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DE2760222C2 - Circuit arrangement for controlling a bistable relay - Google Patents

Circuit arrangement for controlling a bistable relay

Info

Publication number
DE2760222C2
DE2760222C2 DE19772760222 DE2760222A DE2760222C2 DE 2760222 C2 DE2760222 C2 DE 2760222C2 DE 19772760222 DE19772760222 DE 19772760222 DE 2760222 A DE2760222 A DE 2760222A DE 2760222 C2 DE2760222 C2 DE 2760222C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor
relay
transistor
voltage
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19772760222
Other languages
German (de)
Inventor
Sepp Dipl.-Ing. 8156 Otterfing Antonitsch
Heinz Dipl.-Phys. 8920 Schongau Ritter
Hans Dipl.-Ing. Sauer (FH), 8024 Deisenhofen
Wolf Dipl.-Ing. Steinbichler (FH), 8201 Bad Feilenbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SDS Elektro GmbH
Original Assignee
SDS Elektro GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SDS Elektro GmbH filed Critical SDS Elektro GmbH
Priority to DE19772760222 priority Critical patent/DE2760222C2/en
Priority claimed from DE2747607A external-priority patent/DE2747607C2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2760222C2 publication Critical patent/DE2760222C2/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/226Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil for bistable relays

Landscapes

  • Relay Circuits (AREA)

Description

mit dessen Versorgungsspannung erregt wird. Damit wird die richtige Ankerstellung, nämlich Ruhekontaktgabe, wieder hergestelltwith whose supply voltage is excited. This ensures the correct anchor position, namely normally closed contact, restored

Bezüglich der Ansteuerung des bistabilen Relais verhält sich auch diese Anordnung im wesentlichen wie die aus dem »Relais Lexikon« bzw. der DIi-PS 32 682 bekannten jeweils derart, daß das bistabile Relais bei Signalwechsel am Steuereingang umschaltet Für störungsfreien Betrieb muß auch hier dauernde Stromversorgung der Schaltungsanordnung sichergestellt sein. Ein Zurückschalten des bistabilen Relais ist bei Ausfall der Stromversorgung nicht sichergestellt.With regard to the control of the bistable relay, this arrangement also behaves essentially like that from the "Relay Lexicon" or the DIi-PS 32 682 each known in such a way that the bistable relay is activated when the signal changes switches over at the control input For trouble-free operation, a permanent power supply is also required here the circuit arrangement must be ensured. The bistable relay is switched back in the event of failure the power supply is not guaranteed.

Aus der DE-AS 26 24 913 ist darüber hinaus eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung bistabiler Relais bekannt, durch die sich diese wie monostabile Relais verhalten, also bei Ausfall der Erregerspannung selbsttätig in die Ausgangslage zurückschalten. Dies wird dadurch erreicht, daß zwischen dem Verbindungspunkt von Erregerspule und Kondensator einerseits und die vorgeschaltet ist und daß an die Basiselektrode des ersten Kippstufentransistors eine Referenzspannung angelegt ist, derart daß die Kippstufe erst dann leitend wird, wenn die Erregerspannung die Höhe der Referenzspannung überschreitetFrom DE-AS 26 24 913 there is also a circuit arrangement for controlling bistable relays known, which make them behave like monostable relays, i.e. automatically if the excitation voltage fails switch back to the starting position. This is achieved by having between the connection point of the excitation coil and capacitor on the one hand and which is connected upstream and that to the base electrode of the first Flip-flop transistor, a reference voltage is applied, so that the flip-flop only then becomes conductive when the excitation voltage exceeds the level of the reference voltage

Durch diese Maßnahmen erreicht man, daß eine Ansteuerung eines Relais nicht nur im Schwarz-Weiß-Betrieb, also mit Rechtecksignalen, sondern auch mit Signalen endlicher Flankensteilheit möglich ist. Die Kippstufe wird schlagartig bei Erreichen der Referenzspannung leitend, wobei das Relais anspricht Die Refenzspannung kann auf einfache Weise durch Diodenstrekken oder die Schwellenspannung von Zenerdioden vorgegeben werden. Die Möglichkeit, ihren Wert in einem größeren Bereich festzulegen, ist dabei beim Einsatz von Relais besonders vorteilhaft. Außerdem lassen sich Ansprech- und Abfallspannung genauer festlegen als bei herkömmlichen Relais.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
These measures ensure that a relay can be controlled not only in black-and-white operation, that is to say with square-wave signals, but also with signals of finite edge steepness. The trigger stage suddenly becomes conductive when the reference voltage is reached, with the relay responding. The reference voltage can be specified in a simple manner by means of diode segments or the threshold voltage of Zener diodes. The possibility of setting their value in a larger range is particularly advantageous when using relays. In addition, the response and dropout voltage can be set more precisely than with conventional relays.
Further embodiments of the invention

