DE10034527A1

DE10034527A1 - System with a voltage transformer for driving roller shutters includes a permanently excited DC motor, a power supply circuit containing a half bridge current transformer and a winding shaft carrying bearing necks on its ends.

Info

Publication number: DE10034527A1
Application number: DE2000134527
Authority: DE
Inventors: Rainer Schroecker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-15
Filing date: 2000-07-15
Publication date: 2002-01-24

Abstract

A drive system (11) for roller shutters is assembled from a permanently excited DC motor and a power supply circuit containing a half bridge current transformer. A winding shaft (1) carries bearing necks (2) on its ends. Roller shutter steel cladding (4) fastens on the winding shaft with an edge and consists of single plates running parallel to each other. The edge opening out from the winding shaft forms an under-edge.

Description

In der DE-A-197 06 329 ist ein Rollladenantrieb für Rollläden beschrieben, die über einen Gurt betätigt werden. Der Rollladen weist eine Wickelwelle auf, an der der Roll ladenpanzer befestigt ist. Auf der Wickelwelle ist ferner eine Gurtscheibe angebracht mittels derer ein einends an der Wickelwelle befestigter Rollladengurt auf der Wickel welle auf- bzw. von dieser abgewickelt werden kann. Das an dere Ende des Rollladengurtes ist an einer Feder vor gespannten Gurtscheibe befestigt, die in einer entsprechen den Tasche neben der Mauerlaibung des Fensters sitzt.DE-A-197 06 329 is a roller shutter drive for Described shutters that are operated via a belt. The roller shutter has a winding shaft on which the roller loading tank is attached. On the winding shaft is also a belt pulley attached by means of which one end the roller shutter belt attached to the winding shaft on the winding shaft can be wound up or unwound from this. That on the end of the roller shutter belt is in front of a spring tensioned belt pulley attached, which correspond in a the bag sits next to the wall reveal of the window.

An dem Rollladengurt greifen eine Reihe von Friktions rollen an, die über einen permanent erregten Gleichstrom motor wahlweise in Gang gesetzt werden können, um den Roll ladengurt und damit auch den Rollladenpanzer betätigen zu können. Der permanent erregte Gleichstrommotor wird bei der bekannten Anordnung über einen Netztransformator mit Strom versorgt. Damit vernünftige Laufzeiten des Rollladenpanzers zu Stande kommen, muss dieser Transformator eine ver gleichsweise sehr hohe Nennleistung aufweisen, verglichen mit der Nennleistung die vom Motor an der Welle abgegeben wird.A series of friction grips the roller shutter belt roll on that via a permanently excited direct current motor can optionally be started to roll Operate the shutter belt and thus also the roller shutter curtain can. The permanently excited DC motor is used in the known arrangement via a mains transformer with electricity provided. So reasonable runtimes of the roller shutter curtain come about, this transformer must have a ver equally have very high nominal power, compared with the nominal power delivered by the motor to the shaft becomes.

Da der Gleichstrommotor an seinen Eingangsklemmen eine Gegen-EMK erzeugt, fließt aus dem Transformator nur dann Strom, wenn die Netzhalbwelle weit genug angestiegen ist bis die Ausgangsspannung größer ist als die Gegen-EMK. Auf grund dieses Umstandes wird der Stromflusswinkel verhält nismäßig schmal und es fließen in der kurzen Zeit verhält nismäßig hohe Ströme. Anders ausgedrückt, der Formfaktor ist ungünstig d. h. der Quotient aus Stromeffektivwert und Strommittelwert ist wesentlich ungünstiger als bei einer Sinuskurve.Since the DC motor has a Back emf generated only flows out of the transformer Electricity when the grid half-wave has risen far enough until the output voltage is greater than the back emf. on Because of this, the current flow angle is behaving narrow and it flows in a short time reasonably high currents. In other words, the form factor is unfavorable d. H. the quotient of the effective current value and Average current is much less favorable than one Sinusoid.

Um diesen vergleichsweise sehr großen Transformator zu vermeiden, der größer ist als er in einem sogenannten Ste ckernetzgerät untergebracht werden kann, wurde bereits ver sucht den Motor aus NiCd-Zellen zu versorgen. Die NiCd-Zel len werden während der Betriebspausen des Rollladens aus einem kleinen Steckernetzgerät nachgeladen.To this comparatively very large transformer avoid that is larger than in a so-called Ste can be accommodated has already been ver seeks to supply the motor from NiCd cells. The NiCd cell len are off during the shutdowns of the roller shutter recharged with a small power supply.

