CN103634983A - 电路装置和补偿电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路装置和补偿电路。根据本发明的电路装置具有开关，其输入端能与相线路导电连接，而其输出端能与中性导体导电连接。此外，该电路装置具有与开关并联电连接并且被构造为发光二极管的发光装置。此外，电路装置还具有开关设备，用于控制电负载，该电负载与开关串联连接，使得开关的操纵引起开关设备的开关状态改变。最后，电路装置具有带有电容器以及电阻的补偿电路。补偿电路现在用于补偿流经发光二极管的脉冲式直流电流对开关设备的影响。借助与电机械开关设备串联连接的电容器阻塞在开关断开时持续流经发光二极管的脉冲式直流电流，使得该直流电流不流经开关设备，而是通过与由电容器和开关设备构成的串联电路并联电连接的电阻。

Description

电路装置和补偿电路

技术领域

本发明涉及一种电路装置，其带有用于具有背景照明的电开关的补偿电路。电路装置在此具有一种开关，所述开关的输入端可与相线路导电连接，而所述开关的输出端可与中性导体导电连接。此外，该电路装置还具有发光装置以及开关设备，该发光装置与该开关并联电连接，该开关设备与该开关串联连接，使得该开关的操纵引起开关设备的开关状态改变。

背景技术

在室内安装（Hausinstallation）时，针对其中要从至少两个操作部位出发开关电负载的应用一般使用所谓的按键电路。开关过程在此可以从任意多个按键出发来被发动。为此，包含单个开关或按键的控制电路与负载电路分离，在该负载电路中布置有耗电器、例如楼梯照明的灯。在按键电路中，负载电流因此不是流经操作部位，而是在短的路径上直接流到耗电器，例如流到要开关的发光装置。与常规交叉电路相反，按键电路尽管需要脉冲开关（Stromstossschalter）或脉冲继电器，但是为此单个开关（例如灯开关）的结构形式以及接线更简单。由此以及通过使用控制线路（Ansteuerleitung）的较薄的横截面减小了线路损耗以及安装成本。所有按键的并联电路附加地减小了安装开销。 

一般，对于按键电路所需的脉冲开关或脉冲继电器大部分被装配在分配器中，极少被装配在接线盒中。按键电路的通常应用是楼梯和长走廊中的照明装置的接通和关断，因为此处要借助多个灯开关（按键）实现负载电路的开关。

目前，开关、例如灯开关或者灯按键越来越频繁地被配备有背景照明，以便即使在昏暗或者黑暗中也能够实现简单且可靠地操纵开关。一般，针对背景照明使用辉光灯，所述辉光灯被集成在开关或者按键中。但是一段时间以来，背景照明也更多地在使用发光二极管的情况下被实现。背景照明的发光装置（即不仅辉光灯而且发光二极管）在此与灯开关或灯按键并联电连接。灯开关或灯按键背景照明的持续流动的工作电流在此（根据实施形式）处于0.5mA到2mA的量级。

因此，背景照明的正弦形工作电流与灯按键并行地通过中性导体源于相线路地流出。现在如果电机械开关设备（譬如遥控开关或者脉冲开关）被用于控制电负载、例如楼梯照明装置，则背景照明的工作电流通过电机械开关设备的磁系统流到中性导体。从流经转换继电器的磁系统的确定的电流大小起，该磁系统将作出反应。这导致磁系统的不断的交流声，其可直至导致触发磁系统（并且由此可导致开关继电器的开关）。由于磁系统的交流声一般被感受为干扰性的，（同样如不期望地触发磁系统那样）无论如何要避免该交流声。

目前，在使用辉光灯作为背景照明时，为了补偿由于辉光灯工作电流而出现的效应而使用欧姆电阻，该欧姆电阻与电机械开关设备的磁系统并联电连接。如果该电阻与开关设备的内阻相比足够小地被确定尺寸，则辉光灯工作电流主要经过该电阻朝中性导体流出。正弦形工作电流的流经磁系统的部分由此明显减小，但是该补偿电路导致电阻明显变热，这恰好在壳体结构形状小时可导致问题。

