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Patent Searching and Data


Title:
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ACTUATING A BISTABLE RELAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/033029
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a circuit arrangement for actuating a bistable relay. A relay coil (1, 1a, 1b) of the bistable relay is arranged in a series circuit with a capacitor (2). The series circuit is connected to a supply voltage (V+) via a first semiconductor switch (5) in order to switch on the bistable relay, and the series circuit is short-circuited by means of a second semiconductor switch (7) in order to switch off the bistable relay. The circuit arrangement is characterized in that at least one voltage regulator (100, 200) is provided which regulates the voltage applied to the relay coil (1, 1a, 1b) of the bistable relay such that the voltage does not exceed a specified voltage.

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Inventors:
LUECK MATTHIAS (DE)
WOLLENHAUPT GERD (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/067378
Publication Date:
March 06, 2014
Filing Date:
August 21, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SMA SOLAR TECHNOLOGY AG (DE)
International Classes:
H01H47/22; H01H47/32
Foreign References:
JPS5760632A1982-04-12
US20080204964A12008-08-28
US4257081A1981-03-17
Attorney, Agent or Firm:
KLEINE, Hubertus et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines bistabilen Relais, bei der eine Relaisspule (1 , 1 a, 1 b) des bistabilen Relais in einer Reihenschaltung mit einem Kondensator (2) angeordnet ist, wobei die Reihenschaltung zum Einschalten des bistabilen Relais über einen ersten Halbleiterschalter (5) mit einer Versorgungsspannung (V+) verbunden ist und zum Ausschalten des bistabilen Relais mithilfe eines zweiten Halbleiterschalters (7) kurzgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spannungsregler (100, 200) vorgesehen ist, der die an der Relaisspule (1 , 1 a, 1 b) des bistabilen Relais anliegende Spannung so regelt, dass sie eine vorgegebene Spannung nicht überschreitet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , bei der ein erster Spannungsregler (100) vorgesehen ist, der einen Eingang (1 1 1 ), einen Ausgang (1 12) und einen Regelanschluss (1 13) aufweist, wobei sich am spannungsgeregelten Ausgang (1 12) relativ zum Regelanschluss (1 13) eine Spannung einstellt, deren Absolutwert eine vorgegebene Spannung nicht übersteigt, und wobei der Eingang (1 1 1 ) mit dem ersten Halbleiterschalter (5) und der Ausgang (1 12) und der Regelanschluss (1 13) jeweils mit einem Aus- gangsanschluss (14, 15) für die Relaisspule (1 , 1 a, 1 b) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei der der erste Spannungsregler (100) einen Längstransistor (101 ) aufweist, dessen Steuereingang über eine Reihenschaltung einer Zenerdiode (102) und einer Diode (103) mit dem Regelanschluss (1 13) verbunden ist und über einen Widerstand (104) mit dem Eingang (1 1 1 ) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der die Diode (103) und die Zenerdiode (102) innerhalb ihrer Reihenschaltung antiseriell zueinander verschaltet sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein zweiter Spannungsregler (200) vorgesehen ist, der einen Eingang (21 1 ), einen Ausgang (212) und einen Regelanschluss (213) aufweist, wobei sich am spannungsgeregelten Ausgang (212) relativ zum Regelanschluss (213) eine Spannung einstellt, deren Absolutwert eine vorgegebene Spannung nicht übersteigt, und wobei der Eingang (21 1 ) mit dem Masseanschluss (12) und der Ausgang (212) und der Regelanschluss (213) jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse (14, 15) der Relaisspule (1 , 1 a, 1 b) verbunden sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei der der zweite Spannungsregler (200) einen Längstransistor (201 ) aufweist, dessen Steuereingang über eine Reihenschaltung einer Zenerdiode (202) und einer Diode (203) mit dem Regelanschluss (213) verbunden ist und über einen Widerstand (204) mit dem Eingang (21 1 ) verbunden ist, wobei der Eingang (21 1 ) über den zweiten Halbleiterschalter (7) mit dem Masseanschluss (12) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei der der zweite Spannungsregler (200) einen Längstransistor (201 ) aufweist, dessen Steuereingang über eine Reihenschaltung einer Zenerdiode (202) und einer Diode (203) mit dem Regelanschluss (213) verbunden ist und über einen Widerstand (204) mit dem zweiten Halbleiterschalter (7) verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Diode (203) und die Zenerdiode (202) innerhalb ihrer Reihenschaltung antiseriell zueinander verschaltet sind.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der die Anode der Zenerdiode (102) über den Ausgangsanschluss (15) für die Relaisspule (1 , 1 a, 1 b) mit der Kathode der Zenerdiode (202) verbunden ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der die Kathode der Diode (103) über den Ausgangsanschluss (15) für die Relaisspule (1 , 1 a, 1 b) mit der Anode der Diode (203) verbunden ist.

