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DE2913576A1 - Steuerschaltung fuer induktive verbraucher - Google Patents

Steuerschaltung fuer induktive verbraucher

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Publication number
DE2913576A1
DE2913576A1 DE19792913576 DE2913576A DE2913576A1 DE 2913576 A1 DE2913576 A1 DE 2913576A1 DE 19792913576 DE19792913576 DE 19792913576 DE 2913576 A DE2913576 A DE 2913576A DE 2913576 A1 DE2913576 A1 DE 2913576A1
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DE
Germany
Prior art keywords
coil
control circuit
load
voltage
inductive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19792913576
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English (en)
Inventor
Paul A Michaels
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.)
Bendix Corp
Original Assignee
Bendix Corp
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 Bendix Corp filed Critical Bendix Corp
Publication of DE2913576A1 publication Critical patent/DE2913576A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/64—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors having inductive loads

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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für induktive Lasten oder Verbraucher und dient insbesondere für eine elektronische Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher Magnetspulen zur Steuerung der hochtourigen Ventilarbeit dienen.
Eine elektronische Kraftstoffeinspritzanlage verwendet meist Magnetspulen zur Steuerung des Öffnens und Schließens von Einspritzventilen. Die Magnetspulen müssen eine genügend schnelle Ansprechzeit aufweisen, um auf ein Anschalt- oder Abschaltsignal zu reagieren und damit eine genaue Taktfolge und genaue Zumessung der Kraftstoffeinspritzung zu bieten.
Eine Steuerschaltung ist den Magnetspulen zugeordnet, um deren Betätigung und Freigabe in Abhängigkeit von Anschalt- und Abschaltsignalen zu steuern. Um einen Schnellbetrieb zu erreichen, muß die Steuerschaltung die Magnetspulenwicklung zur Betätigung schnell erregen und für die Freigabe sehr schnell abschalten.
Ein früheres Verfahren zur Erleichterung der Schnellerregung eines induktiven Verbrauchers besteht darin, eine Zünd- oder Anlaßspule zusammen mit der induktiven Last zu verwenden. Die Zündspule wird zunächst vor Anschaltung der Lastspule erregt, und wenn diese angeschaltet ist, wird der in der Zündspule anstehende Strom an die Lastspule abgegeben, um deren Erregung zu beschleunigen. Dies ist im US-Patent 3 211 963 näher dargestellt. Dieses Patent zeigt eine Schaltung zur abwechselnden Erregung zweier Lastspulen, die durch eine einzige Spule mit einem Mittelabgriff gebildet werden. Eine Zündspule ist mit der Spannungsquelle und dem Mittelabgriff der Spulen in Reihe geschaltet. Ein erster Schalttransistor ist in Rei-
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he zwischen einen Anschluß der ersten Lastspule und der anderen Klemme der Spannungsquelle geschaltet, und ein zweiter Transistor ist in Serie zwischen dem Anschluß der zweiten Lastspule und der anderen Klemme der Spannungsquelle gelegt. Wenn ein Schalttransistor angesteuert wird, wird die erste Lastspule erregt, und die Zündspule führt den Laststrom. Wenn der erste Transistor abgeschaltet und der zweite angesteuert wird, ergibt die in der Zündspule gespeicherte Energie eine erhöhte Spannung am Mittelabgriff, um eine schnelle Erregung der zweiten Lastspule herbeizuführen. Eine Zenerdiode am Mittelabgriff dient zur Begrenzung der Einschwingspannungsstöße auf einen passenden Wert.
Obwohl das angezogene Patent den Gesamtgedanken der Verwendung einer Zünd- oder Anlaßspule mit der Lastspule offenbart, ist es in einem wichtigen Gesichtspunkt begrenzt. Es erfordert die Erregung der Zündspule auf einem Strompfad, der mit der einen oder anderen Lastspule gemeinsam ist, d.h. die Zündspule kann nicht unabhängig von den Lastspulen erregt werden. Für eine elektronische Kraftstoffeinspritzung mit einer Anzahl von parallelgeschalteten Magnetspulen, die einzeln zum öffnen oder Schließen eines Ventils auf einer Anzahl von Zylindern ansteuerbar sindr bedeutet dieses Merkmal eine unzweckmäßige Einschränkung.
