DE102004019600B4 - Bridging device for bridging an electrical load - Google Patents
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Abstract
Überbrückungseinrichtung
(3) zum Überbrücken einer
elektrischen Last (4) mit
– einer
Anschlusseinrichtung (c, d) zum Ausschließen der Überbrückungsvorrichtung (3) parallel
zu der elektrischen Last (4) und
– einer elektrischen Impedanz
(L1, R2), die an die Anschlusseinrichtung gekoppelt ist,
gekennzeichnet
durch
– ein
Schaltnetzteil (N2, N3, T1), mit dem die elektrische Impedanz (L1,
R2) an die Anschlusseinrichtung (c, d) geschaltet ist.Bridging device (3) for bridging an electrical load (4) with
- A connection means (c, d) for excluding the lock-up device (3) parallel to the electrical load (4) and
An electrical impedance (L1, R2) coupled to the terminal device,
marked by
- A switching power supply (N2, N3, T1), with which the electrical impedance (L1, R2) to the terminal device (c, d) is connected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungsvorrichtung zum Überbrücken einer elektrischen Last mit einer Anschlusseinrichtung zum Anschließen der Überbrückungsvorrichtung parallel zu der elektrischen Last und einer elektrischen Impedanz, die an die Anschlusseinrichtung gekoppelt ist.The The present invention relates to a lock-up device for bridging a electrical load with a connection device for connecting the lock-up device parallel to the electrical load and an electrical impedance, which is coupled to the connection device.
Verschiedene Lastarten zeigen Probleme, sobald eine vorgeschaltete Schalteinrichtung, z.B. ein Installationsschalter, im Schaltkreis hochohmig überbrückt wird. Dies ist der Fall, wenn der Schaltvorrichtung zumindest ein zusätzliches elektrisches Verbraucherelement parallel geschaltet wird.Various Load types show problems as soon as an upstream switching device, e.g. an installation switch is bridged in the circuit high impedance. This is the case when the switching device at least one additional electrical load element is connected in parallel.
In
Parallel
zur Last
Die
in
In
diesem Zusammenhang unterscheidet man zwei Arten von Schaltvorrichtungen
Zu
den Verbraucherelementen
Lasten, die durch die hochohmige Überbrückung der Schaltvorrichtung mittels eines Verbraucherelementes gefährdet sind, können beispielsweise Energiesparlampen, Leuchtstofflampen mit klassischem Vorschaltgerät, Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät sowie Niedervolt-Halogenleuchten mit bestimmten elektronischen Trafos (z.B. nicht-dimmbare Typen) und Treppenlichtzeitschalter (Steuereingang) bzw. Fernschalter sein.loads which due to the high-impedance bridging of the Switching device are at risk by means of a consumer element, for example Energy-saving lamps, fluorescent lamps with classic ballast, fluorescent lamps with electronic ballast and low-voltage halogen lamps with certain electronic transformers (e.g. non-dimmable types) and staircase lighting time switch (control input) or be remote switch.
Die
Energiesparlampen können
als Warmstartlampen oder als Kaltstartlampen ausgeführt sein.
Alle am Markt erhältlichen
Energiesparlampen haben heute einen Brückengleichrichter
Warmstartlampen wären aufgrund der verzögerten Lampenzündung im Prinzip an einer hochohmig überbrückten Schaltvorrichtung ohne weitere Maßnahmen zu betreiben, jedoch wird diese Betriebsart von den Lampenherstellern nicht favorisiert, da die Wendel in einem vom Ladezyklus des Glättungskondensators vorgegebenen Rhythmus immer wieder aufgeheizt werden. Eine vorzeitige Alterung der Warmstartlampe wäre die Folge. In der "Technischen Fibel für Energiesparlampen" der Firma OSRAM wird auf Seite 30 deshalb der Betrieb von Warmstartlampen an (auch hochohmig) überbrückten Schaltvorrichtungen als nicht zulässig erachtet.Warm start lamps would be due to the delayed lamp ignition in principle to operate on a high-impedance bridged switching device without further action, but this mode is not favored by the lamp manufacturers, since the coil are heated in a predetermined by the charging cycle of the smoothing capacitor rhythm again and again. Premature aging of the warm start lamp would be the result. In the "Technical Primer for Energy Saving Lamps" by OS RAM is therefore considered to be inadmissible on page 30 for operation of warm start lamps on (even high resistance) bridged switching devices.