1 1 . Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der der Längstransistor (101 ) des ersten Spannungsreglers (100) und der Längstransistor (201 ) des zweiten Spannungsreglers (200) zueinander komplementäre Typen sind, insbesondere NPN- bzw. PNP-Bipolartransistoren oder n-Kanal bzw. p-Kanal MOSFETs.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , bei der der erste und der zweite Halbleiterschalter (5, 7) derart mit einem Steuereingang (13) der Schaltungsanordnung verbunden sind, dass sie abhängig von einem digitalen Eingangspegel an dem Steuereingang (1 3) invers zueinander leitend bzw. gesperrt sind.

Description:
Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines bistabilen Relais

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines bistabilen Relais, bei der eine Spule des bistabilen Relais in einer Reihenschaltung mit einem Kondensator angeordnet ist, wobei die Reihenschaltung zum Einschalten des bistabilen Relais über einen ersten Halbleiterschalter mit einer Versorgungsspannung verbunden wird und zum Ausschalten des Relais über einen zweiten Halbleiterschalter kurzgeschlossen wird. Bistabile Relais werden bevorzugt eingesetzt, wenn beide Schaltzustände - eingeschaltet und ausgeschaltet - für einen längeren Zeitraum eingenommen werden. Anstelle einer dauerhaften Bestromung einer Spule des Relais bei einem monostabilen Relais ist bei dem bistabilen Relais eine Bestromung nur für die Zeitdauer des Umschaltens zwischen den Schaltzuständen erforderlich. Im Rahmen der Anmeldung ist unter einem Relais allgemein eine elektromagnetisch betätigte Schaltvorrichtung zu verstehen, also ein Kleinleistungsrelais ebenso wie ein für höhere Leistungen ausgelegtes Gleich- oder Wechselstromschütz. Damit ein bistabiles Relais beim Ausfall der Versorgungsspannung einen definierten Schaltzustand einnimmt, wird das bistabile Relais häufig in der eingangs genannten Reihenschaltung mit einem Kondensator angeordnet. Beim Wegfall der Versorgungsspannung kann die im Kondensator gespeicherte Energie genutzt werden, um das Relais in einen definierten Schaltzustand, üb- licherweise in den ausgeschalteten Zustand, zu bringen. Als Kondensator wird üblicherweise ein Elektrolytkondensator eingesetzt. Die eingangs genannte Schaltungsanordnung kann dabei für ein solches bistabiles Relais geeignet sein, bei dem das Ein- bzw. Ausschalten des Relais über Stromstöße unterschiedlicher Polarität durch eine einzelne Spule des Relais, nachfolgend Re- laisspule genannt, erfolgt oder für ein bistabiles Relais, bei dem jeweils eine separate Relaisspule für den Ein- bzw. Ausschaltvorgang vorhanden ist. Zur Betätigung des Relais ist es jeweils notwendig, eine Mindestspannung an der Relaisspule für eine Mindestzeitdauer anzulegen. Aufgrund des Aufladebzw. Entladevorgangs des in Reihe mit dem bistabilen Relais geschalteten Kondensators stellt sich über der Relaisspule während des Schaltverlaufs ein in etwa exponentiell wachsender bzw. fallender Spannungsabfall ein. Um zu erreichen, dass auch am Ende der angegebenen Mindestzeit des Stromstoßes die für den Schaltvorgang vorgesehene Mindestspannung an der Relaisspule anliegt, muss entweder ein Kondensator mit relativ großer Kapazität gewählt werden, oder die Versorgungsspannung so hoch gewählt werden, dass auch nach der vorgegebenen Schaltzeit die Spannung an der Relaisspule noch ausreichend hoch ist. Ein Kondensator mit größerer Kapazität ist aus Platz- und Kostengründen nicht wünschenswert. Ein Anheben der Versorgungsspannung ist nachteilig, weil dann unter Umständen zumindest zu Beginn des Auf- bzw. Entladevorgangs des Kondensators eine zu hohe Spannung an der Relaisspule anliegt, wodurch sich die Lebensdauer des Relais verringern kann.