Somit besteht die Aufgabe der Erfindung, eine Schnellsteuerschaltung für induktive Lasten oder Verbraucher wie eine Magnetspule zu schaffen, welche eine schnelle Betätigung und Freigabe des induktiven Verbrauchers ohne Abhängigkeit von der vorhergehenden Erregung einer anderen induktiven Last bietet. Erfindungsgeraäß ist eine schnell arbeitende Steuerschaltung mit Magnetspulen vorgese-
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hen, die sich für eine elektronische Kraftstoffeinspritzanlage eignet, und die dank der integrierten Schalttechnik wirtschaftlich herzustellen ist.
Die erfindungsgemäße Steuerschaltung dient zur Steuerung von mindestens einem induktiven Verbraucher durch Steuerung der Erregung seiner Lastspule. Sie umfaßt eine Zündspule, deren einer Anschluß an eine Versorgungsklemme und deren anderer Anschluß an einen Schaltungsteil angekoppelt ist, welcher die Lastspulenwicklung und eine erste in Abhängigkeit von einem Ansteuerungssignal arbeitende Schalteinrichtung umfaßt. Erfindungsgemäß ist der andere Anschluß der Zünd- oder Speicherspule ebenfalls an eine zweite in Abhängigkeit von einem Vorerregungs- oder Vorbereitungssignal arbeitende Schalteinrichtung gekoppelt. Die Erregung der Lastspulenwicklung erfolgt durch ihre Zusammenschaltung mit der Zündspule in Abhängigkeit vom Erregersignal und unabhängig vom Schaltzustand eines anderen induktiven Verbrauchers.
Vorteilhafterweise kann der ersten und der zweiten Schalteinrichtung ein Spannungsbegrenzer zugeordnet werden, wie auch Strombegrenzungswiderstände der Speicher- oder Zündspule und der Lastspule zugeschaltet werden können.
Bei einem Ausführungsbexspiel der Erfindung ist eine erste Diode zwischen die Zündspule und den Schaltungsteil geschaltet, welcher die Lastspule und die erste Schalteinrichtung umfaßt, und eine zweite Diode ist zwischen die Versorgungsklemme und den Schaltungsteil gelegt.
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In Fällen, in welchen die Steuerschaltung mehr als einen induktiven Verbraucher steuert, können weitere Schaltungsteile mit jeweils einer Lastspule und der zugeordneten Schalteinrichtung parallel zum ersten Schaltungsteil geschaltet werden.
Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Stromlaufplan einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung für induktive Lasten.
Fig. 2 einen Stromlaufplan einer gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 abgeänderten Steuerschaltung für induktive Verbraucher.
Fig. 3 ein Kurvenbild für die Taktfolgen der verschiedenen Signale für den Betrieb der Steuerschaltung für induktive Lasten der Fig. 1.
Fig. 1 ist ein Stromlaufplan einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung 10 für induktive Verbraucher. Die Steuerschaltung 10 kann in zwei Hauptstufen unterteilt werden: eine Verstärkerstufe sowie eine Lastschaltstufe. Die Steuerschaltung 10 umfaßt eine Lastschaltstufe für jede zu steuernde induktive Last. Es folgt eine Beschreibung der beiden Hauptstufen.
Die Verstärkerstufe umfaßt eine Anlaß- oder Speicherspule 12. An einer Klemme der Anlaßspule 12 liegt eine Versorgungsspannung V0 an, die beispielsweise eine ungeregelte Batteriespannung sein kann. Ein Widerstand 14 ist in Reihe mit der Speicherspule 12 geschaltet. Der Widerstand 14 kann sowohl den Wert des Innenwiderstandes der
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Zündspule 12 als auch ein eigener Strombegrenzungswiderstand sein, andererseits kann er den Innenwiderstand der Spule und den Sättigungswider st and eines nachstehend beschriebenen Transistors 16 darstellen. In diesem Falle ist kein eigener Widerstand erforderlich, und es werden Kosten gespart. Der ohmische Wert des Widerstandes 14 beträgt R . Der durch die Serienverbindung von Zündspule 12 und Widerstand 14 fließende Strom ist mit I bezeichnet und wird im
folgenden Vorsteuerstrom genannt.
