AT400642B - Geregelte stromversorgung für einen elektrischen raumtemperaturregler - Google Patents

Description

AT 400 642 B

Die Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine geregelte Stromversorgung für einen elektrischen Raumtemperaturregler gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Bekannte auf dem Markt befindliche Geräte, die als 2-Punkt-RaumtemperaturregIer ausgebildet sind, weisen einen Bimetallregler auf, wobei das Bimetall der Raumtemperatur ausgesetzt ist. Es ist eine thermische Rückführung vorgesehen, mit der das Bimetall durch einen Heizwiderstand dann beheizt wird, wenn dem Heizgerät des Raumes ein positives Stellsignal zugeführt wird, das heißt, die Beheizung des Bimetalls findet parallel zur Wärmeerzeugung durch das Heizgerät für den aufzuheizenden Raum statt.

Im Zuge der weiteren Verfeinerung dieser Raumtemperaturregler wurde versucht, den eigentlichen Regler als Schmitt-Trigger auszubilden. Der Ist-Wert-ßeber ist dann als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet und der Soll-Wert-Geber als Potentiometer. Der Schmitt-Trigger nimmt seinen einen oder anderen Schaltzustand nach Maßgabe der Soll-Ist-Wert-Abweichung ein. Um hier eine Rückführung zu realisieren, wurde versucht, von einer Spannungserzeugungsschaltung eine Rückführspannung zu bilden, die das Kippverhalten des Schmitt-Triggers beeinflußt. Hierbei hat es sich gezeigt, daß die Speisespannung für die Rückführ-Spannungserzeugungsschaltung stabilisiert werden muß, um brauchbare Ergebnisse zu erzielen. Diese Stabilisierung ist schwierig, weil der Raumtemperaturregler selbst vom Heizgerät mit Speisespannung versorgt wird. Die Spannung des Heizgerätes ist aber selbst in aller Regel stark abhängig von äußeren Gegebenheiten des Netzes. Eine übliche, beispielsweise in der EP-OS 0 285 047 beschriebene, Stabilisierungsschaltung hat den Nachteil, daß sie bei recht hoher Speisespannung eine nicht zu vernachlässigende Verlustleistung erzeugt, die im Gehäuse des Raumtemperaturreglers frei wird und das Kippverhalten des Schmitt-Triggers naturgemäß stark beeinflußt.

Aus diesem Grund besteht die Aufgabe, für einen Raumtemperaturregler eine Stabilisierungsschaltung anzugeben, die eine sehr kleine Verlustleistung erzeugt, auch wenn sich die Speisespannung in der Nähe des oberen Maximumwertes befindet.

Die Lösung der Aufgabe liegt bei einem elektrischen Raumtemperaturregier der eingangs näher bezeichneten Art in den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher hervor.

Die Figur zeigt eine schematische Schaltungsdarstellung des Raumtemperaturreglers mit Heizgerät.

In einem Raum 1 eines Gebäudes, der aufzuheizen beziehungsweise zu kühlen ist, befindet sich ein Heiz- oder Kühlgerät 2. Hierbei kann es sich um ein elektrisches direkt wirkendes Heizgerät, wie einen Heizlüfter oder Raumheizofen, oder um einen gas- oder ölbeheizten Raumheizofen oder ein Umlaufwasserheizer beziehungsweise Kessel handeln, der wenigstens einen in diesem Raum angeordneten Radiator mit warmem Wasser beaufschlagt. Weiterhin könnte es sich um eine von einer Wärmepumpe gespeiste Fußbodenheizung handeln. Das Heizgerät ist wenigstens mit zwei Stromanschlüssen 3 und 4 für ein speisendes Netz versehen. Bei einem elektrischen Heizgerät gelangt über die Anschlüsse 3 und 4 die Spannung zum Gerät, wenn es sich um ein gas- oder ölbeheiztes Heizgerät handelt, gelangt hierüber die Leistung für elektrische Bauelemente dieses Heizgerätes zum Gerät. Im Raum 1 ist ein Raumtemperaturregler 5 vorgesehen, der über Leitungen 6 und 7 mit elektrischer Energie aus dem Heizgerät 2 gespeist ist. An den Leitungen 6 und 7 liegt die Eingangsspannung UE, durch die Leitungen fließt der Eingangsstrom IE. Die Leitungen 6 und 7 können eine Länge von mehreren Metern aufweisen. In dem Raumtemperaturregler 5 befindet sich der eigentliche als Schmitt-Trigger ausgebildete Regler 8, eine elektronische Rückführ-Spannungserzeugungsschaltung 9 und eine Stabilisierungsschaltung 10. Innerhalb des Raumtemperaturreglers 5 befindet sich ein Ist-Wert-Geber 11, der über eine Leitung 12 mit dem Regler 8 verbunden ist, der Regler 8 ist weiterhin über eine Leitung 13 mit einem Soll-Wert-Geber 14 verbunden. Ist- und Soll-Wert-Geber bestehen aus elektrischen Widerständen, wobei der Soll-Wert-Geber als Potentiometer, der Ist-Wert-Geber als NTC-Widerstand ausgebildet ist. Der als Schmitt-Trigger ausgebildete Regler weist Kippverhalten auf, das heißt, wenn die Spannung, die durch den NTC-Widerstand erzeugt wird, größer ist als die am Soll-Wert-Geber eingestellte Spannung, nimmt der Schmitt-Trigger den einen Kippzustand an, im anderen Falle den anderen. Der Schmitt-Trigger weist einen Stellausgang 15 auf, der über eine Leitung 16 mit einem Eingang 17 des Heiz- oder Kühlgerätes und über eine Abzweigleitung 18 mit der elektronischen Rückführ-Spannungserzeugungsschaltung 9 verbunden ist. Ein Ausgang 19 der RücMühr-Spannungserzeugungs-schaltung ist über eine Leitung 20 mit einem Eingang 21 des Reglers 8 verbunden.

