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Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit einem Schaltnetzteil und ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgerätes mit einem Schaltnetzteil.
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Die
WO 2012/113047 A2 offenbart ein Haushaltskältegerät, das einen kühlbaren Innenraum und einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter zum Kühlen des kühlbaren Innenraums aufweist. Der Verdichter wird im Betrieb von einem Wechselrichter angesteuert, der aus einer Gleichspannung eine für den Betrieb des Verdichters vorgesehene Spannung erzeugt. Die Gleichspannung wird mit einem Gleichrichter und einem Kondensator aus der Netzspannung erzeugt und liegt an einer Sammelschiene an. Der Wechselrichter wird über einen Treiber von einer Steuerschaltung angesteuert und ein als Schaltnetzteil ausgeführtes Hilfsnetzteil erzeugt die Versorgungsspannungen für den Treiber und die Steuerschaltung aus der Gleichspannung für den Wechselrichter. Zwischen der Sammelschien, an der die Gleichspannung anliegt, und dem Eingang des Hilfsnetzteils ist ein Schalter vorgesehen, mit dem das Hilfsnetzteil ein und ausgeschaltet werden kann. Ist dieser Schalter geöffnet, dann ist das Hilfsnetzteil von der Sammelschiene getrennt und erzeugt keine Versorgungsspannungen für den Treiber und die Steuerungsschaltung. Mit einem externen Signal kann der Schalter geschlossen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Haushaltsgerät mit einem Schaltnetzteil anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Haushaltsgerät, aufweisend eine elektronische Steuervorrichtung und eine mittels der elektronischen Steuervorrichtung ansteuerbare elektrische Vorrichtung, welche eine Elektronik und ein Schaltnetzteil, welches im Betrieb der elektrischen Vorrichtung aus einer elektrischen Spannung eine Versorgungsspannung für die Elektronik erzeugt, aufweist und das Haushaltsgerät eingerichtet ist, mittels seiner elektronischen Steuervorrichtung das an der elektrischen Spannung angeschlossene Schaltnetzteil direkt einzuschalten, um die elektrische
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Vorrichtung in Betreib zu setzten, und mittels der Elektronik das Schaltnetzteil, ohne es von der elektrischen Spannung zu trennen, direkt auszuschalten.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- – Erzeugen eines Einschaltsignals mittels der elektronischen Steuervorrichtung,
- – Übermitteln des Einschaltsignals an das ausgeschaltete Schaltnetzteil, um dieses direkt einzuschalten, damit die elektrische Vorrichtung in Betrieb gesetzt wird,
- – Erzeugen eines Signals mittels der elektronischen Steuervorrichtung und Übermitteln des Signals an die Elektronik, wobei das Signal eine Nachricht umfasst, die elektrische Vorrichtung auszuschalten,
- – Beenden des Betriebs der elektrischen Vorrichtung aufgrund des Signals gesteuert durch die Elektronik,
- – Erzeugen eines Ausschaltsignals durch die Elektronik nach dem Beenden des Betriebs der elektrischen Vorrichtung, und
- – Übermitteln des Ausschaltsignals an das Schaltnetzteil nach dem Beenden des Betriebs der elektrischen Vorrichtung, um das Schaltnetzteil direkt auszuschalten.
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Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät ist vorzugsweise ein Haushaltskältegerät, das einen wärmeisolierten Korpus mit einem kühlbaren Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraum vorgesehenen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter aufweist. Der kühlbare Innenraum kann vorzugsweise mittels eines Türblatts verschlossen werden. Das Türblatt ist vorzugsweise bezüglich einer Achse, die vorzugsweise vertikal verläuft, schwenkbar gelagert. Im geöffneten Zustand ist der kühlbare Innenraum zugänglich. Der Kältemittelkreislauf umfasst den Verdichter und insbesondere einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger, eine dem Verflüssiger nachgeschaltete Drosselvorrichtung und einen Verdampfer, der zwischen der Drosselvorrichtung und dem Verdichter angeordnet ist.
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Die elektrische Vorrichtung ist z.B. ein LED-Netzteil, ein Modul zur Erleichterung der Türöffnung, insbesondere eine Türöffnungshilfe, welche eingerichtet ist, ein Öffnen des Türblatts zumindest zu unterstützen, eine Ansteuerungsvorrichtung für eine Vakuumpumpe, oder eine Ansteuerungsvorrichtung für einen Zerstäuber.