Leuchtstofflampen mit klassischem Vorschaltgerät werden mittels eines Starters (Glimmstarter, Glühstarter, elektronische Starter und andere) betrieben. Im ausgeschalteten Zustand wirkt praktisch nur der Starterwiderstand. Glimmstarter und einige elektronische Starter sind relativ hochohmig, so dass im ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung der Stromfluss über das Verbraucherelement Zündversuche einleiten kann. Die Leuchtstofflampe blinkt hierbei kurz auf, kann aber aufgrund des begrenzten Stromflusses nicht dauerhaft leuchten und erlischt wieder.fluorescent lamps with classic ballast by means of a starter (glow starter, glow starter, electronic starter and others). When switched off, it works practically only the starter resistor. Glimmerstarter and some electronic Starters are relatively high impedance, so when switched off the switching device of the current flow through the consumer element ignition attempts can initiate. The fluorescent lamp flashes briefly, can but not permanently light due to the limited current flow and goes out again.
Parallel kompensierte Leuchtstofflampen haben einen Kondensator parallel gesetzt, der eine genügend niedrige Impedanz bildet, so dass der Spannungsabfall nicht ausreicht, um den Starter in Funktion zu setzen. Parallelkompensation ist jedoch weniger üblich. Viele Leuchtensockel sind derart vorbereitet, dass durch Abziehen eines Kurzschlusssteckers und Einsatz eines entsprechenden Kondensators automatisch eine Serienkompensation entsteht.Parallel compensated fluorescent lamps have a capacitor in parallel set that one enough low impedance forms, so that the voltage drop is insufficient to put the starter into function. Parallel compensation is however less common. Many lamp bases are prepared in such a way that by pulling off a shorting plug and use of a corresponding capacitor automatically a series compensation is created.
Bei Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät entstehen bei hochohmig überbrückten Schaltvorrichtungen Probleme mit dem Zurücksetzen im Moment des Einschaltens (power an reset). Moderne Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät schalten nämlich defekte bzw. gealterte Röhren weg, um ein ständiges Flackern zu verhindern und verbleiben in diesem Zustand, bis ein power an reset erscheint.at Fluorescent lamps with electronic ballast arise with high impedance bridged switching devices Problems with the reset at the moment of switching on (power on reset). Modern fluorescent lamps with electronic ballast switch namely defective or aged tubes away, a constant To prevent flicker and remain in this state until a power on reset appears.
Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät heutiger Bauart haben einen Brückengleichrichter mit Glättungskondensator am Eingang. Der power an reset erscheint nur dann, wenn am Glättungskondensator fast keine Spannung mehr anliegt. Beim Ersatz einer defekten Röhre muss deshalb vor dem Wiedereinschalten die Spannung am Eingang fast gänzlich weg sein. Da jedoch im ausgeschalteten Zustand einer hochohmig überbrückten Einschaltvorrichtung die Spannung am Glättungskondensator nicht gegen Null gehen kann, um damit unter die power an reset-Schwelle zu gelangen, kann die Leuchtstofflampe mit elektronischem Vorschaltgerät mit der ausgetauschten neuen Leuchtstoffröhre nicht mehr starten.fluorescent lamps with electronic ballast Today's design have a bridge rectifier with smoothing capacitor at the entrance. The power on reset will only appear if on the smoothing capacitor almost no voltage is applied. When replacing a defective tube must Therefore, before switching on the voltage at the entrance almost completely gone be. However, in the off state of a high-impedance bridged switch-on the voltage at the smoothing capacitor can not go to zero to bring it below the power at reset threshold To reach the fluorescent lamp with electronic ballast with the replaced new fluorescent tube no longer start.