Aus der Druckschrift DE 27 47 607 C2 ist eine Schaltungsanordnung zur An- steuerung eines bistabilen Relais bekannt, bei der eine Zenerdiode eingesetzt wird, um einen Wert der Versorgungsspannung, unterhalb dessen ein Aus- schaltvorgang erfolgt, festzulegen. Es wird jedoch nach wie vor ein Kondensator mit entsprechend hoher Kapazität in Reihenschaltung mit der Relaisspule benötigt. Ein Schutz der Relaisspule vor Schwankungen der Versorgungsspannung nach oben hin wird nicht thematisiert. Auch die Druckschrift US 4,533,972 zeigt eine Schaltungsanordnung zur An- steuerung eines bistabilen Relais, bei der ein Kondensator in Reihenschaltung mit einer Relaisspule vorgesehen ist. Es ist eine Spannungsstabilisierung der Spannung vorgesehen, die an die Reihenschaltung angelegt wird. Auf diese Weise kann die Relaisspule vor Schwankungen der Versorgungsspannung ge- schützt werden, es wird jedoch auch hier ein Kondensator mit entsprechend hoher Kapazität in Reihenschaltung mit der Relaisspule benötigt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Kondensator mit geringerer Kapazität in der Reihenschaltung mit der Spule des bistabilen Relais verwendet werden kann und die tolerant gegenüber einer in der Höhe variierenden Ver- sorgungsspannung ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bei einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist mindestens ein Spannungsregler vorgesehen, der die an der Relaisspule des bistabilen Relais anliegende Spannung so regelt, dass sie eine vorgegebene Spannung nicht überschreitet. Dadurch, dass die an der Relaisspule anliegende Spannung so geregelt wird, dass sie eine vorgegebene Spannung nicht überschreitet, wird die unmittelbar an der Relaisspule anliegende Spannung begrenzt. Durch die Begrenzung der Spannung über der Relaisspule fließt bedingt durch den gegebenen Innenwiderstand der Relaisspule entsprechend auch ein in seiner Höhe begrenzter Strom durch die Relaisspule. Somit ist auch der Stromfluss durch den Kondensator begrenzt, da dieser größtenteils durch den durch die Relaisspule fließenden Strom gegeben ist. Durch den begrenzten Stromfluss in den Kondensator ist die Zeitkonstante bei der Auf- oder Entladung des Kondensators ebenfalls begrenzt, wodurch die Zeitdauer des Stromstoßes durch die Relaisspule ge- genüber einer Schaltungsanordnung ohne den mindestens einen Spannungsregler verlängert ist. Es wird also der Stromstoß durch die Relaisspule zum Ein- oder Ausschalten des Relais zum Einen in seiner Spannungshöhe begrenzt, so dass Beschädigungen der Relaisspule verhindert werden, und zum Anderen die Zeitdauer des Stromstoßes zum Betätigen des Relais bei gleicher Kapazität des Kondensators verlängert. Im Umkehrschluss kann die Kapazität des Kondensators kleiner gewählt werden als bei einer Schaltungsanordnung ohne den mindestens einen Spannungsregler. Der erste und auch der zweite Halbleiterschalter können dabei jeweils separate Elemente sein. Alternativ ist es möglich, die Funktion des ersten und/oder zweiten Halbleiterschalters durch Schaltelemente des mindestens einen Spannungsreglers umzusetzen.

