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Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät, insbesondere ein wasserführendes Haushaltsgerät, aufweisend ein Schaltelement, das ein Ein- und Ausschalten des Elektrogerätes bewirkt, mit dem Schaltelement in Verbindung stehende Selbsthaltemittel, und wenigstens einen mit dem Schaltelement in Verbindung stehenden Taster.
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Die einen Transformator bzw. Übertrager 19 umfassende Wechselspannungsversorgung der Waschmaschine der
JP 2005312174 A wird gemäß den
1 und
2 und den Abschnitten [0040] - [0051] auf ihrer Primärseite durch Betätigen eines Tasters 6 eingeschaltet, der mit der Basis eines PNP Transistors 7 verbunden ist. Dieser bildet ein Schaltmittel zum Ein- und Ausschalten eines TRIACs 10b in einem (N1) der beiden Leiter der Wechselspannungsversorgung. Ist der Taster 7 nicht gedrückt, sperrt der PNP Transistor 7, d.h. er ist elektrisch nicht leitend. Der TRIAC 10b ist dann im Sperrzustand und die Waschmaschine ist ausgeschaltet. Wird der Taster 7 gedrückt, so wird über einen Spannungsteiler 3, 4 die Netzspannung so geteilt, dass zwischen Emitter und Basis des PNP-Transistors eine Spannung anliegt, die den PNP- Transistor elektrisch stromleitend macht. Der TRIAC 10b wird daraufhin elektrisch leitend in der Netzspannungs-Leitung N1 geschaltet. Gleichzeitig hält eine Kontrollschaltung 23 auf der Sekundärseite des Transformators 19 mittels einer einen PNP-Transistor 25 umfassenden Schaltanordnung 26, 32, 25 diesen elektrisch leitenden Einschaltzustand des PNP- Transistors 7 auf der Primärseite aufrecht, d.h. dem PNP Transistor 7 sind Selbsthaltemittel zugeordnet, die ihn im elektrisch leitenden Einschaltzustand halten, solange ein durchzuführendes Waschprogramm läuft. Wenn das jeweilige Waschprogramm endet, bringt die Kontrollschaltung 23 den PNP Transistor 7 in seinen nichtleitenden Ausschaltzustand, woraufhin der TRIAC 10b sperrt, so dass die Waschmaschine schließlich ausgeschaltet wird.
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Die einen P Leiter und einen N Leiter umfassende AC („alternating current“)-Netzspannungsversorgung der
US 2004/0217800 A1 für einen Verbraucher 2 im P Leiter benötigt entsprechend der
1 und den Abschnitten [0007] - [0011] eine zusätzliche Hilfsgleichspannung Vdc zum Schalten eines NMOS FET 3 auf ein Signal CTRL eines nicht gezeichneten Kontrollschaltkreises hin von seinem elektrisch leitenden Ausschaltzustand in seinen nicht leitenden Einschaltzustand. Das NMOS FET 3 dient als Schaltelement für einen TRIAC 1 im P Leiter. Dieser TRIAC 1 schaltet entsprechend dem Abschnitt [0011] den Verbraucher 2 im P Leiter an, wenn das NMOS FET 3 in seinen nichtleitenden Einschaltzustand gebracht ist (Abschnitt [0011].
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Die
DE 694 28 314 T2 betrifft ein Halbleiterrelais zum Übertragen hochfrequenter Signale. Gemäß der Seite 2, 2. und 3. Absatz in Bezug auf
1 erzeugt sein Fotodiodenfeld 102 keine Spannung, solange seine LED 101 kein Licht emittiert. Dabei wird sein JFET (p-Kanal-Sperrschicht-FET) „ein“- geschaltet gehalten, so dass seine beiden MOSFETs 106a, 106b leitend sind. Dies veranlasst, dass diese „aus“-geschaltet sind. Fließt im Gegensatz dazu ein Strom durch die LED 101, erzeugt das von ihr emittierte Licht eine elektromotorische Kraft in einer Vorwärtsrichtung. Dies veranlasst, dass der JFET 105 ausschaltet, und eine positive Spannung wird an die jeweiligen Gateanschlüsse der MOSFETs 106a, 106b angelegt. Als Ergebnis schalten beide MOSFETs 106a, 106b ein, um einen Ausgangsanschluss 108a mit einem Ausgangsanschluss 108b zu verbinden.