An ihrem Eingang 22 weist die Stabilisierungsschaltung eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D3 auf, die entweder mit Wechselspannung auf den Leitungen 6 und 7 gespeist ist, oder wenn sie mit Gleichspannung gespeist ist, weist die Leitung 6 gegenüber der Leitung 7 positives Potential auf. Die Diode D3 ist mit einem Verbindungspunkt 23 verbunden, der über einen Kondensator C1 mit einem Verbindungspunkt 24 auf der Leitung 7 verbunden ist. Die Leitung 6 führt weiterhin zu einem zweiten Verbindungspunkt 2

Claims (4)

1. AT 400 642 B

   25, an dem ein Emitter-Widerstand R1 angeschlossen ist, der zum Emitter 26 eines Längstransistors V1 führt. Dessen Basis 27 ist mit einem Verbindungspunkt 28 verbunden, der seinerseits über einen Basiswiderstand R2 an den Verbindungspunkt 29 angeschlossen ist, der auf der Leitung 7 liegt. Die Verbindungspunkte 25 und 28 sind über zwei in Durchlaßrichtung geschaltete einfache Dioden D1 und D2 verbunden, 5 alternativ durch eine einzige Zenerdiode ZD3. Im Falle einer Zenerdiode würde diese in Sperrichtung liegen. Der Kollektor 30 des Längstransistors VI ist mit einer Leitung 31 verbunden, die eine Verzweigung 32 aufweist, an der eine oder eine Serienschaltung zweier in Sperrichtung geschalteter Zenerdioden ZD1 und ZD2 angeschlossen ist, die auf der anderen Seite mit einem Verzweigungspunkt 33 auf der Leitung 7 io verbunden ist. Ein Verbindungspunkt 34 beider Zenerdioden führt als symmetrische Masseleitung 35 zu einer Masseverbindung 36 im Innern der Erzeugungsschaltung für die Rückführspannung. Aus den Pfeilen UB+ und UB- kann die Symmetrie der Masse sinnfällig erkannt werden. Die Leitung 31 führt durch die RückführSpannungserzeugungsschaltung 9 durch und ist mit dem Regler 8 verbunden, das gleiche gilt für die Leitung 7. Die Schaltung arbeitet wie folgt: 75 Gleich, ob die Spannung UE als Wechselspannung oder als Gleichspannung ausgebildet ist, sie schwankt stark, da sie von dem Spannungspotential der Stromanschlüsse 3 und 4 abhängt. Die Diode 3 in Verbindung mit dem Kondensator C1 bewirkt im einen Fall die Gleichrichtung, in beiden Fällen aber eine starke Glättung der anstehenden Spannung UE im Bereich des Eingangs der Stabilisierungsschaltung 10. Der Längstransistor V1 wird in Verbindung mit dem Emitter-Widerstand R1 und den Dioden D1/D2 als. 20 Konstantstromquelle für die beiden in Serie geschalteten Zenerdioden ZD1 und ZD2. Hieraus resultiert, daß die Zenerdioden ZD1 und ZD2 mit einem konstanten Strom betrieben werden. Hieraus resultiert aber dann, daß die Spannung zwischen den Leitungen 31 und 7, die der Rückführ-Spannungserzeugungsschaltung 9 und dem Regler 8 zur Verfügung gestellt wird, sehr genau und präzise in ihrem Niveau eingehalten ist Hieraus folgt weiterhin, daß in der Stabilisierungsschaltung 10 kein einziges eine große Verlustleistung 25 erzeugendes Bauelement vorhanden ist, dessen Verlustleistung auf die Güte des Reglers 8 Einfluß haben könnte. Für den Fall, daß die Spannung UE sehr nahe an der benötigten Spannung für den Regler 8 beziehungsweise die Rückführ-Spannungserzeugungsschaltung gilt, so wird diese Spannungsdifferenz vernichtet über die Strecke des Emitter-Widerstandes mit dem Längstransistor. Ist die Spannung UE hingegen sehr hoch und liegt am Maximum, dann wird die Spannung über die gleiche Strecke vernichtet 30 aber der resultierende Strom über die Serienschaltung der beiden Zenerdioden kann nicht über den für die niedrigste Eingangsspannung geltenden Wert ansteigen. Hieraus resultiert, daß zwar bei höherer Eingangsspannung UE ein höherer Spannungsanteil vernichtet werden muß, dieser führt aber nicht zu einer im Verhältnis gleich hohen Leistung, da der Strom über die Zenerdioden konstant bleibt. 