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Vorzugsweise ist die elektrische Vorrichtung eine Steuer- und Antriebsvorrichtung eines elektrischen Motors, der vorgesehen ist, den Verdichter im Betrieb des Kältemittelkreislaufs anzutreiben. Der elektrische Motor kann auch Teil des Verdichters sein.
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Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät umfasst die elektronische Steuervorrichtung. Diese ist z.B. im Falle des Haushaltskältegeräts eine Hauptsteuervorrichtung, welche insbesondere übergeordnete Aufgaben, wie z.B. eine Temperaturregelung des Haushaltskältegerätes, ausführt. Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät umfasst ferner die mittels der elektronischen Steuervorrichtung ansteuerbare elektrische Vorrichtung. Die elektrische Vorrichtung umfasst die Elektronik und das Schaltnetzteil, welches im Betrieb der elektrischen Vorrichtung aus einer elektrischen Spannung eine Versorgungsspannung für die Elektronik erzeugt. Schaltnetzteile als solche sind dem Fachmann im Prinzip bekannt.
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Die Elektronik ist insbesondere eine Steuervorrichtung zum Steuern der elektrischen Vorrichtung. Die elektrische Vorrichtung kann wenigstens eine elektrische Komponente umfassen, welche im Betrieb der elektronischen Vorrichtung ebenfalls vom Schaltnetzteil mit elektrische Energie versorgt wird. Dazu erzeugt das Schaltnetzteil eine Versorgungsspannung für diese elektrische Komponente. Die Elektronik umfasst vorzugsweise einen Mikrokontroller oder einen Mikroprozessor.
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Erfindungsgemäß ist das Haushaltsgerät eingerichtet, mittels seiner elektronischen Steuervorrichtung das an der elektrischen Spannung angeschlossene Schaltnetzteil direkt einzuschalten, um die elektrische Vorrichtung in Betreib zu setzten, und mittels der Elektronik das Schaltnetzteil, ohne es von der elektrischen Spannung zu trennen, direkt auszuschalten, um insbesondere die elektrische Vorrichtung auszuschalten. Somit wird erreicht, dass die Elektronik und gegebenenfalls die wenigstens eine elektrische Komponente der elektrischen Vorrichtung nur dann mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn diese auch in Betrieb sein soll. Im Falle des Haushaltskältegerätes ist dies z.B. dann der Fall, wenn der Kältemittelkreislauf den kühlbaren Innenraum kühlen soll.
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Wird der Betrieb der elektrischen Vorrichtung zeitweise nicht benötigt, dann schaltet sich die elektrische Vorrichtung selber das Schaltnetzteil mittels seiner Elektronik direkt aus. Dadurch wird es der elektrischen Vorrichtung ermöglicht, seinen aktuellen Betrieb zuverlässig zu beenden.
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Ferner wird das Schaltnetzteil ohne es von der elektrischen Spannung zu trennen direkt ausgeschaltet. Dadurch ist zwar das ausgeschaltete Schaltnetzteil noch an der elektrischen Spannung angeschlossen, es bedarf aber keinen zusätzlichen Schalter, um das Schaltnetzteil auszuschalten.
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Das Schaltnetzteil umfasst insbesondere wenigstens einen ansteuerbaren Halbleiterschalter, welchen für das Erzeugen der Versorgungsspannung aus der elektrischen Spannung abwechselnd geöffnet und geschlossen wird und welcher bei ausgeschaltetem Schaltnetzteil dauerhaft geöffnet ist. Um das Schaltnetzteil direkt auszuschalten, wird also, gesteuert durch die Elektronik der elektrischen Vorrichtung, der wenigstens eine Halbleiterschalter geöffnet und bleibt dauerhaft geöffnet. Der wenigstens eine Halbleiterschalter ist vorzugsweise ein Transistor.
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Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät kann eine Gleichrichtervorrichtung aufweisen, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten einer Netzspannung eine Gleichspannung zu erzeugen. Die Gleichrichtervorrichtung umfasst insbesondere einen Gleichrichter, welcher die Netzspannung gleichrichtet, und wenigstens einen, dem Gleichrichter nachgeschalteten Kondensator zum Glätten der gleichgerichteten Spannung. Die geglättete, gleichgerichtete Spannung ist die Gleichspannung. Die Gleichspannung ist beispielsweise eine Versorgungsspannung für wenigstens eine weitere Komponente des erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes oder wird für das Erzeugen einer Versorgungsspannung für wenigstens eine weitere Komponente des erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes. Die weitere Komponente ist z.B. die elektronische Steuervorrichtung.