Die NiCd-Zellen haben begrenzte Lebensdauer. Nach we nigen Jahren muss der bekannte Rollladenantrieb ausgebaut werden, um die NiCd-Zellen zu wechseln. Diese haben oben drein einen sehr hohen Preis.The NiCd cells have a limited lifespan. According to we A few years ago, the well-known roller shutter drive had to be expanded to change the NiCd cells. These have the top a very high price.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung ein Antriebssystem für einen Rollladen zu schaffen, bei dem die Stromversorgung weniger voluminös ist. Based on this, it is an object of the invention To create a drive system for a roller shutter, in which the Power supply is less voluminous.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Antriebs- System mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with a drive System with the features of claim 1 solved.

Das neue Antriebssystem enthält eine Stromversorgungs einrichtung für den Antriebsmotor, die eingangsseitig transformatorlos ist. Damit wird für die Netzfrequenz kein voluminöser Transformator benötigt, dessen Eisenvolumen sich bei der geforderten Betriebsleistung aus der Bedingung ergibt, dass bei Netzfrequenz und Leerlauf der Eisenkern des Transformators nicht in die Sättigung gelangt.The new drive system contains a power supply device for the drive motor, the input side is transformerless. So there is no for the network frequency voluminous transformer needed, its iron volume the condition of the required operating performance shows that at the mains frequency and idle the iron core of the transformer is not saturated.

Dieses Ziel läßt sich sehr einfach erreichen, wenn die Stromversorgungsschaltung einen Spannungswandler enthält, der auf Halbleiterbasis arbeitet. Die verwendeten Halblei ter sind gewichtsmäßig sehr klein. Sie können bei geringem Gewicht die Netzspannung von 230 Volt auf die erforderli chen 12 oder 24 Volt für den Motor des Rollladens reduzie ren.This goal can be achieved very easily if the Power supply circuit contains a voltage converter who works on a semiconductor basis. The half lead used ter are very small in weight. You can at low Weight the mains voltage of 230 volts to the required Chen reduce 12 or 24 volts for the motor of the roller shutter ren.

Der Spannungswandler arbeitet zweckmäßigerweise mit einer höheren Frequenz als der Netzfrequenz, und zwar be vorzugt in einem Frequenzbereich oberhalb des Hörbereiches.The voltage converter expediently works with a higher frequency than the mains frequency, namely be preferably in a frequency range above the hearing range.

Die verhältnismäßig hohe Betriebsfrequenz sorgt dafür, dass gegebenenfalls erforderliche Blindwiderstände bei gleichen Strömen kleiner sind als bei Netzfrequenz.The relatively high operating frequency ensures that possibly required reactances at same currents are smaller than at mains frequency.

Eine hinsichtlich der Anzahl der Bauelemente und der Wärmeverteilung sehr günstige Schaltung für den Spannungs wandler ist ein sogenannter Halbbrückenwandler, der in ei nem Längszweig eine Serienschaltung aus zwei Halbleitern und im anderen Längszweig die Serienschaltung als zwei Kon densatoren enthält, während im Querzweig ein für die hohe Frequenz ausgelegter, galvanisch getrennter Transformator enthalten ist. Hierdurch wird auch gleichzeitig die benö tigte galvanische Hetztrennung erreicht, die wegen des Berührungsschutzes zweckmäßig bzw. bei Installation durch Nicht-Fachleute zwingend vorgeschrieben ist.One in terms of the number of components and the Heat distribution very cheap circuit for the voltage converter is a so-called half-bridge converter, which in egg a series connection of two semiconductors and in the other series branch the series connection as two cones contains capacitors, while in the cross branch one for the high Frequency-designed, galvanically isolated transformer is included. This also means that the Taken galvanic rush separation achieved because of the Protection against accidental contact or during installation by Non-professionals are required.

Die Verwendung des Transformators im hochfrequenten Bereich d. h. im Bereich zwischen 20 kHz und 50 kHz verrin gert das benötigte Eisenvolumen drastisch, obwohl an der Ausgangsseite des Transformators dieselbe Leistung zur Ver fügung steht, wie bei einem vergleichbaren Netztransforma tor. Es tritt zwar auch hier das Problem des ungünstigen Verhältnisses zwischen Effektivwert und Mittelwert auf, doch hat dies keinen so extremen Einfluss auf die Kerngröße des Transformators bzw. dessen Gewicht, da dieses Bauteil ohnehin nur noch sehr klein ist.The use of the transformer in high frequency Area d. H. reduce in the range between 20 kHz and 50 kHz the required iron volume drastically, although at the Output side of the transformer the same power for ver added, as with a comparable network transforma goal. The problem of the unfavorable also occurs here Ratio between effective value and mean value, but this does not have such an extreme impact on the core size of the transformer or its weight, since this component is only very small anyway.