Steuerelektrode des Halbleiterschalters andererseits ei- 20 Schaltungsanordnung werden in den UnteransprüchenThe control electrode of the semiconductor switch, on the other hand, a circuit arrangement are defined in the subclaims

ne von der Erregerspannung gespeiste Auswerteschaltung eingeschaltet ist, die den Halbleiterschalter bei Vorliegen der Erregerspannung sperrt und bei deren Wegfall leitfähig steuert. Zur Verhinderung einer unbeabsichtigten Entladung des Kondensators ist auch hierbei eine Diode in den Strompfad eingeschaltet. Ein Serienwiderstand im gleichen Pfad dient sowohl als Kurzschlußsicherung für den Halbleiterschalter als auch bei entsprechender Bemessung zur Erzielung eines defiangegeben. ne from the excitation voltage fed evaluation circuit is switched on, which the semiconductor switch at The presence of the excitation voltage blocks and controls conductively when it is no longer present. To prevent accidental When discharging the capacitor, a diode is also switched into the current path. A series resistor in the same path serves both as a short-circuit protection for the semiconductor switch as well as for appropriate dimensioning to achieve a deficit specified.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Zum besseren Verständnis wird dabei zunächst in Fig. 1 und Fig. 2 auf Anordnungen nach der Stammanmeldung P 27 47 607.9-34 eingegangen. F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit festgelegten Anzugs- und Abfallspannungen für die verwendeten Relais.The invention is described in more detail below with reference to the figures. For a better understanding it is included initially in Fig. 1 and Fig. 2 on arrangements according to the parent application P 27 47 607.9-34. F i g. 3 shows an embodiment of the invention with fixed pull-in and drop-out voltages for the used relays.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung ist ein nierten Spannungsabfalls, womit Relais mit wirtschaft 30 ohmscher Widerstand R 1 zu den Anschlüssen der Errelich herstellbarer Niederspannungswicklung an höheren gerspannung U parallelgeschaltet und mit einem seiner Spannungen, z. B. der Netzspannung zu betreiben sind.
Demgegenüber führt aber die zur Erzielung des monostabilen Schaltverhaltens des Relais benötigte Auswerteschaltung zu einem relativ hohen Aufwand an Bautei- 35
len.
In the case of the in FIG. 1 arrangement shown is a rened voltage drop, whereby relays with economical 30 ohmic resistance R 1 to the connections of the Errelich producible low-voltage winding to higher voltage U connected in parallel and with one of its voltages, z. B. the mains voltage are to be operated.
In contrast, however, the evaluation circuit required to achieve the monostable switching behavior of the relay leads to a relatively high outlay on components
len.

Aus der DE-AS 12 79 777 ist eine Abfallverzögerungsschaltung für ein bistabiles Relais bekannt, bei der
eine Transistorstufe im Parallelzweig zur Serienschaltung von Relais und Kondensator nach Ablauf der Ver- 40
zögerungszeit das Zurückschalten des Relais bewirkt.
Der besondere Vorteil dieser Schaltung besteht darin,
daß nach Abschalten der Betriebsspannung ohne eine
weitere Spannungsversorgung eine längere Abfallverzögerung erreicht wird. Bei dieser Schaltung ist der 45 sprucht und ist somit gesperrt. Nach erfolgter Ladung Halbleiterschalter nur für den Ablauf der Verzöge- des Kondensators Ci fließt nur noch der zu dessen
From DE-AS 12 79 777 a drop-out delay circuit for a bistable relay is known in which
a transistor stage in the parallel branch for series connection of relay and capacitor after the end of the 40
delay time causes the relay to switch back.
The particular advantage of this circuit is that
that after switching off the operating voltage without a
further power supply a longer drop-out delay is achieved. With this circuit the 45 is activated and is therefore blocked. After charging the semiconductor switch only for the expiry of the delay of the capacitor Ci only flows to it

Nachladung erforderliche Strom sowie ein durch den Basiswiderstand R1 bedingter Strom. Wird nun der Schalter 5 geöffnet bzw. die Erregerspannung üabge-Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so 50 schaltet, die Diode D 1 sperrt nun, so wird die Emitterauszubilden, daß das bei Wegfall der Erregerspannung elektrode des Transistors Ti positiv gegenüber dessenRecharge required current as well as a current caused by the base resistance R 1. If the switch 5 is now opened or the excitation voltage üabge circuit arrangement of the type mentioned switches 50, the diode D 1 blocks, the emitter will be formed so that the electrode of the transistor Ti is positive when the excitation voltage is removed

Basiselektrode. Der Transistor Π wird hiermit durchgesteuert, so daß sich der Kondensator C 1 über die Erregerspule RIs des Relais entladen kann. HierdurchBase electrode. The transistor Π is hereby controlled so that the capacitor C 1 can discharge through the excitation coil RIs of the relay. Through this

