Eine derartige Schaltungsanordnung ist in der US-Patent- schrift 5,107, 391 angegeben. Hier wird der durch mindestens ein Relais (d. h. durch dessen Erregerspule) fließende Strom mittels t : ines elektronischen Schalters in Form eines Pelde£ fekttransistors gesteuert. Im eingeschalteten Zustand wird das Relais während seiner Haltedauer mit einem Haltestrom versorgt. Die Grole des Haltestroms ist durch das Tastver- hAltni6 von elektrischen Impulsen bestimmt, die den elektro- nischen Schalter ansteuern. Mittels eines Temperatursensors wird die Temperatur des Relais und mittels eines Spannungs- sensors die an der Erregerspule des Relais anliegende Span- nung gemessen. Diese Meßgrößen sowie in einem Funktionsspei- cher gespeicherte Informationen tuber die Nennwerte des Relais werden bei der Festlegung des Tastverhältnisses der Impulse und damit bei der Festlegung der Höhe des Haltestromes heran- gezogen. Die Nennwerte des Relais müssen also für den Betrieb der Schaltung bekannt sein. Ein Einschalten des Relais wird durch die an der Erregerspule des Relais auftretende Span- nungsänderung erkannt und bewirkt das Starten einer Zeitge- bereinheit. Diese Zeitgebereinheit steuert mittels eines Dauerimpulses den elektronischen Schalter durch, so daß ein für das sichere Einschalten des Relais ausreichender Ein- schaltstrom fließt. Nach Ablauf der durch die Zeitgeberein- heit vorgegebenen Zeit, die größer als die Einschaltzeit des

verwendeten Relais sein muS, endet der Dauerimpuls, und es fließt nur noch der durch das Tastverhältnis der Impulse be- stimm, Haltestrom durch das Relais.

Um sicherzustellen, daß ein ausreichender Haltestrom fließt, der das Relais im eingeschalteten Zustand hält, berücksich- tigt die Schaltung die Spannung an der Erregerspule, die Tem- peratur und die Nennwerte des Relais. Individuelle Abweichun- gen von den Nennwerten des Relais, insbesondere Abweichungen des Spulenwiderstandes, werden jedoch nicht berücksichtigt.

Solche Abweichungen können beispielsweise bei der Fertigung des Relais, durch Alterungsprozesse während des Betriebs oder durch Oxydation von Leitern und Kontakten der Erregerspule entstehen.

Des weiteren ist die Schaltung zwar in der Lage, Schwankungen der Betriebsspannung durch Messung der Spannung an der Erre- gerspule des Relais zu berücksichtigen, jedoch ist die Schal- tung für den Betrieb an einer Spannungsquelle mit einer vor- gegebenen Nennspannung vorgesehen, z. B. an einer KFZ-Batte- rie mit einer Spannung von 12 V. Für den Betrieb von Relais an verschiedenen Betriebsspannungen sind somit unterschied- lich dimensionierte Schaltungen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan- ordnung zum Betrieb eines Relais anzugeben, bei der Abwei- chungen des Relais von seinen Nennwerten sich nicht auf die Höhe des Einschalt-oder Haltestroms auswirken und bei der Schaltungsdimensionierung nicht berücksichtigt werden müssen.

Darüber hinaus soll die Schaltung mit ein und demselben Re- lais bei unterschiedlich hohen Betriebsspannungen einsetzbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Re-

lais-Einschaltstrom und der Relais-Haltestrom Konstantströme sind, die mindestens eine Konstantstromquelle liefert. Es wird also sowohl als Relais-Einschaltstrom als auch als Re- lais-Haltestrom ein Konstantstrom verwendet, dessen Größe we- der von Abweichungen des Relais von seinen Nennwerten noch vom Betrieb der Schaltungsanordnung an unterschiedlich großen Betriebsspannungen beeinflußt wird.

Zur Lieferung des konstanten Relais-Einschaltstroms und des konstanten geringeren Relais-Haltestroms kann eine in der Größe ihres Konstantstroms veränderbare Konstantstromquelle verwendet werden. Ab Beginn des Einschaltvorgangs liefert die Konstantstromquelle den Relais-Einschaltstrom. Nach Einschal- ten des Relais und Ablauf der von der Zeitgebereinheit vorbe- stimmten Zeit wird der Konstantstrom auf den Relais-Halte- strom verringert.

Die Schaltungsanordnung kann auch so aufgebaut sein, daß wäh- rend der von der Zeitgebereinheit vorbestimmten Zeit und wäh- rend der anschließenden Haltedauer eine erste Konstantstrom- quelle den Relais-Haltestrom bereitstellt und daß während der von der Zeitgebereinheit vorbestimmten Zeit eine zweite Kon- stantstromquelle einen Konstantstrom bereitstellt, der den Relais-Haltestrom unter Bildung des Relais-Einschaltstromes überlagert. Dies hat den Vorteil, daß relativ einfache Kon- stantstromquellen verwendet werden können, deren Konstant- ströme nicht veränderbar sein müssen.