In vorteilhaften Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung sind ein erster und/oder zweiter Spannungsregler vorgesehen, die jeweils über einen Eingang, einen Ausgang und einen Regelanschluss verfügen, wobei sich am spannungsgeregelten Ausgang relativ zum Regelanschluss eine Spannung einstellt, deren Absolutwert eine vorgegebene Spannung nicht übersteigt, und wobei der Eingang mit dem ersten bzw. zweiten Halbleiterschalter und der Ausgang und der Regelanschluss jeweils mit einem Ausgangsanschluss für die Relaisspule verbunden sind. Bevorzugt weist der erste bzw. zweite Spannungsregler jeweils einen Längstransistor auf, dessen Steuereingang jeweils über eine Reihenschaltung einer Zenerdiode und einer Diode mit dem Regelanschluss verbunden ist und jeweils über einen Widerstand mit dem Eingang verbunden ist. Besonders bevorzugt sind die Diode und die Zenerdiode innerhalb ihrer Reihenschaltung antiseriell zueinander verschaltet. Weiterhin sind besonders bevorzugt die Längstransistoren des ersten und des zweiten Spannungsreglers zueinander komplementäre Typen, insbesondere NPN- bzw. PNP- Bipolartransistoren oder n-Kanal bzw. p-Kanal MOSFETs. Die genannten Aus- führungen stellen unkomplizierte und gut geeignete Implementierungen für die Spannungsregler dar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von drei Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels ei- ner Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines bistabilen Relais;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild der Schaltungsanordnung des ersten

Ausführungsbeispiels in einer alternativen Ausgestaltung; und Fig. 3 ein schematisches Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines bistabilen Relais. Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines bistabilen Relais in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Darstellung.

Die Schaltungsanordnung weist einen Anschluss 1 1 für eine positive Versorgungsspannung von V+, einen Anschluss 12 (Masseanschluss; GND - Ground) sowie einen Steuereingang 13 auf. Parallel zu dem Anschluss 1 1 und dem

Masseanschluss 12 ist ein Glättungskondensator 8 angeordnet. Das bistabile Relais ist mit seiner Spule 1 , nachfolgend Relaisspule 1 genannt, über einen ersten Ausgangsanschluss 14 und einen zweiten Ausgangsanschluss 15 mit der Schaltungsanordnung verbunden.

Das Relais schaltet abhängig von einem Pegel an dem Steuereingang 13 sowie abhängig davon, ob der Anschluss 1 1 für die Versorgungsspannung V+ gegenüber dem Masseanschluss 12 mindestens mit einer vorgegebenen Mindestspannung beaufschlagt ist.

Zur Überwachung der Höhe der Versorgungsspannung V+ ist ein Diskriminator 10 vorhanden, der an einem Ausgang ein Logiksignal ausgibt. Erreicht oder übersteigt die Höhe der Versorgungsspannung die Mindestspannung, liegt an dem Ausgang des Diskriminators 10 ein Signal mit dem Logikpegel„1 " an, an- dernfalls ein Signal mit dem Logikpegel„0". Der Ausgang des Diskriminators 10 ist mit einem Eingang eines Logikbausteins 9 verbunden, der Steuereingang 13 mit einem weiteren Eingang dieses Logikbausteins 9. Der Logikbaustein 9 ist als NAND-Gatter ausgebildet, so dass an seinem Ausgang nur dann ein Signal von logisch„0" anliegt, wenn beide Eingänge auf logisch„1 " liegen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schaltet das Relais ein (wird gesetzt), wenn am Ausgang des Logikbausteins 9 ein Signal von logisch„0" anliegt. Bei einem Signal von logisch„1 " am Ausgang des Logikbausteins 9 schal- tet das bistabile Relais aus (wird zurückgesetzt). Das Relais wird folglich gesetzt, wenn sowohl eine Versorgungsspannung V+ von ausreichender Höhe (größer oder gleich der Mindestspannung) vorliegt, als auch der Steuereingang 13 mit einem Logikpegel von logisch„1 " beaufschlagt ist. In den anderen Fäl- len, also wenn sich die Versorgungsspannung V+ unterhalb der Mindestspannung befindet und / oder der Steuereingang 13 einen Logikpegel von logisch „0" aufweist, wird das Relais zurückgesetzt. Es versteht sich jedoch, dass auch eine umgekehrte Schaltlogik realisiert werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Logiksignale Pegel gemäß der TTL-Logik annehmen. Des Weiteren sind auch Spannungswerte anderer gängiger Logikpegel, wie z. B. LVTTL, CMOS 1 ,8V, CMOS 2,5V oder CMOS 5V zur Ansteuerung des Relais am Steuereingang 13 möglich.