Die Verstärkerstufe umfaßt auch einen Verstärkerschalter in der Form eines zweipoligen Flächentransistors 16. Ein Kollektor 18 des zweipoligen Flächentransistors oder BJT16 ist an einen Anschluß des Widerstandes 14, ein Emitter 20 an Masse geführt, und an einer Basis 22 liegt ein Vorerregungs- oder VorSteuersignal E über einen
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Basiswiderstand 24 her an. Der Verstärkerschalter 16 kann auch durch andere steuerbare Halbleiter-Leistungssteuerschalter ausgeführt werden, z.B. einen torgesteuerten Silizium-Gleichrichter, einen VMOS-Leistungstransistor, einen Darlington-Leis-tungsschalter usw.
Eine Zenerdiode 26 ist parallel zum BJT16 geschaltet, um eine obere Begrenzung der Spannungsdifferenz zwischen dem Kollektor 18 und dem Emitter 20 zu bieten und damit den BJT 16 gegenüber Spannungen zu schützen. Die Kathode der Zenerdiode 26 ist an den Kollektor 18 geführt und ihre Anode an den Emitter 20. Die Zenerabbruchspannung der Zenerdiode 26 ist mit V17n bezeichnet.
Jede Lastschaltstufe steuert die An- und Abschaltung ihres zugeordneten induktiven Verbrauchers. Im vorliegenden Fall ist eine
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Klemme eines induktiven Verbrauchers oder einer induktiven Last 30, die beispielsweise eine Magnetspule sein kann, an den gemeinsamen Knotenpunkt vom Kollektor des BJT 16 und der Kathode der Zenerdiode 26 geführt. Die andere Klemme des induktiven Verbrauchers 30 ist, wie nachstehend näher erläutert wird, mit der Lastschaltstufe verbunden .
Die Lastschaltstufe umfaßt einen Widerstand 32, dessen eine Klemme an die induktive Last 30 gekoppelt ist. Der Widerstand 32 kann sowohl den Innenwiderstand der induktiven Last als auch einen getrennten Strombegrenzungswiderstand darstellen, der zum Verbraucher in Reihe geschaltet ist, andererseits kann er den Innenwiderstand des Verbrauchers 30 und den Sättigungswiderstand eines nachfolgend beschriebenen Transistors 34 darstellen. Der ohmische Wert des Widerstandes 32 ist R.. Der durch die Serienverbindung von induktivem Verbraucher 30 und Widerstand 32 fließende Strom wird mit I. und im folgenden als Erreger- oder Steuerstrom bezeichnet.
Die Lastschaltstufe umfaßt auch einen spannungsgesteuerten Schalter in der Form eines anderen zweipoligen Flächentransistors (BJT) 34. Ein Kollektor 36 des BJT 34 ist an eine Klemme des Widerstands 32 geführt, ein Emitter 38 mit Masse verbunden, und an einer Basis 40 liegt über einen Basiswiderstand 42 ein Erregungs- oder Steuersignal E1 an. Der BJT 34 kann auch durch eine Anzahl von gleichwertigen Vorrichtungen ersetzt werden.
f-Jine Zenerdiode 44 ist parallel zum BJT 34 geschaltet, um die Spannungsdifferenz zwischen dem Kollektor 36 und dem Emitter 38 zu beqrr-nzfm und damit den BJT gegenüber Spannungen zu schützen. Die Ka-
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thode der Zenerdiode 44 ist mit dem Kollektor 36 und ihre Anode mit dem Emitter 38 verbunden. Die Abbruchspannung der Zenerdiode ist
Eine weitere Lastschaltstufe 60 dient für jeden zusätzlichen induktiven Verbraucher 62, der zugeschaltet werden kann. Jede solche Stufe 60 erzeugt ein richtig getastetes Erregungs- oder Steuersignal En, welches den Fluß eines Erregerstroms In im induktiven Verbraucher 62 steuert.
