DE102005011580B4

DE102005011580B4 - Electronic power controller

Info

Publication number: DE102005011580B4
Application number: DE200510011580
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. Krause; Friedhelm Dipl.-Ing. Holtz
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: Insta GmbH
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2025-03-15
Also published as: DE102005011580A1

Abstract

Elektronischer Leistungssteller, der zur proportionalen Leistungseinstellung von angeschlossenen elektrischen Lasten nach dem Phasenanschnitt-Prinzip vorgesehen ist, wobei dessen, einen Mikrocontroller aufweisende Steuerelektronik über die als Restphasenwinkel bezeichnete Zeitspanne vom Netzstromnulldurchgang bis zur Zündung des elektronischen Leistungsschaltelementes mit der notwendigen Betriebsspannung versorgt wird und dass die Größe des Restphasenwinkels nach dem Netzstromnulldurchgang und nach dem von der Lastart abhängigen Zeitpunkt der Überschreitung eines im Mikrocontroller (μC) abgelegten Netzspannungsschwellwertes (U_S) und einer sich daran anschließenden, ebenfalls im Mikrocontroller (μC) abgelegten Zeitspanne (t1) bestimmt ist, und dass die Ermittlung des Netzstromnulldurchgangs und der Netzspannungshöhe über zwei hochohmig ausgelegte Spannungsteiler direkt vom Mikrocontroller (μC) vornehmbar ist und dass zur Erkennung des Netzstromnulldurchganges im positiven oder im negativen Netzhalbwellenverlauf der Fußpunkt (Fp) über den Controllerausgang (A) des Mikrocontrollers (μC) auf Schaltungsmasse (V_SS) oder Betriebsspannung (V_DD) gelegt wird und dass ein erster Controllereingang (E1) des Mikrocontrollers (μC) von low auf high oder von high auf low wechselt...Electronic power controller, which is provided for the proportional power setting of connected electrical loads according to the phase control principle, wherein its, a microcontroller having control electronics over the time referred to as residual phase angle from the mains zero crossing is supplied to the ignition of the electronic power switching element with the necessary operating voltage and that the size of the residual phase angle after the mains current zero crossing and after the time dependent on the type of load exceeding a stored in the microcontroller (μC) Netzspannungsschwellwertes (U _S ) and an adjoining, also in the microcontroller (μC) stored time (t1) is determined, and that the Determination of the current zero crossing and the mains voltage level via two high-impedance designed voltage divider directly from the microcontroller (μC) is vornehmbar and that for detecting the mains zero crossing in the positive or in the negative half-wave waveform of the base point (Fp) on the controller output (A) of the microcontroller (μC) on circuit ground (V _SS ) or operating voltage (V _DD ) is placed and that a first controller input (E1) of the microcontroller (μC) from low to high or high to low changes ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Leistungssteller der zur proportionalen Leistungseinstellung von angeschlossenen elektrischen Lasten nach dem Phasenanschnitt-Prinzip vorgesehen ist.The The present invention relates to an electronic power controller which is connected to the proportional power setting of provided electrical loads according to the phase control principle is.

Derartige elektronischen Leistungssteller sind in der Regel dafür vorgesehen, auf komfortable Art und Weise die Helligkeiten von Leuchtmitteln (Glühlampen, Halogenlampen, Leuchtstoffröhren usw.) und/oder die Drehzahl von elektrischen Motoren (Lüfter, Pumpen usw.) je nach Bedarf einstellen zu können. Zu diesem Zweck sind verschiedene Steuerverfahren bekannt geworden, mittels der auch die notwendige Betriebsspannung für die Steuerelektronik des Leistungsstellers über den Restphasenwinkel sicher gestellt wird.such electronic power controllers are usually designed to in a comfortable way, the brightness of bulbs (incandescent, Halogen lamps, fluorescent tubes, etc.) and / or the speed of electric motors (fans, pumps etc.) as needed. For this purpose are various control methods have become known, by means of which also the necessary operating voltage for the control electronics of the power controller over the residual phase angle safe is provided.