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Die Schaltungsanordnung der
DE 103 11 447 A1 für ein Elektrogerät weist gemäß deren Anspruch 1 eine Steuereinrichtung 10 und ein mit einem Spannungsversorgungsanschluss L, N verbundenes Netzteil 12 zur Versorgung von zu steuernden Funktionseinheiten des Elektrogeräts auf. Am Stromversorgungsanschluss L, N ist ein Schalter 14 zur primärseitigen Trennung des Netzteils 12 vom Stromversorgungsanschluss L, N vorgesehen. Der Schalter 14 weist einen Piezo-Schalter auf, welcher im nicht aktivierten Zustand geöffnet ist (Anspruch 2). Bei Betätigung des Piezo- Schalters 14 wird durch die dabei kurzfristig erzeugte Spannung eine mit ihm verbundene Leistungshalbleiterschaltung 18, die einen TRIAC aufweist (Anspruch 3), aktiviert, die die Steuereinrichtung 10 zu deren Aktivierung mit dem Stromversorgungsanschluss L, N verbindet. Der Piezo- Schalter 14 schaltet bei seiner Betätigung also direkt den TRIAC ein. Die Steuereinrichtung 10 ist zur Aufrechterhaltung der Stromversorgung für das Elektrogerät während des Betriebs mit einer Selbsthalte-Schaltung 18, die zumindest einen Thyristor 18 aufweist, verbunden, welche durch die Steuereinrichtung 10 aktivierbar ist (Ansprüche 6, 7).
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Die
DE 195 45 659 A1 betrifft gemäß ihrem Anspruch 1 ein Schaltnetzteil für Normalbetrieb und Bereitschaftsbetrieb mit einem Netzteil und einem Schalttransistor 6 auf der Primärseite und einem Fernbedienungsempfänger 13 und einem Mikroprozessor 14 auf der Sekundärseite des Trenntrafos Tr sowie mit einem vom Trenntrafo Tr getrennten Übertragungselement 16 von der Sekundär- zur Primärseite. Der Fernbedienungsempfänger 13, der Mikroprozessor 14 und das Übertragungselement 16 sind von einem Akku 20 oder einem Ladekondensator gespeist. An die Basis des Schalttransistors 6 ist ein vom Netzteil gespeister Steuertransistor 17 angeschlossen, der im Bereitschaftsbetrieb von dem Übertragungselement 16 im Sinne einer Sperrung des Schalttransistors 6 gesteuert ist.
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Die
EP 1 524 750 A2 betrifft gemäß ihrem Anspruch 1 einen drahtlosen Signalsender und
- - detektor 20 zum Einbau in oder Anbau an bestehende installierte elektrische Schalter oder Taster mit zumindest einem angeschlossenen Leistungskontakt, vorzugsweise in oder an Lichtschalter oder Lichttaster. Der Signaldetektor 30 weist nach ihrem Anspruch 2 eine mechanische Verbindung mit einer Wippe 17 des Schalters oder Tasters auf. Er weist nach Anspruch 7 ein Sensorelement 4 auf, das die durch die Betätigung des Schalters oder Tasters hervorgerufene Bewegung der Wippe 17 erkennt. Als Sensorelement kann gemäß Anspruch 8 ein piezoelektrisch arbeitender Sensor vorgesehen sein. Gemäß der 4 i.V.m. den Abschnitten [0078] - [0084] ist der Piezofilm dieses Sensors hochohmig mit dem Gate eines J- feldeffekttransistors Q6 verbunden. Die bei Betätigung der Schaltwippe erzeugte Ladungsverschiebung im Piezofilm führt dazu, dass am Gate des J- Feldeffekttransistors Q6 ein Spannungsimpuls entsteht, für dessen Dauer der J- Feldeffekttransistor Q6 sperrt und dadurch über einen Widerstand R8 ein Basisstrom in einen Transistor Q5 fließt. Der Transistor Q5 leitet nun und lädt das gate eeines MOSFETs Q4 auf, wodurch dieses durchschaltet und über eine Verbindung 23 den in 3 gezeigten Signalsender 29 aktiviert.
