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Schwingschaltung, insbesondere für Blinklichtanlagen an
Kraftfahrzeugen od. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Schwingschaltung, insbesondere für Blinklichtanlagen an Kraftfahrzeugen od. dgl., die zwei Transistoren vom gleichen Leitfähigkeitstyp enthält und bei der die Kollektorelektro- den der beiden Transistoren und die Basiselektrode des einen Transistors über Widerstände mit der einen
Klemme der Speisespannungsquelle und die Emitterelektroden der Transistoren mit der andern Klemme der Speisespannungsquelle verbunden sind.
Die Erfindung bezweckt eine solche Einrichtung anzugeben, die möglichst einfach aufgebaut ist und einen geringen Materialaufwand erfordert. Bei den bisher bekannten Schaltungen, die für derartige Ein- richtungen Verwendung fanden, sind grundsätzlich die Röhren von bekannten Röhrenschwingschaltungen durch Transistoren ersetzt, so dass der gleiche Materialaufwand wie bei den Röhrenschaltungen vorhanden ist. Derartige Schaltungen sind beispielsweise in der österr. Patentschrift Nr. 205080 und in der USA-Pa- tentschrift Nr. 2, 884, 518 beschrieben.
Es ist auch eine Schaltung bekanntgeworden, deren Materialauf- wand gegenüber den denRohrenschaltungeu nachgebildeten Schaltungen verringert ist, welche jedoch den
Nachteil aufweist, dass hiebei die zwei verwendeten Transistoren nicht vom gleichen Typ sein können, so dass also ein npn-und ein pnp-Transistor verwendet werden muss.
Es hat sich nun gezeigt, dass eine Schaltung mit zwei Transistoren vom gleichen Typ bei der Schwingschaltung gemäss der Erfindung dadurch verwirklichbar ist, dass die Kollektorelektrode des ersten Transistors direkt galvanisch mit der Basiselektrode des zweiten Transistors und die Kollektorelektrode dieses zweiten Transistors über ein aus der Serienschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators bestehendes RC-Glied mit der Basiselektrode des ersten Transistors verbunden ist.
Bekanntlich lassen sich als Multivibratoren ausgebildete Schwingschaltungen in astabile, monostabile und bistabile Multivibratoren unterteilen, wobei bei den astabilen Multivibratoren die Ausgangselektrode Jedes der beiden Verstärkerelemente über ein, n Kondensator mit der Steuerelektrode des andern Verstärkerelementes gekoppelt ist, während bei mono-bzw. bistabilen Multivibratoren die eine bzw. beide kapazitive Kopplungen durch Gleichstromkopplungen z. B. über einen Widerstand ersetzt sind. Es war daher zu erwarten, dass bei direkter Kopplung der Kollektorelektrode des einen Transistors mit der Basiselektrode des andern Transistors ein monostabiler Multivibrator entsteht, der dauernd in einem Zustand bleibt und nach Überführen, z. B. durch ein von aussen zugeführtes Signal, in den andern Zustand wieder in den Ruhestand zurückkippt.
Es wurde jedoch gefunden, dass ein derartiges Verhalten nicht eintritt und es mit der erfindungsgemässen Schwingschaltung möglich ist, einen astabilen Multivibrator mit nur einem einzigen Kondensator zu bauen ; darüber hinaus kann der einzige vorhandene Kondensator der erfindungsgemässen Schaltung, bei sonst gleichen Kenngrössen der erzeugten Schwingung, einen wesentlich kleineren Wert aufweisen als die Kondensatoren in den bekannten, z. B. in der österr. Patentschrift Nr. 205080 gezeigten, astabilen Multivibratorschaltungen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Schwingschaltung weist das Merkmal auf, dass der den Kollektor des zweiten Transistors mit der einen Klemme der Speisespannungsquelle verbindende Widerstand die z. B. aus Glühlampen bestehende Last ist.
Wenn es erwünscht ist, dass die Einrichtung gemäss der Erfindung eine Schwingung unabhängig vom Arbeitswiderstand zulässt, wie dies z. B. bei Ausbildung der Einrichtung für eine Blinklichtanlage an Kraft-
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fahrzeugen der Fall sein kann, welche wahlweise mit einem oder mehreren Anhängern versehen werden können, so ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Emitterelektrode des zweiten Transistors un- ter Zwischenschaltung der Emitter-Basisstrecke eines weiteren Transistors mit der Speisespannungsquelle verbunden und die Last ist in an sich bekannter Weise zwischen dem Kollektor dieses Transistors und der
Speisespannungsquelle eingeschaltet.