Durch die Druckschrift „Elektronik-Handbuch Modular” der Firma Albrecht Jung GmbH & Co. KG, 4. Auflage aus dem Jahr 2003, Seite 66 ist ein elektronischer Leistungssteller bekannt geworden. Bei einem solchermaßen ausgebildeten elektronischen Leistungssteller steuert ein Mikrocontroller die Leistungen von angeschlossenen elektrischen Lasten nach dem Phasenanschnitt-Prinzip. Bei diesem Leistungssteller erfolgt die Leistungseinstellung der angeschlossenen Lasten in Zwei-Leiter-Technik.By the publication "Elektronik-Handbuch Modular" of the company Albrecht Jung GmbH & Co. KG, 4th edition from the year 2003, page 66 is an electronic Power controller became known. In such a trained electronic power controller controls a microcontroller Performance of connected electrical loads according to the phase control principle. For this power controller, the power setting of the connected loads in two-wire technology.

Um die Steuerelektronik eines solchermaßen ausgebildeten Leistungstellers mit der notwendigen Betriebsspannung versorgen zu können, sind verschiedene Möglichkeiten bekannt geworden.Around the control electronics of such a trained power controller to be able to supply the necessary operating voltage are different options known.

Eine häufige und kostengünstige Möglichkeit ist die Beibehaltung eines Restphasenwinkels. Im Zeitraum des Restphasenwinkels, also in der Zeit vom Netzstromnulldurchgang über den Dimmerklemmen bis zur Zündung des Triacs wird die Spannungsversorgung für die Steuereinrichtung erzeugt und damit die Betriebsspannung für die Steuerelektronik sichergestellt. Hierzu ist es erforderlich, den Netzstromnulldurchgang zu erkennen. Das geschieht z. B. durch einen Komparator, wie dies aus der Patentschrift DE 198 23 311 C2 bekannt geworden ist. Die Größe bzw. Länge des Restphasenwinkels ist dabei bestimmt durch die kleinste zu steuernde Last und stellt einen konstanten Wert dar. Somit ist ein Restphasenwinkel mit konstanter Größe bzw. Länge eingestellt, durch den zumeist viel mehr Energie von der Netzspannung abgezweigt wird, als zur Sicherstellung der notwendigen Betriebsspannung des Leistungsstellers benötigt wird. Die maximal zu erreichende Drehzahl von elektrischen Motoren bzw. die maximal einzustellende Leuchtstärke von elektrischen Leuchtmitteln wird dadurch bei einer solchen Betriebsspannungsversorgung unnötigerweise begrenzt.A common and cost effective way is to maintain a residual phase angle. In the period of the residual phase angle, ie in the period from the mains current zero crossing on the dimmer terminals to the ignition of the triac, the power supply for the control device is generated and thus ensures the operating voltage for the control electronics. For this it is necessary to detect the mains current zero crossing. This happens z. B. by a comparator, as is known from the patent DE 198 23 311 C2 has become known. The size or length of the residual phase angle is determined by the smallest load to be controlled and represents a constant value. Thus, a residual phase angle is set with a constant size or length, is diverted by the usually much more energy from the mains voltage, as to ensure the necessary operating voltage of the power controller is required. The maximum speed to be reached by electric motors or the maximum luminous intensity to be set by electrical lighting means is thereby unnecessarily limited in the case of such an operating voltage supply.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, aus der sich im Zeitraum des Restphasenwinkel über der Steuerung aufbauenden Spannung zuerst eine Hilfsspannung zu erzeugen. Diese Hilfsspannungsversorgung beinhaltet einen kleinen Kondensator. Aus der Hilfsspannung wird in der Spannungsversorgung die Betriebsspannung für die Steuerelektronik erzeugt. Die Spannungsversorgung weist einen größeren Kondensator als Energiespeicher auf, aus dem die notwendige Betriebsspannung geliefert wird. Ist nun der Restphasenwinkel zur Erzeugung der notwendige Betriebsspannung zu klein, wird zuerst die Hilfsspannung sinken. Dies wird durch die Mikrocontrollersteuerung erkannt und deshalb der Restphasenwinkel erhöht, damit die zum einwandfreien Betrieb notwendige Betriebsspannung erzeugt werden kann. Eine solche Anordnung ist aber nicht nur teuer in der Herstellung, sondern benötigt zu ihrer Realisierung vergleichsweise viel Platz.A another possibility is made up of in the period of the residual phase angle over the control building voltage first to generate an auxiliary voltage. These Auxiliary power supply includes a small capacitor. Out the auxiliary voltage becomes the operating voltage in the power supply for the Control electronics generated. The power supply has a larger capacitor as energy storage, from which the necessary operating voltage is delivered. Now is the residual phase angle to produce the necessary Operating voltage too low, the auxiliary voltage will first drop. This is detected by the microcontroller and therefore the residual phase angle increases, so that necessary for proper operation operating voltage can be generated. Such an arrangement is not only expensive in production, but needed for their realization comparatively much space.

