193613. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés jelzőlámpák vezérlésére és működésének ellenőrzésére
193613 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés jelzőlámpák vezérlésére és működésének ellenőrzésére, amely áramkorlátozott kapcsolókat, áramfigyelő ellenállásokat, komparátorokat, referenciafeszültség kapcsolót és vag-y-funkciójú egységet tartalmaz. A szakirodalomból ismert kis egyenfeszültségű, kisáramú (U^60V, I ^ 1A) elektronikus jelzőlámpa meghajtók kapcsolótranzisztort és annak báziskörében bázisellenállást tartalmaznak. Az elrendezés előnye az egyszerű felépítés. Hátrányai (amelyek részben csak akkor jelentkeznek, ha a jelzőlámpa a készüléken kívül nagyobb távolságra van) a következők: — Bekapcsoláskor az izzólámpa hidegellenállása a névleges ellenállás törtrésze (mintegy 10%-a), ezért nagy bekapcsolási áram folyik, amely az "izzólámpa élettartamát csökkenti. A fenti kapcsolási elrendezésben ezt az áramot csak a tranzisztor áramerősítési tényezője korlátozza (Ic <;Ib-B), amely azonban egy tranzisztortípuson belül is példányonként erősen változik, és a hőmérséklettől is függ. — Ha a jelzőlámpa áramkörében szakadás van — például a jelzőlámpa kiég —, ez veszélyhelyzetet idézhet elő, mert a jelzőlámpa valamilyen figyelmeztető jelzése elmarad. — Ha a jelzőlámpa körében zárlat van, akkor a kapcsolótranzisztoron keresztül nagy zárlati áram folyik, és rajta az üzemi feszültség esik, ezért túlmelegedés miatt rövid idő alatt tönkremegy. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a fenti kapcsolási elrendezés hátrányait küszöböli ki, egyrészt korlátozza a bekapcsolási áramot, másrészt az üzemi áram figyelésével lehetővé teszi az áramkörben lévő szakadás és zárlat észlelését. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a rajzon szereplő kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesen. A rajz szerinti kiviteli alak NPN tranzisztorokat tartalmaz, és a tápfeszültség pozitív, de természetesen ugyanúgy felépíthető PNP tranzisztorokból és negatív tápfeszültséggel is. A kiviteli alak két lámpameghajtó áramkört tartalmaz (A és B), de az igényeknek megfelelően több (n db n >2 pozitív egész szám) lámpameghajtó áramkör is lehet a kapcsolási elrendezésben. A 6 és 16 jelzőelemek tápfeszültségét a 18 és 19 kapcsokra kell csatlakoztatni. Az 1 vezérlőkapocsra a 2 bázisellenállás csatlakozik, amelynek másik vége a 3 meghajtótranzisztor, vagy több tranzisztorból álló, soros meghajtóegység bázisára és a 4 áramkorlátozó tranzisztor kollektorára csatlakozik. A 3 meghajtótranzisztor kollektora és a 18 kapocs közé van a 6 jelzőelem pl. izzólámpa — beiktatva. A 3 meghajtótranzisztor emitterére csatlakozik a 4 áramkorlátozó tranzisztor bázisa, 2 1 az 5 áramfigyelő ellenállás egyik vége és a 7 komparátor egyik bemenete. A 4 áramkorlátozó tranzisztor emittere és az 5 áramfigyelő ellenállás másik vége a 19 kapocshoz csatlakozik. A 7 komparátor másik bemenete a 10 kapcsolható referenciafeszültség forrás kimenetére kapcsolódik. A 12 báziséllenállást, 13 meghajtótranzisztort, 14 áramkorlátozó tranzisztort, 15 áramfigyelő ellenállást, 16 jelzőelemet és 17 komparátort tartalmazó „B" meghajtóáramkör felépítése megegyezik az „A" meghajtóáramkör fent ismertetett elrendezésével. A 7 és 17 komparátor kimenete a 8 vagy-funkciójú elemre csatlakozik, amelynek kimenete a 20 működésjelző kapocsra csatlakozik. Kialakítható a kapcsolási elrendezés úgy is, hogy nem tartalmaz külön vagy-funkciójú elemet, hanem az erre alkalmas 7 és 17 komparátor kimenete össze van kötve (ún. huzalozott vagy-funkció). A következőkben a találmány szerinti kapcsolási elrendezés működését a rajz szerinti kiviteli alak kapcsán ismertetjük. Ha az 1 vezérlőkapocsra 0 feszültséget kapcsolunk, a 3 meghajtótranzisztor lezár, és a 6 jelzőelemen áram nem folyik. Ha az 1 vezérlőkapocsra pozitív vezérlőfeszültséget adunk, a 3 meghajtótranzisztor nyit, és a 6 jelzőelem árama átfolyik az 5 áramfigyelő ellenálláson. Ha az 5 áramfigyelő ellenálláson eső feszültség eléri a 4 áramkorlátozó tranzisztor bázis-emitter nyitófeszültségét, a 4 áramkorlátozó tranzisztor vezetni kezd, így korlátozza a 3 meghajtótranzisztor bázisáramát. Ilyen módon a 6 jelzőelem árama maximum Irz =Ube/Re lehet, ahol Ube a 4 áramkorlátozó tranzisztor bázis-emitter nyitófeszültsége, Re az 5 áramfigyelő ellenállás értéke. Ha a 6, 16 jelzőelem izzólámpa, amelynek hidegellenállása kicsi, ez a működés megakadályozza, hogy a lámpán bekapcsoláskor nagy áram folyjék keresztül, ezzel a lámpa élettartamát növeli. Az 5 áramfigyelő ellenállásra kapcsolódó 7 komparátor a másik bemenetére kapcsolt refernciafeszültségtől függően figyelheti azt, hogy a 6 jelzőelem árama elér-e egy minimális értéket, illetve túlhalad-e egy maximális értéket. Az első, a körben lévő szakadást, az utóbbi, a körben lévő zárlatot jelzi. A fenti funkció megvalósítására az Ur, és Ur2 feszültség megkívánt értékére az alábbi egyenlőtlenségek érvényesek: ( I ) I min X Re Ur j <C I max X Re (H) 1 max X Re < Ur2 -< Irz X Re A kapcsolási elrendezésnek a rendes működtető bemeneti kapcsokon kívül egyetlen kiegészítő működtető kapocsra — a referenciafeszültség vezérlő 9 kapocsra van szükség, és a működési állapotot az egyetlen kiegészítő 20 működésjelző kapcson jelzi. A 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