An einen Knotenpunkt 48 sind BJT 16, die Zenerdiode 26 sowie der induktive Verbraucher 30 gemeinsam zusammengeführt. Die am Knotenpunkt 48 anliegende Spannung ist mit E bezeichnet. Die effektive Streukapazität zwischen dem Knotenpunkt 48 und Masse wird durch einen Kondensator 50 dargestellt.
An einem Knotenpunkt 52 sind der Widerstand 32, BJT 34 und die Zenerdiode 44 gemeinsam zusammengeführt. Die am Knotenpunkt 52 anliegende Spannung wird mit En bezeichnet. Die effektive Streukapazität zwischen dem Knotenpunkt 52 und Masse wird durch einen Kondensator 54 dargestellt.
Es folgt eine Beschreibung der Arbeitsweise der Steuerschaltung für induktive Verbraucher.
Die Vorerregung der Verstärker- oder Anlaßspule 12 erfolgt in Abhängigkeit von einem Vorsteuersignal E , das als erstes Signal im TaktsteuersignalbiId der Fig. 3 gezeigt ist. Das Vorsteuersignal Ep ist darin in der Zeitspanne T-1 - T„ hochpegelig und zu alLen
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anderen Zeitpunkten niederpegelig. In der Zeit vor T., wenn E niederpegelig ist, sperrt der Transistor 16.
Ein Erregungssignal E1 steuert den Schaltzustand des Transistors 34. Das Erregungs- oder Steuersignal E1 ist das zweite Signal im Kurvenbild der Fig. 3. Darin ist das Steuersignal E1 zwischen den Zeitpunkten T und T-. hochpegelig und zu allen anderen Zeitpunkten niederpegelig. Somit sperren beide Transistoren 16 und 34 in der Zeit vor T-1, und der Vorsteuerstrom Ip sowie der Steuerstrom I1 sind Null. Die Spannung E,. am Knotenpunkt 48 ist gleich der Versorgungsspannung V„.
Während der Zeitspanne zwischen T-1 und Tn, wenn das Vorsteuersignal E hochpegelig ist, wird BJT 16 gesättigt, und der Vorsteuerstrom I fließt über die Speicher- oder Verstärkerspule 12. Die Spannung E ab Knotenpunkt 48 fällt auf die Sättigungsspannung VgAT von BJT 16 ab. In diesem Zeitraum steigt der Vorsteuerstrom I der Zeit auf einen Maximalwert von Ip(WIax) an, wofür die folgende Gleichung gilt:
1P(MAX) = (VS " VSAT)/RP·
Der Transistor 34 sperrt während dieses Zeitraums, und der Steuerstrom I1 im induktiven Verbraucher bleibt ebenfalls auf Null.
Zum Anschaltzeitpunkt T des induktiven Verbrauchers 30 wird das Vorsteuersignal E_ niederpegelig und das Steuersignal E1 hochpegelig. Dadurch sperrt der Transistor 16, und der Transistor 34 wird gesättigt. Der zum Transistor 16 gerichtete Vorsteuerstrom Ip
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fließt jetzt über die dem Knotenpunkt 48 zugeordneten Streukapazität 50. Diese umlenkung des Stromflusses ergibt einen sehr schnellen Spannungsanstrieg am Knotenpunkt 48 bis er die Abbruchspannung V„p der Zenerdiode 26 erreicht. Diese verhältnismäßig hohe Spannung V„p liegt am induktiven Verbraucher 30 mit entsprechendem schnellen Anstieg des Steuerstroms I1 in der Lastspule an. Bis der Steuerstrom I1 gleich dem VorSteuerstrom Ip wird, fließt der überschüssige Vorsteuerstrom Ip zur Zenerdiode 26 und hält den verhältnismäßig hohen Spannungsabfall V17-. am induktiven Verbraucher 30 aufrecht. An dem Punkt, an welchem der Steuerstrom I1 gleich dem Vorsteuerstrom I_ ist, fällt die Spannung am Knotenpunkt 48 unter die Zenerabbruchspannung V_p ab. Dieser Spannungsabfall macht den Steuerstrom I1 gleich dem Vorsteueretrom Ip über einen nachfolgenden exponentiellen Abbau bis zu einem stabilen Kuatand oder Haltewert vons
1HALT= (VS - W<RP
worin in diesem Falle VgAT die Sättigungsspannung des Transistors 34 ist.
