DE4301532A1

DE4301532A1 - Electromagnet circuit for battery-driven coin tester in vending machine

Info

Publication number: DE4301532A1
Application number: DE19934301532
Authority: DE
Inventors: Wilfried Meyer
Original assignee: National Rejectors Inc GmbH
Current assignee: Crane Payment Innovations GmbH
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1994-07-28

Abstract

The control circuit provides pulse-wise control of the switch (T) for operating the electromagnet (12). A capacitor (C) is loaded to a voltage higher than the battery voltage during the switch off phase. The capacitor delivers the operating voltage for the electronic circuitry of the coin tester. The pulse frequency of the control circuit is in the kilohertz region. The electromagnet is connected in parallel to at least one diode (D2, D3). The pulse relationship between the on and off switching phase of the electromagnet is 95% to 5% during the charging phase.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Elektromagneten in einem batteriebetriebenen Münzprüfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement for an electromagnet in a battery operated Coin validator according to the preamble of claim 1.

Münzprüfer in Automaten und ähnlichen Geräten werden häu fig batteriebetrieben. Es versteht sich, daß die elektri schen und elektronischen Komponenten des Münzprüfers auf minimalen Verbrauch ausgelegt sind. Zur Betätigung von mechanischen Teilen in Münzprüfern werden üblicherweise Elektromagneten eingesetzt. Sie sind naturgemäß hohe Ener gieverbraucher. Es wird daher ebenfalls angestrebt, die Leistungsaufnahme für Elektromagneten möglichst gering zu halten. Andererseits muß jedoch gewährleistet sein, daß sie ihre Funktion erfüllen können.Coin validators in vending machines and similar devices are becoming common fig battery operated. It is understood that the electri and electronic components of the coin validator are designed for minimal consumption. To operate Mechanical parts in coin validators are common Electromagnets used. They are naturally high energies energy consumers. It is therefore also sought that Power consumption for electromagnets as low as possible hold. On the other hand, however, it must be ensured that they can perform their function.

Die gesamte Beschaltung eines batteriebetriebenen elektro nischen Münzprüfers erfordert naturgemäß eine minimale Betriebsspannung. Während der Einschaltphase, jedoch auch während der Haltephase eines Betätigungsmagneten kommt es zu einem Absinken der Betriebsspannung. In vielen Fällen ist ein Unterschreiten der Betriebsspannung zu befürchten, wenn nicht Mittel vorgesehen sind, dem entgegenzuwirken. Ein solches Mittel kann zum Beispiel in einem Gleichstrom- Gleichstrom-Wandler bestehen. Derartige Wandler sind je doch relativ aufwendig.The entire circuit of a battery powered electro African coin validators naturally require a minimum Operating voltage. During the start-up phase, however it happens during the holding phase of an actuating magnet to a decrease in the operating voltage. In many cases there is a risk of the operating voltage falling below if no means are provided to counteract this. Such a means can, for example, in a direct current DC converters exist. Such converters are ever but relatively complex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs anordnung für einen Elektromagneten in einem batteriebe triebenen Münzprüfer zu schaffen, die verhindert, daß die Betriebsspannung des Münzprüfers während der Aktivierung des Elektromagneten zu klein wird.The invention has for its object a circuit Arrangement for an electromagnet in a battery to create driven coin acceptor that prevents the Operating voltage of the coin validator during activation of the electromagnet becomes too small.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk male des Patentanspruchs 1.This object is achieved by the Merk male of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird die Steuerschaltung für den Schalter zur Betätigung des Elek tromagneten impulsweise angesteuert. Es ist ein Konden sator vorgesehen, der vom Induktionsstrom in der Aus schaltphase des Elektromagneten geladen wird. Die Puls frequenz zur Ansteuerung des Schalters liegt vorzugsweise im unteren Kilohertzbereich. Sie muß berücksichtigen, daß bei zu hohen Frequenzen die Eisenverluste im Elektromagne ten zu groß werden.In the circuit arrangement according to the invention Control circuit for the switch for actuating the elec tromagnets controlled in pulses. It is a condensate sator provided by the induction current in the off switching phase of the electromagnet is charged. The pulse frequency for driving the switch is preferably in the lower kilohertz range. You must take into account that if the frequencies are too high, the iron losses in the electromagnet ten too big.