Abgesehen davon war nicht ohne weiteres zu erwarten, dass insbesondere der Halbbrückenwandler dazu geeignet ist, Gleichstrommotoren zu betreiben, bei denen der Stromfluss winkel gering ist. Das Verhalten der angeschlossenen Moto ren unterscheidet sich grundsätzlich von ohmschen Verbrau chern, die auf den Stromflusswinkel keinen Einfluss haben.Apart from that, it was not to be expected that that in particular the half-bridge converter is suitable for Operate DC motors where the current flow angle is small. The behavior of the connected Moto ren differs fundamentally from ohmic consumption that have no influence on the current flow angle.

Die Versorgungsspannung, wie sie am Ausgang der Strom versorgungseinrichtung abgegeben wird, ist zweckmäßiger weise ungeglättet, gleichwohl kann es von Vorteil sein den Strom zu glätten, was wegen der hohen Betriebsfrequenz mit einer vergleichsweise kleinen Drossel erreicht werden kann. Hierdurch ließe sich obendrein der Stromflusswinkel für den Motor verbessern.The supply voltage as it is at the output of the current supply device is delivered is more appropriate wise unsmoothed, nevertheless it can be an advantage Smoothing electricity, which is due to the high operating frequency a comparatively small throttle can be achieved. This would also allow the current flow angle for the Improve the engine.

Um die EMV-Verträglichkeit herzustellen, genügt es, in der Verbindungsleitung zwischen dem Ausgang der Stromver sorgungseinrichtung und dem Motor entsprechende hochfre quente Entstörglieder vorzusehen, die jedoch bezogen auf die Grundfrequenz des Spannungswandler keine glättende Wir kung haben. Sie beeinflussen lediglich das Oberwellenspek trum im Hochfrequenzbereich.In order to establish EMC compatibility, it is sufficient to the connecting line between the output of the Stromver care device and the motor corresponding high frequency quent suppression elements to provide, but related to the fundamental frequency of the voltage converter is not a smoothing we have kung. They only affect the harmonic spectrum high frequency range.

Der Spannungswandler enthält zweckmäßigerweise auch eingangsseitig keine Glättungseinrichtungen, die nur unnö tig groß sind. Der Spannungswandler arbeitet vielmehr mit den ungeglätteten Netzhalbwellen, die der Frequenz am Aus gang des Spannungswandlers überlagert sind.The voltage converter advantageously also contains no smoothing devices on the input side, which are only unnecessary are big. Rather, the voltage converter works with the unsmoothed network half-waves, the frequency at the off gear of the voltage converter are superimposed.

Als Antriebsmotor kommen bevorzugt permanent erregte Gleichstrommotoren in Frage, die in der Drehrichtung durch Wechseln der Polarität leicht umkehrbar sind.The permanent motor is the preferred drive motor DC motors in question in the direction of rotation Changing the polarity are easily reversible.

Im übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegen stand von Unteransprüchen.For the rest, further developments of the invention are against stood by subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the Ge the subject of the invention. Show it:

Fig. 1 Rollladensysteme in einer perspektivisch sche matisierten Darstellung und Fig. 1 roller shutter systems in perspective perspective and automated

Fig. 2 ein vereinfachtes schematisiertes Schaltbild der Stromversorgungseinrichtung. Fig. 2 is a simplified schematic diagram of the power supply device.

Eine Rollladenanordnung gemäß Fig. 1 weist eine in einem Gebäude drehbar gelagerte Wickelwelle 1 auf, die end seitig Lagerzapfen 2 trägt. An der Wickelwelle 1 ist mit einer Kante ein aus einzelnen parallel zueinander verlau fenden Lamellen 3 bestehender Rollladenpanzer 4 befestigt, wobei die von der Wickelwelle 1 abliegende Kante eine Un terkante 5 bildet.A roller shutter arrangement shown in FIG. 1 has a rotatably mounted winding shaft in a building 1, the end side bears bearing journal 2. On the winding shaft 1 with an edge of individual parallel lau fenden lamellae 3 existing roller shutter curtain 4 is attached, the edge of the winding shaft 1 is a bottom edge 5 Un forms.

