<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Speisung eines der Zerstäubung von
Wasser dienenden piezokeramischen Elementes mit einem vorzugsweise eine Gleichrichterschaltung enthaltenden Netzteil, einem einen Thermowiderstand enthaltenden Steuerteil, einem das piezokera- mische Element enthaltenden Schwingkreis und einem mindestens einen Schalttransistor enthaltenden
Schaltteil.
Es ist bekannt, in Luftbefeuchtern die Zerstäubung von Wasser durch ein piezokeramisches
Element zu bewirken. Bei der Verwendung von piezokeramischen Elementen ist jedoch zu berück- sichtigen, dass diese äusserst temperaturempfindlich sind. Da bei zu geringem Wasserstand im Zer- stäuber bei Überschreiten einer Grenztemperatur innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde das piezokeramische Element zerstört werden kann, ist es erforderlich, die Speisung des piezokeramischen
Elementes umgehend zu unterbrechen, sobald der Wasserstand im Zerstäuber unter einen vorgegebenen Mindestwert absinkt oder bei Einschaltung des Gerätes unter einem vorgegebenen Mindestwert liegt.
Es ist hiefür bekannt, im Speisekreis des piezokeramischen Elementes Elektroden vorzusehen, die in den Wasserbehälter des Zerstäubers einragen und durch welche, sobald der Wasserstand unter diese absinkt, die Speisung des piezokeramischen Elementes unterbrochen wird. Die Anordnung derartiger Elektroden ist jedoch insoferne nachteilig, als sie durch den Stromfluss innerhalb relativ kurzer Betriebszeit zerstört werden, weswegen sie nach einer relativ kurzen Betriebsdauer des Zerstäubers erneuert werden müssen.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei welcher auf Elektroden, die in den Zerstäuber einragen, verzichtet werden kann und durch welche das piezokeramische Element in allen Betriebszuständen des Zerstäubers gegenüber einer dessen Zerstörung verursachenden Erhitzung wirksam geschützt ist. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass im Steuerteil die Serienschaltung eines Kondensators mit einem Widerstand vorgesehen ist, durch die eine verzögerte Schaltung eines gleichfalls im Steuerteil vorgesehenen Transistors, über den die Speisung des Schwingkreises erfolgt, bewirkt wird und dass das piezokeramische Element mit dem Thermowiderstand, durch dessen Erwärmung über einen vorgegebenen Grenzwert die Speisung des Schwingkreises unterbrochen wird, thermisch gekuppelt ist.
Durch die thermische Kupplung des Thermowiderstandes mit dem piezokeramischen Element bewirkt die Widerstandsänderung des Thermowiderstandes auf Grund einer Temperaturerhöhung des piezokeramischen Elementes die erforderliche Steuerung in der Speisung bzw. die Abschaltung des Schwingkreises. Um weiters im Falle, dass das piezokeramische Element bei zu geringem Wasserstand im Zerstäuber in Betrieb genommen wird, zu vermeiden, dass dieses deshalb zerstört wird, weil auf Grund des Wärmeübergangswiderstandes sowie der thermische Kapazität des Thermowiderstandes dieser sich nicht so schnell erwärmt, wie dies für den wirksamen Schutz des piezokeramischen Elementes erforderlich ist, ist die Serienschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes vorgesehen, durch die eine verzögerte Speisung des Schwingkreises bewirkt wird.
Vorzugsweise ist ein Pol des Kondensators an die zum Schwingkreis führende Speiseleitung gelegt und ist der andere Pol über einen Widerstand an die Basis eines Transistors gelegt, dessen Kollektor-Emitterstrecke an die Basis eines im Steuerteil befindlichen zweiten Transistors angelegt ist. Weiters ist vorzugsweise der Emitter des zweiten Transistors an die Basis eines dritten im Steuerteil befindlichen Transistors geführt, dessen Kollektor-Emitterstrecke in Serie zum Schwingkreis liegt.
Weiters kann ein Pol des Thermowiderstandes an die Verbindung mindestens zweier weiterer in Serie liegender Widerstände gelegt sein und kann in Serie dazu ein Regelwiderstand vorgesehen sein, dessen Abgreifer an die Basis eines ersten Transistors des Schaltteiles geführt ist.