Die Relaisspule 1 ist mit einem Kondensator 2 in Reihe geschaltet. Der Kon- densator 2 ist dabei zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss 15 und dem Masseanschluss 12 angeordnet.

Der erste Ausgangsanschluss 14 ist über einen ersten Spannungsregler 100 und einen ersten Halbleiterschalter 5 mit dem Anschluss 1 1 für die positive Versorgungsspannung V+ verbunden. Der erste Halbleiterschalter 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel als MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field- Effect Transistor) ausgeführt, dessen Steuereingang (Gate-Anschluss) über einen Widerstand 6 ebenfalls mit dem Anschluss 1 1 für die positive Versorgungsspannung V+ verbunden ist. Weiterhin ist der Gate-Anschluss des ersten Halbleiterschalters 5 über die Schaltstrecke eines weiteren Halbleiterschalters 3, hier ebenfalls ein MOSFET, mit dem Ausgang des Logikbausteins 9 verbunden. Der Steueranschluss (Gate-Anschluss) des weiteren Halbleiterschalters 3 ist über eine Referenzspannungsquelle 4 auf einem vorgegebenen Potenzial gegenüber dem Massepotential GND gehalten. Das vorgegebene Potenzial wird so gewählt, dass der Halbleiterschalter 3 bei einem Logikpegel von logisch „1 " am Ausgang des Logikbausteins 9 sperrt und bei einem Logikpegel von logisch„0" leitet. Bei einem Potenzial von logisch„0" am Ausgang des Logikbausteins 9 leitet entsprechend der weitere Halbleiterschalter 3 und somit auch der erste Halbleiterschalter 5. Zwischen dem ersten Halbleiterschalter 5 und dem ersten Ausgangsanschluss 14, mit dem die Relaisspule 1 verbunden ist, ist der erste Spannungsregler 100 angeordnet. Dieser weist einen Eingang 1 1 1 auf, mit dem er mit dem ersten Halbleiterschalter 5 verbunden ist und einen Ausgang 1 12, mit dem er über den ersten Ausgangsanschluss 14 mit der Relaisspule 1 verbunden ist. Zudem weist er einen Regeleingang 1 13 auf, mit dem er über den zweiten Ausgangsanschluss 15 ebenfalls mit der Relaisspule 1 verbunden ist. Der erste Spannungsregler 100 ist als ein Längsregler ausgebildet, mit einem Längstransistor 101 , der mit seiner Schaltstrecke zwischen dem Eingang 1 1 1 und dem Ausgang 1 12 angeordnet ist. Vorliegend ist der Längstransistor 101 ein NPN- Bipolar-Transistor. Der Steuereingang (Basis) des Längstransistors 101 ist über einen Widerstand 104 mit dem Eingang 1 1 1 und über eine Serienschaltung aus einer Zenerdiode 102 und einer Diode 103 mit dem Regeleingang 1 13 verbunden. Bei einem Pegel von logisch„0" am Ausgang des Logikbausteins 9 und entsprechend leitendem ersten Halbleiterschalter 5 liegt am Eingang 1 1 1 des ersten Spannungsreglers 100 das positive Versorgungsspannungspotenzial V+ an. Entsprechend wird der Längstransistor 101 des ersten Spannungsreglers 100 leitend und der erste Ausgangsanschluss 14 für die Relaisspule 1 mit po- sitivem Potenzial beaufschlagt.

In einer alternativen Ausgestaltung der Schaltungsanordnung kann die Funktion des ersten Halbleiterschalters 5 auch von dem Spannungsregler 100, konkret von einem Halbleiterschalter des Spannungsreglers 100, insbesondere dem Längstransistor 101 übernommen werden. Es ist beispielsweise möglich, den Steuereingang des Längstransistors 101 so mit dem Ausgang des Logikbausteins 9 zu verbinden und ihn so anzusteuern, dass der Längstransistor 101 nur dann leitend wird und zur Regelung eingesetzt wird, wenn der Ausgang des Logikbausteins 9 einen Pegel von logisch„0" aufweist. Die Ansteuerung des Längstransistors kann ggf. über weitere Schaltelemente, z.B. Dioden und/oder einen oder mehrere Kleinleistungstransistoren, erfolgen, um die Schaltfunktion mit der Regelfunktion zu kombinieren. Bei dieser alternativen Ausgestaltung der Schaltungsanordnung kann vorteilhafterweise einer der den Strom durch die Relaisspule 1 führenden Transistoren eingespart werden.