Im Gegensatz dazu starten elektronische Trafos für Niedervolt-Halogenleuchten wegen der Dimmer-Anforderung in jeder Halbwelle neu und haben das vorgenannte Problem nicht. Die Netzspannung wird hierbei ebenfalls gleichgerichtet, jedoch fehlt ein Glättungskondensator, so dass die Netzhalbwellen mit höherer Frequenz "zerhackt" werden. Das Gleiche gilt für elektronische Vorschaltgeräte, die auf dieser Technik aufsetzen, z.B. Konzepte mit power factor correction (cos φ-Korrektur), bei denen der Leistungsfaktor gegen Eins korrigiert wird.in the In contrast, electronic transformers for low-voltage halogen lights start new because of the dimmer requirement in every half wave and have that the aforementioned problem is not. The mains voltage is also here rectified, but lacks a smoothing capacitor, so that the mains half-waves with higher Frequency are "chopped". The same applies to electronic ballasts that based on this technique, e.g. Concepts with power factor correction (cos φ correction), in which the Power factor is corrected to one.
Weiterhin gibt es elektronische Vorschaltgeräte mit einem Reset-Knopf, die ebenfalls diese Problematik nicht aufweisen.Farther There are electronic ballasts with a reset button that also do not have this problem.
Bei Treppenlichtzeitschaltern wird der Zeitablauf durch Installationstaster ausgelöst. Konventionelle Installationstaster werden in der Regel zwecks Orientierung mit Glimmlampen bestückt. Weiterhin können auch stromsparende Sensorgeräte in Zweileitertechnik mit Tasterfunktion angewendet werden (z.B. Bewegungsmelder oder ähnliches). Befindet sich der Installationstaster in seiner Ruhestellung (Schaltstellung "AUS"), dann fließt nur ein bestimmter geringer Ruhestrom. Steigt der Ruhestrom jedoch zu stark an, z.B. durch Parallelschalten von zu vielen Glimmlampen bzw. von zu vielen Ansteuergeräten, dann könnte der Treppenlichtzeitschalter diesen Stromfluss als Steuersignal werten und ständig einschalten bzw. seine Zeitfunktion blockieren.at Staircase time switches are timed by installation buttons triggered. Conventional installation buttons are usually used for orientation equipped with glow lamps. Furthermore you can also energy-saving sensor devices be used in two-wire technology with push-button function (e.g. Motion detector or similar). If the installation button is in its rest position (switch position "OFF"), then only one flows certain low quiescent current. However, the quiescent current increases too much on, e.g. by connecting in parallel with too many glow lamps or of to many control devices, then could the staircase lighting time switch this current flow as a control signal values and constantly switch on or block its time function.
Um die vorgenannten Probleme abzustellen, wird parallel zur Last (Energiesparlampe, Leuchtstofflampe, Treppenlichtzeitschalter) eine Überbrückungseinrichtung angeordnet. Die Überbrückungseinrichtung übernimmt im ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung (Schaltvorrichtung geöffnet) den größeren Teil des Stromflusses, so dass der Spannungsabfall an der Last möglichst gering gehalten wird. Befindet sich die Schaltvorrichtung im eingeschalteten Zustand (Schaltvorrichtung geschlossen), dann muss die Überbrückungseinrichtung jedoch die volle Netzspannung tragen können, wobei ein möglichst geringer Energieverbrauch erwünscht ist.Around to eliminate the aforementioned problems, parallel to the load (energy saving lamp, Fluorescent lamp, staircase lighting timer) a bridging device arranged. The bridging device takes over in the off state of the switching device (switching device opened) the larger part the current flow, so that the voltage drop across the load as possible is kept low. Is the switching device in the switched on Condition (switching device closed), then the lock-up device however, can carry the full mains voltage, with one possible low energy consumption is desired.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Überbrückungseinrichtungen bekannt.Out The prior art discloses various bridging devices.
So kann z.B. eine Glühlampe als Überbrückungseinrichtung dienen. Für die meisten Anwendungen ist diese Anwendung u.a. wegen des zusätzlichen Energieverbrauches nachteilig.So can e.g. a light bulb as a bridging device serve. For most applications this application is u.a. because of the extra Energy consumption disadvantageous.
