sicherheit zum Stillstand kommt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 2 angegebenen Me-kmale in gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsancrdnung hat der zu dem Motor in Reihe liegende erste Transistor zwei Funktionen nämlich

Leiten des Stroms zur Steuerung des Motors und
Einstellen der Zeitkonstantenstufe in den Anfangszustand.

Der im Stromkreis des Motors liegende erste Transistor ist zweckmäßigerweise als Leistungstransi-

-Ό stör ausgebildet, so daß er rasch hohe Ströme zum Laden oder Entladen des Kondensators des /?C-Gliedes führen kann. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der Kondensator des /?C-Gliedes durch den ersten Transistor rasch entladen bzw. geladen, um

->"> die Zeitkonstantenstufe in den Anfangszustand zu versetzen. Demnach ist es möglich, auch bei nur kurzer Umdrehungszeit des Motors, also bei ku.zer Öffnungszeit des ersten Transistors die Zeitkonstantenstufe zurückzustellen, so daß der Motor stets während einer

i» gleichbleibenden, vorgegebenen Zeit zum Stillstand gebracht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeitungen beispielsweise näher erläutert Es zeigen

Fig. 1.2 und 3 Schaltungsanordnungen für eine erste,

>■ eine /weite und eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit einer von einem Motor angetriebe-

-" nen Kamera beschrieben. Einandet in den Figuren entsprechende Schaltungsteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß diese einander entsprechenden Elemente nicht mehrmals beschrieben werden müssen.

·>'· Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Es ist eine Versorgungsquelle E und ein Transistor Tr X vorgesehen, der das Anlegen der Spannung an einen Motor M steuert. Eine Motor-Steuerstufe 2 mit einem Transistor

w Tr2 und einem Schalter SWa dient dazu, an die Basis des Transistors Tr I abwechselnd ein Motoreinschaltsignal und ein Motorausschaltsignal anzulegen. Der Kollektor des Transistors Tr 2 ist mit der Basis des Transistors Tr 1 und der Emitter des Transistors Tr 2 ist

^r'^r> mit dem positiven Anschluß der Versorgungsquelle £ verbunden. Bei Schließen des Schalters SWa kann der pnp-Transistor Tr2 in den leitenden Zustand gebracht werden. Der Schalter SWa kann beispielsweise am Ende der Kamera-Verschlußauslösung geschlossen und am Ende des Filmvorschubs bzw. der Filmwicklung geöffnet werden. Wenn der Transistor Tr 2 bei Schließen des Schalters SWa in den leitenden Zustand gebrächt wird, steigt die BäsiseingängsspanriUng des npn-Transistors Tr X an, das heißt« an die Basis des Transistors Tr 1 wird ein Motoreinschaltsignal angelegt und versetzt diesen Transistor in den leitenden Zustand. Wenn der Transistor TvI bei Öffnen des Schalters 5VKa sperrt, fällt die Basiseingangsspannung des npn'Transl·

stors Tr 1 ab, das heißt, an die Basis des Transistors Tr 1 wird ein Motarabschaltsignal angelegt, der diesen Transistor auch in den nicht leitenden Zustand versetzt.

Bei Versetzen des Transistors Tr 1 in den leitenden Zustand kann ein mit dem Motorantrieb in Verbindung stehender Mechanismus 1 vom Motor M angetrieben werden, um beispielsweise den Filmvorschub und die Verschlußspannung zu bewirken.

Ein Kondensator Cl ist über Widerstände R 1 und R 2 mit der Vi.rsorgungsquelle E verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator Cl und dem Widerstand R1 steht mit dem Kollektor des Transistors TrX über eine Diode D 1, die verhindert, daß ein Strom in umgekehrter Richtung fließt in Verbindung.