Weiterhin ist durch die DE 198 07 517 A1 eine Möglichkeit bekannt geworden, wobei in Reihe zum Hauptschalter des Laststroms ein Hilfsschalter vorgesehen ist, der zur Erzeugung der Betriebsspannung während der Leitendphase des Hauptschalters geöffnet wird und eine Spannungsversorgung die parallel zum Hilfsschalter und in Reihe zur Last liegt, in Betrieb setzt, damit die für die Steuerelektronik notwendige Betriebsspannung geliefert werden kann. Eine solche Ausbildung ist aber wegen des zusätzlichen Hilfsschalters ebenfalls hinsichtlich Kosten und Platzbedarf vergleichsweise aufwendig.Furthermore, by the DE 198 07 517 A1 a possibility has become known, wherein in series with the main switch of the load current, an auxiliary switch is provided, which is opened to generate the operating voltage during the Leitendphase the main switch and a power supply which is parallel to the auxiliary switch and in series with the load, in operation, so that for the control electronics necessary operating voltage can be supplied. However, such a design is also relatively expensive in terms of cost and space requirements because of the additional auxiliary switch.

Zudem ist durch die DE 103 15 554 B3 ein elektronischer Leistungssteller zur proportionalen Leistungseinstellung von angeschlossenen, elektrischen Lasten bekannt geworden. Der Leistungssteller weist eine mit einem Mikrocontroller versehene Steuerschaltung auf. Die Steuerschaltung wird im Phasenabschnitt nicht über die als Restphasenwinkel bezeichnete Zeitspanne vom Ausschalten des elektrischen Leistungsschaltelementes bis zum Spannungsnulldurchgang mit der notwendigen Betriebsspannung versorgt. Statt dessen wird hierbei unmittelbar nach dem Spannungsnulldurchgang die anliegende Spannung zur Erzeugung der Betriebsspannung genutzt. Dies erfordert eine Schaltungsanordnung, die zusätzlich einen Schalter aufweist, dies ist nicht nur teuer sondern verursacht auch einen entsprechend erhöhten Platzbedarf. Der beschriebene Zeitpunkt wo eine Netzspannung von 30 V anliegt, stellt beispielsweise das Ende der Aufbereitung der Betriebsspannung dar. Somit ergeben sich eindeutig keine Auswirkungen auf die Länge des Restphasenwinkels. Insbesondere eine Bestimmung des Restphasenwinkels in Abhängigkeit der Lastart ist nicht möglich.In addition, through the DE 103 15 554 B3 an electronic power controller has become known for the proportional power adjustment of connected electrical loads. The power controller has a control circuit provided with a microcontroller. In the phase section, the control circuit is not supplied with the necessary operating voltage by the time interval designated as the residual phase angle from switching off the electrical power switching element to the voltage zero crossing. Instead, the applied voltage is used to generate the operating voltage immediately after the voltage zero crossing. This requires a circuit arrangement which additionally has a switch, this is not only expensive but also causes a correspondingly increased space requirement. The time described where a mains voltage of 30 V is applied, for example, represents the end of the treatment of the operating voltage. Thus, there are clearly no effects on the length of the residual phase angle. In particular, a determination of the residual phase angle as a function of the load type is not possible.