Die Wickelwelle 1 trägt ferner drehfest eine Gurt scheibe 6, an der einends ein Rollladengurt 7 befestigt. Das andere Ende des Rollladengurtes 7 ist mit einer weite ren Gurtscheibe 8 verbunden, die mittels einer nicht weiter erkennbaren Spiralfeder im Sinnes des Aufwickelns des Roll ladengurtes 7 vorgespannt ist. Die Gurtscheibe 8 ist mit tels Lagerzapfen 9 in einer Mauernische neben der Fenster laibung desjenigen Fenstern drehbar gelagert, das mit dem Rollladenpanzer 4 wahlweise verschlossen werden soll.The winding shaft 1 also rotatably supports a belt pulley 6 to which a roller shutter belt 7 is attached at one end. The other end of the roller shutter belt 7 is connected to a wide ren belt pulley 8 , which is biased by means of a coil spring not recognizable in the sense of winding the roller belt 7 . The belt pulley 8 is rotatably supported by means of bearing pins 9 in a wall recess next to the window reveal of those windows which are to be optionally locked with the roller shutter curtain 4 .

Der Rollladengurt 7 läuft durch eine Antriebseinrich tung 11, deren mechanischer Aufbau beispielsweise ausge führt ist, wie dies in der DE-A-197 06 329 im einzelnen beschrieben ist.The roller shutter belt 7 runs through a Antriebseinrich device 11 , the mechanical structure of which leads out, for example, as described in DE-A-197 06 329 in detail.

Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes schematisiertes Schalt bild der Stromversorgungseinrichtung 12 zur Erzeugung des Stroms für einen Antriebsmotor 13 der Antriebseinrichtung 11. Fig. 2 shows a simplified schematic circuit diagram of the power supply device 12 for generating the current for a drive motor 13 of the drive means 11.

Die Stromversorgungseinrichtung 12 ist über ein Netz filter 14 mit Netzanschlussklemmen 15, 16 an ein Haushalts stromnetz angeschlossen. Das Netzfilter 14 ist ausgangs seitig mit einem Brückengleichrichter 17 verbunden. Von dem Brückengleichrichter 17 gehen eine positive Versorgungs leitung 18 sowie eine negative Versorgungsleitung 19 ab. Zwischen diesen beiden Versorgungseinrichtungen 18, 19 lie gen eine Startschaltung 21 sowie ein Halbbrückenoszillator oder -spannungswandler 22, in dessen Ausgangskreis ein Transformator 23 geschaltet ist, der einen Brückengleich richter 24 mit schnellen Gleichrichterdioden speist, aus dem wiederum der Antriebsmotor 13 seinen Strom erhält.The power supply device 12 is connected via a network filter 14 with network connection terminals 15 , 16 to a household power network. The line filter 14 is connected on the output side to a bridge rectifier 17 . From the bridge rectifier 17 go a positive supply line 18 and a negative supply line 19 . Between these two supply devices 18 , 19 lie a start circuit 21 and a half-bridge oscillator or voltage converter 22 , in the output circuit of which a transformer 23 is connected, which feeds a bridge rectifier 24 with fast rectifier diodes, from which in turn the drive motor 13 receives its current.

Die Startschaltung 21 umfasst eine Serienschaltung aus einem Widerstand 26 sowie einen Kondensator 27, die in Se rie zwischen den Leitungen 18, 19 liegen. An der Verbin dungsstelle zwischen dem Widerstand 26 und dem Kondensator 27 geht die Serienschaltung aus einem Diac 28 und einem ohmschen Widerstand 29 ab.The starting circuit 21 comprises a series circuit comprising a resistor 26 and a capacitor 27 , which are in series between the lines 18 , 19 . At the connec tion point between the resistor 26 and the capacitor 27 , the series circuit from a diac 28 and an ohmic resistor 29 starts.

Der eigengesteuerte Halbbrückenwandler 22 enthält als Leistungselemente die Serienschaltung aus zwei NPN-Tran sistoren 31 und 32, wobei der Kollektor des Transistors 31 mit der Leitung 18 und der Emitter des Transistors 32 mit der Leitung 19 verbunden ist. Die Verbindungsstelle zwi schen dem Emitter des Transistors 31 und dem Kollektor des Transistors 32 ist über eine Diode 33 mit der Verbindungs stelle zwischen dem Widerstand 26 und dem Kondensator 27 der Startschaltung 21 verbunden. Diese Verbindungsstelle ist an die Anode der Diode 33 angeschlossen.The self-controlled half-bridge converter 22 contains, as power elements, the series circuit consisting of two NPN transistors 31 and 32 , the collector of transistor 31 being connected to line 18 and the emitter of transistor 32 being connected to line 19 . The junction between the emitter of the transistor 31 and the collector of the transistor 32 is connected via a diode 33 to the connection point between the resistor 26 and the capacitor 27 of the starting circuit 21 . This connection point is connected to the anode of the diode 33 .

Parallel zu jeden der beiden Transistoren 31 und 32 liegt jeweils eine Schutzdiode 34 und 35.A protective diode 34 and 35 is connected in parallel with each of the two transistors 31 and 32 .