Anschlüsse mit der als Widerstandselement dienenden Diode D1 verbunden, die in Durchlaßrichtung zur Erregerspannung U geschaltet ist. Als Halbleiterschalter ist ein Transistor Ti mit seiner Basiselektrode an den Verbindungspunkt von Diode D1 und ohmschen Widerstand R 1 gelegt und ausgangsseitig an die nicht miteinander verbundenen Anschlüsse der Diode D 1 und des ohmschen Widerstandes R 1 angeschaltetConnections connected to the diode D 1 serving as a resistance element, which is switched in the forward direction to the excitation voltage U. As a semiconductor switch, a transistor Ti is connected with its base electrode to the junction of diode D 1 and ohmic resistor R 1 and connected on the output side to the non-interconnected terminals of diode D 1 and ohmic resistor R 1

Die Erregerspannung wird durch Schließen des Schalters S angelegt, wobei das Relais RIs durch den Ladestrom des Kondensators Cl erregt wird. Der Transistor Ti wird eingangsseitig in Höhe der Schwellenspannung der Diode Di in Sperrichtung bean-The excitation voltage is applied by closing the switch S , the relay RIs being excited by the charging current of the capacitor Cl. The transistor Ti is requested on the input side at the level of the threshold voltage of the diode Di in the reverse direction.

rungszeit gesperrt Dies bedeutet erhöhten Stromverbrauch während des Anliegens der Betriebsspannung. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eineTime blocked This means increased power consumption while the operating voltage is applied. The invention is now based on the object of a

gewünschte selbsttätige Zurückschalten des bistabilen Relais mit geringerem Aufwand an Bauteilen realisierbar ist als bei der bekannten Anordnung und daß außerdesired automatic switching back of the bistable relay can be implemented with less expenditure on components is than in the known arrangement and that except

dem eine definierte Anzugsspannung für die verwende- 55 schaltet das bistabile Relais in seine Ausgangsstellunga defined pull-in voltage for the 55 used switches the bistable relay to its starting position

ten Relais festgelegt ist.th relay is set.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Halbleiterschalter mit seinem Steuercingang an die Erregerspannung angeschlossen ist, von dieser gezurück. Bei monostabilem Schaltverhalten entnimmt vorliegende Anordnung der Erregerspannungsquelle, von den Verlusten im Basiswiderstand R 1 und Kondensator Cl abgesehen, nur zur Aufladung des Kondensa-According to the invention, this object is achieved in that the semiconductor switch is connected with its control input to the excitation voltage, back from this. In the case of monostable switching behavior, the present arrangement draws from the excitation voltage source, apart from the losses in the base resistance R 1 and capacitor Cl, only to charge the capacitor

sperrt und ausgangsseitig der Serienschaltung von Spu- 60 tors C1 Energie. Der geringe Aufwand an Bauelemen-blocks and on the output side of the series circuit of spooler C 1 energy. The low cost of structural elements

Ie und Kondensator parallelgeschaltet ist, wobei eine Widerstandsanordnung in Serie zu dieser Parallelschaltung liegt, derart daß der Halbleiterschalter nach erfolgter Aufladung des Kondensators und Abschaltung der Erregerspannung durch einen an der Widerstandsanordnung auftretenden Spannungsabfall leitfähig steuerbar ist. und daß der Widerstandsanordnung eine aus komplementären Transistoren aufgebaute Kippstufe ten ermöglicht außerdem einen wirtschaftlichen und raumsparenden Aufbau. Bevorzugt wird die gesamte Anordnung in dem für das Relais vorgesehene Gehäuse mit untergebracht.Ie and capacitor are connected in parallel, with a resistor arrangement in series with this parallel connection lies in such a way that the semiconductor switch after the capacitor has been charged and switched off the excitation voltage can be controlled in a conductive manner by a voltage drop occurring across the resistor arrangement is. and that the resistor arrangement has a trigger stage made up of complementary transistors ten also enables an economical and space-saving construction. The whole is preferred Arrangement housed in the housing provided for the relay.

Anstelle der Diode D 1 kann als Widerstandselement prinzipiell auch ein ohmscher Widerstand verwendet sein. Gewähr vor einer langsamen Entladung des Kondensators Cl bietet jedoch die Diode Di. Auch istInstead of the diode D 1, an ohmic resistor can in principle also be used as the resistance element. However, the diode Di provides a guarantee against a slow discharge of the capacitor Cl

durch sie der Spannungsabfall am Eingangskreis des Transistors Ti während der Aufladung des Kondensators Cl auf ihre Schwellenspannung und damit auf ein unschädliches Maß begrenzt. Zur Ladung des Kondensators CX wird die Erregerspannung LJ außerdem nur um die Schwellenspannung der Diode D 1 verringert. Die Diode D 2 dient bei falscher Polarität der Erregerspannung L/als Schutz für den Transistor Π.they limit the voltage drop at the input circuit of the transistor Ti during the charging of the capacitor Cl to its threshold voltage and thus to a harmless level. To charge the capacitor CX , the excitation voltage LJ is also only reduced by the threshold voltage of the diode D 1. If the polarity of the excitation voltage L / is incorrect, the diode D 2 serves as protection for the transistor Π.