Als Überbrückungseinrichtung kann auch ein Kondensator zum Einsatz kommen. Dieser ist jedoch durch die geforderte hohe Spannungsfestigkeit (Netzspannung) relativ großvolumig. Wenn das Verbraucherelement relativ viel Strom benötigt, muss der Kondensator einen relativ hohen Kapazitätswert aufweisen. Der Kondensator müsste dann entweder überdimensioniert werden oder aber an jeden einzelnen Einsatzfall angepasst werden.As a bridging device a capacitor can also be used. This is however through the required high dielectric strength (mains voltage) relatively large volume. If the consumer element requires a relatively large amount of power, the Capacitor have a relatively high capacitance value. The capacitor should then either oversized be adapted to each individual application.
Weiterhin ist es bekannt, einen Kleinleistungs-Transformator im belasteten Zustand als Überbrückungseinrichtung zu verwenden. Aufgrund des relativ hohen Energieeigenverbrauches und des relativ großen Bauvolumens sind Kleinleistungs-Transformatoren für die meisten Fälle unbrauchbar (eine Ausführung für 230 V in Minimalgröße des Eisenkerns ist im Primärkreis sehr hochohmig).Furthermore, it is known, a low-power transformer in the loaded state as over bridging device to use. Due to the relatively high energy consumption and the relatively large volume of construction small power transformers are unusable for most cases (a version for 230 V in the minimum size of the iron core is very high impedance in the primary circuit).
Ferner ist es möglich, Kaltleiter (PTC Positive Temperature Coefficient) als Überbrückungseinrichtung einzusetzen. Im eingeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung wird der Kaltleiter mit voller Netzspannung betrieben und heizt sich entsprechend auf, wodurch ein entsprechender Energieverbrauch entsteht. Nach dem Ausschalten der Schaltvorrichtung ist der Kaltleiter bis zu seiner Abkühlung praktisch unwirksam, so dass nach jedem Ausschalten der Schaltvorrichtung für die Dauer der Abkühlzeit die vorgenannten Probleme auftreten.Further Is it possible, PTC thermistor (PTC Positive Temperature Coefficient) as a bridging device use. In the on state of the switching device is the PTC thermistor is operated at full mains voltage and heats up accordingly, resulting in a corresponding energy consumption. After switching off the switching device, the PTC thermistor is up handy for its cooling ineffective, so after each switching off the switching device for the Duration of the cooling time the aforementioned problems occur.
Alle bekannten Überbrückungseinrichtungen weisen einen stetigen (kontinuierlichen) Übergang zwischen dem niedrigen und dem hohen Widerstandswert ihres Innenwiderstandes auf.All have known bridging devices a steady (continuous) transition between the low and the high resistance of their internal resistance.
Aus
der Druckschrift
Aus dem Buch Tietze U., Schenk. Ch.: „Halbleiter-Schaltungstechnik", ISBN 3-540-19475-4,. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York; 9. Auflage, 1991, Seiten 560–565 sind Netzgeräte mit linearen Serienreglern bekannt. Die Verluste im Serienregler lassen sich stark reduzieren, indem kontinuierlich geregelte Transistoren durch Schalter ersetzt werden, wodurch Schaltnetzgeräte bzw. Schaltnetzteile entstehen. Wenn sich der betriebene Schaltregler auf der Sekundärseite des Netztransformators befindet, bezeichnet man die Netzteile auch als sekundärgetaktete Schaltnetzteile, andernfalls als primärgetaktete Schaltnetzteile.Out the book Tietze U., Schenk. Ch .: "semiconductor circuit technology", ISBN 3-540-19475-4, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York; 9th edition, 1991, pages 560-565 power Supplies known with linear series regulators. The losses in the series regulator can be greatly reduced by continuously controlled transistors be replaced by switches, whereby switching power supplies or Switching power supplies arise. When the operated switching regulator on the secondary side of the power transformer is called, the power supplies also as secondary clocked Switch mode power supplies, otherwise as primary switched mode power supplies.