替换于电阻，相对大的电容也可以与电机械开关设备的磁系统并联电连接。在该情况下，也仅还小部分的正弦形辉光灯工作电流流经磁系统，主要部分通过作为旁路连接的电容被引导至中性导体。在这样的补偿电路中，变热问题可以被忽略，但是补偿电路仅可被使用在导致正弦形交变电流的发光装置中。而如果背景照明利用发光二极管来实现，则没有正弦形交变电流流过开关设备，而是一类脉冲式直流电流流经开关设备，因为发光二极管仅还对于正半波或者（根据其极性）负半波而是可通过的。该脉冲式电流使得不能使用与电机械开关设备的磁系统并联连接的电容器，因为其会通过直流部分充电并且因此会变得不起作用。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种可替换的电路装置以及一种补偿电路，其避免了从现有技术中知道的缺点。

该任务通过根据独立权利要求所述的电路装置以及补偿电路来解决。有利的扩展方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的电路装置具有开关，所述开关的输入端可与相线路导电连接，而所述开关的输出端可与中性导体导电连接。此外，该电路装置还具有发光装置，该发光装置与开关并联电连接并且被构造为发光二极管。此外，该电路装置还具有开关设备，用于控制电负载，该电负载与开关串联连接为使得开关的操纵引起开关设备的开关状态改变。最后，电路装置具有补偿电路。该补偿电路就其而言具有与电机械开关设备串联连接的电容器以及与由开关设备和电容器构成的串联电路并联连接的电阻。

用作开关的背景照明的发光装置与开关并联电连接，以便与开关的开关状态无关地保证背景照明。发光装置在此被构造为发光二极管，这带来了多个创造性优点（例如与结构空间相比较高的光输出，同时较少变热）或者在颜色变型（Farbvariante）方面有更大的选择。

然而，将发光二极管用作背景照明导致，由于二极管的单向电截止作用，二极管仅还对于正半波或者（与其极性有关地）对于负半波是可通过的。该开关设备被构造为电机械开关设备，例如被构造为脉冲继电器或者被构造为转换继电器，并且与开关处于有效连接。开关设备在此与该开关串联电连接。例如，开关设备的输入端与开关的输出端导电连接，而开关设备的输出端与中性导体导电连接。在开关与开关设备之间的电有效连接在此被构造为使得通过开关产生的电流脉冲引起开关设备的开关过程。以这种方式可以借助小的电流脉冲开关连接到电机械开关设备上的电负载、例如走廊照明或者楼梯照明。

补偿电路现在用于补偿流经发光二极管的脉冲式直流电流对开关设备的影响。借助与电机械开关设备串联连接的电容器阻塞在开关断开时持续流经发光二极管的脉冲式直流电流，使得该直流电流不流经开关设备。直流部分通过补偿支路来导出，该补偿支路包含欧姆电阻并且与由电容器和开关设备构成的串联电路并联电连接。通过截止背景照明的流经发光装置的工作电流的直流部分和使该直流部分改道经过补偿支路，显著地减小了流经电机械开关设备的磁系统的工作电流的部分。由此有效地避免了磁系统的持续承受负载并且由此持续的交流声。

在该电路装置的一种有利的改进方案中，开关被构造为按键。按键是开关的一种常见的简化的实施形式并且被使用在所谓的按键电路的控制电路中，例如作为用于开关在长走廊和楼梯中的照明装置的灯开关。在所述按键电路中，控制电路与所谓的负载电路分离，由此线路损耗、安装成本以及安装开销被明显降低。

在该电路装置的另一种有利的改进方案中，开关设备被构造为脉冲继电器。也称作脉冲开关或者转换继电器的脉冲继电器是以电磁方式操纵的开关，其中电脉冲（例如由于按键操纵）引起开关状态改变，该开关状态改变直至紧接着的脉冲以机械或者电子方式被存储。在电气安装中，当要从多个开关部位出发开关相同的用电器、例如走廊照明或者楼梯照明时，脉冲电路代替关断电路、换接电路和交叉电路而被使用。在此，脉冲电路的特点在于简单的和成本低廉的安装以及较小的损耗功率。

在电路装置的另一种有利的改进方案中，开关设备与同负载串联电连接的接触部具有机械有效连接。通过该有效连接可能将开关设备远离待开关的负载地布置，例如布置在中央电气安装分配器中。安装开销由此明显降低。