Bei der in F i g. 2 gezeigten Anordnung ist der Diode D 1 eine Zenerdiode ZD 1 in Durchlaßrichtung zur Erregerspannung U vorgeschaltet. Die Diode D1 ist von einem ohmschen Widerstand Rl überbrückt und als Halbleiterschalter ist eine aus zwei Transistoren 7~2, 7"3 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps bestehende Kippstufe vorgesehen. Die Koliektorelektrode des einen Transistors ist jeweils mit der Basiselektrode des anderen Transistors verbunden. Durch die Zenerspannung ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein definierter Wert für die Abfallspannung des Relais festgelegt. Die Abfallspannung ergibt sich dabei als Differenz aus der Erregerspannung U und der Zenerspannung Uzo\- Wird die Erregerspannung Uüber den Schalter Seingeschaltet, so fließt der Ladestrom des Kondensators C1 über die Zenerdiode ZD1, die Diode D1 und die Erregerspunungsteiler zu den Anschlüssen der Erregerspannung (U) parallelgeschaltet ist. Einer der Teilerwiderstände (R 3) ist mit der an der Erregerspannung U liegenden Anode der Diode D 1 verbunden. Der Halbleiterschalter ist mit seiner Steuerelektrode an den Mittelabgriff des Spannungsteilers R 3, R 4 gelegt und ausgangsseitig an die dem einen Teiierwiderstand R 3 abgewandten Anschlüsse des Widerstandselementes und des anderen Teilerwiderstandes /?4 angeschaltet. Die Abfallspannung des Relais ist in diesem Falle durch das Verhältnis der Teilerwiderstände R 3, RA festgelegt. Der Schalter, eine aus komplementären Transistoren T2, T3 aufgebaute Kippstufe, bei der jeweils die Kollektorelektrode des einen Kippstufentransistors mit der Basiselektrode des anderen Kippstufentransistors verbunden ist und bei der die Emitterelektrode des einen Transistors Tl an die Kathode der Diode D 1 und die Emitterelektrode des anderen Transistors Γ3 an den gemeinsamen Fußpunkt der Schaltungsanordnung angeschlossen ist, wird nach der in der bereits beschriebenen Weise erfolgten Aufladung des Kondensators C1 leitend, wenn die Erregerspannung U auf den Wert der gewünschten Abfallspannung abgesunken ist. Zur definierten Festlegung des Schaltpunktes und zur Verhinderung des unbeab-In the case of the in FIG. 2, the diode D 1 is preceded by a Zener diode ZD 1 in the forward direction to the excitation voltage U. The diode D 1 is bridged by an ohmic resistor Rl and a flip-flop consisting of two transistors 7-2, 7 "3 of opposite conductivity type is provided as a semiconductor switch. The collector electrode of one transistor is connected to the base electrode of the other transistor In this embodiment, a defined value is set for the drop-out voltage of the relay. The drop-out voltage results from the difference between the excitation voltage U and the Zener voltage Uzo \ - If the excitation voltage U is switched on via the switch Se, the charging current of the capacitor C 1 flows through the The Zener diode ZD 1, the diode D 1 and the excitation voltage divider are connected in parallel to the connections of the excitation voltage (U) . One of the divider resistors (R 3) is connected to the anode of the diode D 1 connected to the excitation voltage U. The semiconductor switch is connected to its control electrode to the center tap of the voltage divider R 3, R 4 and connected on the output side to the connections of the resistor element facing away from the one dividing resistor R 3 and the other dividing resistor /? 4. In this case, the drop-out voltage of the relay is determined by the ratio of the divider resistances R 3, RA . The switch, a flip-flop made up of complementary transistors T2, T3 , in which the collector electrode of one flip-flop transistor is connected to the base electrode of the other flip-flop transistor and in which the emitter electrode of one transistor Tl is connected to the cathode of diode D 1 and the emitter electrode of the other Transistor Γ3 is connected to the common base of the circuit arrangement, after the capacitor C 1 has been charged in the manner already described, it becomes conductive when the excitation voltage U has dropped to the value of the desired drop-out voltage. For the defined definition of the switching point and to prevent the unintentional

Ie RIs. Das Relais wird hierdurch erregt und schaltet um. 25 sichtigten Durchschaltens der Kippstufe beim AuftretenIe RIs. This energizes the relay and switches over. 25 visible switching through of the flip-flop when it occurs

An den Dioden ZD 1 und D 1 treten hierbei wiederum Spannungsabfälle in der Höhe deren Schwellenspannungen auf. Der pnp-Transistor 7~2 wird hierdurch gesperrt, wie dies bei der Anordnung von F i g. 1 bereits beschrieben wurde. Dementsprechend ist auch der npn-Transistor 7~3 gesperrt.At the diodes ZD 1 and D 1, voltage drops in the amount of their threshold voltages occur again. The pnp transistor 7-2 is blocked as a result, as is the case with the arrangement of FIG. 1 has already been described. Accordingly, the npn transistor 7-3 is also blocked.