Die Basis eines pnp-Transistors Tr 3, der feststellt, wenn der Kondensator Cl auf einen vorgegebenen Pegel aufgeladen ist, ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R 1 und R 2 verbunden. Der Kollektor des Transistors Tr 3 steht über einen Widerstand RZ mit dem negativen Anschluß der Versorgungsqueiie E und der Emitter des Transistors Tr 3 steht mit der Basis des Transistors Tt 4 zum Kurzschließen des Motors M in Verbindung. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R 1 und R 2 ist mit dem Kollektor des Transistors Tr 2 über eine Nebenschluß-Diode D 2 verbunden. Die Schaltungselemente Cl, Al, Rl, R3, Dl. Dl und TrZ bilden zusammen eine Zeitkonstantenstufe. Der Emitter des pnp-Transistors 7r4 zum Kurzschließen des Motors M ist mit dem positiven Anschluß der Versorgungsquelle £. und der Kollektor dieses Transistors ist mit dem Verbindungspunkt zwischen der Kathode der Diode D 1, die einen Stromfluß in Rückwärtsrichtung verhindert, und dem Kollektor des Transistors Tr lverbunden. Wenn die Transistoren FrI und Rr 2 in den nicht leitenden Zustand gebracht werden, können die Transistoren TrZ und 7>4 daher leiten und den Motor M kurzschließend. Während die Transistoren Tr 1 und Tr2 nicht leiten, kann der Kondensator Cl über die Transistoren /Tr3. 7>4 und die Widerstände Ri. R 2 aufgeladen werden. Wenn die am Kondensator Cl anliegende Spannung einen vorgegebenen Wert erreicht oder größer als der vorgegebene Wert wird, werden die Transistoren TrZ und 7r4 in den nicht leitenden Zustand gebracht. Wenn der Transistor Tr 1 leitet, fließt die im Kondensator ti gespeicherte Ladung ab, so daß der Kondensator Cl in den Anfangszustand zurückgebracht wird.

Nachfolgend wird die Funktionsweise dieser Schaltungbeschrieben.

Wenn der Transistor Tr 2 bei Schließen des Schalters SWa in den leitenden Zustand übergeht, gelangt ein Motoreinschaltsignal an die Basis des Transistors Tr 1 und bringt diesen in den leitenden Zustand. Dadurch wird die Betriebsspannung an den Motor M angelegt, so daß der Motor JWsich dreht. In diesem Falle liegt an der Basis des Transistors 7V3 ein hoher Spannungswert an. wobei die Basisspannung nicht von der am Kondensator Cl anliegenden Spannung abhängt, so daß die Transistoren TrZ und TrA in den nicht leitenden Zustand gebracht werden. Der Kondensator Cl wird durch den leitenden Transistor Tr 1 entladen.

Wird Schaller SVVa dann geöffnet, gehl der pnp'Transistor Tr2 und der npn-Transistor TrX in den nicht leitenden Zuatand über. Dadurch wird die am Motor M anliegende Versorgungsspannung abgeschal· tel. Durch die Sperrung iks Transistors Tr2 fällt die

Basisspannung des Transistors Tr3 ab, so daß die Transistoren TrZ und 7>4 leiten, wobei der Motor M über den Transistor Tr4 kurzgeschlossen wird, so daß eine elektromagnetische Bremskraft ausgeübt wird. Während sich der Transistor TrX im nicht leitenden Zustand befindet, lädt sich der Kondensator Cl auf. Erreicht die Kondensatorspannung einen vorgegebenen Wert, steigt das Potential an den Basen der Transistoren TrZ und 7?4, so daß beide nicht mehr im leitenden Zustand vorgespannt bleiben und daher sperren. Der Motor Mist dann nicht mehr kurzgeschlossen.

Zuvor wurde die normale Funktionsweise beschrieben. Nachfolgend soll der Fall erläutert werden, bei dem Störungen auftreten.

Angenommen, daß bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung dann, wenn sich die Transistoren TrX und Tr2 im leitenden Zustand befinden, kurzzeit ein Störsignal an den Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor des Transistors 7V2 und der Basis des Transistors T^r 1 gelangt, durch welches die Spannung an diesem Verbindungspunkt verringert ·. ird. Dann fällt die Basisipannung des Transistors TrZ ah. so daß die Transistoren TrZ und Tr 4 leiten, so daß eine elektromagnetische Bremskraft auf den Motor M ausgeübt wird. Nach Verschwinden der Störung leiten die Transistoren TrX und Tr2 wieder und die Transistoren TrZ und 7>4 gehen wieder in ihren anfänglichen oder nicht leitenden Zustand über. F.s tritt also eine elektromagnetische Abbremsung nur während des recht kurzen Zeitraumes auf, wäh-end dem ein Störsignal vorliegt, und die elektromagnetische Bremskraft kann niemals den Motor zum Stillstand bringen.