Das Kurvenbild der Fig. 3 zeigt graphisch die vorstehend erläuterten Änderungen der Signalwerte. Die Spannung I2. am Knotenpunkt 48 steigt sehr schnell vom Zeitpunkt T auf den Wert der Zenerabbruchspannung V p an. Die Spannung E bleibt auf einem verhältnismäßig hohen Wert, bis der Vorsteuerstrom Ip und der Steuerstrom I1 gleich werden, worauf sie exponentiell auf einen stabilen Zustandswert abfällt. Der in der Speicher- oder Anlaßspule 12 fließende Steuerstrom Ip erfährt einen Abfall zum Zeitpunkt TQ bis zum Zeit-
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punkt, an welchem er gleich mit dem Steuerstrom I1 wird, worauf er einen dem Steuerstrom identischen exponentiellen Abbau erfährt. Der Steuerstrom I1 steigt sehr schnell zum Zeitpunkt T_ an, bis er dem Vorsteuerstrom Ip gleich wird, worauf er in gleicher Weise einen exponentiellen Abbau erfährt, bis er einen Haltestromwert ITT,Tm erreicht. Der Soll-Wert des Haltestroms I„,Tr71 ist genügend
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hoch, um die Betätigung eines induktiven Verbrauchers, beispielsweise einer Magnetspule aufrechtzuerhalten.
Zum Zeitpunkt T1 für die Abschaltung oder Freigabe der induktiven Last 30 wird das Steuersignal I1 niederpegelig. In Abhängigkeit von der Umpolung des Signalwerts von I1 sperrt der Transistor 34. Der durch die Speicherspule 12 und den induktiven Verbraucher 30 fließende Steuerstrom I1 wird jetzt zu den Streukondensatoren 50 und 54 an den Knotenpunkten 58 und 52 geleitet. Dieser Stromfluß bewirkt einen schnellen Anstieg der Spannung E_. am Knotenpunkt 52 auf die Abbruchspannung V21 der Zenerdiode 44. Diese sehr hohe Spannung V1 - V, die an der Serienschaltung mit der induktiven Last 30 und der Speicherspule 12 anliegt, bewirkt einen sehr schnellen Abfall des Steuerstroms I1 mit einer entsprechenden schnellen Abschaltung oder Freigabe des induktiven Verbrauchers. In der Praxis sollte die Abbruchspannung V171 der Zenerdiode 44 gleich oder größer sein als die Abbruchspannung V1711 der Zenerdiode 26 für Mehrfach-
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Anlagen mit induktiven Verbrauchern, um einen Leckstrom in den anderen induktiven Lasten zu vermeiden.
Diese Änderungen des Signalwerts sind in dem Kurvenbild der Fig. gezeigt. Zur Abschaltzeit T wird der Steuerstrom E1 niederpegelig. Der sperrende Transistor 34 bewirkt, daß die Spannung E_, am Knoten-
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punkt 52 sehr schnell ansteigt, bis sie die Abbruchspannung V- der Zenerdiode 44 erreicht. Die Spannung E_fällt dann exponentiell auf den stabilen Wert der Versorgungsspannung V0 ab. Der Vorsteuerstrom Ip und der Steuerstrom I1, die zu diesem Zeitpunkt synonym sind, fallen zum Zeitpunkt T1 sehr schnell ab. Die Spannung ΕΆ am Knotenpunkt 48 steigt zum Zeitpunkt T1 sehr schnell an, wenn sich der Kondensator 50 aufzuladen beginnt und fällt dann exponentiell auf den stabilen Wert der Versorgungsspannung V ab.