Nach erfolgter Ladung des Kondensators Cl beschränkt sich ein Stromfluß wiederum im wesentlichen auf die Nachladung des Kondensators C1 und auf einen Strom durch den Widerstand R1. Dieser Reststrom kann hierbei allerdings wesentlich kleiner gehalten werden als im Falle der F i g. 1, weil der Basiswiderstand R 1 infolge der höheren Gesamtverstärkung der aus den Transistoren T2, T3 gebildeten Kippstufe größer bemessen werden kann. Durch den Widerstand R 2 bildet sich an Anode und Kathode der Diode D1 das gleiche Potential aus, wodurch die Sperrung der Kippstufe 7"2, T3 sichergestellt bleibt.After charging the capacitor Cl, a flow of current of the capacitor C 1 and to a current through the resistor R 1. This leakage current in turn is limited essentially to the recharging can be maintained, however, in this case much smaller than in the case of F i g. 1, because the base resistance R 1 can be made larger as a result of the higher overall gain of the trigger stage formed from the transistors T2, T3. The resistance R 2 creates the same potential at the anode and cathode of the diode D 1, which ensures that the trigger stage 7 "2, T3 is blocked.

Sinkt nun die Erregerspannung U etwas ab, so bleibt das an der Kathode der Zenerdiode ZD1 anstehende Potential im wesentlichen erhalten, weil die Zenerdiode ZD 1 in Sperrichtung beansprucht wird. Erst wenn die Erregerspannung U so weit abgesunken ist, daß der Spannungsabfall an der Zenerdiode ZD 1 die Zenervon Spannungsspitzen ist dem Kippstufentransistor ein weiterer npn-Transistor Γ4 vorgeschaltet, derart, daß dessen Kollektorelektrode mit der Basiselektrode des Kippstufentransistors 73, dessen Basiselektrode mit dem Mittelabgriff des Spannungsteilers Λ 3, RA und dessen Emitterelektrode mit dem gemeinsamen Fußpunkt der Schaltungsanordnung verbunden ist.If the excitation voltage U now drops slightly, the potential present at the cathode of the Zener diode ZD 1 is essentially retained because the Zener diode ZD 1 is stressed in the reverse direction. Only when the excitation voltage U has dropped so far that the voltage drop across the Zener diode ZD 1 causes the zener of voltage peaks, another npn transistor Γ4 is connected upstream of the flip-flop transistor, in such a way that its collector electrode with the base electrode of the flip-flop transistor 73, its base electrode with the center tap of the Voltage divider Λ 3, RA and its emitter electrode is connected to the common base of the circuit arrangement.

Um eine definierte Anzugsspannung zu erhalten, ist vorgesehen, daß der als Widerstandselement dienenden Diode D 1 eine weitere, aus komplementären Transistoren Γ5, 7"6 aufgebaute Kippstufe vorgeschaltet ist und daß an die Basiselektrode des ersten Kippstufentransistors Γ6 eine Referenzspannung angelegt ist, derart, daß die Kippstufe erst dann leitend wird, wenn die Erregerspannung U die Höhe der Referenzspannung überschreitet. Die Referenzspannung gibt hierbei die gewünschte Anzugsspannung vor. Sobald die Erregerspannung U die Referenzspannung überschreitet, wird die Kippstufe 7*5, T6 leitend. Der Ladestrom des Kondensators CT kann nun über die Diode Di und die Erregerspule RIs fließen, so daß das Relais anspricht. Unterschreitet die Erregerspannung U die Referenzspannung, so sperrt die Kippstufe 7"5, T6. Zur Erzielung der Referenzspannung ist zwischen der BasiselektrodeIn order to obtain a defined pull-in voltage, it is provided that the diode D 1 serving as a resistance element is preceded by a further flip-flop made up of complementary transistors Γ5, 7 "6 and that a reference voltage is applied to the base electrode of the first flip-flop transistor Γ6 such that the flip-flop only becomes conductive when the excitation voltage U exceeds the level of the reference voltage. The reference voltage specifies the desired pull-in voltage. As soon as the excitation voltage U exceeds the reference voltage, the flip-flop 7 * 5, T6 becomes conductive. The charging current of the capacitor CT can now flow through the diode Di and the exciting coil RIs, so that the relay operates. falls below the excitation voltage, the reference voltage U, so disables the flip-flop 7 "5, T 6 is to achieve the reference voltage between the base electrode

null alt zero old

spannung Uzo ι erreicht, wird diese leitend. Durch den 50 des ersten Transistors T6 und dem gemeinsamen Mas-voltage Uzo ι reached, this becomes conductive. Through the 50 of the first transistor T6 and the common ground

sepoter.tia! der Schaltungsanordnung die Serienschs!- tung eines ohmschen Widerstandes Rl und einer in Sperrichtung zur Erregerspannung gepolten Zenerdiode ZD 2 eingeschaltetsepoter.tia! of the circuit arrangement, the series connection of an ohmic resistor Rl and a Zener diode ZD 2 polarized in the reverse direction to the excitation voltage are switched on

Um zu erreichen, daß die Restströme der Transistoren T5, T6 klein gehalten werden und ein unbeabsichtigtes Umschalten der Kippstufe vermieden wird, sind die Basis-Emitterstrecken der Transistoren T5, TS mit ohmschen Widerständen R 5, R 6 überbrückt Der Kondensator C2 zwischen Basis- und Emitterelektrode des Transistors T6 ist vorgesehen, um beim Einschalten der Erregerspannung U ein zu frühes Durchschalten der Kippstufe 7"5, 7" 6 zu verhindern.In order to ensure that the residual currents of the transistors T5, T6 are kept small and an unintentional switching of the trigger stage is avoided, the base-emitter paths of the transistors T5, TS are bridged with ohmic resistors R 5, R 6 The emitter electrode of the transistor T6 is provided in order to prevent the trigger circuit 7 "5, 7" 6 from being switched through too early when the excitation voltage U is switched on.