Nachfolgend soll anhand von F i g. 2 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben werden. Bei der ersten zuvor beschriebenen Ausführungsform ist der Transistor Tr Z zugefügt und in Darlington-Schaltungsweise eingesetzt worden, um den Stromverstärkungsfaktor des Transistors 7>4 zu erhöhen. Der Transistor Tr Z ist jedoch nicht unbedingt e'fordeHich. wenn der Transistor 7r4 einen hohen Stromverstärkungsfaktor besitzt. Die zweite Ausführungsform unte jcheidet sich also von der ersten Ausführungsform darin, daß anstelle des Transistors TrZ für die Stromverstärkung eine Diode DZ vorgesehen ist, die zwischen dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R 1 und R 2 und der Basis des Tiansistor^ Tr 4 liegt. Die Schaltungselemente C1. R 1, R 2, D I. D 2 und D 3 bilden zusammen eine Zeitkonstantenstufe. Die Funktionsweise dieser Schaltungsausführung entspricht der Funktionsweise der ersten Ausführungsform und braucht hier nicht nochmals erläutert zu werden.

F i g. 3 zeigt eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform. die sich von der ersten Ausführungsform darin unterscheidet, daß der Transistor TrZ durch den vom Kondensator C2 kommenden Entladestrom in den leitenden Zustand "^bracht wird. Ein Anschluß ues Kondensators C2 steht mit dem positiven Anschluß der Versorgungsquelle und der andere Anschluß des Kondensators Cl steht mit dem Kollektor des Transistors Tr X übt. eine Diode D 4 in Verbindung, die einen Stromfluß in Rückwärtsrichtung verhindert. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C2 und der Diode £?4, ist mit der Basis des Transistors Tr3 über einen Widerstand R 3 verbunden. Die Schaltungsele* mente Cl₁Rl, R3, Dl, D4und 7r3 bilden zusammen eine Zeitkonstantensc/rallung.

Wenn der Transistor TrX leitend ist, wird der Kondensator C2 also aufgeladen, und wenn der

Transistor Tr 1 sperrt, werden die Transistoren Tr 3 und 7>4 beide so vorgespannt, daß sie durch die Ladespannung des Kondensators C2 leitend werden. Danach fließt die im Kondensator C2 gespeicherte Ladung über die Widerstände R 2 und R 3 ab, bis die am Kondensator CTL anliegende Spannung kleiner als ein vorgegebener Wert wird, so daß die Transistoren Tr 3 ubd TrA nicht leitend werden. Hinsichtlich der anderen Punkte entspricht die Funktionsweise dieser Schaltung der Funktionsweise der ersten Ausführüngstorm und muß nicht nochmals erläutert werden; Difc in Zusammenhang mit dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel Beschriebefie Motorsteuerslufe 2 umfaßt den Transistor TrI und den Schalter SWa. Es ist jedoch klar, daß die Motorsteuerstufe auch nur den Schalter SWa aliein aufweisen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Kurzschlußbremsung eines Gleichstrommotors mit einer Motorsteuerstufe, die einen ersten, mit dem Motor in Reihe liegenden Transistor steuert, und einem zweiten zum Motor parallel liegenden Transistor, der während eines durch ein RC-GMed vorgegebenen Zeitraumes leitend ist, wenn der erste Transistor sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (CX) des fiC-GHedes bei Motorbetrieb durch den ersten Transistor (Tr X) über eine rückstromverhindernde, zwischen dem Verbindungspunkt von Motor (M), ersten Transistor (Tr X) und zweiten Transistor (Tr 4) einerseits und dem Kondensator (CX) andererseits angeordnete Diode (D 1) kurzgeschlossen ist

2. Schaltungsanordnung zur Kurzschlußbremsung eines Gleichstrommotors mit einer Motorsteuerstufe, die einen ersten, mit dem Motor in Reihe liegenden Transistor steuert, und einem zweiten zum Motor parallel liegenden Transistor, der während eines durch ein /?C-Glied vorgegebenen Zeitraums leitend ist, wenn der erste Transistor sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C2) des /?C-GIiedes bei Motorbetrieb durch den ersten Transistor (Tr X) über eine rückstromverhindernde, zwischen dem Verbindungspunkt von Motor (M), ersten Transistor (TrX) und zweiten Transistor (Tr4) einerseits und dem Kondensator (Cl) andererseits angeordnete iJiode (D 4) direkt an die Spannungsquelle (Hängeschlösser ist.