Der Induktionsstrom des Elektromagneten während der Aus schaltphase sorgt für eine ausreichend hohe Spannung, so daß die Betriebsspannung nicht unterschritten wird. Wäh rend der Anzugsphase ist die Einschaltdauer relativ lang im Verhältnis zur Ausschaltdauer. Das Tastverhältnis kann zum Beispiel 95% zu 5% betragen. Während der Haltephase ist eine geringere Leistungsaufnahme für den Elektromag neten erforderlich, so daß sich das Tastverhältnis zu gunsten einer größeren Ausschaltdauer ändert. Damit wäh rend dieser Betriebsphase die Spannung am Kondensator nicht zu groß wird und Teile der elektronischen Schaltung des Münzprüfers beeinträchtigt, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß dem Elektromagneten mindestens eine Diode parallelgeschaltet ist. Dadurch kann die Betriebs spannung nicht größer werden als die Batteriespannung plus der Schwellspannung der Diode. The induction current of the electromagnet during the off switching phase ensures a sufficiently high voltage, see above that the operating voltage is not undercut. Wuh The duty cycle is relatively long during the tightening phase in relation to the switch-off time. The duty cycle can for example 95% to 5%. During the holding phase is a lower power consumption for the Elektromag Neten required so that the duty cycle to in favor of a longer switch-off time. With that During this phase of operation, the voltage across the capacitor not too big and parts of the electronic circuit of the coin validator, sees an embodiment the invention that the electromagnet at least one Diode is connected in parallel. This allows the operating voltage does not exceed the battery voltage plus the threshold voltage of the diode.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below with reference to drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt in einem Diagramm den Betriebsspannungsver lauf für herkömmliche Münzprüfer. Fig. 1 shows a diagram of the operating voltage Ver run for conventional coin acceptors.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung. Fig. 2 shows a circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention.

Fig. 3 zeigt den Betriebsspannungsverlauf mit der Schal tungsanordnung nach Fig. 2. Fig. 3 shows the operating voltage curve with the circuit arrangement according to FIG. 2nd

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt des Spannungsverlauf s nach dem Diagramm von Fig. 3. FIG. 4 shows a section of the voltage curve s according to the diagram in FIG. 3.

Die Ausnutzung einer Batteriekapazität wird begrenzt durch die mindestens benötigte Betriebsspannung, den Innenwider stand der Batterie, die Leerlaufspannung der Batterie so wie den entnommenen Spitzenstrom. Bis auf den ersten Punkt lassen sich an den anderen kaum Änderungen vornehmen, da benötigte Leistung der Zugmagneten, maximale Zellenanzahl der Batterie, maximale Batteriegröße und der Batterietyp vorgegeben sind. Die beschriebene Schaltung behandelt mit hin den zuerst genannten Punkt der mindestens benötigten Betriebsspannung. The utilization of a battery capacity is limited by the minimum required operating voltage, the internal resistance stood the battery, the open circuit voltage of the battery like this like the peak current drawn. Except for the first point you can hardly make any changes to the others because required power of the pull magnets, maximum number of cells the battery, maximum battery size and battery type are specified. The circuit described deals with towards the first point of the minimum required Operating voltage.

Das Diagramm in Fig. 1 zeigt einen Spannungsverlauf 10 in verschiedenen Phasen eines batteriebetriebenen Münzprüfers. Diese haben die Besonderheit, daß sie außerhalb der Be triebsphasen eine Leerlaufphase haben, in der nur ein minimaler Strom gezogen wird. Wird das Gerät zu Münzprüf zwecken benötigt, wird zunächst eine aktive Phase herbei geführt, beispielsweise durch den Einwurf einer Münze, die von einem speziellen sogenannten Wecksensor betätigt wird. In Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Betriebsspannung wäh rend dieser Phasen deutlich oberhalb einer minimalen Be triebsspannung liegt, die gestrichelt eingezeichnet ist. Während der Anzugsphase eines Betätigungsmagneten, jedoch auch während der Haltephase ist die Spannung unterhalb der minimalen Betriebsspannung. Es sind daher Maßnahmen not wendig, ein Unterschreiten der minimalen Betriebsspannung zu vermeiden. Eine derartige Schaltung ist in Fig. 2 wie dergegeben.The diagram in FIG. 1 shows a voltage curve 10 in different phases of a battery-operated coin validator. These have the special feature that they have an idle phase outside of the operating phases, in which only a minimal current is drawn. If the device is required for coin validation, an active phase is first brought about, for example by inserting a coin, which is actuated by a special so-called wake-up sensor. In Fig. 1 it can be seen that the operating voltage during these phases is well above a minimum operating voltage, which is shown in dashed lines. During the pull-in phase of an actuating magnet, but also during the holding phase, the voltage is below the minimum operating voltage. Measures are therefore necessary to avoid falling below the minimum operating voltage. Such a circuit is shown in Figure 2.