Die
weitere Druckschrift
Weiterhin
beschreibt die Druckschrift
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, den Einsatzbereich eines hochohmig überbrückten Installationsschalters zu erweitern.task The present invention is therefore the field of application of a high impedance bridged installation switch to expand.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Überbrückungsvorrichtung zum Überbrücken einer elektrischen Last mit einer Anschlusseinrichtung zum Ausschließen der Überbrückungsvorrichtung parallel zu der elektrischen Last und einer elektrischen Impedanz, die an die Anschlusseinrichtung gekoppelt ist, sowie einem Schaltnetzteil, mit dem die elektrische Impedanz an die Anschlusseinrichtung geschaltet ist.According to the invention this Task solved by a lock-up device to bridge one electrical load with a connection device for excluding the lock-up device parallel to the electrical load and an electrical impedance, which is coupled to the connection device, as well as a switching power supply, with the electrical impedance switched to the connection device is.
Mit der erfindungsgemäßen Überbrückungsvorrichtung ist es somit möglich, verschiedene Lastarten der Installationstechnik auch dann zu betreiben, wenn der Installationsschalter im Schaltkreis hochohmig überbrückt wird. Insbesondere können an hochohmig überbrückten Schaltern somit Energiesparlampen, Leuchtstofflampen mit klassischem Vorschaltgerät, Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät, Niedervolt-Halogenleuchten mit bestimmten elektronischen Trafos (z.B. nichtdimmbare Typen), Treppenlichtzeitschalter mit Steuereingang und dergleichen betrieben werden. Dabei können konventionelle Installationsschalter oder Installationstaster mit Glimmlampen, diversen Anzeigeelementen, einem Netzteil mit Kleinleistungstrafo, einem Schaltnetzteil für Netzspannung, einem Kondensatornetzteil, einem Widerstandsnetzteil und dergleichen als hochohmiges Verbraucherelement überbrückt werden. Diese Komponenten können auch in elektronischen Zweileiterschaltern integriert sein.With the bridging device according to the invention is it thus possible operate various load types of the installation technology even then, when the installation switch in the circuit is bridged with high resistance. In particular, you can on high-impedance bridged switches thus energy-saving lamps, fluorescent lamps with classic ballast, fluorescent lamps with electronic ballast, Low-voltage halogen lamps with certain electronic transformers (e.g., non-dimmable types), Staircase time switch operated with control input and the like become. This can be conventional Installation switch or installation button with glow lamps, various display elements, a power supply with low-power transformer, a switching power supply for Mains voltage, a capacitor power supply, a resistor power supply and the like are bridged as a high-impedance consumer element. These components can also be integrated in electronic two-wire switches.
Vorzugsweise ist das Schaltnetzteil der Überbrückungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in seiner Funktion unterbrechbar. Damit ist ein Betrieb im so genannten Burst-Mode möglich.Preferably is the switching power supply of the lock-up device according to the present invention in his function interruptible. This is an operation in the so-called Burst-Mode possible.
Das Schaltnetzteil kann darüber hinaus einen freilaufenden Oszillator, einen Treiber und einen Schalttransistor umfassen. Somit können marktübliche Bauelemente für das Schaltnetzteil eingesetzt werden.The Switching power supply can about it In addition, a free-running oscillator, a driver and a switching transistor include. Thus, you can standard market Components for the switching power supply can be used.
Die elektrische Impedanz kann eine Induktivität und einen ohmschen Widerstand aufweisen. Dadurch lässt sich der Strombedarf des zum Schalter parallel geschalteten Verbraucherelements genau berücksichtigen.The Electrical impedance can be an inductance and an ohmic resistance exhibit. By doing so leaves the power requirement of the parallel to the switch load element take exactly into account.
Des Weiteren kann zwischen die Anschlusseinrichtung und das Schaltnetzteil samt elektrischer Impedanz ein Zweiweggleichrichter geschaltet sein. Dadurch wird die Schaltung der Überbrückungsvorrichtung polaritätsunabhängig.Of Further, between the connection device and the switching power supply including a two-way rectifier be connected with electrical impedance. Thereby becomes the circuit of the lock-up device polarity independent.
Zur Ansteuerung des Schaltnetzteils kann ferner ein Spannungssensor für das Detektieren der Spannung an der Anschlusseinrichtung und ein damit verbundener Optokoppler eingesetzt sein. Dies gewährleistet, dass das Schaltnetzteil nicht ständig arbeitet und somit eine Energieeinsparung erzielbar ist.to Control of the switching power supply may further include a voltage sensor for the Detecting the voltage at the terminal device and a so be used connected optocoupler. This ensures that the switching power supply is not working constantly and thus an energy saving can be achieved.