Ein erfindungswesentliches Merkmal der Steuerschaltung 10 für induktive Lasten (Fig. 1) besteht darin, daß die Zenerdioden 26 und 44 des Transistors 16 der Verstärkerstufe und des Transistors 34 der Lastschaltstufe zwischen die Kollektoren und Emitter geschaltet sind. Bei der Massenfertigung können die Zenerdioden auf dem gleichen integrierten Schaltungsblättchen hergestellt werden wie die Transistoren 16 und 34, woraus sich eine Minimalisierung der Teilebestückung der Steuerschaltung ergibt. Außerdem können die Transistoren sowohl der Verstärkerstufe als auch der Lastschaltstufe mit praktisch dem gleichen Spitzenstrom und der gleichen Spitzenspannung betrieben werden und deshalb können die Transistoren und die ihnen zugeordneten Zenerdioden jeweils die gleichen Typen sein. Erfindungswesentlich ist ferner, daß die erforderlichen ohmischen Vierte Rp und R. der Strombegrenzungswiderstände durch entsprechende Wahl der Drahtstärke und -länge für die Anlaß- und Lastspule erreicht werden können, wodurch in beiden Fällen kein eigener Widerstand erforderlich ist. Dadurch ergibt sich eine weitere Verringerung der Stückliste.
Die Steuerschaltung für induktive Verbraucher 101 (Fig. 2) ist eine
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Änderung der Grundschaltung 10 der Fig. 1. Die Bezugszeichen der Fig. 1 gelten auch für die Schaltbauteile der Fig. 2.
Die Änderungen der Steuerschaltung 10' betreffen die Zuschaltung von zwei Dioden 58 und 59, die eine noch schnellere Abschaltung oder Freigabe des Verbrauchers oder der Lastspule 30 bewirken. Die eine Diode 59 ist zwischen den gemeinsamen Knotenpunkt des Schalters 16, der Zenerdiode 26 sowie des Widerstandes 14 und den induktiven Verbraucher 30 geschaltet und so gerichtet, daß die Anode an den Schalter 16 und die Kathode an den induktiven Verbraucher angeschlossen ist/ um den Strom von der Verstärkerspule 12 an die induktive Laßt 30 su koppeln. Die andere Diode 58 ist zwischen die Vereorgungeepannungsquelle Ve und den gemeinsamen Knotenpunkt
der Diode Sf mit der induktiven Last 30 und möglichen anderen in duktiven Verbrauchern 62 geechaltet« Die zweite Diode 58 der po sitiven Vereorgungespannung Ve ist so gerichtet, daß ihre Anode
an der Vereorgungsspannung V^ liegt, um den Haltestrom
ekt von der Versorgungsspannung Ve anstatt über die Verstärkerspu-Ie 12 abzuleiten.
Wenn das Steuersignal E1 niederpegelig wird und der Lastschalttransistor 34 sperrt, liegt die Zenerabbruchspannung V171 am Knotenpunkt 52 an. Bei der Steuerschaltung 10 der Fig. 1 lag diese Spannung an der Serienschaltung des induktiven Verbrauchers 30 und der Anlaßspule 12 an. In diesem Falle war die am induktiven Verbraucher 30 anliegende Spannung lediglich ein Teil der Zenerabbruchspannung vz1.
Durch Beschaltung der Diode 59 in der vorbezeichneten Art fließt
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der größte Teil oder der gesamte Haltestrom ITT_Tm des induktiven Verbrauchers 30 in Abhängigkeit von der relativen Zeitdifferenz T. - T sowie der Zeitkonstanten der Verstärkerspule 12 und des induktiven Verbrauchers 30 über die Diode 58 und nicht über die Speicher- oder Anlaßspule 12 wie im Falle der Steuerschaltung Somit liegt die Zenerabbruchspannung V71 am induktiven Verbraucher 30 und an der Diode 58 an. Somit entsteht lediglich ein Verlust von ca. 1 Volt in der Amplitude der an der Speicherspule 12 anliegenden Stufenspannung.