Die Emitterelektroden der Transistoren werden, wenn diese vom pnp-Typ sind, mit dem positiven
Pol der Speisespannungsquelle verbunden, während bei Verwendung von npn-Transistoren für die erfin- dungsgemässe Schaltung die Emitterelektroden dieser Transistoren mit dem negativen Pol der Speisespan- nungsquelle verbunden werden.
Bei Verwendung der erfindungsgemässen Einrichtung für Blinklichtanlagen in Kraftfahrzeugen ist meistens die Verwendung einer Kontrollampe notwendig, welche den Betriebszustand der Blinklichtanla- ge anzeigt. Wenn bei Verwendung mehrerer getrennt anschaltbarer Arbeitslampen nur eine einzige Kon- trollampe verwendet werden soll, so wird diese gemäss einer Weiterbildung der Erfindung zwischen die
Kollektorelektrode und die Emitterelektrode des zweiten Transistors eingeschaltet. Falls mehrere Arbeits- lampen oder Arbeitslampengruppen, z. B. die rechte und die linke Lampengruppe bei Fahrtrichtungsan- zeigern, überwachtwerdensollen, können die Kontrollampen parallel zu den Arbeitslampen bzw. Arbeits- lampengruppen geschaltet werden.
Da weiters festgestellt wurde, dass, falls der Arbeitswiderstand zwischen der Kollektorelektrode des zweiten Transistors und der Speisespannungsquelle eingeschaltet ist, der Schwingungseinsatz ausser von den
Werten der Bauteile der Schaltung auch noch von der Grösse des Arbeitswiderstandes abhängig ist, kann die erfindungsgemässe Einrichtung so ausgeführt werden, dass bei Ausfall einer oder mehrerer Arbeitslam- pen einer Gruppe parallelgeschalteter Arbeitslampen eine Schwingung in der Schaltung nicht mehr ein- tritt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachstehenden Beschreibungsteil und aus der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind, ohne den Schutz hierauf zu beschränken.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Einrichtung mit zwei pnp-Transistoren, während die Fig. 2 eine solche Einrichtung mit zwei npn-Transistoren zeigt. In den Fig. 3 und 4 ist eine besondere Ausführungs- form der erfindungsgemässen Einrichtung für Blinklichtanlagen dargestellt. Die Fig. 5 und 6 zeigen lastunabhängige erfindungsgemässe Schaltungen und die Fig. 7 und 8 Ausführungsformen zur Verwendung dieser Schaltungen für Blinklichtanlagen.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den ersten Transistor und 2 den zweiten Transistor, welche beidevom pnp-Typ sind. Die Emitterelektroden dieser Transistoren sind, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist, mit der Plusklemme einer nicht dargestellten Speisespannungsquelle verbunden. Ihre Basiselektroden sind über Widerstände 3 bzw. 4 mit der Minusklemme der Speisespannungsquelle verbunden. Die Kollektorelektrode des ersten Transistors 1 ist direkt mit der Basiselektrode des zweiten Transistors 2 verbunden, so dass die Kollektor-Emitterspannung des ersten Transistors 1 als Basis-Emitterspannung des zweiten Transistors2 wirksam ist. Weiters ist die Kollektorelektrode des zweiten Transistors 2 über ein aus dem Widerstand 5 und dem Kondensator 6 bestehendes RC-Glied mit der Basiselektrode des ersten Transistors 1 verbunden.
Der Arbeitswiderstand, welcher als eine Glühlampe 7 dargestellt ist, ist zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors 2 und dem negativen Pol der Spannungsquelle eingeschaltet. Diese Schaltungsanordnung wirkt wie folgt :
Wenn an die mit plus und minus bezeichneten Anschlussklemmen eine Speisespannungsquelle mit richtig er Polarität angeschlossen wird, so fliesst über die Lampe 7 und die Kollektor-Emitterstrecke dieses zweiten Transistors 2 ein kurzer Stromimpuls. Dieser Stromimpuls bringt wegen seiner kurzen Stromdauer den Glühfaden der Lampe 7 nicht zum Leuchten. Dabei entsteht an der Kollektor-Emitterstrecke des zweiten Transistors 2 ein Spannungsabfall, welcher z. B. bei einer Speisespannung von 12 V etwa 1 V betragen kann.