In einer besonderen Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Überbrückungsvorrichtung eine Regeleinrichtung auf, mit der eine Spannung an der elektrischen Impedanz abgreifbar und in Abhängigkeit dieser Spannung das Schaltnetzteil ansteuer bar ist. Somit lässt sich die Energiezufuhr zum Verbraucher feiner abstufen.In a particular embodiment has the lock-up device according to the invention a Control device on, with a voltage at the electrical Impedance tapped and dependent This voltage is the switching power supply driving bar. Thus can be to increase the energy input to the consumer.
Vorteilhaft darüber hinaus ist auch, wenn das Schaltnetzteil einschließlich einer Konstantspannungsquelle für das Schaltnetzteil in einem Chip integriert sind. Dadurch lässt sich eine vereinfachte Ausführung der Schaltung der Überbrückungsvorrichtung erreichen.Advantageous about that In addition, even if the switching power supply including a Constant voltage source for the switching power supply are integrated in one chip. This can be done a simplified version the circuit of the lock-up device to reach.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: show:
Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.The below described embodiment represents a preferred embodiment of present invention.
Für einen universellen Einsatz in der Installationstechnik sollte ein Überbrückungsbaustein folgende ausgeprägte Eigenschaften haben:
- – bei niedriger Strombelastung
(Schalter AUS und Last bzw. Lampe AUS) möglichst niederohmig, um alle
möglichen
Typen von Verbraucherelementen
2 (vgl.1 ) mit Strom zu versorgen, ohne dass die oben genannten Probleme auftreten können; - – Parallelschaltung
mehrerer Verbraucherelemente
2 ermöglichen, ohne dass die oben genannten Probleme auftreten können; - – gemischte
Parallelschaltung von verschiedenartigen Verbraucherelementen
2 ermöglichen, ohne dass die oben genannten Probleme auftreten können; - – bei voller Netzspannung (Schalter EIN und Lampe EIN) möglichst hochohmig, um den Eigenenergieverbrauch gering zu halten;
- – Polaritäts-unabhängige Anwendung
(Vereinfachung der Installation im Falle von Verbraucherelementen
2 mit Einweggleichrichtung); - – Schutz bei Netzunterspannung;
- – Schutz gegen extrem überhöhte Temperatur in der Schaltung (Brandgefahr);
- – geringst mögliches Bauvolumen, flache Bauweise;
- – kostengünstig in der Herstellung.
- - At low current load (switch OFF and load or lamp OFF) as low as possible to all possible types of consumer elements
2 (see.1 ) with electricity without the above-mentioned problems can occur; - - Parallel connection of several consumer elements
2 without the above problems occurring; - - Mixed parallel connection of various consumer elements
2 without the above problems occurring; - - at full line voltage (switch ON and lamp ON) as high as possible to keep the own energy consumption low;
- - Polarity-independent application (simplification of installation in case of consumer elements
2 with half-wave rectification); - - protection at mains undervoltage;
- - protection against extremely high temperature in the circuit (fire hazard);
- - lowest possible construction volume, flat design;
- - cost-effective to manufacture.
Aus
diesem Grund wird erfindungsgemäß ein Überbrückungsbaustein
in Ausführung
als Schaltnetzteil mit Weitbereichs-Eingangsspannung (AC/DC-Wandler) mit
einer angeschlossenen Grundlast auf der Sekundärseite vorgeschlagen. Der Eingangsspannungsbereich
sollte eine erweiterte Spanne von 30 bis 253 V AC überdecken.
Vorzugsweise ist das Schaltnetzteil für einen Funktionsbetrieb im sogenannten
Burst-Mode ausgelegt, was besagt, dass dessen Funktion bedarfsweise
unterbrochen werden kann. In diesem Konzept erfolgt die Funktionsunterbrechung
immer dann, wenn am Überbrückungsbaustein
volle Netzspannung anliegt, d. h. wenn der Schalter
Ein
Schaltbild der bevorzugten Überbrückungsvorrichtung
ist in
Ab
einer gewissen Spannung an den Eingangsklemmen c, d (vorzugsweise
ca. 35V AC) wird die Konstantspannungsquelle N1, die an eine Ausgangsklemme
des Brückengleichrichters
V1 angeschlossen ist, aktiv und das Schaltnetz startet. Dieses besteht
aus einer Reihenschaltung eines freilaufenden Oszillators N2, eines
Treibers N3 und eines Schalttransistors T1, vorzugsweise ein MOSFET.