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Elektrogeräte, die mittels eines Tasters, insbesondere mithilfe eines Sensortasters wie beispielsweise einen Halltaster, kapazitiven Taster oder Piezotaster ein- und ausgeschaltet werden können, weisen den Nachteil auf, dass auch im ausgeschalteten Zustand, dem Standby-Zustand, durch die kontinuierliche Überwachung und Abfragung von Sensortasten elektrische Energie nötig ist und somit im ausgeschalteten bzw. Standby-Zustand elektrische Energie verbraucht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Elektrogerät bereitzustellen, bei dem der Leistungsverbrauch im ausgeschalteten bzw. Standby-Zustand reduziert ist.
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Die Erfindung geht aus von einem Elektrogerät, insbesondere einem wasserführenden Haushaltsgerät mit wenigstens einem Taster zum Ein- und Ausschalten des Elektrogeräts, der in Wirkverbindung mit einem Schaltelement steht, das ein Ein- und Ausschalten des Elektrogeräts bewirkt. Das Elektrogerät kann dabei für einen dauerhaften Anschluss an ein hausseitiges Versorgungsnetz ausgebildet sein oder alternativ durch Energiespeicher, wie Akkumulatoren mit elektrischer Energie versorgt werden. Dabei kann es sich bei dem Schaltelement um ein Stromflussunterbrechungsmittel, wie z.B. ein. einen MOSFET aufweisendes Schaltelement handeln.
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Bei dem Taster handelt es sich um ein nicht einrastendes Schaltelement zum Schließen oder Öffnen eines elektrischen Stromkreises, d.h., der Taster wechselt nur bei Betätigung durch eine Bedienperson von dem ein- zum ausgeschalteten Zustand oder umgekehrt, ohne in diesem Zustand zu verbleiben.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schaltelement in einem Ausschaltzustand elektrisch leitend und in einem Einschaltzustand elektrisch nicht leitend ist, mit dem Taster das Schaltelement aus dem elektrisch leitenden Ausschaltzustand in den elektrisch nicht leitenden Zustand bringbar ist, und dass das Schaltelement mit Selbsthaltemitteln in Verbindung steht, die das Schaltelement im elektrisch nicht leitenden Zustand halten. Dabei ist das Schaltelement nicht mit der Netzspannung verbunden, sondern steht derart mit dem Elektrogerät in Verbindung, dass bei Betätigung des Schaltelementes das Elektrogerät eingeschaltet ist. Somit fließen auch im Ausschaltzustand bzw. Standby-Zustand durch das in diesem Zustand elektrisch leitende Schaltelement keine bzw. nur sehr geringe elektrischen Ströme, die durch die Spannung des hausseitigen Versorgungsnetzes hervorgerufen werden.
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Da es sich bei dem Taster um ein Schaltelement ohne Rastfunktion handelt, ist ferner ein Selbsthaltemittel vorgesehen, das bewirkt, dass das Schaltelement auch dann im elektrisch nicht leitenden Zustand verbleibt, wenn der Taster nicht mehr weiter betätigt wird. Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass das Schaltelement derart in Wirkverbindung mit dem Elektrogerät steht, dass das Schaltelement im elektrisch nicht leitenden Zustand ein Einschalten des Elektrogeräts bewirkt.
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Dabei ist vorgesehen, dass der Taster bei Betätigung elektrische Energie erzeugende Mittel aufweist. Somit kann auf eine separate Energieversorgung zur Versorgung des Tasters mit elektrischer Energie verzichtet werden, die es erlaubt, das Schaltelement beim Einschalten aus dem elektrisch leitenden Zustand in den elektrisch nicht leitenden Einschaltzustand zu bringen.