Dieser Spannungsstoss gelangt über den Kondensator 6 und den Widerstand 5 auf die Basis des ersten Transistors 1 und macht diesen Transistor leitend, wodurch die zu der Kollektor- Emitterstrecke dieses Transistors 1 parallelliegende Basis- Emitterstrecke des zweiten Transistors 2 stromlos wird. Dadurch wird auch die Kollektor-Emitterstrecke des zweiten Transistors 2 stromlos und es baut sich an ihr die volle Batteriespannung auf, was über den Kondensator 6 und den Widerstand 5 einen verstärkten Stromfluss in die Basis des ersten Transistors 1 hervorruft. Dabei wird der Kondensator 6 aufgeladen.
Wenn dieser Ladevorgang beendet ist, so wird die Basis-Emitterstrecke des ersten Transistors 1 stromlos, wodurch auch der Kollektorstrom des ersten Transistors 1 wieder sehr klein wird und über den Widerstand 4 in die Basis des zweiten Transistors 2 ein Steuerstrom zu fliessen beginnt. Dieser verursacht in dem zweiten Transistor 2
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einen Kollektorstrom über die Lampe 7, wodurch diese Lampe bzw. Lampen, wenn mehrere vorhanden sein sollten, zu leuchten beginnen. Mit Beginn des Stromflusses über die Kollektor-Emitterstrecke des zweiten Transistors 2 sinkt die Spannung an dieser und der geladene Kondensator 6 sperrt den ersten Transistor l, wobei er sich gleichzeitig entlädt.
Nachdem sich der Kondensator 6 entladen hat, hört diese Sperrung auf und es fliesst über den Widerstand 3 ein Basisstrom in den ersten Transistor 1 und damit beginnt auch der Kollektor des ersten Transistors 1 wieder Strom zu führen. Aus diesem Grunde nimmt der Basis-Emitter-Strom des zweiten Transistors 2 ab und die Spannung an der Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors beginnt anzusteigen, was über den Kondensator 6 und den Widerstand 5 einen grösser werdenden Basisstrom des ersten Transistors 1 hervorruft, welcher wieder ein Ansteigen des Kollektorstromes des ersten Transistors 1 verursacht, wodurch weiters der Basis-Emitterstrom des zweiten Transistors 2 noch weiter vermindert und schliesslich sehr klein wird.
Dadurch hört auch der Kollektor-Emitterstrom des zweiten Transistors 2 zu fliessen auf und die Lampe 7 verlöscht. An der Kollektor-Emitterstrecke des zweiten Transistors 2 baut sich nun wieder die volle Speisespannung auf und der Kondensator 6 beginnt sich wieder aufzuladen. Wenn der Kondensator 6 wieder aufgeladen ist, sinkt der Basisstrom des ersten Transistors 1 und als Folge davon wird der zweite Transistor 2 wieder leitend, wodurch die Lampe 7 wieder aufleuchtet.
Dieser Vorgang wiederholt sich nun so lange, als die Spannungsquelle angeschlossen bleibt. Zum In-Be- trieb-bzw. Ausser-Betriebsetzen der erfindungsgemässen Einrichtung kann es jedoch vorteilhaft sein, nicht die Verbindungsleitung von der Speisespannungsquelle zu der Schwingschaltung zu unterbrechen, sondern z. B. die Verbindung zwischen der Lampe 7 und der Kollektorelektrode des zweiten Transistors 2 zu schlie- ssen bzw. zu unterbrechen. Bei einer genauen Untersuchung über die Form der erzeugten Schwingungen zeigt es sich, dass diese praktisch als reine Rechteckschwingungen angesehen werden können.
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dargestellt. Die Wirkungsweise dieser Schaltung entspricht genau derjenigen der Schaltung nach Fig. 1.
Bei dieser Schaltung sind nur die Anschlussklemmen der Speisespannungsquelle vertauscht, wie dies aus der
Zeichnung zu ersehen ist.