Des weiteren ist durch die DE 693 02 737 T2 ein Verfahren zur Leistungssteuerung in einer am Netz angeschlossenen Last bekannt geworden, wobei ein aus fünf Widerständen bestehendes Spannungsteiler-Netzwerk zur Detektierung einer Synchronisationsspannung vorgesehen ist. Dieses Widerstandsnetzwerk ist an zwei Eingänge des Mikrocontrollers angeschlossen und so dimensioniert, dass der Mikrocontroller drei Zustände unterscheiden kann, nämlich a) Leitendphase, b) Sperrphase in der positiven Halbwelle und c) Sperrphase in der negativen Halbwelle. Ein Synchronisationsimpuls wird hieraus nur einmal pro Vollwelle erkannt. Zudem wird beschrieben, wie hieraus ein Triggersignal für beide Halbwellen gewonnen wird.Furthermore, by the DE 693 02 737 T2 a method for power control in an am Network connected load become known, wherein an existing five resistors voltage divider network is provided for detecting a synchronization voltage. This resistor network is connected to two inputs of the microcontroller and dimensioned so that the microcontroller can distinguish three states, namely a) conduction phase, b) blocking phase in the positive half cycle and c) blocking phase in the negative half wave. A synchronization pulse is detected from this only once per full wave. In addition, it describes how a trigger signal for both half-waves is obtained from this.

Außerdem ist durch die DE 102 52 653 A1 eine Vorrichtung zur Steuerung von Wechselstromverbrauchern bekannt geworden. Um die Schaltpunkte für die positiven und negativen Halbwellen gleich einzustellen, sind die Verbindungen Usync und Isync jeweils mit zwei Widerständen gleichen Wertes als Spannungsteiler aufgebaut und gegen U_SS geschaltet. Es ist der Einsatz von zwei hochohmigen Spannungsteilern vorgesehen, die nicht an Masse angeschlossen sind, so dass die Steuerung von iduktiven und/oder ohmschen Lasten möglich ist. Wegen der unterschiedlichen Spannungsabfälle am Leistungsschalter verbleibt jedoch eine kleine Unsymmetrie der Halbwellen. Eine solche Unsymmetrie ist jedoch nicht bei allen Anwendungen tolerabel. Dieses Verfahren basiert auf der getrennten Erkennung des Spannungs- und Stromnulldurchgangs, was einen Betrieb als Leistungssteller mit Neutralleiteranschluss voraussetzt, da die Messung der ungedimmten Netzspannung erforderlich ist.Moreover, by the DE 102 52 653 A1 a device for controlling AC consumers known. In order to set the switching points for the positive and negative halfwaves equal, the connections Usync and Isync are each constructed with two resistors of the same value as a voltage divider and are connected against U _SS . The use of two high-impedance voltage dividers is provided, which are not connected to ground, so that the control of iductive and / or resistive loads is possible. Because of the different voltage drops at the circuit breaker, however, a small asymmetry of the half-waves remains. However, such asymmetry is not tolerable in all applications. This method is based on the separate detection of the voltage and current zero crossing, which requires operation as a power controller with neutral connection, since the measurement of the undimmed mains voltage is required.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Leistungssteller zu schaffen, dessen notwendige Betriebsspannung auf besonders kostengünstige und einfache Art und Weise durch die Einstellung des lastabhängig kleinst möglichen Restphasenwinkels zuverlässig sichergestellt wird.Of the The present invention is therefore based on the object, a Power controller to create the necessary operating voltage on particularly cost-effective and simple way by setting the load-dependent smallest potential Residual phase angle reliable is ensured.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention this Problem solved by the features specified in the main claim.

