DE2653517A1 - Elektronische zuendschaltung - Google Patents

Description

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DIEHL, Stephanstr. 49, 8500 Nürnberg

Elektronische Zündschaltung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Zündschaltung zur Selbstzerlegung eines Geschoßzünders mit einer Spannungsquelle und mit einem die Zeit bis zur Selbstzerlegung bestimmenden Ladekreis, bei dem nach dem Erreichen einer bestimmten Mindestspannung am Spannungspol eines Ladekondensators ein elektronisches Bauelement mit Schwellwertverhalten, wie beispielsweise eine Vierschichtdiode oder eine Transistorschaltung, anspricht und zum Zünden eines Zündmittels führt«

Solche Schaltungen sind beispielsweise aus der DT-AS 1 145 037 und der DT-OS 21 13 126 bekannt. Bei diesen Schaltungen liegt zwischen dem Spannungspol, der von einem Speicherkondensator gebildeten Spannungsquelle und dem Spannungspol des Ladekondensators ein ohmscher Widerstand. Dieser bestimmt zusammen mit dem Ladekondensator den Strom- und Spannungsverlauf des Umladevorgangs«

Bei der aus der DT-OS 21 13 126 bekanntgewordenen Schaltung liegt am Spannungspol vor der Steuerelektrode eines Thyristors eine Vierschichtdiode. In Reihe zum Thyristor liegt das Zündmittel. Beim Schalten des Thyristors entlädt sich der Speicherkondensator über das Zündmittel. .

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Bei den bekannten Schaltungen fließt gegen Ende des Umladevorgangs vor dem Durchschalten des Bauelements mit Schwellwertverhalten, also bei nur noch kleiner Potentialdifferenz zwischen den Spannungspolen des Speicherkondensators und des Umladekondensators, ein entsprechend kleiner Strom. Dieser Strom muß aber größer sein als der zum Schalten des Bauelements mit Schwellwertverhalten notwendige Schaltstrom, der zwar klein ist, Jedoch in jedem Fall zur Verfugung stehen muß. Hierfür muß der Schwellwert des Bauelements bei einem Spannungswert erreicht sein, bei dem noch ein für das Schalten ausreichender Strom fließt. Ersichtlich sind hierdurch der Dimensionierung der Schaltung und der Auswahl der Bauelemente enge Grenzen gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündschaltung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, in deren Ladekreis auch gegen Ende des Ladevorgangs ein zum Schalten des Bauelements' mit Schwellwertverhalten ausreichender Strom fließt.

Nach der Erfindung ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Spannungspol der Spannungsquelle und den Spannungspol des Ladekondensators eine elektronische Regelschaltung geschaltet ist, die den von der Spannungsquelle auf den Ladekondensator bzw. das Bauelement fließenden Ladestrom unabhängig von der im Zuge der Ladung sinkenden Differenzspannung zwischen den Spannungspolen im wesentlichen konstant hält. Die Erfindung wirkt sich besonders günstig aus, wenn die Spannungsquelle von einem Speicherkondensator gebildet ist.

Bei den bekannten Schaltungen ist der Schaltzeitpunkt, bei dem das Bauelement anspricht, so zu legen, daß der notwendige Schaltstrom von der am Umladewiderstand abfallenden Spannung aufgebracht wird. Da diese und mit ihr der Umladestrom im Verlauf des Umladevorgangs kleiner wird, ist die Dauer des Umladevorgangs nur teilweise als Verzögerungszeit auszunutzen. Durch die Erfindung läßt sich eine Verlängerung der Verzögerungszeit erreichen, da der Spannungsschwellwert, bei dem das Bauelement schaltet, nicht wesentlich kleiner sein muß als die Maximalspannung des Ladekondensators. Im Schaltzeitpunkt, an dem die Spannungsdifferenz zwischen dem Speicherkondensator und dem Ladekon-

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densator klein ist, fließt ein zum Schalten ausreichender Strom, der von der Spannungsdifferenz unabhängig ist. Es ist dabei nicht erforderlich, das Verhältnis der Kapazitätswerte des Speicherkondensators und des Ladekondensators zu erhöhen« Dieses kann klein, beispielsweise bis zu 2, sein.