In Fig. 3 istdie Verwendung einer erfindungsgemässen Einrichtung insbesondere für Blinklichtanlagen an
Kraftfahrzeugen dargestellt. Hiebei sind mittels des Schalters 12 wahlweise zwei Lampen bzw. Lampengruppen 10 und 11 mit der Kollektorelektrode des zweiten Transistors 2 verbindbar, wie dies z. B. für
Fahrtrichtungsanzeiger erforderlich ist. In der Mittelstellung des Schalters 12, welche in der Figur eingezeichnet ist, ist keine der beiden Lampen bzw. Lampengruppen 10 und 11 mit der Kollektorelektrode des zweiten Transistors 2 verbunden. Es fliesst in diesem Falle, welcher dem Ruhezustand der Schaltung entspricht, über den Widerstand 3 ein Basisstrom in die Basis des ersten Transistors 1.
Dieser Basisstrom muss so gross bemessen sein, dass, bei geschlossenem Schalter 12, die Spannung zwischen dem Emitter und dem Kollektor des zweiten Transistors 2 nicht grösser als die Kollektorkniespannung dieses Transistors ist.
Der Widerstand 3 muss einen solchen Wert haben, dass in die Basis des ersten Transistors 1 ein so grosser Strom fliesst, dass bei der kleinen Kollektor-Emitterspannung des ersten Transistors 1 ein Kollektorstrom fliesst, der einen Bruchteil des in den zweiten Transistors 2 fliessenden Basisstromes beträgt. Die BasisEmitterspannung des ersten Transistors 1 wirkt in diesem Betriebszustand als Ladespannung für den Kondensator 6 und dieser lädt sich über den Widerstand 5 auf diese Spannung auf, wobei das positive Potential am Kollektor des zweiten Transistors 2 zu liegen kommt.
Wird nun mittels des Schalters 12 die Lampe bzw. die Lampengruppe 10 oder 11 mit dem Kollektor des zweiten Transistors 2 verbunden, so beginnt die Schaltung analog zu der Schaltung gemäss Fig. 1 zu schwingen. Parallel zu der Lampe bzw. den Lampengruppen 10 und 11 sind Kontrollampen 13 bzw. 14 geschaltet. Mittels dieser Kontrollampen kann der Betriebszustand der Blinklichtanlage kontrolliert werden. Sollte die Schaltung wegen einer auftretenden Störung beim Einschalten des Schalters 12 nicht zu schwingen beginnen, so kann dies an den Kontrollampen 13 bzw. 14 festgestellt werden.
Falls für die verschiedenen Lampen bzw. Lampengruppen 10 und 11 nur eine Kontrollampe 15 verwendet wird, so wird diese, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, zwischen die Kollektor- und die Emitterelektrode des zweiten Transistors 2 geschaltet. Bei dieser Schaltung leuchtet die Kontrollampe 15 entgegengesetzt zu den Lampen bzw. Lampengruppen 10 und 11, d. h. beim Aufleuchten dieser Lampen leuchtet die Kontrollampe nicht auf und umgekehrt.
Die Schaltung kann ferner so bemessen werden, dass bei Änderung des Arbeitswiderstandes, wie er z. B. durch Durchbrennen einer Lampe mehrerer parallelgeschalteter Lampen auftreten kann, die Schaltung nicht zu schwingen beginnt, so dass auch im Falle einer Störung der Arbeitslampen dies nach Einschalten des Schalters 12 an der Kontrollampe bzw. den Kontrollampen angezeigt wird, da diese dann entweder dauernd brennen oder nicht brennen. Beides ist also ein Zeichen für eine Störung in der Blinklichtanlage.
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Die Blinkfrequenz und das Verhältnis zwischen Aufleuchtzeit und Dunkelzeit kann durch Verändern des Widerstandes 5 und des Kondensators 6 eingestellt werden. Zweckmässigerweise wird die Blinklicht- anlage jedoch für eine bestimmte Blinklichtfrequenz und ein bestimmtes Hell-Dunkelverhälmis ausgelegt.
Die Bauteile 5 und 6 werden hiebei mit solchen Werten ausgeführt, dass die gewünschten Nenndaten der
Blinklichtanlage erzielt werden.