Im Strompfad des von der zweiten Konstantstromquelle bereit- gestellten Konstantstromes kann vorteilhafterweise ein Schal- ter liegen, der während der von der Zeitgebereinheit vorbe- stimmten Zeit geschlossen ist. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Schalter geöffnet, dadurch wird in einfacher Weise die Umschaltung zwischen dem Relais-Einschaltstrom und dem Re- lais-Haltestrom realisiert.

Die Zeitgebereinheit und/oder der Schalter können eine Hilfs- spannung benötigen. Vorteilhafterweise kann für diese Hilfs- spannung ein Spannungsabfall an mindestens einem in Reihe mit einer der Konstantstromquellen geschalteten elektrischen Bau- element genutzt werden.

Als elektrisches Bauelement kann beispielsweise ein Wider- stand eingesetzt werden. Aufgrund des durch den Widerstand fließenden Konstantstroms ist auch die Spannung, die an die- sem Widerstand abfällt, konstant und kann als Hilfsspannung genutzt werden.

Als elektrisches Bauelement kann ebenfalls vorteilhafterweise eine Z-Diode verwendet werden. Eine Z-Diode hat den Vorteil, daß der an ihr auftretende Spannungsabfall auch dann konstant ist, wenn sich der durch die Z-Diode fließende Strom ändert.

Dies kann z. B. bei Einsatz eines Relais der Fall sein, das einen veränderten Einschalt-und/oder Haltestrom und damit angepaßte Konstantströme erfordert. Der eben genannte Vorteil tritt auch dann auf, wenn als elektrische Bauelemente in Rei- he geschaltete Dioden verwendet werden.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können beide Konstantstromquellen beispielsweise einen Konstantstrom der- selben Größe liefern. In diesem Fall ist der Relais-Ein- schaltstrom doppelt so groß wie der Relais-Haltestrom.

Zur weiteren Erläuterung ist in Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Relais und in Figur 2 in einem Diagramm der Zustand von Elementen der Schaltungsanordnung über der Zeit aufgetragen gezeigt.

Die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung 1 zum Betrieb eines Relais ist in Reihe mit einer Erregerspule SP eines Re- lais geschaltet ; an die Reihenschaltung wird eine Spannung U angelegt. Die Spannung U ist eine Schaltspannung, d. h. bei Anlegen der Spannung U soll das Relais schalten. Gleichzeitig dient die Spannung U als Betriebsspannung für die Schaltungs- anordnung und das Relais. Solange keine Schaltspannung U an- gelegt ist, befindet sich die Schaltungsanordnung in einem stromlosen Ruhezustand, ein Schalter SCH ist geschlossen.

Bei Anlegen der Schaltspannung U beginnt die Schaltungsanord- nung zu arbeiten. Eine Konstantstromquelle KS1 treibt einen Konstantstrom IK1 durch eine Z-Diode ZD und durch die Erre- gerspule SP des Relais. Aufgrund des geschlossenen Schalters SCH treibt auch eine Konstantstromquelle KS2 einen Konstant- strom IK2 durch den Schalter. Dieser Strom addiert sich an einem Knotenpunkt 2 mit dem Konstantstrom IK1 ; es fließt ein Strom der Größe (IK1 + IK2) als ein Spulenstrom ISP durch die Erregerspule SP des Relais. Die Konstantstromquelle KS1 ist so dimensioniert, daß sie einen konstanten Haltestrom lie- fert. Die Konstantstromquelle KS2 liefert die Differenz zu dem erforderlichen Einschaltstrom für das Relais ; in diesem Fall ist diese Differenz genauso. groß wie der Haltestrom des Relais. Die Erregerspule SP des Relais wird nun vom Ein- schaltstrom durchflossen, das Relais zieht an, d. h. es schaltet. Aufgrund des durch die Z-Diode ZD fließenden Kon- stantstromes IK1 fällt an der Z-Diode ZD eine Hilfspannung ab, welche über Leiter 3 und 4 einer Zeitgebereinheit ZE als eine Versorgungsspannung UH zugeführt wird. Beim Anlegen der Schaltspannung U beginnt die Zeitgebereinheit ZE zu arbeiten und öffnet nach einer einstellbaren Zeit, die größer als die Einschaltzeit des verwendeten Relais sein muß, über eine Ver- bindung 5 den Schalter SCH. Aufgrund des geöffneten Schalters SCH kann der Konstantstrom IK2 der Konstantstromquelle KS2 nicht mehr fließen ; durch die Erregerspule SP des Relais

fließt nur noch der Konstantstrom IK1 der Konstantstromquelle KS1 als Haltestrom. Dies bedeutet, daß nach Abschluß des Ein- schaltvorgangs die Erregerspule SP nur noch mit dem Halte- strom beaufschlagt wird, der in diesem Fall die Hälfte des Relais-Einschaltstroms beträgt.

