專利名稱：具有可調(diào)切斷延遲時(shí)間的自振蕩電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可預(yù)給定的線圈切斷延遲時(shí)間的自振蕩電路，該電路具有以下特點(diǎn)a)該電路包括一與線圈并聯(lián)的串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路由一個(gè)第一二極管和一個(gè)隨電壓變化的電阻組成，b)一第一開關(guān)三極管與該隨電壓變化的電阻并聯(lián)，c)一個(gè)由一電容和一第一歐姆電阻組成的并聯(lián)電路位于第一開關(guān)三極管的控制輸入端，用于控制該開關(guān)三極管，d)該并聯(lián)電路同時(shí)與一控制電壓源相連接。
在DE3317942 C2中公開了這樣一種自振蕩電路。其中公開了一種利用電子開關(guān)來保護(hù)機(jī)械開關(guān)裝置的電路結(jié)構(gòu)。這些機(jī)械開關(guān)裝置與由直流電饋電的歐姆電感負(fù)載串聯(lián)。該電子開關(guān)可由一被負(fù)載電壓充電的電容儲(chǔ)存器控制。其中該電子開關(guān)與負(fù)載并聯(lián)并可在開關(guān)裝置切斷時(shí)導(dǎo)通。一隨電壓變化的電阻與該電子開關(guān)并聯(lián)，該并聯(lián)電路又與一負(fù)載并聯(lián)，該電路結(jié)構(gòu)的作用與一個(gè)與負(fù)載并聯(lián)的自振蕩二極管類似。在控制電壓源接到負(fù)載上時(shí)，電容儲(chǔ)存器始終被充電，由此控制電子開關(guān)的導(dǎo)通。一旦控制電壓源與負(fù)載分離，電容儲(chǔ)存器便開始放電，這導(dǎo)致電子開關(guān)過渡到封鎖狀態(tài)。由于儲(chǔ)存的磁能而繼續(xù)流過歐姆電感負(fù)載的電流由電子開關(guān)轉(zhuǎn)向到隨電壓變化的電阻上，這樣就能快速完全地消除電感中存儲(chǔ)的剩余能量。
這類歐姆感應(yīng)負(fù)載例如是由控制電壓源饋以直流電的繼電器線圈。繼電器的壓降所需的壓降時(shí)間根據(jù)繼電器及其所采用的繼電器線圈的大小大約為100至300微秒，這個(gè)數(shù)值比所要求的要相對(duì)慢一些。因此，需要實(shí)現(xiàn)較短且確定的繼電器壓降時(shí)間。
在G9409760.7中公開了一種用于控制繼電器的電路結(jié)構(gòu)。由一個(gè)開關(guān)三極管和一個(gè)自振蕩二極管串聯(lián)形成的自振蕩支路與繼電器線圈并聯(lián)，一自振蕩控制電路根據(jù)控制電壓的電壓波形控制該開關(guān)三極管。
此外已知一種用于控制電磁負(fù)載的裝置(參見DE4321127A1)。該裝置包括一個(gè)由電磁負(fù)載和一第一開關(guān)元件構(gòu)成的串聯(lián)電路，一個(gè)用于電磁負(fù)載的含有第二開關(guān)元件的自振蕩回路以及用于操作開關(guān)元件的控制元件。
本發(fā)明的目的在于提供一種上述類型的自振蕩回路，利用該回路，可以在一線圈被切斷控制電壓后，在較短的，更確切地說在確定時(shí)間內(nèi)消除該線圈的能量(通常該線圈是一個(gè)并聯(lián)的歐姆電感負(fù)載)。在繼電器中采用這種自振蕩回路能獲得較短的且確定的繼電器壓降時(shí)間。
本發(fā)明的目的由權(quán)利要求1的特征得以實(shí)現(xiàn)。
該自振蕩電路的優(yōu)點(diǎn)在于其自控作用。這是因?yàn)楫?dāng)線圈上出現(xiàn)切斷過壓時(shí)，自振蕩三極管(即第一開關(guān)三極管)立即被封鎖，由此使電流轉(zhuǎn)移到隨電壓變化的電阻上。
本發(fā)明的優(yōu)選擴(kuò)展結(jié)構(gòu)見權(quán)利要求2。
以下將結(jié)合附圖
，詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
如圖所示，一自振蕩回路與一線圈1并聯(lián)，該并聯(lián)電路與一電壓源8聯(lián)接，其正極端為13，負(fù)極端為14。自振蕩回路包括一個(gè)直接與線圈1并聯(lián)的由第一二極管2和第一開關(guān)三極管4組成的串聯(lián)電路，一隨電壓變化的電阻3與該第一開關(guān)三極管相并聯(lián)。其中開關(guān)三極管4的漏極D位于負(fù)極端14，其源極S與第一二極管2的正極相連，第一二極管的負(fù)極與正極端13相聯(lián)。正極端13經(jīng)第三二極管15和與之串聯(lián)的第三歐姆電阻16與第一開關(guān)三極管4的柵極G相連。
由第一歐姆電阻7和一電容6組成的并聯(lián)電路5位于第一開關(guān)三極管4的源極S和柵極G之間。第一齊納二極管17和第二開關(guān)三極管9與并聯(lián)電路5并聯(lián)，開關(guān)三極管9的射極和集電極分別位于第一開關(guān)三極管4的源極S和柵極G。第二開關(guān)三極管9的基極經(jīng)一個(gè)由第二歐姆電阻10，第二齊納二極管11和第二二極管12組成的串聯(lián)電路接到負(fù)極端14上，其中第二二極管12的正極與負(fù)極端14相連，而第二二極管12和第二齊納二極管11的兩個(gè)負(fù)極彼此相連。