Bei einer praktischen Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung gemäss Fig. 1 für zirka 75 mali- ges Aufleuchten pro min wurden die einzelnen Bauteile wie folgt bemessen :
Transistor 1 OC 72,
Transistor 2 OC 27,
Widerstand 3 20 k n
Widerstand 4 200 fa
Widerstand 5 5 k sa
Kondensator625 F
Arbeitswiderstand 7 ; zwei parallelgeschaltete
Lampen zu 12 V/20 W.
Speisespannung 12 V.
Fig. 5 zeigt eine lastunabhängige Einrichtung, d. h., dass der Arbeitswiderstand keinen Einfluss auf den Schwingvorgang hat. Zu diesem Zweck ist die Emitterelektrode des zweiten Transistors 2 nicht direkt mit dem Pluspol der Batterie verbunden, wie dies bei der Schaltung gemäss Fig. 1 der Fall ist, sondern mit der Basiselektrode eines weiteren Transistors 16, dessen Emitterelektrode mit dem Pluspol und dessen
Kollektorelektrode mit dem Arbeitswiderstand, in diesem Falle mit den Glühlampen 17 und 18, verbu'n- den ist.
Es ist ersichtlich, dass durch die Verwendung des Transistors 16 der Wert des Arbeitswiderstandes keine Rückwirkung auf den zwischen den beiden Transistoren 1 und 2 hervorgerufenen Schwingungsvor- gang ausübt, weshalb an die Kollektorelektrode des Transistors 16 eine beliebige Anzahl von Arbeitslam- pen angeschlossen werden kann, wobei jedoch selbstverständlich zu beachten ist, dass der maximal zulässige Kollektorstrom des Transistors 16 nicht überschritten wird.
Diese in Fig. 5 dargestellte Schaltung wurde praktisch mit folgenden Werten der einzelnen Bauteile ausgeführt :
Transistor 1 GT 222
Transistor 2 GT 222
Transistor 16 2N 554
Widerstand 3 50 k n
Widerstand 4 1, 5 k n
Widerstand 5 20 k n
Kondensator 610 bof
Widerstand 7 100 Q
Speisespannung 12 V.
In Fig. 6 ist eine zu der Fig. 5 analoge Schaltung dargestellt, wobei jedoch anstatt pnp-Transistoren npn-Transistoren verwendet werden. Die dargestellte Schaltung entspricht einer lastunabhängigen Ausführungsform der in Fig. 2 dargestellten Schaltung, wobei der an die Emitterelektrode des zweiten Transistors 9 angeschlossene, das Ein- und Ausschalten der Arbeitslampen 17 bewirkende npn-Transistor mit 19 bezeichnet ist.
In Fig. 7 ist analog zu der Fig. 3 eine Einrichtung mit Verwendung der Schaltung für eine Blinklichtanlage dargestellt. Hiebei sind jedoch die Lampen 10,11, 13,14 bzw. der Schalter 12 nicht an die Kollektorelektrode des zweiten Transistors 2, sondern an die des Transistors 16 angeschlossen, wobei an
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der übrigen Schaltungsanordnung keine Abänderungen vorgenommen wurden. Fig. 8 stellt die analoge Schaltung zu Fig. 4 dar, wobei innerhalb des mit der strichpunktierten Linie 20 angedeuteten Blockes die auch in der Fig. 7 innerhalb dieser strichpunktierten Linie 20 angegebene Schaltungsanordnung vorhanden ist.
PATENT ANSPRÜCHE ; i 1. Schwingschaltung, insbesondere für Blinklichtanlagen an Kraftfahrzeugen od. dgl., die zwei Transistoren vom gleichen Leitfähigkeitstyp enthält und bei der die Kollektorelektroden der beiden Transistoren und die Basiselektrode des einen Transistors über Widerstände mit der einen Klemme der Speisespannungsquelle und die Emitterelektroden der Transistoren mit der andern Klemme der Speisespannungsquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorelektrode des ersten Transistors (1) di- ) rekt galvanisch mit der Basiselektrode des zweiten Transistors (2) und die Kollektorelektrode dieses zweiten Transistors (2) über ein aus der Serienschaltung eines Widerstandes (5) und eines Kondensators (6) be-
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