Damit die Schaltungsanordnung auch mit Wechselspannung zu betreiben ist, ist ein Gleichrichter D 2 eingeschaltet Bei Gleichspannungsbetrieb dient er als Verpolungsschutz. Zusätzlich ist noch ein Kondensator C4 im Eingangskreis des Halbleiterschalters TA, T3, T2 A rectifier D 2 is switched on so that the circuit arrangement can also be operated with alternating voltage. In direct voltage operation, it serves as protection against polarity reversal. In addition, there is a capacitor C4 in the input circuit of the semiconductor switch TA, T3, T2

D\ und Widerstand R 2 auftretenden Spannungsabfall wird der Transistor T2, sein Basisstrom kann nun über die Zenerdiode ZD i und den ohmschen Widerstand R i fließen, und damit auch der zu ihm komplementäre Transistor Γ3 durchgesteuert. Der Kondensator Ci entlädt sich nun über die Erregerspule RIs, wodurch das Relais in seine Ausgangsstellung zurückschaltet D \ and resistance R 2 occurring voltage drop is the transistor T2, its base current can now flow through the Zener diode ZD i and the ohmic resistor R i , and thus the complementary transistor Γ3 is turned on. The capacitor Ci is now discharged via the excitation coil RIs, as a result of which the relay switches back to its starting position

Neben dem Vorteil eines gegenüber der Schaltung nach F i g. 1 verringerten Verluststromes ergibt sich bei der Schaltung nach F i g. 2 durch die Realisierung einer definierten Abfallspannung, daß Schwankungen in der Erregerspannung Uvon deren Maximalwert bis zur Abfallspannung zugelassen werden können, ohne daß ein unbeabsichtigtes Zurückschalten des Relais erfolgt.In addition to the advantage of one compared to the circuit according to FIG. 1 reduced leakage current results in the circuit according to FIG. 2 through the implementation of a defined drop-out voltage that fluctuations in the excitation voltage U from its maximum value up to the drop-out voltage can be permitted without the relay being unintentionally switched back.

Wie F i g. 3 zeigt, läßt sich eine definierte Abfallspannung aber auch dadurch erreichen, daß ein aus zwei ohmschen Widerständen (R 3, R A) bestehender Span-Like F i g. 3 shows, a defined drop-out voltage can also be achieved in that a voltage voltage consisting of two ohmic resistors (R 3, RA)

angeordnet, dessen Kapazität so groß gewählt ist, daß
die resultierende Entladezeitkonstante größer als die
Zeitdauer der durch die Gleichrichtung bedingten Spannungseinbriicheist.
arranged, the capacity of which is chosen so large that
the resulting discharge time constant is greater than that
The duration of the voltage drops caused by the rectification.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

1010

2020th

2525th

3030th

3535

40 ■%' 40 ■% '