Die Vorsteuerspannungs- und die Ansteuerspannungspegel und -geschwindigkeiten sind bei der Steuerschaltung 10' im wesentlichen gleich denen der Grundsteuerschaltung 10. Der Haltestrom I _ der
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induktiven Last ist jetzt jedoch von dem der Speicherspule 12 zugeordneten Widerstand 14 unabhängig, da der gesamte Haltestrom über die in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode 58 läuft. Der Haltestrom der Steuerschaltung 10* wird durch die folgende Gleichung gegeben:
1HALT = (VS " VSAT " Vd)/R1' worin V, der Spannungsabfall an der Diode 58 von etwa 1 V ist.
Die Verbesserung der Abschalt- oder Freigabegeschwindigkeit wird mit Hilfe von zwei 6xtra—Dioden erreicht.
Ein weiterer Vorteil der Steuerschaltung 10· der Fig. 2 besteht darin, daß ein höherer ohmischer Wert R1 des Widerstandes 32 für einen bestimmten induktiven Verbraucher mit einer gegebenen Induk-
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tivität und einem vorgeschriebenen Haltestrom beinhaltet, daß die Spule der induktiven Last 30 auf einem kleineren Raum gewickelt werden könnte als bei der Grundsteuerschaltung 10 der Fig. 1. Dies ist ein sehr vorteilhaftes Merkmal für auf Motoren montierte Magnetventile. Ein weiterer Vorteil der abgeänderten Schaltung 10" der Fig. 2 besteht darin, daß der Haltestrom nicht über die Anlaßspule 12 geleitet wird, und damit die Verlustleistung dieser Spule verringert.
Selbst wenn ein niedrigerer Haltestrom gewünscht und durch die Verwendung von nur einem Innenwiderstand des induktiven Verbrauchers erreicht wird, kann der zusätzliche Widerstand in Reihe mit der Diode 58 geschaltet werden. Der Einsatz eines solchen Widerstandes würde die Steuerstrompegel oder die Anstiegsgeschwindigkeit der Steuerschaltung 10' nicht beeinträchtigen.
Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Claims (8)

  1. M J Steuerschaltung zur Steuerung der An- und Abschaltung von mindestens einem induktiven Verbraucher durch Steuerung der Erregung seiner Lastspule, bei welcher ein Anschluß einer Speicher- oder Verstärkerspule an eine Spannungsversorgungsklemme und der andere Anschluß an einen Schaltungsteil mit der Lastspule und einer ersten Schalteinrichtung geführt ist, welche in Abhängigkeit von einem Steuersignal arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Anschluß der Speicherspule (12) auch an eine zweite Schalteinrichtung (116) geführt ist, welche in Abhängigkeit von einem Vorsteuersignal (E) arbeitet.
  2. 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung einen Transistor (16) umfaßt, an dessen Basis, Kollektor und Emitter das Vorsteuersignal (E ) an-
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    liegt und die an die Speicherspule (12) sowie an Masse geführt sind.
  3. 3. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsbegrenzungsvorrichtung (25) der zweite Schalteinrichtung (16) zugeordnet ist.
  4. 4. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsbegrenzungswiderstand (14) in Reihe mit der Speicherspule (12) geschaltet ist.
  5. 5. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strombegrenzungswiderstand (32) in Reihe mit der Lastspule (30) geschaltet ist.
  6. 6. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsbegrenzungsvorrichtung (54) der ersten Schalteinrichtung (34) zugeordnet ist.
  7. 7. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Diode (59) zwischen die Speicherspule (12) und den Schaltungsteil mit der Lastspule (30) und der ersten Schalteinrichtung (34) geschaltet ist sowie dadurch, daß eine zweite Diode (58) zwischen die Versorgungsspannungsklemme (Vg) und den Schaltungsteil (30-34) gelegt ist.
  8. 8. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Schaltungsteile mit jeweils einer Lastspule und den zugeordneten Schalteinrichtungen parallel zum
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    ersten Schaltungsteil (30-34) geschaltet sind.
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DE19792913576 1978-05-01 1979-04-04 Steuerschaltung fuer induktive verbraucher Withdrawn DE2913576A1 (de)

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