CH683305A5

CH683305A5 - Gesteuerte Stromversorgung zur Sicherung der Bereitschaft von Ueberwachungsanlagen.

Info

Publication number: CH683305A5
Application number: CH144191A
Authority: CH
Inventors: Anton Bircher
Original assignee: Anton Bircher
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1994-02-15

Description

1

CH 683 305 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Femsteuerungen, Unterhaltungs-Elektronik, Überwachungsanlagen, Personenerkennung usw. jedoch auch Batterieladegeräte und Netzgeräte.

Viele Geräte in der Unterhaltungselektronik und Industrie (Fernseher, Radio, Tonband, Maschinen usw.) werden ferngesteuert. Um den Empfänger einer Fernsteuerung 24 Std./Tag aktiv zu halten, wird auch heute noch relativ viel Energie benötigt.

Ein Fernseher oder Stereoanlage verbraucht beispielsweise im «Standby»-Modus 7 bis 10 W.

Ausserhalb einer durchschnittlichen Betriebszeit von 3 Stunden pro Tag werden somit (21 Stunden x 7 W) 147 Wh für die Bereitschaft des Empfängers verbraucht. Das ergibt ein Total von mindestens 53 KW/h pro Jahr (pro Gerät).

Da sich der Empfänger der Fernsteuerungen meistens beim zu steuernden Gerät befindet, (bei einer Steckdose) wird bei einer Entwicklung zu wenig auf den Stromverbrauch geachtet. Dadurch, dass ein Steuergerät eine Überwachung «rund um die Uhr» gewährleistet, bleiben verschiedene Geräte oft auch bei längerer Abwesenheit ans Netz gekoppelt. Auch bei unbelasteten primärgetakteten Netzgeräten bleibt diese Netzverbindung bestehen. Unnötige Störungen durch Phasenanschnitt!

Dies bringt nebst grossem Stromverbrauch auch sicherheitstechnische Gefahren mit sich. (Blitzschäden, Stromstoss durch Berührung, Kurzschlüsse durch Wasser-Schäden usw.)

Der Betrieb von Solar-Rechnern oder Uhren zeigt jedoch schon heute, dass ohne «Netz»-Energie beachtliche Funktionen erfüllt werden können. (Sogar bei künstlichem Licht!) Umfragen unter der Bevölkerung haben immer wieder gezeigt, dass man zwar bereit ist Energie zu sparen, jedoch auf einen gewissen Lebensstandard nicht verzichten möchte. Das bedeutet, dass vorgängig beschriebene Mängel mit Hilfe der Technik gelöst werden müssen!

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sparsame Fernsteuer-Empfänger, und Überwachungsanlagen ohne Netz-Energie zu betreiben und Stromversorgungen nur dann an das «Netz» zu verbinden, wenn dies von einem angeschlossenen Verbraucher gefordert wird.

Gemäss Anspruch 1 wird dies dadurch gewährleistet, dass ein sparsamer Spannungsdetektor eine Netzkoppelung nur dann einleitet wenn eine entsprechende Last die Energie verlangt. Eine unbelastete Stromversorgung verbraucht somit grundsätzlich keine Energie, wird jedoch für die Sicherung der Bereitschaft über einen AC/DC-Wandler inter-ruptmässig gespiesen.

Nach Anspruch 2 wird die Bereitschaft einer Überwachungsanlage dadurch gesichert, dass eine alternative Spannungsquelle die Energie liefert. Beim Wechsel vom Bereitschafts- in den Arbeitszustand wird ein nötiger Energiemehrverbrauch über den AC/DC-Wandler ausgeglichen.

Eine Überwachungsanlage benötigt somit im Be-reitschafts-Zustand keine Energie aus dem Netz, spart dadurch eine riesige Menge Energie und stellt keine sicherheitstechnische Gefahrenquelle dar!

Vorteilhaft wird der AC/DC-Wandler, der den Energiemehrbedarf liefert mit einem Opto-Koppler (z.Bp. Opto-Triac) zugeschaltet. Damit kann eine galvanische Trennung zwischen AC-Netz und gesteuerter Stromversorgung gewährleistet werden.