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Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass es sich bei dem Taster um einen hilfsspannungsfrei arbeitenden Taster handelt, wie beispielsweise einen Piezo-Taster. D.h., dass die elektrische Energie erzeugenden Mittel ein Piezo-Element umfassen und so auf einfache und zuverlässige Weise durch eine Bedienperson beim Ein- und Ausschalten des Elektrogerätes die nötige Energie erzeugt wird, um das Schaltelement von dem Einschaltin den Ausschaltzustand oder umgekehrt zu bringen.
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Das Schaltelement ist vorzugsweise ein mit dem Taster ansteuerbares Stromunterbrechungsmittel, mit dem wenigstens zeitweise eine Stromzufuhr unterbrochen werden kann, um ein Ein- und Ausschalten des Elektrogeräts zu bewirken. Dabei kann es sich bei dem Stromunterbrechungsmittel bspw. um ein Relais handeln oder um eine RC-Kombination, bei der nach einem Entladevorgang eines Kondensators eine Stromunterbrechung aufgehoben wird.
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Für das Schaltelement kann jedes geeignete mechanische oder elektronische Schaltelement Verwendung finden. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass als Schaltelement ein MOSFET vorgesehen ist, der insbesondere nahezu leistungslose Schaltvorgänge erlaubt.
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Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der MOSFET selbstleitend ausgebildet ist, d.h., im spannungslosen Zustand niederohmig ist.
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Ferner weist das Elektrogerät ein Schaltnetzteil zur Wandlung der hausseitig verwendeten Netzspannung auf, bei dem zur Erhöhung des Wirkungsgrades eines Transformators dem Transformator eine getaktete Spannung zugeführt wird. Dabei wird die Ausgangsspannung einer Sekundärseite des Transformators erfasst und bei Abweichungen entsprechend das Taktverhältnis an der Primärwicklung des Transformators angepasst. Dies erlaubt durch Verwendung kleinerer Transformatoren kompakte Bauformen zu realisieren und zugleich den Wirkungsgrad eines derartigen Schaltnetzteiles zu erhöhen.
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Es kann sich dabei um ein sekundärseitig getaktetes Schaltnetzteil handeln. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass das Schaltnetzteil primärseitig getaktet ist, d.h., dass im Standby-Zustand kein Strom durch die Primärwicklung des Trafos fließt und eine Erhöhung des Energieverbrauchs im Standby-Modus bewirkt.
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Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass zum Ausschalten des Elektrogerätes vorgesehen ist, dass die Taktung des Schaltnetzteils unterbrochen wird. Dies erlaubt es auf einfache Art und Weise, ein Ein- und Ausschalten des Elektrogerätes durch Initiierung bzw. Beendung der Taktung des Schaltnetzteils auszulösen. Jedoch kann auch vorgesehen sein, die Spannungsversorgung des Schaltnetzteils mittels eines Schützes oder Relais zu unterbrechen.
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Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbindung zwischen Taster und Mittel elektrisch leitend ausgeführt ist. Jedoch kann auch vorgesehen sein, dass die Wirkverbindung zwischen Taster und Mittel mittels Optokoppler ausgeführt ist und somit vorteilhafterweise galvanisch getrennt ausgeführt ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigt:
- 1 Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Dargestellt ist ein Schaltnetzteil 8 für ein Elektrogerät, wie beispielsweise ein wasserführendes Haushaltsgerät, wie z.B. eine Geschirrspül- oder Waschmaschine, dass mittels eines Steckers (nicht dargestellt) mit Phase- und Nulleiter eines hausseitigen Versorgungsnetz dauerhaft verbunden werden kann. Ein derartiges Schaltnetzteil 8 wandelt die eingangsseitig anliegende elektrische Eingangsspannung auf einen niedrigeren Spannungswert, der ausgangsseitig zur Verfügung gestellt wird und dem Betrieb des Elektrogeräts dient.