Die Ansteuerung der Transistoren 31 und 32 geschieht über einen Ansteuerstromwandler 36, der eine Primärwicklung 37 sowie zwei Sekundärwicklungen 38 und 39 aufweist. Die Sekundärwicklung 38 ist einends mit dem Emitter des Tran sistors 31 und anderenends über einen Vorwiderstand 41 mit der Basis dieses Transistors 31 verbunden. Die Sekundär wicklung 39 steuert den Transistor 32 und ist hierzu ei nends ebenfalls mit dem Emitter dieses Transistors verbun den und anderenends über einen Schutzwiderstand 42 an die Basis des Transistors 32 angeschlossen.The transistors 31 and 32 are driven by a drive current converter 36 , which has a primary winding 37 and two secondary windings 38 and 39 . The secondary winding 38 is connected at one end to the emitter of the transistor 31 and at the other end via a series resistor 41 to the base of this transistor 31 . The secondary winding 39 controls the transistor 32 and for this purpose is also connected to the emitter of this transistor and connected at the other end via a protective resistor 42 to the base of the transistor 32 .

An die Basis des Transistors 32 ist schließlich noch ein Ende des Widerstandes 29 der Startschaltung 21 ange schaltet.Finally, one end of the resistor 29 of the starting circuit 21 is switched to the base of the transistor 32 .

Die Primärwicklung 37 des Ansteuerstromwandlers ver bindet den Emitter des Transistors 31 bzw. den Kollektor des Transistors 32 mit einer Primärwicklung 43 des Aus gangstransformators 32, wobei das andere Ende der Primär wicklung 43 an die Zusammenschaltung von zwei Kondensatoren 44 und 45 angeschlossen ist. Die Kondensatoren 44 und 45 bilden eine Serienschaltung, die zwischen den Leitungen 18 und 19 liegt.The primary winding 37 of the drive current transformer ver binds the emitter of the transistor 31 or the collector of the transistor 32 with a primary winding 43 of the output transformer 32 , the other end of the primary winding 43 being connected to the interconnection of two capacitors 44 and 45 . The capacitors 44 and 45 form a series circuit which lies between the lines 18 and 19 .

Der Ausgangstransformator 23 weist eine galvanisch getrennte Sekundärwicklung 46 auf, die mit dem Eingang des Brückengleichrichters 24 verbunden ist. Der Ausgang des Brückengleichrichters 24 ist symmetrisch über je eine Dros sel 47 und 48 mit Stromanschlussklemmen 49 und 51 des An triebsmotors 13 verbunden. Zu Entstörzwecken liegt an den Anschlussklemmen 49, 51 ein Entstörkondensator 52 parallel.The output transformer 23 has a galvanically isolated secondary winding 46 which is connected to the input of the bridge rectifier 24 . The output of the bridge rectifier 24 is connected symmetrically via a Dros sel 47 and 48 with power terminals 49 and 51 of the drive motor 13 . For interference suppression purposes, an interference suppression capacitor 52 is connected in parallel to the connection terminals 49 , 51 .

Die Arbeitsweise der beschrieben Schaltung ist wie folgt:
Um den Antriebsmotor 13 in Gang zu setzen, werden die Netzanschlussklemmen 15, 16 mit dem Stromnetz verbunden, womit am Ausgang des Brückengleichrichters 7 eine vollwel lengleichgerichtete pulsierende Spannung entsteht mit einer Amplitude entsprechend dem halben Scheitelwert der Wechsel spannung an den Eingängen 15, 16. Sobald die pulsierende Gleichspannung zwischen den Leitungen 18, 19 einen entspre chenden Wert erreicht hat, wird der Kondensator 27 über den Widerstand 26 aufgeladen. Beim Erreichen der Schwellenspan nung des Diac 28 zündet dieser durch und liefert aus dem Kondensator 27 einen Startimpuls an die Basis des Transis tors 32, der daraufhin aufsteuert.The circuit works as follows:
In order to set the drive motor 13 in motion, the power supply terminals 15 , 16 are connected to the power supply, so that at the output of the bridge rectifier 7, a pulsating voltage which is fully rectified and has an amplitude corresponding to half the peak value of the AC voltage at the inputs 15 , 16 . As soon as the pulsating DC voltage between the lines 18 , 19 has reached a corresponding value, the capacitor 27 is charged via the resistor 26 . When the threshold voltage of the diac 28 is reached, it ignites and supplies a starting pulse from the capacitor 27 to the base of the transistor 32 , which then opens.