Die Spule 12 eines Elektromagneten, beispielsweise zur Be tätigung einer Münzweiche oder dergleichen, wird über einen Transistor T an die Batteriespannung UBAT gelegt. Die Betriebsspannung UB erscheint an der Klemme 14. Die Klemme 14 ist über die Spule 12 und eine erste Diode D1 an die Batterieklemmen gelegt. Sobald in der aktiven Phase des Gerätes ein, wenn auch geringer Strom fließt, senkt sich die Betriebsspannung in dieser Phase geringfügig ab, was auch in Fig. 3 zu erkennen ist. Der Transistorschalter T wird bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 impulsweise angesteuert, beispielsweise über den bei einem elektroni schen Münzprüfer ohnehin vorhandenen Mikroprozessor (nicht gezeigt). Während der Einschaltphase ist das Tastverhält nis von Einschalt- zu Ausschaltzeit etwa 95% zu 5%. Wäh rend der Ausschaltzeit wird ein Kondensator C, der an ei nem Punkt zwischen Diode D1 und Klemme 14 liegt, von dem Induktionsstrom aufgeladen. Dieser Vorgang, nämlich Aufla dung und Entladung, läßt sich in Fig. 4 erkennen, in der die Anzugsphase vergrößert dargestellt ist. Die der Spule 12 parallelgeschalteten Dioden D2 und D3 begrenzen indes sen die Spannung auf einen Maximalwert von UBAT + zweimal Schwellspannung der Dioden D2 und D3, die üblicherweise 0,6 Volt pro Diode beträgt.The coil 12 of an electromagnet, for example for actuating a coin switch or the like, is connected to the battery voltage UBAT via a transistor T. The operating voltage UB appears at terminal 14 . The terminal 14 is connected to the battery terminals via the coil 12 and a first diode D1. As soon as a current, albeit small, flows in the active phase of the device, the operating voltage drops slightly in this phase, which can also be seen in FIG. 3. The transistor switch T is driven in pulses in the circuit arrangement according to FIG. 2, for example via the microprocessor (not shown) which is already present in an electronic coin validator. During the switch-on phase, the duty cycle is approximately 95% to 5% from switch-on to switch-off time. During the switch-off time, a capacitor C, which is located at a point between diode D1 and terminal 14, is charged by the induction current. This process, namely charging and discharging, can be seen in Fig. 4, in which the tightening phase is shown enlarged. The diodes D2 and D3 connected in parallel with the coil 12 limit the voltage to a maximum value of UBAT + twice the threshold voltage of the diodes D2 and D3, which is usually 0.6 volts per diode.

In der Haltephase wird das Tastverhältnis geändert im Sinne kleinerer Einschalt- bzw. größerer Ausschaltzeiten. Dies läßt sich aus Fig. 4 erkennen. Fig. 3 macht deutlich, daß mit einer derartigen Schaltungsanordnung nach Fig. 2 während der Anzug- und der Haltephase des Betätigungsmag neten die Betriebsspannung ausreichend groß bleibt, in keinem Fall jedoch das Minimum unterschreitet.In the holding phase, the pulse duty factor is changed in the sense of shorter switch-on or longer switch-off times. This can be seen from Fig. 4. Fig. 3 makes it clear that with such a circuit arrangement according to FIG. 2 during the pulling and holding phase of the actuating magnet, the operating voltage remains sufficiently large, but in no case falls below the minimum.

Claims

1. Circuit arrangement for an electromagnet in a battery-operated coin validator which can be switched to the terminals of a battery via a switch controlled by an electronic control circuit, since the control circuit switches the switch (T) for actuating the electromagnet ( 12 ) in pulses is controlled and a capacitor (C) is provided, which is charged by the induction current during the switch-off phase of the electromagnet to a voltage higher than the battery voltage and supplies the operating voltage for the electronics of the coin validator.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized records that the pulse frequency in the lower kilohertz area lies.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the pulse duty factor from on to off switching phase of the electromagnet ( 12 ) during the tightening phase is about 95% to 5%.

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pulse duty factor in the holding phase of the electromagnet ( 12 ) is changed in the sense of a longer switch-off time.

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electromagnet ( 12 ) at least one diode (D2, D3) is connected in parallel.