35 Patentansprüche 1. Geregelte Stromversorgung für einen elektrischen Raumtemperaturregler für ein einen Aufstellungsraum erwärmendes oder abkühlendes Heiz- oder Kühigerät, wobei der Flaumtemperaturregler einen Meßfühler, den eigentlichen Regler und einen elektrischen Stellausgang aufweist und mit einer 40 elektrischen Speisespannungsquelle verbunden ist, deren Höhe durch eine im Raumtemperaturregler angeordnete, eine Reihenschaltung aus wenigstens einer Zenerdiode und einem Längstransistor, dessen Koilektor-Emitter-Strecke mit einem Emitter-Widerstand in Reihe liegt, aufweisende Stabilisierungsschaltung konstant gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Basis-Strecke (26/27) des Längstransistors (V1) und der Emitter-Widerstand (R1) von wenigstens zwei in Serie und Durchlaßes richtung geschalteten Dioden (D1/D2) überbrückt ist, deren Spannungsabfall nahezu konstant ist, daß die Kollektor-Basis-Strecke (27/30) des Längstransistors (V1) von der wenigstens einen Zenerdiode (ZD1/ZD2) und einem Basiswiderstand (R2) überbrückt ist und daß der Verbindungspunkt (28) zwischen der Basis (27) des Längstransistors (V1) und dem Basiswiderstand (R2) mit den Dioden (D1/D2) verbunden ist. so
2. 2. Geregelte Stromversorgung für einen elektrischen Raumtemperaturregler für ein einen Aufsteilungsraum erwärmendes oder abkühlendes Heiz- oder Kühlgerät, wobei der Raumtemperaturregler einen Meßfühler, den eigentlichen Regler und einen elektrischen Stellausgang aufweist und mit einer elektrischen Speisespannungsquelle verbunden ist, deren Höhe durch eine im Raumtemperaturregler 55 angeordnete, eine Reihenschaltung aus wenigstens einer Zenerdiode und einem Längstransistor, dessen Koilektor-Emitter-Strecke mit einem Emitter-Widerstand in Reihe liegt, aufweisende Stabilisierungsschaltung konstant gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Basis-Strecke (26/27) des Längstransistors (V1) und der Emitter-Widerstand (R1) von einer in Sperrichtung geschalteten

   i : /P! 'if.' :E'l μ.': Ή;ιΜ : ί Ir , :Kii

   ,¾ 3 AT 400 642 B Zenerdiode (ZD3) überbrtickt ist, deren Spannungsabfall nahezu konstant ist, daß die Kollektor-Basis-Strecke (27/30) des Längstransistors (V1) von der wenigstens einen Zenerdiode (ZD1/ZD2) und einem Basiswiderstand (R2) überbrückt ist und daß der verbindungspunkt (28) zwischen der Basis (27) des Längstransistors (V1) und dem Basiswiderstand (R2) mit den Dioden (D1/D2) verbunden ist. 5
3. 3, Geregelte Stromversorgung für einen elektrischen Raumtemperaturregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (22) der Stabilisierungsschaltung (10) durch eine in Längsrichtung geschaltete Diode (D3) und einen Paralielkondensator (C1) gebildet ist. io
4. 4. Geregelte Stromversorgung für einen elektrischen Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungspunkt (34) zwischen den beiden Zenerdioden (ZD1/ZD2) an eine symmetrische Masseverbindung (36) für eine Rückführ-Spannungserzeugungsschal-tung (9) gelegt ist. 75 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 20 25 30 35 40 45 50 4 55