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Ein derartiges Schaltnetzteil 8 weist als primärseitig getaktetes Schaltnetzteil 8 eine Schaltereinheit 10 auf, die mit der Primärseite eines Trafos 12 des Schaltnetzteils 8 verbunden ist. Die Sekundärwicklungen des Trafos 12 sind mit den Ausgängen des Schaltnetzteils 8 verbunden. Ferner ist mit der Ausgangsseite des Trafos 12 eine Reglereinheit 14 verbunden, die (schematisch dargestellt) in Verbindung mit der Schaltereinheit 10 steht, und derart eingerichtet ist, dass auf Abweichungen der Ausgangsspannung an den Ausgangsanschlüssen, d.h. an der Sekundärseite des Trafos 12, eine entsprechende Anpassung der Ansteuerung der Schaltereinheit 10 bewirkt wird.
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Ferner umfasst ein derartiges aus dem Stand der Technik bekanntes Schaltnetzteil 8 mit primärseitiger Taktung eingangsseitig und ausgangsseitig weitere Bauelemente wie der Spannungsglättung dienenden Kondensatoren und Freilaufdioden, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind und für die Erläuterung des Schaltnetzteils 8 der Funktion nicht erforderlich sind.
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Das Schaltnetzteil 8 wird eingeschaltet, indem die Schaltereinheit 10 aktiviert wird. Hierzu steht die Schaltereinheit 10 in Wirkverbindung mit einem selbstleitenden MOSFET 4, der als Schaltelement dient und durch (eine symbolhaft dargestellte) Verbindungsleitung mit der Schaltereinheit 10 verbunden ist, derart, dass wenn der selbstleitende MOSFET 4 beim Einschalten in den sperrenden Zustand übergeht, die Schaltereinheit 10 aktiviert wird und die anliegende Eingangsspannung taktet, so dass die Eingangsspannung mittels des Schaltnetzteils 8 auf einen anderen Wert gewandelt wird.
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Um den selbstleitenden MOSFET 4 zum Einschalten des Schaltnetzteils 8 von dem elektrisch leitenden Ausschaltzustand in den nicht elektrisch leitenden Einschaltzustand zu bringen ist ein Piezotaster 2 vorgesehen, der es erlaubt, ohne Hilfsspannungsquellen mittels eines Piezoelementes durch Betätigung einen Spannungsimpuls zu erzeugen, der über eine in Durchlassrichtung geschaltete Diode 16 dem selbstleitenden MOSFET 4 zugeführt wird, so dass der selbstleitende MOSFET 4 in den sperrenden Zustand übergeht.
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Damit der selbstleitende MOSFET 4 in diesem sperrenden Zustand verbleibt, sind Selbsthaltemittel 6 vorgesehen, die eine Verbindung mit der Sekundärseite des Trafos 12 mit dem selbstleitenden MOSFET 4 herstellen, so dass bei eingeschaltetem Schaltnetzteil 8 ausgangsseitig eine elektrische Spannung anliegt, die dazu verwendet wird, den selbstleitenden MOSFET 4 auch ohne Betätigung des Tasters 2 im sperrenden Zustand zu halten. Die Selbsthaltemittel umfassen im einfachsten Fall eine Verbindungsleitung 18, die den selbstleitenden MOSFET 4 mit der Ausgangsseite des Schaltnetzteils 8 verbindet. Jedoch können die Selbsthaltemittel 6 ferner Transistoren und andere elektronische Bauelemente, unter anderem zur Anpassung der elektrischen Spannungen, aufweisen, die jedoch aus Gründen der Übersichtlickeit nicht dargestellt sind.
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Anstelle eines ein Piezoelements aufweisenden Tasters 2 kann ein Taster verwendet werden, der eine separate Spannungsquelle, beispielsweise eine Batterie aufweist (nicht dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Taster
- 4
- Schaltelement
- 6
- Selbsthaltemittel
- 8
- Schaltnetzteil
- 10
- Schaltereinheit
- 12
- Transformator
- 14
- Regler
- 16
- Diode
- 18
- Verbindungsleitung