在另一种有利的改进方案中，该电路装置具有另外的发光装置，该另外的发光装置与开关并联电连接。由于另外的发光装置、例如另外的发光二极管同样用于开关的背景照明，所以其同样与该开关电并联地被布置在电路中。另外的发光装置在此可以不仅与第一发光装置并联电连接而且可以与第一发光装置串联电连接。

在该电路装置的另一种有利的改进方案中，补偿电路被构造为可独立装配的模块。通过补偿电路被构型为可独立装配的模块，可以以明显更低的开销执行对现有的常规按键电路的改进。

在另一种有利的改进方案中，开关设备是可独立装配的补偿电路模块的组成部分。通过将开关设备集成到补偿电路中（这对应于补偿电路到开关设备中的集成）实现了更紧凑的结构形状。

根据本发明的补偿电路被设置用于使用在开头所描述的类型的电路装置中。在根据本发明的补偿电路的优点方面，参阅根据本发明的电路装置的前面所列举的优点。

附图说明

以下参照所附的图更为详细地阐述了该电路装置的实施例。在附图中：

图1是根据现有技术的常规电路装置的示意图；

图2是根据本发明的电路装置的实施例的示意图。

在附图的不同图中，相同的部分始终被配备有相同的附图标记。描述适用于所有附图，在这些附图中同样能识别相对应的部分。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的常规电路装置的示意图。该电路装置与相线路L1以及中性导体N导电连接。该电路装置具有开关1，该开关1被构造为按键并且与电机械开关设备3以电学方式共同起作用，使得通过按键1产生的电脉冲引起开关设备3的开关过程。开关设备3被构造为转换继电器并且与接触部6处于机械有效连接5，该接触部6在开关设备3的开关过程中被操纵、也就是说或者被断开或者被闭合。接触部6与电负载4串联电连接，该电负载4在本情况下作为灯被示出。由负载4和接触部6构成的串联电路同样与相线路L1以及中性导体N导电连接。所示出的电路装置在那个程度上对应于如下常规按键电路：在所述常规按键电路中包含负载4的负载电路与包含开关1的控制电路分离。

为了实现构造为按键的开关1的背景照明，与开关1并联连接被构造为辉光灯2-1的发光装置，以便与开关/按键1的开关状态无关地保证背景照明。如果按键1断开（这一般大部分时间会允许情况如此），则几毫安量级的电流与断开的按键1并联地流经辉光灯2-1。紧接着，该电流经过构造为转换继电器的开关设备3流到中性导体。转换继电器是电机械开关设备3，该电机械开关设备3根据电脉冲来改变其开关状态。这在使用电磁体、即开关设备3的所谓的磁系统的情况下发生，该磁系统根据电脉冲而吸引电枢并且由此造成机械开关状态改变。由于按键电路的控制电路的电脉冲比较小，所以转换继电器3的磁系统比较敏感地被设计。因而，为少数毫安的相对小的辉光灯电流也已经导致磁系统的交流声，这可能甚至可引起开关设备3的触发。这两种效应都是不期望的，并且因而要借助根据本发明的电路装置被抑制。

在图2中示意性地示出了根据本发明的电路装置的实施例。根据本发明的电路装置又与相线路L1以及中性导体N导电连接。该电路装置具有被构造为按键的开关1，该开关1与被构造为转换继电器的电机械开关设备3以电学方式共同起作用，使得通过按键1产生的电脉冲引起开关设备3的开关过程。开关设备3又与接触部6处于机械有效连接5，该接触部6在开关设备3的开关过程中被操纵、也就是说被断开或者被闭合。接触部6与被构造为灯的电负载4串联电连接。由负载4和接触部6构成的串联电路同样与相线路L1以及中性导体N导电连接。所示出的根据本发明的电路装置在那个程度上又对应于如下常规按键电路：在所述常规按键电路中，包含负载4的负载电路与包含开关1的控制电路分离。