Bei einer solchen Ausbildung ist besonders vorteilhaft, dass sich der Leistungssteller insgesamt bei vergleichsweise geringem Platzbedarf auf besonders kostengünstige Art und Weise herstellen lässt.at Such a design is particularly advantageous that the Total power controller with comparatively small space requirement on particularly cost-effective Makes fashion.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand von vier Figuren sei die Erfindung im Prinzip näher erläutert. Dabei zeigen:Further advantageous embodiments of the subject invention are in the dependent claims specified. Based on four figures, the invention is in principle explained in more detail. there demonstrate:

1: ein Blockschaltbild eines solchen Leistungsstellers; 1 : a block diagram of such a power controller;

2: ein Blockschaltbild, welches vergrößert den wesentlichen Teil der Steuerelektronik eines solchen Leistungsstellers darstellt; 2 a block diagram which shows enlarged the essential part of the control electronics of such a power controller;

3: einen Halbwellenverlauf, von Netzspannung und Strom über dem Restphasenwinkel beim Anschluss einer ohmschen Last; 3 : a half-wave curve, of mains voltage and current over the residual phase angle when connecting an ohmic load;

4: einen Halbwellenverlauf, von Netzspannung und Strom über dem Restphasenwinkel beim Anschluss einer induktiven Last. 4 : a half-wave curve, of mains voltage and current over the residual phase angle when connecting an inductive load.

Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, besteht ein solcher Leistungssteller LS hauptsächlich aus einer Drossel Dr, einem zur Funkentstörung dienenden Kondensator C1, einem als Triac T ausgebildeten elektronischen Leistungsschaltelement, einer über eine Impedanz Imp angeschlossenen Spannungsversorgung SV und einem Mikrocontroller μC der mit einer Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE und einer Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE in Verbindung steht. Der Leistungssteller LS liegt einerseits an der Phasenleitung L1 und andererseits in Reihe über die Last L am Neutralleiter N.As in particular from 1 shows such a power controller LS mainly consists of a choke Dr, serving for radio interference capacitor C1, designed as a triac T electronic power switching element, connected via an impedance Imp voltage supply SV and a microcontroller .mu.C with a Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE and a mains voltage detection unit SpE in Connection stands. The power controller LS is on the one hand to the phase line L1 and on the other hand in series via the load L to the neutral conductor N.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine positive Betriebsspannung zur Versorgung der Steuerelektronik verwendet.At the illustrated embodiment becomes a positive operating voltage to supply the control electronics used.

Wie des Weiteren insbesondere aus 2 hervorgeht, ist zur Erkennung des Netzstromnulldurchgang ein erster Spannungsteiler vorgesehen, der als Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE ausgebildet ist. Zur Erkennung der Netzspannungshöhe ist ein zweiter Spannungsteiler vorgesehen, der als Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE ausgebildet ist. Die beiden Spannungsteiler sind hochohmig ausgeführt. Zur sicheren Erkennung des positiven und negativen Netzhalbwellenverlaufs bzw. von Netzstromnulldurchgang und Netzspannungshöhe ist dabei ein erster Controllereingang E1 des Mikrocontrollers μC mit der Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE verbunden und steht ein zweiter Controllereingang E2 des Mikrocontrollers μC mit der Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE in Verbindung und ist der Fußpunkt Fp der Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE und der Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE mit einem Controllerausgang A des Mikrocontrollers μC verbunden.As further particularly from 2 shows, for detecting the mains current zero crossing, a first voltage divider is provided, which is designed as Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE. For detecting the mains voltage level, a second voltage divider is provided which is designed as a mains voltage height detection unit SpE. The two voltage dividers are designed with high resistance. For reliable detection of the positive and negative half-wave curve or of zero current crossing and mains voltage height, a first controller input E1 of the microcontroller μC is connected to the mains zero crossing detection unit AE and a second controller input E2 of the microcontroller μC is connected to the mains voltage detection unit SpE and is the base point Fp of the mains zero crossing detection unit AE and the mains voltage detection unit SpE connected to a controller output A of the microcontroller μC.

