• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1987007987A1
    申请号:PCT/DE1987/000274
    申请日:1987-06-12
    公开日:1987-12-30
    发明作者:Jürgen KRAUSE
    申请人:Mannesmann Aktiengesellschaft；
    IPC主号:H03K17-00
    专利说明:
    [0001] Elektronische Steuerschaltung, insbesondere für einen Orucker
    [0002] Beschreibung
    [0003] Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerschaltung, insbesondere für einen Drucker, die eine Sicherungsschaltuπg für durch überströme oder Überspannung gefährdete Bauelemente umfaßt, wobei Leistungselemente den Effektoren vorgeschaltet sind und wobei Leistungselemente und Effektoren für einen Impulsbetrieb ausgelegt sind und die Verbraucher bei über- oder Unterschreiten des vorgeschriebenen Stroms bzw. der vorgeschriebenen Spannung ab- bzw. zuschaltbar sind.
    [0004] In der Geräteelektronik, insbesondere in der Druckerelektronik sind neben den Logikelementen eine Reihe von Leistungselementen in Gebrauch, die in der Regel mit einer Spannung zwischen 30 V und 50 V betrieben werden. Derartige Leistungselemente treiben als Leistungsschalter die sog. Effektoren (Verbraucher), wie z.B. Elektromagnetspulen in Druckerbaugruppen und Nadeldruckköpfen, Gleichstrommotoren und Schrittmotoren.
    [0005] Sowohl die Leistungselemente als auch die Effektoren sind üblicherweise für den Impulsbetrieb ausgelegt und nicht für eine höhere relative Einschaltdauer. Keinesfalls wird jedoch eine 100 %ige relative Einschaltdauer vorausgesetzt.
    [0006] In vielen Betriebsphasen sind irreguläre Betriebszustände innerhalb einer Gerätesteuerung, insbesondere innerhalb einer Druckersteuerung nicht auszuschließen. Beim Zu- und Abschalten der Betriebsspannung und in der Testphase (z.B. beim Stoppen des Programmes mit Emulator) sind die Effektoren gefährdet und können beschädigt oder gar- zerstört werden. Gemäß dem Stand der Technik sind Sicherungsschaltungen bekannt, bei denen in der Spannungszuführung der Leistungselemente Schalter in Form von Leistungstransistoren angeordnet sind. Diese Leistungstransistoren sind relativ groß und teuer und müssen - von Ausnahmen abgesehen - gekühlt werden, da sie eine hohe Verlustleistung erbringen. Außerdem wird bei derartigen Leistungstransistoren die Effektorspannung um den Betrag der Kollektor-Emitter-Spannung reduziert, so daß die Leistung des Verbrauchers um den Betrag der Verlustleistung des Leistungstransistors absinkt.
    [0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile eine Sicherungssenattung innerhalb einer elektronischen Steuerschaltung, insbesondere für Drucker, vorzuschlagen, die gestattet, einen Effektor schon im
    [0008] Vorfeld gegen unerwünscht hohe Ströme bzw. Spannungen abzuschirmen, so daß ein Durchgriff dieser zerstörenden Spannungen bzw. Ströme praktisch ausgeschlossen ist.
    [0009] Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs bezeichneten elektronischen Steuerschaltung erfindunsgemäß dadurch gelöst, daß ein Effektor im Betriebsfall ansteuerbar und gleichzeitig eine Referenzspannung im zulässigen Toleranzbereich zuschaltbar ist, bei deren überschreiten der Effektor abschaltbar ist. Grundsätzlich wird der Effektor demzufolge nur angesteuert, wenn dessen Funktion für den Betrieb eines Gerätes, wie z.B. eines Druckers, benötigt wird. In einem solchen Fall wird der Effektor jedoch nur dann bestromt, wenn die Betriebsspannung innerhalb eines vorherbestimmten zulässigen Toleranzbereichs liegt. Die Bestromung ist daher zunächst an die Aπsteuerung und an den Spannungstoleranzbereich geknüpft.
    [0010] Nach der weiteren Erfindung wird vorgeschlagen, daß dem Effektor ein Verstärker und diesem ein Komparator für den Vergleich der Referenzspannung mit der durch den Effektorstrom erzeugten Spannung vorgeschaltet ist und daß die Referenzspannung in Abhängigkeit zweier hintereinandergeschalteter Transistoren erzeugbar ist, von denen der vorgeschaltete Transistor nur mit einer Betriebsspannung im zulässigen Toleranzbereich durchschaltbar ist und der nachgeschaltete Transistor nur bei durchgeschaltetem, vorgeschaltetem Transistor durchschaltbar ist, um die Referenzspannung zu erzeugen. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden hier lediglich Transistoren der preiswertesten Bauart, d.h. nach der sog. SMO-Technik hergestellte Transistoren benötigt CSMO = Surface-Mounted-Devices).