Der erste Ausgangsanschluss 14 für die Relaisspule 1 ist weiterhin über einen zweiten Spannungsregler 200 und einen zweiten Halbleiterschalter 7 mit Mas- sepotenzial GND verbunden. Der zweite Spannungsregler 200 weist ebenfalls einen Längstransistor 201 auf, dessen Schaltstrecke von einem Eingang 21 1 des zweiten Spannungsreglers 200 zu einem Ausgang 212 verläuft, welcher mit dem ersten Ausgangsanschluss 14 für die Relaisspule 1 verbunden ist. Ein Regeleingang 213 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss 15 für die Relais- spule 1 verbunden. Der zweite Spannungsregler 200 ist spiegelbildlich symmetrisch zum ersten Spannungsregler 100 aufgebaut und dazu ausgelegt, eine gegenüber dem Regelanschluss 213 negative Ausgangsspannung am Ausgang 212 in ihrer Höhe zu regeln. Entsprechend wird ein zum Längstransistor 101 komplementärer PNP-Transistor als Längstransistor 201 eingesetzt. Der zweite Halbleiterschalter 7 ist vorliegend ein MOSFET, dessen Steuereingang (Gate-Anschluss) mit dem Ausgang des Logikbausteins 9 der Schaltungsanordnung verbunden ist. Zusammenfassend wird also durch den ersten und den zweiten Spannungsregler 100, 200 die an der Relaisspule 1 anliegende Spannung so geregelt, das ihr Absolutwert eine vorgegebene Spannung nicht über- steigt.

Bei einem Potenzial von logisch„0" am Ausgang des Logikbausteins 9 ist der zweite Halbleiterschalter 7 geöffnet und entsprechend der Längstransistor 201 des zweiten Spannungsreglers 200 nicht leitend. Für die weitere Betrachtung der Vorgänge bei einem Potenzial von logisch„0" am Ausgang des Logikbausteins 9 (dies entspricht einem Potential von logisch„1 " am Steuereingang 13 und einer anliegender Versorgungsspannung V+, die größer oder gleich der Mindestspannung ist) kann daher der zweite Spannungsregler 200 unberücksichtigt bleiben.

Entsprechend fließt aufgrund des geschalteten ersten Halbleiterschalters 5 und des leitenden Längstransistors 101 des ersten Spannungsreglers 100 ein

Stromfluss durch die Relaisspule 1 und den Kondensator 2, durch den zum Einen das Relais einschaltet und zum Anderen der Kondensator 2 aufgeladen wird. Dabei wird die zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsan- schluss 14, 15 und damit die unmittelbar an der Relaisspule 1 anliegende Spannung durch den ersten Spannungsregler 100 so geregelt, dass sie eine durch die Zenerdiode 102 und die Diode 103 vorgegebene Spannung nicht übersteigt. Durch die Begrenzung der Spannung über der Relaisspule 1 fließt bedingt durch den gegebenen Innenwiderstand der Relaisspule 1 entsprechend auch ein in seiner Höhe begrenzter Strom durch die Relaisspule 1 . Entspre- chend ist auch der Stromfluss durch den Kondensator 2 begrenzt, da dieser größtenteils durch den durch die Relaisspule 1 fließenden Strom gegeben ist. Der begrenzte Stromfluss in den Kondensator 2 führt in diesen Situationen zu einer Abweichung von der exponentiellen Aufladecharakteristik hin zu einer verzögerten bzw. strombegrenzten Aufladung des Kondensators 2. Hieraus re- sultiert eine größere über die Aufladezeit des Kondensators 2 gemittelte„effektive Zeitkonstante", wodurch die Zeitdauer des Stromstoßes durch die Relaisspule 1 gegenüber einer Schaltungsanordnung ohne den ersten Spannungsregler verlängert ist. Es wird also der Stromstoß durch die Relaisspule 1 zum Einschalten des Relais zum Einen in seiner Spannungshöhe begrenzt, sodass Beschädigungen der Relaisspule 1 verhindert werden, und zum Anderen die Zeitdauer des Stromstoßes zum Einschalten des Relais bei gleicher Kapazität des Kondensators verlängert. Im Umkehrschluss kann die Kapazität des Kondensators 2 kleiner gewählt werden als bei einer Schaltungsanordnung ohne ersten Spannungsregler 100. Die Diode 203 des zweiten Spannungsreglers 200 verhindert dabei einen Stromfluss über den Regeleingang 213 des zweiten Spannungsreglers 200. Im Folgenden wird der Fall behandelt, bei dem entweder die Versorgungsspannung V+ in ihrer Höhe unter die Mindestspannung abfällt oder der Steuereingang 13 einen Logikpegel von logisch„0" aufweist. In beiden Fällen wird der Ausgang des Logikbausteins 9 auf den Pegel logisch„1 " gesetzt. Es wird da- von ausgegangen, dass der Logikbaustein 9 bezüglich seiner Stromversorgung so gepuffert ist, dass ein Pegel von logisch„1 " zumindest für eine bestimmte Zeitspanne aufrecht erhalten werden kann.