Da bei der Erfindung im Schaltzeitpunkt ein gegenüber den vergleichbaren bekannten Schaltungen vergrößerter Strom fließt, braucht auch kein Bauelement mit Schwellv/ertverhalten ausgewählt werden, das mit besonders niedrigem Schaltstrom arbeitet. Dies hat sich vor allen bei dem Einsatz von Vierschichtdioden als günstig erwiesen, weil diese um so teuerer sind, je kleiner ihr Höckerstrom (Schaltstrom) ist.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung besteht die elektronische Regelschaltung aus einem Feldeffekttransistor und einem in Reihe zu dessen Drain-Source-Strecke geschalteten Widerstand, wobei der Widerstand und die Gate-Elektrode am Spannungspol des Ladekondensators und die Drain-Elektrode, gegebenenfalls über einen Vorwiderstand, am Spannungspol des Speicherkondensators liegt. Mit dieser als Konstantstromquelle arbeitenden Schaltung wird der Ladestrom konstant gehalten. Er liefert den Schaltstrom für das Bauelement mit Schwellwertverhalten. Ist dieses eine Vierschichtdiode, dann wird der Ladestrom durch geeignete Dimensionierung des Widerstands so eingestellt, daß er größer als der Höckerstrom zuzüglich des Verluststroms des Ladekondensators ist.

Vorzugsweise kommt die Erfindung bei einer Zündschaltung zum Einsatz, bei der das Bauelement mit Schwellv/ertverhalten an der Steuerelektrode eines in Reihe zum Zündmittel geschalteten Schaltelements, vorzugsweise eines Thyristors, und die Reihenschaltung aus Zündmittel und Schaltelement parallel zum Speicherkondensator liegt.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Zündschaltung mit Umladekreis,

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Fig. 2 die Spannungsverläufe an den Kondensatoren des Umladekreises und

Fig. 3 eine weitere Zündschaltung.

Ein Umladekreis einer Zündschaltung weist einen Speicherkondensator 1 und einen Umladekondensator 2 auf. Die Spannungspole 3 und 4 dieser Kondensatoren sind über eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Feldeffekttransistor 5 und einem Widerstand 6, verbunden. Am Spannungspol 3 des Speicherkondensators 1 liegt ein kurzzeitig beim Abschuß des mit der Zündschaltung versehenen Geschosses wirksamer Generator 7. Am Spannungspol 4 des Umladekondensators 2 liegt ein von einer Vierschichtdiode 8 gebildetes Bauelement mit Schwellwertverhalten. Der Verschichtdiode 8 ist ein Zündmittel 9 nachgeschaltet.

Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 5 ist mit dem Spannungspol 3 und seine Gate-Elektrode ist mit dem Spannungspol 4 verbunden. Die Source-Elektrode liegt am Widerstand 6.

Ist der Speicherkondensator 1 von dem Generator 7 gdladen, denn setzt der Umladevorgang ein. Über die Drain-Source-Strecke des Feldeffekttransistors 5 und den Widerstand 6 fließt der Umladestrom auf den Umladekondensator 2. Die Vierschichtdiode 8 ist gesperrt. Der Umladestrom ist durch die als Feldeffekt-Konstantstromquelle wirkende Schaltung des Feldeffekttransistors 5 und des Widerstands 6 konstant gehalten. Dementsprechend nimmt die Spannung U1 am Speicherkondensator 1 linear ab. Die Spannung U2 am Umladekondensator 2 nimmt dementsprechend linear zu (vgl. Fig. 2). Sobald am Spannungspol 4 des Umladekondensators 2 die Schwellwertspannung Us der Vierschichtdiode 8 erreicht ist, schaltet diese durch und es erfolgt zu diesem Zeitpunkt tz die Zündung. Der Zündzeitpunkt tz liegt nur wenig vor dem theoretischen Ende te des Uraladevorgangs. Dementsprechend klein ist die Spannungsdifferenz 4U zwischen den Potentialen der Spannungspole 3 und 4 im Zündzeitpunkt tz. Die Darstellung nach Fig. 2 ist insoweit lediglich schematisch. Die Differenzspannung zum Zeitpunkt tz ist größer als sie bei einem Verlauf der Spannungen U1 und U2 nach einer e-Funktion,bei entsprechender Zeitkonstante,