作为开关1的背景照明的发光装置，不是一个或多个辉光灯2-1（参见图1），而是两个发光二极管2-2与开关1并联电连接。所示出的实施例具有两个发光二极管2-2，但同样可能的是使用多个或者也仅使用唯一的发光二极管作为背景照明装置。然而，将发光二极管用作背景照明导致：由于二极管的单向截止作用，该二极管仅还对于正半波或者负半波是可通过的。因而，没有正弦形交变电流流经背景照明装置，而是脉冲式直流电流流经背景照明装置，该脉冲式直流电流（根据极性）唯一地具有交变电流的正半波或者负半波。

为了避免作为LED背景照明装置的工作电流出现的脉冲式直流电流持续流经被构造为转换继电器的电机械开关设备3的磁系统，根据本发明的电路装置具有补偿电路10，以便补偿流经发光二极管的脉冲式直流电流对开关设备3或其磁系统的影响。补偿电路10为此具有电容器C1，该电容器C1与电机械开关设备3串联连接。借助电容器C1阻塞在开关1断开时持续流经发光二极管2-2的脉冲式直流电流，使得该直流电流不流经开关设备3。对于纯直流电流而言，电容器C1因此起截止作用。此外，补偿电路10还具有欧姆电阻R1，该欧姆电阻R1与由电容器C1和开关设备3构成的串联电路并联电连接。该直流电流通过补偿支路导出，其中欧姆电阻R1变热。电阻R1在此相对高欧姆地被设计，优选地大于由电容器C1和开关设备3构成的串联电路的内阻地被设计。

通过截止流经发光二极管2-2的脉冲式直流电流的直流部分和将直流部分经过补偿支路导出，显著地减小了背景照明装置的流经电机械开关设备3的磁系统的工作电流的部分。由此有效地避免了磁系统的持续承受负载并且由此持续的交流声。

如果开关1闭合，则正弦形交变电流从相线路L1通过开关1流向N。发光二极管2-2在此基本上被跨接。对于正弦形交变电流，电容器C1但是并不起截止作用，使得通过使开关1闭合产生的电流脉冲流经开关设备3。由此，引起开关设备3的开关状态改变，由此接触部6被操纵。

有利地，补偿电路10被构造为可独立装配的模块。这具有如下优点：可以以明显更小的开销实现对现有的常规按键电路的改进。为了保证简化的安装，补偿电路10具有用于与开关1接触的电端子11。开关设备3在此同样可被集成到补偿电路10的可独立装配的模块中。 

附图标记列表

1      开关 

2-1    辉光灯 

2-2    发光二极管

3      开关设备

4      负载

5      有效连接

6      接触部

10     补偿电路

11     端子

L1     相线路

N      中性导体

C1     电容器

C2     电容器

R1     电阻

Claims (8)

1.一种电路装置，其具有：

- 开关（1），所述开关（1）的输入端能与相线路（L1）导电连接，而所述开关（1）的输出端能与中性导体（N）导电连接，

- 发光装置（2-1，2-2），所述发光装置（2-1，2-2）与开关（1）并联电连接，

-  开关设备（3），用于控制电负载（4），该电负载（4）与开关（1）串联连接，使得开关（1）的操纵引起开关设备（3）的开关状态改变，

其特征在于，

-  发光装置被构造为发光二极管（2-2），以及

-  该电路装置具有补偿电路（10），该补偿电路（10）具有与电机械开关设备（3）串联连接的电容器（C1）以及与由电容器（C1）和开关设备（3）构成的串联电路并联连接的电阻（R1）。

2.根据权利要求1所述的电路装置，

其中，开关（1）被构造为按键。

3.根据上述权利要求之一所述的电路装置，其中，开关设备（3）被构造为脉冲继电器。

4.根据上述权利要求之一所述的电路装置，其中，开关设备（3）与接触部（6）具有机械有效连接（5），该接触部（6）与负载（4）串联电连接。

5.根据上述权利要求之一所述的电路装置，该电路装置具有与开关（1）并联电连接的另外的发光装置（2-2）。

6.根据上述权利要求之一所述的电路装置，其中，补偿电路（10）被构造为能够独立装配的模块。

7.根据权利要求6所述的电路装置，

其中，开关设备（3）是能够独立装配的补偿电路模块的组成部分。

8.一种用于使用在根据权利要求1至6之一所述的电路装置中的补偿电路（10）。

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