Bei einem Pegel von logisch„1 " am Ausgang des Logikbausteins 9, dessen Spannungsniveau höher ist als das der Referenzspannungsquelle 4, sperren der weitere Halbleiterschalter 3 und der erste Halbleiterschalter 5. Stattdessen wird jedoch der zweite Halbleiterschalter 7 leitend und damit auch der Längstransistor 201 des zweiten Spannungsreglers 200. Der Kondensator 2 wurde aufgrund der zuvor erfolgten Schalthandlung (d.h. die dem Pegel am Ausgang des Logikbausteines 9 von logisch„0" entspricht) nahezu auf den Wert der

Versorgungsspannung V+ aufgeladen. Die im Kondensator 2 gespeicherte Ladung entlädt sich nun entsprechend über den zweiten Spannungsregler 200 und die Relaisspule 1 . Wiederum verhindert die Diode 103 des ersten Spannungsreglers 100, dass vom Kondensator 2 ein Stromfluss über den Regelan- schluss 1 13 erfolgt.

Der durch die Relaisspule 1 fließende Stromstoß ist von umgekehrter Polarität wie beim Einschalten des Relais und schaltet dieses entsprechend ab. Wiederum ist analog zum Fall des Einschaltens die an der Relaisspule 1 anliegende Spannung - nun durch den zweiten Spannungsregler 200 - begrenzt, sodass eine Maximalspannung an der Relaisspule 1 nicht überschritten wird, der Stromstoß in der Höhe des Stromes begrenzt ist und entsprechend in seiner Dauer verlängert ist. Durch den zweiten Spannungsregler 200 werden also für den Ausschaltvorgang des Relais dieselben Vorteile erzielt, wie durch den ers- ten Spannungsregler 100 für den Einschaltvorgang.

In einer alternativen Ausgestaltung kann der Längstransistor 201 des zweiten Spannungsreglers 200 unmittelbar und nicht über den zweiten Halbleiterschal- ter 7 mit dem Masseanschluss 12 verbunden sein, wobei der im Spannungsteiler an der Basis des Längstransistors 201 eingesetzte Widerstand 204 jedoch nach wie vor über den zweiten Halbleiterschalter 7 mit dem Masseanschluss 12 verbunden ist. Auch kann, analog zu der alternativen Ausgestaltung, bei der die Funktion des ersten Halbleiterschalters 5 von dem Längstransistor 101 des ersten Spannungsreglers 100 übernommen wird, die Funktion des zweiten Halbleiterschalters 7 bei geeigneter Ansteuerung durch den zweiten Längstransistors 201 des zweiten Spannungsreglers 200 übernommen werden. Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 . Im Unterschied zu dem Beispiel der Fig. 1 ist die vorliegende Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines bistabilen Relais mit zwei Relaisspulen 1 a, 1 b geeignet. Das Relais wird bei einem Stromstoß durch eine erste der beiden Relaisspulen, beispielhaft der Relaisspule 1 a, gesetzt und bei einem Stromstoß durch die zweite der beiden Relaisspulen, beispielhaft die Relaisspule 1 b, zurückgesetzt.