4545

5050

5555

6060

6565

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines bistabilen Relais, dessen Erregerspule mit einem Kondensator in Serie liegt, bei der die Serienschaltung von Spule und Kondensator zur Erregung des Relais und gleichzeitigen Aufladung des Kondensators an Erregerspannung gelegt wird und bei fehlender Erregerspannung durch einen mit seinem Ausgangskreis zu ihr parallelgeschalteten Halbleiterschalter kurzschließbar ist, wodurch das Relais in seine Ausgangsstellung zurückschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (T 1; Γ2, Γ3; T2, TZ, T4) mit seinem Steuereingang an die Erregerspannung (U) angeschlossen ist, vor dieser gesperrt und ausgangsseitig d^r Serienschaltung von Spule (RIs) und Kondensator (Ci) parallelgeschaltet ist, wobei eine Widerstandsanordnung (D 1; Dl, R 2) in Serie zu dieser Parallelschaltung liegt, derart, daß der Halbleiterschalter (TV, T2, T3; Tl, 73, T4) nach erfolgter Aufladung des Kondensators CCl) und Abschaltung der Erregerspannung (U) durch einen an der Widerstandsanordnung (D V, DI1 R 2) auftretenden Spannungsabfall leitfähig Steuerbar ist und daß der Widerstandsanordnung (Di; Di, R 2) eine aus komplementären Transistoren (T5, T6) aufgebaute Kippstufe vorgeschaltet ist und daß an die Basiselektrode des ersten Kippstufentransistors (T6) eine Referenzspannung angelegt ist, derart, daß die Kippstufe erst dann leitend wird, wenn die Erregerspannung die Höhe der Referenzspannung überschreitet.1.Circuit arrangement for controlling a bistable relay, the excitation coil of which is in series with a capacitor, in which the series connection of coil and capacitor for excitation of the relay and simultaneous charging of the capacitor is applied to excitation voltage and, in the absence of excitation voltage, by one with its output circuit to it Semiconductor switch connected in parallel can be short-circuited, whereby the relay switches back to its starting position, characterized in that the semiconductor switch (T 1; Γ2, Γ3; T2, TZ, T4) is connected with its control input to the excitation voltage (U) , blocked in front of it and on the output side d ^ r series connection of coil (RIs) and capacitor (Ci) is connected in parallel, with a resistor arrangement (D 1; Dl, R 2) in series with this parallel connection, such that the semiconductor switch (TV, T2, T3; Tl, 73, T 4) after the capacitor CCl) has been charged and the excitation voltage (U) has been switched off by an at de r resistor arrangement (DV, D I 1 R 2) occurring voltage drop is conductive controllable and that the resistor arrangement (Di; Di, R 2) is preceded by a flip-flop made up of complementary transistors (T5, T6) and that a reference voltage is applied to the base electrode of the first flip-flop transistor (T6), such that the flip-flop only becomes conductive when the excitation voltage is as high as the Reference voltage exceeds. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode des ersten Kippstufent.-ansistors (pnp) (T6) mit der Basiselektrode des zweiten Kippstufentransistors (npn) (T5) und die Kollektorelektrode des zweiten Kippstufentransistors (TS) mit der Basirelektrode des ersten Kippstufentransistors (TS) verbunden ist, daß die Basis-Emitterstrecken beider Transistoren (T5, T6) mit je einem ohmschen Widerstand (R 5, R 6) überbrückt sind und daß zwischen der an einem Anschluß der Erregerspannung liegenden Emitterelektrode des ersten Transistors (T6) und dessen Basiselektrode ein Kondensator (C 2) eingeschaltet ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the collector electrode of the first Kippstufent.-ansistor (pnp) (T6) with the base electrode of the second flip-flop transistor (npn) (T5) and the collector electrode of the second flip-flop transistor (TS) with the base electrode of the first flip-flop transistor (TS) is connected that the base-emitter paths of both transistors (T5, T6) are each bridged with an ohmic resistor (R 5, R 6) and that between the emitter electrode of the first transistor (T6 ) and the base electrode of which is a capacitor (C 2) . 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Referenzspannung zwischen der Basiselektrode des ersten Transistors (TS) und dem gemeinsamen Massepotential der Schaltungsanordnung die Serienschaltung eines ohmschen Widerstandes (R 7) und einer in Sperrichtung zur Erregerspannung gepolten Zenerdiode (ZD 2) eingeschaltet ist (F i g. 3).3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in order to achieve the reference voltage between the base electrode of the first transistor (TS) and the common ground potential of the circuit arrangement, the series connection of an ohmic resistor (R 7) and a reverse-biased Zener diode ( ZD 2) is switched on (Fig. 3). 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspannung (U) übe.1 einen Gleichrichter (D 2) zugeführt und ein Kondensator (C4) in den Eingangskreis des Halbleiterschalters eingeschaltet ist und daß die Kapazität des Kondensators (C4) so gewählt ist, daß die resultierende Entladezeitkonstante größer als die Zeitdauer der durch die gewählte Art der Gleichrichtung bedingten Spannungseinbrüche ist.4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation voltage (U) practice. 1 a rectifier (D 2) is supplied and a capacitor (C 4) is switched on in the input circuit of the semiconductor switch and that the capacitance of the capacitor (C 4) is chosen so that the resulting discharge time constant is greater than the duration of the selected type of Rectification is caused by voltage dips. Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines bistabilen Relais, dessen Erregerspule mit einem Kondensator in Serie liegt, bei der die Serienschaltung von Spule und Kondensator zur Erregung des Relais und gleichzeitigen Aufladung des Kondensators an Erregerspannung gelegt wird und bei fehlender Erregerspannung durch einen mit seinem Ausgangskreis zu ihr parallelgeschalteten Halbleiterschalter kurzschließbar ist, wodurch das Relais in seine Ausgangsstellung zurückschaltet.The invention relates to a circuit arrangement for controlling a bistable relay, its excitation coil with a capacitor in series, in which the series connection of coil and capacitor for excitation of the relay and simultaneous charging of the capacitor is applied to the excitation voltage and if there is no Excitation voltage through a semiconductor switch connected in parallel with its output circuit can be short-circuited, whereby the relay switches back to its starting position. Eine Schaltungsanordnung zum Umschalten eines bistabilen Relais mit Hilfe eines Halbleiterschalters ist zum Beispiel aus dem Buch »Relais Lexikon« von H. Sauer, 1. Auflage 1975, Seite 12 bekannt Beim Anlegen de;· Erregerspannung wird ein erster, in Serie zu Spule und Kondensator liegender Transistor leitend, das Relais spricht an und der Kondensator wird geladen. Legt man ein positives Steuersignal an den Eingang eines zweiten Transistors, dann wird der erste Transistor gesperrt und ein dritter, parallel zu Spule und Kondensator liegender Transistor leitend. Durch diesen dritten Transistor wird der Kondensator entladen und das Relais schaltet zurück. Springt das Steuersignal auf den Wert Nu1I1 dann werden der zweite und der dritte Transistor wieder gesperrt, der erste Transistor leitend, der Kondensator wird wieder aufgeladen, womit das Relais umschaltet.A circuit arrangement for switching a bistable relay with the aid of a semiconductor switch is known, for example, from the book "Relais Lexikon" by H. Sauer, 1st edition 1975, page 12 lying transistor conducting, the relay responds and the capacitor is charged. If a positive control signal is applied to the input of a second transistor, the first transistor is blocked and a third transistor, lying parallel to the coil and capacitor, is conductive. This third transistor discharges the capacitor and the relay switches back. If the control signal jumps to the value Nu 1 I 1 then the second and the third transistor are blocked again, the first transistor is conductive, the capacitor is recharged, which causes the relay to switch. Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist auch aus der DD-PS 32 682 bekannt, wobei zwei in Reihe geschaltete und in Emitterschaltung betriebene Transistoren, die in Abhängigkeit von der Steuerspannung abwechselnd Strom führen, von einem Treibertransistor gesteuert werden. Die Verbindungsleitung der in Reihe geschalteten Transistoren stellt den Ausgang dar, an dem ein Kondensator liegt und über den ein oder mehrere zu steuernde polarisierte Relais angeschlossen sind.A circuit arrangement of this type is also known from DD-PS 32 682, two being connected in series and emitter-operated transistors that alternate depending on the control voltage Lead current, controlled by a driver transistor. The connecting line of the series-connected Transistors represents the output to which a capacitor is connected and via which one or more are connected controlling polarized relays are connected. Derartige Schaltungsanordnungen sind für den Betrieb bistabiler Relais zweckmäßig, wenn die Polarität der Erregerspannung unverändert bleibt. Das Relais beharrt dabei nach Aufladung des Kondensators in seiner Schaltstellung, unabhängig davon, ob die Erregerspannung abgeschaltet wird oder nach wie vor anliegt. Im Falle der aus dem »Relais Lexikon« bekannten Schaltungsanordnung verhindert zusätzlich eine in Serie geschaltete Diode bei fehlender Erregerspannung eine schleichende Entladung des Kondensators. Ein Zurückschalten des Relais wird hier erst durch den positiven Steuerimpuls am Eingang des zweiten Transistors ausgelöst. Im Falle der aus der DD-PS 32 682 bekannten Schaltungsanordnung wird das Zurückschalten des Relais durch das Ausschalten des Steuersignals von »1« auf »0« am Eingang des Treibertransistors bewirkt. Nachdem der Steuerimpuls bzw. das Steuersignal nicht aus der Erregerspannung gewonnen werden kann, wenn diese abgeschaltet ist, ergibt sich hier die Notwendigkeit einer externen Steuersignalquelle.Such circuit arrangements are useful for the operation of bistable relays if the polarity the excitation voltage remains unchanged. The relay persists in its charge after the capacitor has been charged Switch position, regardless of whether the excitation voltage is switched off or is still present. in the The case of the circuit arrangement known from the "Relay Lexicon" also prevents a series connection If there is no excitation voltage, the diode causes a gradual discharge of the capacitor. A downshift of the relay is only triggered here by the positive control pulse at the input of the second transistor. In the case of the circuit arrangement known from DD-PS 32 682, the relay is switched back caused by switching off the control signal from "1" to "0" at the input of the driver transistor. After this the control pulse or the control signal cannot be obtained from the excitation voltage if If this is switched off, there is a need for an external control signal source. Ferner ist aus der DE-OS 25 15 214 eine Schaltungsanordnung zum Steuern und Überwachen der Schaltstellung eines bistabilen Relais bekannt, bei der ein Umschaltkontakt des Relais verwendet ist. Zu einer falschen Schaltstellung kommt es, wenn der stromführende Relaisanker mit dem Arbeitskontakt verbunden ist, bevor oder nachdem die Versorgungsspannung an einem Steuerkreis anliegt, während zugleich die Versorgungsspannung eines Überwachungskreises anwesend ist. In diesem Fall ist der Steuerkreis gesperrt und der Überwachungskreis leitend, so daß die Relaiswicklung über den Arbeitskontakt und den ÜberwachuneskreisFurthermore, from DE-OS 25 15 214 a circuit arrangement for controlling and monitoring the switching position of a bistable relay known in which a changeover contact of the relay is used. A wrong switch position occurs when the live Relay armature is connected to the normally open contact before or after the supply voltage is applied to a Control circuit is present while at the same time the supply voltage of a monitoring circuit is present is. In this case the control circuit is blocked and the monitoring circuit is conductive, so that the relay winding via the normally open contact and the monitoring circuit
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