    [0011] Eine andere Verbesserung der Erfindung sieht vor, daß der vorgeschaltete Transistor nur dann durchschaltbar ist, wenn ein vorgeschalteter, wiedertriggerbarer monostabiler Multivibrator innerhalb einer eingestellten Zeit durch die angeschlossene Effektorsteuerung getriggert ist. Demzufolge ist die eingestellte Zeit der Ansteuerung des betreffenden Effektors eine weitere Voraussetzung für die Durchschaltung der Transistoren.
    [0012] Eine weitere Sicherheitsstufe wird dadurch erzielt, daß der wiedertriggerbare monostabile Multivibrator über ein UND-Gatter an den vorgeschalteten Transistor angeschlossen ist und daß das UND-Gatter an eine separate Spannungsüberwachung angeschlossen ist. Demzufolge sind eine Spannungsgutmeldung und die Ansteuerung des betreffenden Bauteils weitere Voraussetzungen für die Ansteuerung des vorgeschalteten Transistors.
    [0013] Eine weitere Verbesserung der Erfindung stellt dar, daß der
    [0014] Komparator und die die Referenzspannung erzeugenden Widerstände einen integrierten Bauteil bilden. Der Anwendungsbereich der Erfindung kann nach zusätzlichen Merkmalen dahingehend gestaltet sein, daß jeweils einem Effektor- oder einer Gruppe von Effektoren ein durch die Betriebsspannung im zulässigen Toleranzbereich schaltbarer Transistor und der diesem nachgeschaltete Transistor zugeordnet sind.
    [0015] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wir im folgenden näher beschrieben.
    [0016] Die einzige Figur der Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Steuerschaltung in vereinfachter Darstellung.
    [0017] Der Effektor CD kann Bauteil einer beliebigen elektronischen Steuerschaltung sein und besteht innerhalb einer Druckersteuerung aus einer Induktivität mit sehr niedrigem Ohm'sehen Widerstand. Der Effektor CD kann deshalb auch aus der Wicklung eines Gleichstrommotors, eines Schrittmotors oder aus der Elektromagnetspule eines Nadeldruckkopfes für einen Matrixnadeldrucker bestehen. Ein Komparator CK) vergleicht die am Widerstand CR3) durch den Verbraucherstrom erzeugte Spannung mit der durch Referenzwiderstände CR1 und R2) eingestellten Referenzspannung. Bei überschreiten der Referenzspannung schaltet der Komparator CK) über einen Verstärker CA) den Effektor CD - Verbraucher - ab. Der vorstehend beschriebene Schaltungsteil bedeutet eine erste Sicherheitsstufe, um den Effektor CD vor Schäden oder vor der völligen Zerstörung zu bewahren. Im normalen Betriebsfall wird daher der Komparator CK) über den Verstärker CA) , d.h. dessen Transistor CT3), den Effektor CD einschalten.
    [0018] Die Referenzspannung CR1/R2) wird jedoch nur dann erzeugt, wenn ein dem Widerstand CRD vorgeschalteter Transistor CTD - vom Typ PNP - durchgeschaltet ist. Für den Fall, daß der Transistor CTD sperrt, ist die Referenzspannung CR1/R2) gleich Null, so daß der Effektor CD durch den Komparator CK) ständig ausgeschaltet bleibt.. Der Transistor CTD wird nur geöffnet, wenn ein dem Transistor CTD vorgeschalteter Transistor CT2) - vom Typ NPN -, dessen Kollektor über einen Schutzwiderstand C2) mit der Basis des Transistors CTD verbunden ist, durchgeschaltet wird. Der vorstehend beschriebene Schaltungsteil bedeutet daher ,eine zweite Sicherheitsstufe, um den Effektor CD vor Schaden zu bewahren.
    [0019] Der Transistor CT2) wird nur dann geöffnet, wenn die Betriebsspannung im zulässigen Toteranzbereich liegt und ein wiedertriggerbarer, monostabiler Multivibrator C3), der ein entsprechendes Signal (4) von einer Effektorsteuerung C5) erhält, getriggert wird. Die Effektorsteuerung C5) besteht bei einem Drucker aus der Druckersteuerung. Für den Fall, daß der Multivibrator C3) nicht innerhalb der eingestellten Zeit wiedergetriggert wird, wird über ein UND-Gatter CGD , das zwischen den Multivibrator (3) und den Transistor CT2) geschaltet ist, der Transistor (T2) gesperrt. Da der Transistor CT2) gesperrt ist, wird auch der Transistor CTD nicht angesteuert, so daß keine Referenzspannung CR1/R2) entstehen kann.