Das Relais mit der Erregerspule SP wird also während des Ein- schaltvorgangs vom Konstantstrom IK1 der Konstantstromquelle KS1 und vom Konstantstrom IK2 der Konstantstromquelle KS2 durchflossen. Nach Abschluß des Einschaltvorgangs wird das Relais nur noch vom Konstantstrom IK1 der Konstantstromquelle KS1 durchflossen. Die Grole der Ströme IK1 und IK2 wird von den Konstantstromquellen KS1 und KS2 bestimmt ; eventuelle Ab- weichungen z. B. der Spulenparameter von ihren Nennwerten ha- ben keinen Einfluß auf die Grole der Ströme.

Aufgrund des Vorliegens konstanter Ströme IK1 und IK2 sind auch Spannungsabfälle über der Erregerspule SP des Relais und über der Z-Diode ZD konstant. Wird die Schaltungsanordnung mit verschieden großen Schaltspannungen U betrieben, so fällt die Differenz zwischen der Schaltspannung U und den eben er- wähnten Spannungsabfällen über den Konstantstromquellen KS1 und KS2 ab. Dadurch ist der Betrieb der Schaltungsanordnung an einer sich in weiten Grenzen ändernden Schaltspannung U möglich, ohne daß sich die Gruge des Relais-Einschaltstromes und des Relais-Haltestromes verändert.

Beim Trennen der Schaltung von der Schaltspannung U geht die Schaltung in ihren stromlosen Ruhezustand zurück. Die Zeitge- bereinheit ZE wird zurückgesetzt, der Schalter SCH wird ge- schlossen. Das Relais geht in seine Ruhestellung zurück. Un- mittelbar nach Abschluß dieser Vorgänge kann die Schaltung wieder durch Anlegen einer Schaltspannung U angesteuert wer- den.

In Figur 2 sind in einem Diagramm an oberster Stelle der Zu- stand der Schaltspannung U, darunter der Zustand des Ausgangs der Zeitgebereinheit ZE, darunter der Zustand des Schalters SCH und darunter der Verlauf des Spulenstroms ISP über der Zeit aufgetragen dargestellt. Auf einem horizontalen Zeit- strahl sind drei Zeitpunkte tl, t2 und t3 markiert. Zum Zeit- punkt tl wird die Schaltspannung U an die Schaltungsanordnung angelegt ; zum Zeitpunkt t2 ist die von der Zeitgebereinheit ZE vorbestimmte Zeit (tl) abgelaufen und zum Zeitpunkt t3 ist die Schaltungsanordnung von der Schaltspannung U wieder getrennt.

Im Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten tl und t2 liegt die Schaltspannung U an der Schaltungsanordnung an, die Zeitge- bereinheit arbeitet und die von der Zeitgebereinheit vorbe- stimmte Zeit läuft ; der Schalter ist eingeschaltet und durch das Relais fließt ein Spulenstrom ISP, der sich aus den Kon- stantströmen IK1 und IK2 additiv zusammensetzt. Dieser Spu- lenstrom ist der Einschaltstrom ES.

Im Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 liegt die Schaltspannung ebenfalls an der Schaltungsanordnung an. Die Zeitgebereinheit hat den Schalter SCH zum Zeitpunkt t2 ausge- schaltet und durch das Relais fließt als Spulenstrom ISP nur noch der Strom IK1, der den Haltestrom HS bildet.

Für Zeitpunkte kleiner als tl und Zeitpunkte größer als t3 liegt der stromlose Ruhezustand der Schaltung vor.

Die Schaltung ist in der Lage, über einen weiten Temperatur- bereich ein Relais zuverlässig anzusteuern, da die Konstant- stromquellen KS1 und KS2 die Konstantströme IK1 und IK2 unab- hängig von der Höhe der Temperatur bereitstellen. Ebenso be- einflussen temperaturabhängige Veränderungen des Widerstandes der Erregerspule SP nicht die Höhe der Ströme. Aufgrund des

während der Haltedauer des Relais gegenüber dem konstanten Einschaltstrom (z. B. auf die Hälfte) reduzierten konstanten Haltestroms benötigt die Schaltungsanordnung nur einen Teil (z. B. etwa die Hälfte) der Energie, die zum Betrieb nur mit einem Strom in Größe des Einschaltstroms erforderlich wäre.

Es tritt eine geringere Verlustleistung auf, das Relais wird thermisch weniger belastet und die Lebensdauer der Relaisspu- le erhöht.