Beide Relaisspulen 1 a, 1 b sind mit einem ihrer Anschlüsse gemeinsam mit dem zweiten Ausgangsanschluss 15 der Schaltungsanordnung verbunden. Der andere Anschluss der ersten Relaisspule 1 a ist mit dem Ausgang 1 12 des ersten Spannungsreglers 100 verbunden und der andere Anschluss der zweiten Relaisspule 1 b ist mit dem Ausgang 212 des zweiten Spannungsreglers 200 verbunden. Die beiden Anschlüsse 1 12, 212 sind untereinander nicht direkt verbunden, entsprechend sind zwei erste Ausgangsanschlüsse 14a, 14b vor- handen, um die Relaisspulen 1 a, 1 b an die Schaltungsanordnung anzuschließen.

Bezüglich der Funktion wird auf die Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen. Ein Stromstoß zum Setzen des Relais wird der Relaisspule 1 a zugeführt, ein Stromstoß zum Zurücksetzen der Relaisspule 1 b. Wie bei dem Beispiel der Fig 1 ist die dabei an den Relaisspulen 1 a, 1 b anliegende Spannung sowohl beim Setzen als auch beim Zurücksetzen durch die Spannungsregler 100 bzw. 200 in ihrer Höhe begrenzt. Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines bistabilen Relais. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in diesem Ausführungsbeispiel gleiche oder gleichwirkende Elemente wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Die Schaltung im zweiten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen der des ersten Ausführungsbeispiels, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung sind vorliegend auch für den ersten und den zweiten Spannungsregler 100, 200 MOSFETs als Längstransistoren 101 und 201 eingesetzt. Wiederum werden komplementäre Längstransistoren 101 , 201 eingesetzt, vorliegend ein n-Kanal MOSFET als Längstransistor 101 des ersten Spannungsreglers 100 und ein p- Kanal MOSFET als Längstransistor 201 des zweiten Spannungsreglers 200.

Um sicher zu stellen, dass der Längstransistor 201 des zweiten Spannungsreglers 200 beim Einschaltvorgang des Relais sperrt bzw. der Längstransistor 101 des ersten Spannungsreglers 100 beim Ausschaltvorgang des Relais sperrt, sind vom ersten Ausgangsanschluss 14 ausgehende Widerstände 105, 205 je- weils mit dem Steuereingang (Gate-Anschluss) der Längstransistoren 101 , 201 verbunden. Diese Widerstände können sehr hochohmig sein und beeinflussen die sonstige Funktionalität der Schaltungsanordnung nicht. Gegebenenfalls können - je nach verwendetem MOSFET-Typ für die Längstransistoren 101 , 201 und aufgrund des dort stets inhärent vorhandenen hochohmigen Wider- Standes zwischen Gate und Source Anschluss - die Widerstände 105, 205 auch bei Verwendung von MOSFET-Transistoren als Längstransistoren 101 , 201 entfallen. Bezugszeichenliste

1 , 1 a, 1 b Relaisspule

2 Kondensator

3 weiterer Halbleiterschalter

4 Referenzspannungsquelle

5 erster Halbleiterschalter

6 Widerstand

7 zweiter Halbleiterschalter

8 Glättungskondensator

9 Logikbaustein

10 Diskriminator

1 1 Anschluss für positive Versorgungsspannung V+ 12 Masseanschluss (GND)

13 Steuereingang

14, 14a, 14b, 15 Ausgangsanschluss für die Relaisspule

100 erster Spannungsregler

101 Längstransistor

102 Zenerdiode

103 Diode

104, 105 Widerstand 1 1 1 Eingang des ersten Spannungsreglers

1 12 Ausgang des ersten Spannungsreglers

1 13 Regelanschluss des ersten Spannungsreglers

200 zweiter Spannungsregler

201 Längstransistor

202 Zenerdiode

203 Diode

204, 205 Widerstand Eingang des zweiten Spannungsreglers Ausgang des zweiten Spannungsreglers Regelanschluss des zweiten Spannungsreglers