Der Drain-Kontakt D des Schalttransistors T1 ist ebenfalls mit der
Ausgangsklemme des Brückengleichrichters
V1 verbunden, an die auch die Konstantspannungsquelle N1 angeschlossen
ist. Der Source-Kontakt S des Schalttransistors T1 ist mit einer Serienschaltung
einer Spule bzw. Induktivität
L1 und eines Lastwiderstands R2 verbunden. Parallel zu der Serienschaltung
liegt eine Rücklaufdiode
V3. Der Source-Kontakt S des Schalttransistors T1 ist über einen
Kondensator C2 mit dem Eingang des freilaufenden Oszillators N2
verbunden. Sobald der Transistor T1 einschaltet, wird die Induktivität L1 durch den
Strom über
den Lastwiderstand R2 magnetisch aufgeladen. Nach Ausschalten des
Transistors T1 kehrt die Spannung an der Induktivität L1 um,
die Rücklaufdiode
V3 wird leitend und die Energie aus L1 wird über den Lastwiderstand entladen.
N2 stellt hierbei in bekannter Weise ein der Schaltung angepasstes
Impuls- Pausenverhältnis sicher:
kurze Einschaltimpulse mit längeren
Ausschaltzeiten für
T1 wechseln periodisch ab, wobei die Länge der Einschaltimpulse von
der Spannung an C1 abhängig
gemacht wird. Je höher
die Spannung an dem Kondensator C1 ist, umso kürzer sind die Ladeimpulse für L1. Durch
das Verbraucherelement
Wenn
der Schalter
Die Schaltung des Überbrückungsbausteins ist durch den Brückengleichrichter V1 (Zweiweggleichrichter) polaritätsunabhängig. Da es elektronische Zweileiterschalter gibt, die für die Versorgung der eigenen Elektronik eine Einweggleichrichtung nutzen, ist das von entscheidendem Vorteil für die Errichtung einer Installation.The Circuit of the bypass module is through the bridge rectifier V1 (full wave rectifier) polarity independent. Because there are two-wire electronic switches there for that the supply of the own electronics use a half-wave rectification, this is a decisive advantage for the installation of an installation.
In einer alternativen Ausführungsform ist kein Spannungssensor und Optokoppler zur Abschaltung vorgesehen. In diesem Fall liegt immer die volle Belastung an R2. Das Schaltnetzteil arbeitet ständig bei hoher sowie auch bei geringer Spannung an den Klemmen c, d und verbraucht Energie.In an alternative embodiment There is no voltage sensor and optocoupler for shutdown. In this case, the full load is always at R2. The switching power supply works constantly at high and low voltage at terminals c, d and consumes energy.
Bei
einer anderen Ausführungsform
kann eine Regelschleife mit Einbezug des Energiebedarfs am Lastwiderstand
R2 vorgesehen sein. In diesem Fall muss die Spannung an R2 mittels
Parallelsetzen eines Kondensators geglättet werden. Ein Spannungsdetektor
beobachtet die Spannung an diesem Kondensator und steuert den Sperreingang
des Treibers N3, zumeist ebenfalls über einen Optokoppler. Dadurch
kann die Energiezufuhr bzw. der Strom durch den Verbraucher
Eine
weitere Ausführungsform
kann darin bestehen, dass die Bauelemente des Schaltnetzteils einschließlich der
Konstantspannungsquelle N1 in einem Chip N4 (vgl.
Darüber hinaus ist eine Ausführung der Schaltung vollständig in SMD-Bestückung möglich. Sie benötigt geringstes Volumen bei flacher Bauweise.Furthermore is an execution the circuit completely in SMD assembly possible. she needed lowest volume in a flat design.
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