    [0020] Der vorstehend beschriebene Schaltungsteil bedeutet daher eine dritte Sicherheitsstufe, um den Effektor CD vor Schaden zu bewahren.
    [0021] Weiterhin ist eine Spannungsüberwachung C6) vorgesehen, die aus einem integrierten Baustein mit Transistorschaltung besteht und die die
    [0022] Eingangsspannung Chier z.B. 5 V) überprüft. Die Spannungsüberwachung gibt eine Spannungsgutmeldung oder eine Spannungsschlechtmeldung über das UND-Gatter CGD. Ein Widerstand C7) ist zwischen die Basis des Transistors CT2) und das Gatter CGD geschaltet, da es sich bei dem Gatter CGD um einen Bauteil mit offenem Kollektor handelt. Die Spanπungsüberwachung C6) bedeutet nunmehr eine vierte Sicherheitsstufe, um den Effektor CD vor Schaden zu bewahren. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die vorliegende Sicherheitseinrichtung nicht nur für den Betrieb des entsprechenden Gerätes, d.h. für die Steuerung eines Druckers gedacht ist, sondern auch für dessen Testphasen, in denen besondere Schaltzustände eintreten können.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Elektronische Steuerschaltung, insbesondere für einen Drucker, die eine Sicherungsschattung für durch überströme oder Überspannung gefährdete Bauelemente umfaßt, wobei Leistungselemente den Effektoren vorgeschaltet sind und wobei Leistungselemente und Effektoren für einen Impulsbetrieb ausgelegt sind und die Verbraucher bei über- oder Unterschreiten des vorgeschriebenen Stromes bzw. der vorgeschriebenen Spannung ab- bzw. zuschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Effektor CD im Betriebsfall ansteuerbar und gleichzeitig eine Referenzspannung CR1/R2) im zulässigen Toleranzbereich zuschaltbar ist, bei dessen überschreiten der Effektor CD abschaltbar ist.
    2. Elektronische Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Effektor CD ein Verstärker CA) und diesem ein Komparator CK) für den Vergleich der Referenzspannung CR1/R2) mit der durch den Effektorstrom erzeugten Spannung vorgeschaltet ist und daß die Referenzspannung CR1/R2) in Abhängigkeit zweier hintereinandergeschalteter Transistoren CT1/T2) erzeugbar ist, von denen der vorgeschaltete Transistor CT2) nur mit einer Betriebsspannung im zulässigen Toleranzbereich durchschaltbar ist und der nachgeschaltete Transistor CTD nur bei durchgeschaltetem, vorgeschaltetem Transistor CT2) durchschaltbar ist, um die Referenzspannung CR1/R2) zu erzeugen.
    3. Elektronische Steuerschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeschaltete Transistor CT2) nur dann durchschaltbar ist, wenn ein vorgeschalteter wiedertriggerbarer onostabiler Multivibrator C3) innerhalb einer eingestellten Zeit durch die angeschlossene Effektorsteuerung getriggert ist.
    4. Elektronische Steuerschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wiedertriggerbare monostabile Multivibrator C3) über ein UND-Gatter CGD an den vorgeschalteten Transistor CT2) angeschlossen ist und daß das UND-Gatter CGD an eine separate Spannungsüberwachung C6) angeschlossen ist.
    5. Elektronische Steuerschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator CK) und die die Referenzspannung erzeugenden Widerstände CR1,R2) einen integrierten Bauteil bilden. Elektronische Steuerschaltung nach einem oder mehreren der
    Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß jeweils einem Effektor CD oder einer Gruppe von Effektoren
    CD ein durch die Betriebsspannung im zulässigen Toleranzbereich schaltbarer Transistor CT2) und der diesem nachgeschaltete
    Transistor CTD zugeordnet sind.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3620535C2|1990-07-19|
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    EP0270622B1|1993-02-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-12-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1987-12-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1988-02-19| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987903855 Country of ref document: EP |
    1988-06-15| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987903855 Country of ref document: EP |
    1993-02-03| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987903855 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE19863620535|DE3620535C2|1986-06-19|1986-06-19||
    DEP3620535.4||1986-06-19||AT87903855T| AT85472T|1986-06-19|1987-06-12|Elektronische steuerschaltung, insbesondere fuer einen drucker.|
    DE19873784032| DE3784032D1|1986-06-19|1987-06-12|Elektronische steuerschaltung, insbesondere fuer einen drucker.|
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