Der nun entstehende Strom durch den Transistor 32 fließt von der Leitung 18 über den Kondensator 45, die Pri märwicklung 43, die Primärwicklung 37 des Ansteuerstrom wandlers 36 zum Kollektor des Transistors 32 und von dort zurück zu der negativen Leitung 19.The resulting current through transistor 32 flows from line 18 through capacitor 45 , primary winding 43 , primary winding 37 of drive current converter 36 to the collector of transistor 32 and from there back to negative line 19 .

Gleichzeitig wird der Kondensator 27 über die Diode 33 und den leitenden Transistor 32 vollständig entladen.At the same time, the capacitor 27 is completely discharged via the diode 33 and the conductive transistor 32 .

Aufgrund der Kopplung zwischen der Primärwicklung 37 und der Sekundärwicklung 39 wird der Transistor 32 aufge steuert gehalten, weil die Wicklung 39 einen entsprechenden Strom in die Basis des Transistors 32 speist. Sobald der Ansteuerstromwandler 36 in die Sättigung gelangt ist, ver schwindet die Spannung an seiner Sekundärwicklung 39 und der Transistor 32 schaltet ab.Due to the coupling between the primary winding 37 and the secondary winding 39 , the transistor 32 is kept open because the winding 39 feeds a corresponding current into the base of the transistor 32 . As soon as the drive current transformer 36 has reached saturation, the voltage on its secondary winding 39 disappears and the transistor 32 switches off.

Es entsteht ein abklingender Freilaufstrom aufgrund der Induktivität der Primärwicklung 43. Dieser Freilauf strom fließt über Primärwicklung 37 sowie die Freilaufdiode 34 zurück zu dem Kondensator 45.A decaying freewheeling current arises due to the inductance of the primary winding 43 . This freewheeling current flows through the primary winding 37 and the freewheeling diode 34 back to the capacitor 45 .

Der abklingende Strom erzeugt eine Spannung mit ent sprechender Polarität in der Sekundärwicklung 38, wodurch der Transistor 31 aufgesteuert wird. Nach dem Abklingen des Freilaufstromes entsteht ein Strom mit entgegengesetzter Polarität durch die Primärwicklung 43, die über den Tran sistor 31 die Primärwicklung 37 und den Kondensator 44 fließt.The decaying current generates a voltage with appropriate polarity in the secondary winding 38 , whereby the transistor 31 is turned on. After the decay of the freewheeling current, a current with opposite polarity arises through the primary winding 43 , which flows through the transistor 31, the primary winding 37 and the capacitor 44 .

Diese Betriebsphase hält solange an, bis wiederum die Ansteuerstromwandler 36 in die Sättigung getrieben ist. Mit der Sättigung des Ansteuerstromwandlers 36 verschwindet der Basisstrom für den Transistor 31, der sperrt. Es beginnt eine neue stromleitende Phase für den Transistor 32, der aufgrund des abklingenden Freilaufstromes mit umgekehrter Stromflussrichtung durch die Primärwicklung 37 über die Sekundärwicklung 39 aufgesteuert wird.This operating phase continues until the drive current transformer 36 is driven to saturation. With the saturation of the drive current transformer 36 , the base current for the transistor 31 , which blocks. A new current-conducting phase begins for the transistor 32 , which is turned on due to the decaying freewheeling current with the opposite direction of current flow through the primary winding 37 via the secondary winding 39 .

Die Phase, in der der Transistor 31 leitend und der Transistor 32 gesperrt ist, ist zu kurz, als dass der Kon densator 27 der Startschaltung 21 erneut auf eine Spannung entsprechend der Durchbruchspannung des Diac 28 sich hätte aufladen können. Die Startschaltung 21 bleibt deswegen in Ruhe.The phase in which the transistor 31 is conductive and the transistor 32 is blocked is too short for the capacitor 27 of the starting circuit 21 to have recharged to a voltage corresponding to the breakdown voltage of the diac 28 . The start circuit 21 therefore remains at rest.