Schliesslich kann der Kollektor des ersten Transistors des Schaltteiles über einen weiteren Widerstand an die Basis eines zweiten Transistors des Schaltteiles gelegt sein und kann der Kollektor des zweiten Transistors des Schaltteiles über einen weiteren Widerstand an die Basis eines dritten Transistors des Schaltteiles geführt sein, wobei der Kollektor dieses Transistors an die Basis des im Schwingkreis befindlichen Transistors geführt ist.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführung3bei- spieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Schaltschema einer erfindungsgemässen Schaltungs-
<Desc/Clms Page number 2>
anordnung, die aus einem Netzteil A, einem Steuerteil B, einem Schwingkreis C und einem Schaltteil D besteht.
EMI2.1
--A-- enthälttor-4--.
Der Steuerteil --B-- enthält einen Transistor --10--, dessen Kollektor-Emitterstrecke in die zum Schwingkreis --C-- führende Speiseleitung --2-- eingesetzt ist, einen Transistor --11--, dessen Kollektor-Emitterstrecke den Kollektor und die Basis des Transistors --10-- überbrückt, sowie einen Transistor --12--, dessen Kollektor-Emitterstrecke die Basis des Transistors --11-- mit der Leitung --3-- verbindet. Zudem enthält der Steuerteil --B-- einen Kondensator --15--, dessen einer Pol an den Emitter des Transistors --10-- angelegt ist und dessen anderer Pol über einen Widerstand --16-- an die Basis des Transistors --12-- bzw. über einen weiteren Widerstand --17-an die Leitung-3-- geführt ist.
Weiters ist zur Kollektor-Basistrecke des Transistors --11-ein Widerstand --18-- parallel geschaltet und ist die Basis des Transistors --10-- über einen Widerstand --19-- gleichfalls an die Leitung --3-- geführt. Schliesslich enthält der Steuerteil - einen Thermowiderstand-20-u. zw. einen solchen, dessen Widerstandswert mit steigender Temperatur zunimmt, d. h. einen Kaltleiter (PTC-Widerstand).
Der Schwingkreis --C-- enthält eine Spule --25-- in Serie zu einem Kondensator --26--, wobei dem Kondensator die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors --27-- parallelgeschaltet ist. Die Basis dieses Transistors --27-- ist durch zwei parallele Widerstände --28, 29-- an den Emitter des Transistors --10-- bzw. an den Eingang der Spule --25-- geführt. An den Kollektor des Transistors --27-- bzw. an den zugeordneten Pol der Spule --25-- ist die Serienschaltung eines
EMI2.2
gelegt. Die Verbindung des piezokeramischen Elementes --33-- mit dem Thermowiderstand --20-ist mit der Basis des Transistors --27-- verbunden und ist über die Serienschaltung eines Gleichrichters --36--, eines Widerstandes --37-- und eines Regelwiderstandes --38-- an die Leitung - geführt.
Weiters ist auch die Basis des Transistors --27-- über einen Kondensator-39an die Leitung --3-- gelegt.
Der Schaltteil-D-schliesslich enthält die Serienschaltung von drei Widerständen --44, 45, 46-- wobei die Verbindung zwischen den Widerständen --44 und 45-- an den Thermowiderstand - 20-- geführt und der andere Pol des Widerstandes --36-- an die Leitung --3-- gelegt ist. Ein Abgriff des Widerstandes --46-- ist an die Basis eines Transistors --50-- gelegt, dessen Kollektor- - Emitterstrecke in Serie mit einem Widerstand --51-- zwischen den beiden Speiseleitungen-2 und 3-- liegt. Der Kollektor des Transistors --50-- ist weiters über einen Widerstand --54-- an die Basis eines Transistors --55-- und über einen weiteren Widerstand --56-- an die Leitung --3-gelegt. Die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors --55-- ist über einen Widerstand --59-- an die Leitung --2-- gelegt.
Zudem ist der Kollektor des Transistors --55-- über einen Widerstand --62-- an die Basis eines weiteren Transistors --60-- geführt, dessen Emitter an die Leitung - gelegt ist und dessen Kollektor mit der Basis des Transistors --27-- des Schwingkreises - direkt verbunden ist.
Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist wie folgt : Nach Anlegen der Spannung an ien Netzteil-l-fliesst über die Leitung --2--, durch den Transistor --10--, durch den Schwing- kreis --C-- und die Leitung --3-- ein geringfügiger Strom. Durch diesen Stromfluss beginnt der Schwingkreis-C-zu schwingen und erwärmt sich das piezokeramische Element --33-- und mit iiesem der Thermowiderstand --20-- langsam, z.B. innerhalb von 15 s. Der Betrieb des Schwingtreises --C-- ist dabei ein solcher, dass das piezokeramische Element --33-- nicht geschädigt verden kann. Weiters wird auch der Kondensator --15-- aufgeladen. Hiedurch wird die Basis des rransistors --12-- so gesteuert, dass dieser leitend wird.
Dies verhindert eine Umsteuerung des rransistors --11-- in seinen leitenden Zustand, wodurch auch die Basis des Transistors --10-- mf einem solchen Potential gehalten wird, dass dieser auch weiterhin nur einen geringen Strom eitet.
Sobald der Kondensator --15-- voll aufgeladen wurde, bewirkt dies eine Änderung in dem in die Basis des Transistors --12-- anliegenden Potential dahingehend, dass dieser sperrt, wo-
<Desc/Clms Page number 3>
durch über den Widerstand --18-- das Potential an der Basis des Transistors --11-- angehoben wird, wodurch dieser leitend wird. Hiedurch gelangt auch an die Basis des Transistors --10-ein höheres Potential, wodurch dieser voll öffnet.
Hiedurch wird der Schwingkreis --C-- mit der für dessen ordnungsgemässe Funktion erforderlichen Spannung beaufschlagt und beginnt er voll zu schwingen, wodurch auch das piezokeramische Element 33 mit der für dessen Funktion erforderlichen Wechselspannung beaufschlagt wird.
Durch die Schwingung des piezokeramischen Elementes --33-- erfolgt eine Zerstäubung des im Zerstäuber befindlichen Wassers. Das Ansteigen der Speisespannung für den Schwingkreis --C-- bis
EMI3.1
h. z. B.Thermowiderstandes-20-, der mit dem piezokeramischen Element --33--, thermisch gekuppelt ist, ansteigt, ändert sich die durch den Widerstand --44-- und den Thermowiderstand --20-- be- wirkte Potentialaufteilung, wodurch das an die Basis des Transistors --50-- anliegende Potential angehoben wird.
Sobald auf Grund der Überschreitung eines vorgegebenen maximalen Temperatur- wertes des Thermowiderstandes --20-- bzw. des entsprechenden Widerstandswertes das an die Ba- sis des Transistors --50-- anliegende Potential einen bestimmten Wert überschritten hat, schaltet der Transistor --50-- durch, wodurch das an die Basis des Transistors --55-- anliegende Poten- tial abgesenkt wird und der Transistor --55-- sperrt. Hiedurch steigt wieder das an die Basis des Transistors --60-- anliegende Potential an, was eine Öffnung dieses Transistors --60-- be- wirkt.
Hiedurch gelangt an die Basis des Transistors --27-- das Potential der Leitung-3-, wodurch dieser sperrt und damit die Schwingung im Schwingkreis --C-- bzw. die Speisung des piezokeramischen Elementes --33-- unterbricht. Eine neuerliche Inbetriebnahme ist erst dann mög- lich, nachdem der Netzteil --A-- abgeschaltet und hierauf wieder eingeschaltet wurde.
Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ist damit eine Steuerschaltung geschaf- fen, bei der durch verzögerte Speisung des piezokeramischen Elementes der Thermowiderstand in der Lage ist, dem Temperaturanstieg im piezokeramischen Element zu folgen und so eine Schutz- funktion zu erfüllen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Speisung eines der Zerstäubung von Wasser dienenden piezokeramischen Elementes mit einem vorzugsweise eine Gleichrichterschaltung enthaltenden Netzteil, einem einen Thermowiderstand enthaltenden Steuerteil, einem das piezokeramische Element enthaltenden Schwingkreis und einem mindestens einen Schalttransistor enthaltenden Schaltteil, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuerteil (B) die Serienschaltung eines Kondensators (15) mit einem Widerstand (16) vorgesehen ist, durch die eine verzögerte Schaltung eines gleichfalls im Steuerteil (B) vorgesehenen Transistors (10), über den die Speisung des Schwingkreises (C) erfolgt, bewirkt wird und dass das piezokeramische Element (33) mit dem Thermowiderstand (20), durch dessen Erwärmung über einen vorgegebenen Grenzwert die Speisung des Schwingkreises (C)
unterbrochen wird, thermisch gekuppelt ist.