In einer ersten Betriebsart wird der Fußpunkt Fp auf Schaltungsmasse V_SS gelegt, indem der über seinen Controllerausgang A damit verbundene Mikrocontroller μC den Fußpunkt Fp auf low zieht. Liegt am ersten Eingang U1 der Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE die Netzspannung an, wird in dieser Betriebsart der Netzspannungsnulldurchgang am Beginn der positiven Netzhalbwelle am ersten Controllereingang E1 des Mikrocontrollers μC mit hinreichender Genauigkeit detektiert, indem der erste Controllereingang E1 von low auf high wechselt.In a first operating mode, the base point Fp is applied to the circuit ground V _SS by virtue of the microcontroller μC connected via its controller output A pulling the bottom point Fp low. If the mains voltage is present at the first input U1 of the mains zero crossing detection unit AE, in this operating mode the mains voltage zero crossing at the beginning of the positive mains half-cycle is indicated at the first controller input E1 of the microcontroller .mu.C sufficient accuracy detected by the first controller input E1 changes from low to high.

In der zweiten Betriebsart wird der Fußpunkt Fp zur Erkennung des Netzstromnulldurchgang von der Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE auf Betriebsspannung V_DD gelegt, indem der Mikrocontrollers μC über seinen Controllerausgang A den Fußpunkt Fp auf high zieht. Der Netzstromnulldurchgang wird somit am Beginn der negativen Netzhalbwelle am ersten Controllereingang E1 des Mikrocontrollers μC mit hinreichender Genauigkeit detektiert, indem der erste Controllereingang E1 von high auf low wechselt.In the second operating mode, the base point Fp for detecting the mains current zero crossing is set by the mains zero crossing detection unit AE to operating voltage V _DD , in that the microcontroller μC pulls the base point Fp high via its controller output A. The mains current zero crossing is thus detected at the beginning of the negative half-wave at the first controller input E1 of the microcontroller μC with sufficient accuracy by the first controller input E1 changes from high to low.

Bei der in diesem Ausführungsbeispiel gewählten Widerstandsdimensionierung führen die Teilungsverhältnisse der Widerstände der Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE zwischen dem ersten Eingang U1 der Netzstromnulldurchgangerkennungseinheit AE und dem Fußpunkt Fp zu einer symmetrischen Erkennung des Netzstromnulldurchgang in der positiven und negativen Netzhalbwelle.at in this embodiment selected Resistance sizing lead the division ratios the resistances the mains zero crossing detection unit AE between the first Input U1 of the mains zero crossing detection unit AE and the nadir Fp to a symmetric detection of the mains zero in the positive and negative half-wave.

Kostengünstig zeigt sich eine derartige Anordnung weiterhin dadurch, dass die Ermittlung zweier Netzspannungshöhen in positiver und negativer Richtung direkt über den als Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE ausgeführten zweiten Spannungsteiler möglich ist. Der verwendete Mikrocontroller μC ist damit in der Lage die Netzspannungshöhe direkt zu messen, da der überschüssige Teil der Netzspannung über die implementierten Schutzdioden abgeleitet werden kann.Cost-effective shows Such an arrangement continues in that the determination two mains voltage levels in the positive and negative direction directly above the mains voltage detection unit SpE executed second voltage divider possible is. The microcontroller μC used is thus capable of Mains voltage level directly to measure, because the excess part the mains voltage over the implemented protection diodes can be derived.

In einer ersten Betriebsart wird der Fußpunkt Fp auf Schaltungsmasse V_SS gelegt, indem der über seinen Controllerausgang A damit verbundene Mikrocontroller μC den Fußpunkt Fp auf low zieht. Liegt am zweiten Eingang U2 der Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE die Netzspannung an, wird in dieser Betriebsart die Netzspannungshöhe in der positiven Netzhalbwelle am zweiten Controllereingang E2 des Mikrocontrollers μC mit hinreichender Genauigkeit detektiert, indem der zweite Controllereingang E2 von low auf high wechselt.In a first operating mode, the base point Fp is applied to the circuit ground V _SS by virtue of the microcontroller μC connected via its controller output A pulling the bottom point Fp low. If the mains voltage is present at the second input U2 of the mains voltage level detection unit SpE, the mains voltage level in the positive half-cycle at the second controller input E2 of the microcontroller μC is detected with sufficient accuracy in this mode by the second controller input E2 changing from low to high.