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im gleichen Zeitpunkt wäre. Von ausschlaggebender Bedeutung für die Erfindung ist, daß der Ladestrom nicht mit der abnehmenden Spannungsdifferenz sinkt. Er wird durch geeignete Dimensionierung des Widerstands 6 so eingestellt, daß er wenig größer oder gleich der Summe des für die Vierschichtdiode 8 charakteristischen Höckerstroms und des Verluststroms des Umladekondensators 2 ist. Damit ist gewährleistet, daß im Zündzeitpunkt tz, auch wenn dieser fast am theoretischen Ende te des Umladevorgangs liegt, der zum Durchschalten der Vierschichtdiode 8 notwendige Strom zur Verfügung steht.

Bei der Zündschaltung nach Fig. 3 ist der Generator von einer piezoelektrischen Zelle 10 und einem Doppelweggleichrichter gebildet. Durch diesen wird sowohl die positive als auch die negative Halbwelle der an der Zelle 10 beim Abschuß bzw. bei der folgenden Entlastung auftretenden Spannung zur Ladung des Speicherkondensators 1 ausgenützt. Dem Feldeffekttransistor 5 ist ein Vorwiderstand 12 zugeschaltet, der der Begrenzung der Stromhöhe dient, die der Feldeffekttransistor beim Einschalten erfahren würde. Der Ausgang der Vierschichtdiode 8 liegt an der Steuerelektrode eines Thyristors 13 und einem Widerstand Die Anode des Thyristors 13 liegt- am Spannungspol 3 des Speicherkondensators 1. An der Kathode liegt das Zündmittel 9,

Ist der Speicherkondensator 1 von der Zelle 10 über den Gleichrichter 11 geladen, dann setzt der oben beschriebene Umladevorgang ein. Nach etwa 5 see ist der Schwälwert der Vierschichtdiode 8 erreicht. Dadurch wird der Thyristor 13 gezündet. Der Speicherkondensator 1 entlädt sich über das Zündmittel 9, wodurch die Selbstzerlegung des Geschosses erfolgt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann auch bei Zündschaltungen eingesetzt werden, die anstelle des Speicherkondensators mit einer Batterie arbeiten.

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Claims (4)

1. -ST-

   Elektronische Zündschaltung zur Selbstzerlegung eines Geschoßzünders mit einer Spannungsquelle und einem die Zeit bis zur Selbstzerlegung bestimmenden Ladekreis, bei dem nach dem Erreichen einer bestimmten Mindestspannung am Spannungspol eines Ladekondensators ein elektronisches Bauelement mit Schwellvrertverhalten, wie beispielsweise eine Vierschichtdiode oder eine Transistorschaltung, anspricht und zum Zünden eines Zündmittels führt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spannungspol (3) der Spannungsquelle (1) und den Spannungspol (4) des Umladekondensators (2) eine elektronische Regelschaltung (5, 6) geschaltet ist, die den von der Spannungsquelle (1) auf den Ladekondensator (2) bzw. das Bauelement (8) fließenden Umladestrom unabhängig von der im Zuge der Ladung sinkenden Differenzspannung zwischen den Spannungspolen (3, 4) im wesentlichen konstant hält.
2. 2. Elektronische Zündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle von einem Speicherkondensator (1) gebildet ist.
3. 3. Elektronische Zündschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung (5, 6) von einer Konstantstromquelle gebildet ist.
4. 4. Elektronische Zündschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung aus einem Feldeffekttransistor (5) und einem in Reihe zu dessen Drain-Source-Strecke geschalteten Widerstand (6) besteht, wobei der Widerstand (6) und die Gate-Elektrode an dem Spannungspol (4) des Umladekondensators (2) und die Drain-Elektrode, gegebenenfalls über einen Vorwiderstand, am Spannungspol (3) des Speicherkondensators (T) liegt.

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   ORIGINAL INSPECTED

   Verwendung einer Zündschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einem Geschoßzünder, bei dem das elektronische Bauelement mit Schwellwertverhalten (8) an der Steuerelektrode eines in Reihe zum Zündmittel (9) liegenden elektronischen Schaltelements (13), vorzugsweise eines Thyristors, und die Reihenschaltung aus Zündmittel (9) und Schaltelement (13) parallel zum Speicherkondensator (1) liegt.

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