Wie sich aus dem obigen ergibt, sind die Transistoren 31 und 32 abwechselnd leitend, so dass über die Kondensato ren 44 und 45 jeweils in umgekehrter Richtung ein Strom durch die Primärwicklung 43 fließt. Dieser Strom durch die Primärwicklung 43 wird entsprechend dem Übersetzungsver hältnis des Transformators 23 in eine Wechselspannung, die im wesentlichen eine rechteckförmige Charakteristik hat, in der Sekundärwicklung 26 umgesetzt. Die Wechselspannung wird in dem Gleichrichter 24 vollwellengleichgerichtet und über die Siebdrosseln 47 und 48 dem Antriebsmotor 13 zugeleitet, der daraufhin entsprechend zu laufen beginnt. Der Brücken gleichrichter 24 besteht aus schnellen Gleichrichterdioden, um eine unnötige Belastung des Halbbrückenwandlers 22 zu folge des Sperrverzugs der Dioden zu vermeiden.As can be seen from the above, the transistors 31 and 32 are alternately conductive, so that a current flows through the primary winding 43 in each case in the opposite direction via the capacitors 44 and 45 . This current through the primary winding 43 is converted in accordance with the ratio of the transformer 23 to an alternating voltage, which has a substantially rectangular characteristic, in the secondary winding 26 . The AC voltage is rectified in the full-wave rectifier 24 and fed via the filter chokes 47 and 48 to the drive motor 13 , which then starts to run accordingly. The bridge rectifier 24 consists of fast rectifier diodes in order to avoid unnecessary loading of the half-bridge converter 22 as a result of the blocking delay of the diodes.

Da die gezeigte Schaltung eingangsseitig frei von Siebgliedern ist, entsteht, wie bereits erwähnt, zwischen den Leitungen 18 und 19 eine Gleichspannung aus Netzhalb wellen. Bei jedem Nulldurchgang der Netzschwingung ver schwindet die Versorgungsspannung für den Halbbrückenspan nungswandler 22, der daraufhin aufhört zu schwingen. Mit dem Beginn der nächsten Netzhalbschwingung wird erneut die Startschaltung 21 in der zuvor beschrieben Weise aktiv und triggert erneut den Halbbrückenspannungswandler 22.Since the circuit shown is free of filter elements on the input side, as already mentioned, a DC voltage arises between the lines 18 and 19 from half-waves. At each zero crossing of the network oscillation, the supply voltage for the half-bridge voltage converter 22 disappears, which then stops oscillating. With the beginning of the next mains full wave the starting circuit 21 becomes active again in the previously described manner and triggers the half-bridge voltage converter 22 again.

Der Ausgangsspannung am Ausgang des Brückengleichrich ters 24 ist somit die vollwellengleichgerichtete Netzkur venform überlagert.The output voltage at the output of the bridge rectifier 24 is thus superimposed on the full wave rectified Netzkur venform.

Die Frequenz mit dem der Halbbrückenwandler arbeitet, liegt oberhalb der Hörfrequenz, womit magnetostriktive Ef fekte der Transformatoren 36 und 23 nicht hörbar sind.The frequency at which the half-bridge converter works is above the hearing frequency, with the result that magnetostrictive effects of the transformers 36 and 23 cannot be heard.

Mit Hilfe der Drosseln 47 und 48 kann außerdem bei geeigneter Dimensionierung nicht nur eine Entstörung im hochfrequenten Radiobereich bewirkt werden, sondern auch eine Stromglättung, um den Transformator 23 gleichmäßiger zu belasten. Außerdem kann am Ausgang des Gleichrichters 24 ein Siebkondensator angeschlossen werden.With the help of the chokes 47 and 48 , not only can interference be suppressed in the high-frequency radio range, but also current smoothing, in order to load the transformer 23 more evenly. In addition, a filter capacitor can be connected to the output of the rectifier 24 .

Das Schaltbild nach Fig. 2 ist wesentlich vereinfacht und enthält der Übersichtlichkeit halber nicht die an sich erforderliche Transistorvollbrücke, die benötigt wird, um den Antriebsmotor 13 mit beiden Drehrichtungen wahlweise in Umdrehungen zu versetzen. Bei der vollständigen Schaltung liegt der Antriebsmotor 13 in bekannter Weise in dem Quer zweig der besagten Vollbrücke, die in ihren Längszweigen Serienschaltungen aus Mosfets enthält und an deren Enden die Ausgangsspannung aus den Drosseln 47 und 48 eingespeist wird.The circuit diagram according to FIG. 2 is considerably simplified and, for the sake of clarity, does not contain the transistor full bridge required per se, which is required in order to set the drive motor 13 alternately in both directions of rotation. In the complete circuit, the drive motor 13 is in a known manner in the transverse branch of said full bridge, which contains series connections of Mosfets in its longitudinal branches and at the ends of which the output voltage from the chokes 47 and 48 is fed.