In der zweiten Betriebsart wird der Fußpunkt Fp zur Erkennung der Netzspannungshöhe von der Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE auf Betriebsspannung V_DD gelegt, indem der Mikrocontroller μC über seinen Controllerausgang A den Fußpunkt Fp auf high zieht. Die Netzspannungshöhe wird in der negativen Netzhalbwelle am zweiten Controllereingang E2 des Mikrocontrollers μC mit hinreichender Genauigkeit detektiert, indem der zweite Controllereingang E2 von high auf low wechselt.In the second operating mode, the foot point Fp for detecting the mains voltage level is set by the mains voltage detection unit SpE to operating voltage V _DD , in that the microcontroller μC pulls the base point Fp high via its controller output A. The mains voltage level is detected in the negative half-wave at the second controller input E2 of the microcontroller μC with sufficient accuracy by the second controller input E2 changes from high to low.

Bei diesem Ausführungsbeispiel führt es trotz optimaler Widerstandsdimensionierung des Teilungsverhältnisses der Widerstände der Netzspannungshöheerkennungseinheit SpE zwischen seinem zweiten Eingang U2 und dem Fußpunkt Fp nicht zu einer symmetrischen Erkennung der Spannungshöhe innerhalb des positiven und negativen Netzhalbwellenverlaufes. Dies ist deshalb der Fall, weil aufgrund des ungünstigen Verhältnisses der hohen zu erkennenden Netzspannungen zu den festen kleinen Schaltschwellen des Mikrocontrollers μC keine Dimensionierung existiert, die eine symmetrische Erfassung möglich macht.at this embodiment does it despite optimum resistance dimensioning of the division ratio the resistances the mains voltage level detection unit SpE between its second input U2 and the foot Fp not to a symmetrical detection of the voltage level within the positive and negative half-wave course. This is why the case, because of the unfavorable ratio the high mains voltages to be recognized to the fixed small switching thresholds of the microcontroller μC no dimensioning exists, which is a symmetric detection possible power.

Die unterschiedlichen Netzspannungshöhen, die während des positiven und negativen Netzhalbwellenverlaufes erkannt werden, können jedoch Vorteilhafterweise für unterschiedliche Erkennungszwecke ausgenutzt werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in der positiven Netzhalbwelle die Erkennung der Netzspannungsschwellwertes U_S zur Ermittlung des Restphasenwinkels benutzt und in der negativen Netzhalbwelle wird die Erkennung der Netzspannungshöhe zur Ermittlung von Netzunterbrechungen bzw. zur Erkennung eines Gerätefehlers ausgenutzt, indem aufgrund der Netzspannungsmessung ein Bauteildefekt der Impedanz Imp zum Laden eines Betriebsspannungskondensators ausgenutzt wird und somit geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.However, the different mains voltage levels, which are detected during the positive and negative network half-wave course, can advantageously be utilized for different recognition purposes. In the present embodiment, the detection of the Netzspannungsschwellwerts U _{S is used} for determining the residual phase angle in the positive half-wave and the negative half of the network, the detection of the mains voltage level to determine network interruptions or for detecting a device error is exploited by a component defect of the impedance Imp due to the mains voltage measurement is used to charge an operating voltage capacitor and thus suitable countermeasures can be initiated.

Durch die Bestimmung der optimalen Größe des Restphasenwinkels, abhängig von der angeschlossenen Last, können Dimmer und Drehzahlsteller in Zwei-Leiter-Technik realisiert werden, die eine sehr hohe maximale Helligkeit bzw. maximale Drehzahl ohne aufwändige Beschaltung erzielen. Wie insbesondere aus 3 und 4 hervorgeht, wird die Größe des Restphasenwinkels nach dem Netzstromnulldurchgang nach Feststellung eines im Mikrocontroller μC abgelegten Netzspannungsschwellwertes U_S und einer sich daran anschließenden ebenfalls im Mikrocontroller μC abgelegten Zeitspanne t1 bestimmt.By determining the optimal size of the residual phase angle, depending on the connected load, dimmers and speed controllers can be realized in two-wire technology, which achieve a very high maximum brightness or maximum speed without complex wiring. As in particular from 3 and 4 shows the size of the residual phase angle is determined after the mains current zero crossing after detection of a stored in the microcontroller μC Netzspannungsschwellwerts U _S and an adjoining also stored in the microcontroller μC period t1.