線圈1例如是一個(gè)繼電器線圈，如圖所示，它可與一個(gè)電子控制器件18串聯(lián)。
控制電壓源8是一個(gè)直流電壓源，它為線圈1(通常為一歐姆電感負(fù)載)饋電。同時(shí)，經(jīng)二極管15和歐姆電阻16為與其串聯(lián)的并聯(lián)電路(該并聯(lián)電路由第一齊納二極管17，第一歐姆電阻7和電容6組成)施加一控制電壓。由此使第一開關(guān)三極管4進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，在接通控制電壓源8時(shí)，該狀態(tài)一直持續(xù)。當(dāng)切斷控制電壓源8時(shí)，第一開關(guān)三極管4的控制電壓按照并聯(lián)電路5給定的時(shí)間常數(shù)緩慢下降，直到其電壓值下降到足以封鎖第一開關(guān)三極管4為止。為避免第一開關(guān)三極管4在其線性范圍的不穩(wěn)定開關(guān)狀態(tài)，由第二開關(guān)三極管9來保證作為自振蕩三極管工作的第一開關(guān)三極管4的可靠封鎖。
由第二歐姆電阻10、第二齊納二極管11和第二二極管12組成的第二開關(guān)三極管9的二極管電路的作用在于，在第一開關(guān)三極管4上出現(xiàn)過壓時(shí)(該過壓是由第一開關(guān)三極管4在線性范圍工作時(shí)產(chǎn)生的)，確保第二開關(guān)三極管9的導(dǎo)通，并由此使第一開關(guān)三極管4的柵極-源極-路程短路，從而封鎖該開關(guān)三極管。
隨電壓變化的電阻3用于保護(hù)第一開關(guān)三極管4的漏極-源極-路程。它降低切斷控制電壓源8時(shí)在線圈1上產(chǎn)生的切斷過壓，從而保護(hù)第一開關(guān)二極管4免受損壞。
通過改變第一歐姆電阻7和電容6可以或多或少地快速降低線圈1存儲(chǔ)的剩余能量，或者更確切地說，當(dāng)用于繼電器線圈時(shí)，可以任意調(diào)節(jié)繼電器的切斷延遲時(shí)間。這只適于在達(dá)到最大切斷延遲時(shí)間前，在該時(shí)間內(nèi)，繼電器在不接通時(shí)將釋放。
通過改變第一二極管2(也稱為自振蕩二極管)、第一開關(guān)三極管4以及隨電壓變化的電阻3的參數(shù)，可使該電路適配于不同的電磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
該自振蕩電路也可用于一電子脈沖線圈控制器件18。
與目前公知的開關(guān)電路相比，上述的自振蕩電路明顯簡(jiǎn)單并由較少的元件組成。
當(dāng)然，也可采用另一種開關(guān)三極管類型取代上述的第一開關(guān)三極管4和第二開關(guān)三極管9。
權(quán)利要求
1.一種用于一線圈(1)的具有可預(yù)給定的切斷延遲時(shí)間的自振蕩回路，其具有以下特點(diǎn)a)該自振蕩電路包括一個(gè)與線圈(1)并聯(lián)、由第一二極管(2)和隨電壓變化的電阻(3)組成的串聯(lián)電路，b)第一開關(guān)三極管(4)與隨電壓變化的電阻(3)并聯(lián)，c)由電容(6)和第一歐姆電阻(7)組成的并聯(lián)電路(5)位于第一開關(guān)三極管(4)的控制輸入端(6)，以控制第一開關(guān)三極管(4)，d)并聯(lián)電路(5)同時(shí)連接到一控制電壓源(8)，其特征在于，e)第二開關(guān)三極管(9)與并聯(lián)電路(5)并聯(lián)，以及f)在線圈(1)上出現(xiàn)切斷過壓時(shí)，第二開關(guān)三極管(9)被導(dǎo)通并由此封鎖第一開關(guān)三極管(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自振蕩回路，其特征在于，所述第二開關(guān)三極管(9)的控制回路包括一個(gè)由第二歐姆電阻(10)，一齊納二極管(11)和第二二極管(12)組成的串聯(lián)電路，其中齊納二極管(11)和第二二極管(12)以相反的極連接。
全文摘要
一種具有可調(diào)切斷延遲時(shí)間的自振蕩電路,在線圈(1)中存儲(chǔ)的剩余磁能由一個(gè)與之并聯(lián)的自振蕩電路在短的確定時(shí)間內(nèi)降低。該自振蕩電路包括一個(gè)與線圈(1)并聯(lián)的、由第一二極管(2)和第一開關(guān)三極管(4)組成的串聯(lián)電路,一個(gè)隨電壓變化的電阻(3)與該第一開關(guān)三極管并聯(lián)。通過一個(gè)由電容(6)和第一歐姆電阻(7)組成的并聯(lián)電路對(duì)第一開關(guān)三極管(4)進(jìn)行控制,第二開關(guān)三極管(9)與該電容(6)和第一歐姆電阻(7)并聯(lián)。在線圈(1)上出現(xiàn)切斷過壓時(shí),第二開關(guān)三極管(9)被導(dǎo)通,由此可靠封鎖了第一開關(guān)三極管(4),從而通過隨電壓變化的電阻(3)來降低剩余能量。
文檔編號(hào)H02H9/04GK1185240SQ96194128
公開日1998年6月17日 申請(qǐng)日期1996年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月30日
發(fā)明者托馬斯·舒保爾, 伯恩哈德·施特賴克 申請(qǐng)人:西門子公司