Der Hysterese-Eingang des Spannungsdetektors erlaubt eine tolerierbare Spannungsschwankung am Speichereiement zu definieren. Dies bewirkt, dass die alternative Spannungsquelle innerhalb eines gewissen Spielraumes arbeiten kann. Wird beispielsweise eine Solarzelle für die Ladung des Speicherelementes verwendet, muss bei veränderlichen Lichtverhältnissen nicht dauernd der AC/DC-Wandler eingeschaltet werden.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann die gesteuerte Stromversorgung auch als Akku-La-degerät verwendet werden. Das Speicherelement kann den Lastverhältnissen angepasst werden. Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Schaltung als Akku-Überwachung kann das Speicherelement gar die Last selbst darstellen. Der äusserst sparsame Spannungsüberwacher kann in diesem Fall auch ohne Solarmodul, direkt mit der zu überwachenden Batteriespannung betrieben werden. Sobald die Batteriespannung das gesetzte Limit unterschreitet, liefert der AC/DC-Wandler den Ladestrom. Das bedeutet, dass Akku-Ladegeräte keinen Standby Strom benötigen!

Zusätzlich kann der Ausgangsstrom des AC/DC-Wandlers mit einem Widerstand begrenzt werden. Damit kann einerseits die Einschaltzeit desselben beeinflusst, andererseits die angeschlossene Last geschützt werden.

Durch die Verwendung eines «Dual» Spannungsdetektors wird weiter ermöglicht, einen 2. Triac oder ein Relais anzusteuern. Dadurch kann eine Anlage unter Verwendung der erfindungsgemässen Schaltung einen Steuerstromkreis und einen Leistungsstromkreis aufweisen. Dies kann sich als sehr nützlich erweisen, wenn eine Last mit unterschiedlichen Strömen betrieben wird (z.B. Funkgeräte, Verstärker, Netzgeräte, etc.) Der Triac kann selbstverständlich mit Null-Durchgangs-Schaltung versehen sein.

Ein sicherheitstechnischer Vorteil kann dadurch erreicht werden, dass der AC/DC-Wandler wasserfest isoliert aufgebaut wird. Ein solcher isolierter Teil kann zusätzlich sowohl einen Trenntrafo als auch den Optokoppler beinhalten.

Ferner ist die Möglichkeit geboten, dass ein Energiemehrverbrauch vom Netz, mit einem AC/ DC-Wandler und (oder) einer zusätzlichen DC Quelle ausgeglichen werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Gesteuerte Stromversorgung zur Sicherung der Bereitschaft von Überwachungsanlagen (6) dadurch gekennzeichnet, dass ein sparsamer Span-nungsdetektor (3) den Ladezustand eines Speicherelementes (2) überwacht und nur im Bedarfsfall einen AC/DC-Wandler (5) einschaltet.

2 Gesteuerte Stromversorgung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine alternative Spannungsquelle (1) über das Speicherele-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 683 305 A5

ment (2) eine Überwachungsanlage (6) speist und nur im Bedarfsfall vom AC/DC-Wandler (5) unterstützt wird.

3. Gesteuerte Stromversorgung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsdetektor einen Triac (4) schaltet, der den AC/ DC-Wandler mit dem Netz verbindet.

4. Gesteuerte Stromversorgung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch entsprechende Beschaltung des Spannungsdetektors (Hysterese) eine definierte Spannungsschwankung am Speicherelement akzeptiert wird.

5. Gesteuerte Stromversorgung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement den Lastverhältnissen angepasst, aus Kondensator oder Akku besteht.

6. Gesteuerte Stromversorgung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalstrom am AC/DC-Wandler durch einen Widerstand begrenzt wird.

7. Gesteuerte Stromversorgung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der AC/ DC-Wandler wasserfest isoliert aufgebaut ist.

8. Gesteuerte Stromversorgung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsdetektor einen 2. Triac ansteuert, der einen Leistungsteil einschaltet.

9. Gesteuerte Stromversorgung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsdetektor bei Bedarf zusätzlich ein Relais ansteuert, welches einen Leistungsteil einschaltet.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3