Wie aus 3 hervorgeht, ergibt sich bei ohmscher Last bei einem Netzspannungsschwellwert U_S von ca. 100 Volt und einer Zeitspanne t1 von einer Millisekunde ein Restphasenwinkel mit einer Größe von 39,6°, was einer Stromflussdauer von 7,8 Millisekunden bei 50 Hertz entspricht. Für die Erzeugung der notwendigen Betriebsspannung V_DD bleibt somit eine Dauer von 2,2 Millisekunden.How out 3 As can be seen, with ohmic load at a mains voltage threshold value U _S of approximately 100 volts and a time period t1 of one millisecond, a residual phase angle with a magnitude of 39.6 ° results, which corresponds to a current flow duration of 7.8 milliseconds at 50 hertz. For the generation of the necessary operating voltage V _DD thus remains a duration of 2.2 milliseconds.

Wie aus 4 hervorgeht, ergibt sich bei induktiver Last bei einem Netzspannungsschwellwert U_S von ca. 100 Volt und einer Zeitspanne t1 von einer Millisekunde ein Restphasenwinkel mit einer Größe von 22,5°, was einer Stromflussdauer von 8,75 Millisekunden bei 50 Hertz entspricht. Für die Erzeugung der notwendigen Betriebsspannung V_DD bleibt somit eine Dauer von 1,25 Millisekunden.How out 4 shows that at inductive load at a mains voltage threshold U _S of about 100 volts and a time t1 of one millisecond, a residual phase angle with a size of 22.5 °, which corresponds to a current flow duration of 8.75 milliseconds at 50 hertz. For the generation of the necessary operating voltage V _DD thus remains a duration of 1.25 milliseconds.

Claims

Electronic power controller, which is provided for the proportional power setting of connected electrical loads according to the phase control principle, wherein its, a microcontroller having control electronics over the time referred to as residual phase angle from the mains zero crossing is supplied to the ignition of the electronic power switching element with the necessary operating voltage and that the size of the residual phase angle after the mains current zero crossing and after the time dependent on the type of load exceeding a stored in the microcontroller (μC) Netzspannungsschwellwertes (U _S ) and an adjoining, also in the microcontroller (μC) stored time (t1) is determined, and that the Determination of the current zero crossing and the mains voltage level via two high-impedance designed voltage divider directly from the microcontroller (μC) is vornehmbar and that for detecting the mains zero crossing in the positive or in the negative half-wave waveform of the base point (Fp) on the controller output (A) of the microcontroller (μC) on circuit ground (V _SS ) or operating voltage (V _DD ) is placed and that a first controller input (E1) of the microcontroller (μC) from low to high or goes from high to low and that to detect the mains voltage level in the positive or in the negative half-wave course, the base (Fp) via the controller output (A) of the microcontroller (μC) on circuit ground (V _SS ) or operating voltage (V _DD ) is placed and a second controller input (E2) of the microcontroller (μC) changes from low to high or from high to low

Electronic power controller according to claim 1, characterized in that the first voltage divider as the zero-crossing current detection unit (AE) and that the second voltage divider as mains voltage height detection unit (SpE) is formed.

Electronic power controller according to claim 1 or 2, characterized in that in the microcontroller (.mu.C) filed Time span (t1) is constant.

Electronic power controller according to one of claims 1 to 3, characterized in that an ohmic load (L) connected is.

Electronic power controller according to one of claims 1 to 3, characterized in that an inductive load (L) connected is.

Electronic power controller according to one of claims 1 to 3, characterized in that a mixing load (L) connected is.

Electronic power controller according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electronic power switching element executed as a triac (T) is.