Die beiden Drosseln 47 und 48 brauchen in Summe nicht so groß bemessen werden, als dass sie in der Lage sind eine Glättwirkung bei 100 Hz zu erzeugen. Es genügt völlig, sie so zu bemessen, dass sie im Bereich der Oszillatorfrequenz des Halbbrückenwandlers 22 ein gewisses Mindestmaß an Sie bung erbringen, um allzu steile Spannungsanstiege auf der Verbindungsleitung zu dem Antriebsmotor 13 zu verhindern, die hochfrequente Störungen erzeugen. Gleichwohl ist es im Hinblick auf die Ausnutzung des Transformators 23 günstig die Induktivität der Drosseln 47 und 48 etwas größer zu bemessen, um auch eine Glättung im Betriebsfrequenzbereich des Halbrückenwandlers 22 zu bekommen.The two chokes 47 and 48 do not need to be dimensioned so large that they are able to produce a smoothing effect at 100 Hz. It is entirely sufficient to dimension them so that they provide a certain minimum amount of exercise in the region of the oscillator frequency of the half-bridge converter 22 , in order to prevent excessively steep voltage increases on the connecting line to the drive motor 13 , which produce high-frequency interference. Nevertheless, with regard to the utilization of the transformer 23, it is expedient to dimension the inductance of the chokes 47 and 48 somewhat larger, in order to also achieve smoothing in the operating frequency range of the half-bridge converter 22 .

Ein Antriebssystem (11) für Rollläden setzt sich aus einem permanent erregten Gleichstrommotor und einer Strom versorgungsschaltung zusammen, die einen Halbbrückenstrom wandler enthält. Der Halbbrückenstromwandler arbeitet mit einer hohen Betriebsfrequenz und enthält nur ausgangsseitig einen Trenntransformator, um die galvanische Netztrennung zu erreichen. Mit Hilfe des Spannungswandlers ist es mög lich, einen Gleichstrommotor mit Hilfe einer gewichts- und volumenmäßig kleinen Stromversorgungseinrichtung zu betrei ben, obwohl der Motor aufgrund seiner Gegen-EMK an einem pulsierenden Gleichspannungsnetz einen ungünstigen Formfak tor bzw. Stromflusswinkel erzeugt.A drive system ( 11 ) for roller shutters is composed of a permanently excited DC motor and a power supply circuit which contains a half-bridge current transformer. The half-bridge current transformer operates at a high operating frequency and only contains an isolating transformer on the output side in order to achieve electrical isolation. With the help of the voltage converter, it is possible to operate a DC motor with the aid of a weight and volume small power supply device, although the motor generates an unfavorable form factor or current flow angle due to its back emf on a pulsating DC voltage network.

Claims

1. Drive system for a roller shutter which has a winding shaft ( 1 ) and a roller shutter armor ( 4 ) attached to the winding shaft ( 1 ),
with a drive motor ( 13 ) for actuating the winding shaft ( 1 ), which has at least two power supply connections ( 49 , 51 ),
With a power supply device ( 12 ) for the drive motor ( 13 ) which can be connected on the input side to a household power supply system and which is designed without a transformer on the input side.

2. Drive system according to claim 1, characterized in that the power supply device ( 12 ) contains a voltage converter ( 22 ).

3. Drive system according to claim 1, characterized in that the power supply device ( 12 ) contains a half-bridge converter ( 22 ).

4. Drive system according to claim 1, characterized in that the voltage converter ( 22 ) is self-controlled.

5. Drive system according to claim 1, characterized in that the voltage converter ( 22 ) operates at a frequency above the hearing frequency.

6. Drive system according to claim 1, characterized in that the voltage converter ( 22 ) has a transformer ( 23 ) on the output side.

7. Drive system according to claim 1, characterized in that between the voltage converter ( 22 ) and the drive motor ( 13 ) is a smoothing choke ( 47 , 48 ).

8. Drive system according to claim 1, characterized in that the transformer ( 23 ) is followed by a rectifier ( 24 ).

9. Drive system according to claim 1, characterized in that the rectifier ( 24 ) is a bridge rectifier.

10. Drive system according to claim 1, characterized in that the rectifier ( 24 ) is a center rectifier.

11. Drive system according to claim 1, characterized in that the power supply device ( 12 ) has only interference suppression elements ( 47 , 48 ) from the aisle side.

12. Drive system according to claim 1, characterized records that the supply voltage for the drive motor is not smoothed.

13. Drive system according to claim 1, characterized in that the voltage converter ( 22 ) is assigned a start circuit ( 21 ) by which the voltage converter ( 22 ) is started with each passage of the network oscillation.

14. Drive system according to claim 1, characterized in that the power supply device ( 12 ) on the aisle side is free of smoothing capacitors.

15. Drive system according to claim 1, characterized in that the power supply device ( 12 ) is free of smoothing capacitors from the output side.

16. Drive system according to claim 1, characterized in that the drive motor ( 13 ) is a motor whose speed is voltage-dependent.

17. Drive system according to claim 1, characterized in that the drive motor ( 13 ) is a permanently excited DC motor.