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Die Gleichspannung ist vorzugsweise die elektrische Spannung für das Schaltnetzteil, welche am Schaltnetzteil anliegt, auch wenn diese direkt ausgeschaltet ist.
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Das Schaltnetzteil ist beispielsweise ein Abwärtswandler, der im Englischen auch als BUCK Converter bezeichnet wird. Das Schaltnetzteil kann z.B. eine sogenannten Flyback Topologie aufweisen. Diese Schaltnetzteile sind derart ausgeführt, dass sie aus der Gleichspannung die Versorgungsspannung erzeugen, welche ebenfalls eine Gleichspannung ist, deren Spannungswert kleiner ist als der Spannungswert der als Gleichspannung ausgeführten elektrischen Spannung für das Schaltnetzteil.
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Die elektrische Vorrichtung ist vorzugsweise ein elektrischer Antrieb, insbesondere ein geregelter elektrischer Antrieb. Dieser umfasst insbesondere einen elektrischen Motor, einen den elektrischen Motor ansteuernden Wechselrichter und einen den Wechselrichter ansteuernden, mittels der Elektronik ansteuerbaren Treiber. Die Elektronik ist insbesondere als eine Regelvorrichtung des elektrischen Antriebs ausgeführt. Der Wechselrichter umfasst insbesondere mehrere Transistoren, insbesondere Leistungstransistoren, und ist eingerichtet, aus der Gleichspannung eine zum Antreiben des elektrischen Motors vorgesehene mehrphasige Wechselspannung zu erzeugen. Vorzugsweise ist diese Gleichspannung auch die elektrische Spannung für das Schaltnetzteil.
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Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Schaltnetzteil eingerichtet ist, im Betrieb des elektrischen Antriebs aus der elektrischen Spannung eine Versorgungsspannung für den Treiber zu erzeugen. Der Treiber ist somit ein Beispiel einer elektrischen Komponente der elektrischen Vorrichtung, welche ebenfalls vom Schaltnetzteil ihre Versorgungsspannung erhält.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass aufgrund des ausgeschalteten Schaltnetzteils der Treiber den Wechselrichter ausschaltet, um den elektrischen Motor stromlos zu schalten. Vorzugsweis kann es somit vorgesehen sein, das ein durch die Elektronik gesteuertes Abbremsen des elektrischen Motors bis zum Stillstand durchgeführt wird, und dass aufgrund des ausgeschalteten Schaltnetzteils der Treiber den Wechselrichter ausschaltet, um den elektrischen Motor stromlos zu schalten.
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Somit wird auch erreicht, dass im ausgeschalteten Zustand des Schaltnetzteils und somit während einer Zeit, in der der elektrische Antrieb nicht benötigt wird, der elektrische Motor zuverlässig von seiner Betriebsspannung getrennt ist, wodurch ein sicherer Zustand erreicht wird.
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Im Falle des Haushaltskältegerätes wird der Verdichter im Betrieb des Kältemittelkreislaufs mittels des elektrischen Motors angetrieben oder der Verdichter umfasst den elektrischen Motor.
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Aufgrund des erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes ergibt sich je nach Ausführungsform beispielsweise ein Haushaltskältegerät mit einem Schaltnetzteil, das eine relativ niedrigen Ruheleistungsaufnahme insbesondere zur Stromversorgung eines Wechselrichter z.B. für drehzahlgeregelte Verdichter aufweist. Dadurch kann insbesondere der Energieverbrauch des als Haushaltskältegerätes ausgeführten Haushaltsgerätes während einer Stehzeit eines drehzahlgeregelten Verdichters reduziert werden.
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Aufgrund des erfindungsgemäßen direkten Ausschaltens des Schaltnetzteils wird keine separate Abschaltvorrichtung benötigt. Das Schaltnetzteil beruht insbesondere auf einen Schaltregler bzw. auf einen Halbleiterschalter, der direkt geöffnet und geschlossen werden kann.
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Eingeschaltet wird das Schaltnetzteil beispielsweise über ein Signal einer Kommunikationsschnittstelle zwischen der elektronischen Steuervorrichtung und der elektrischen Vorrichtung. Über diese Kommunikationsschnittstelle steuert z.B. die als Gerätesteuerung ausgeführte elektronische Steuervorrichtung die Drehzahl des Verdichters. Die Steuerung der Drehzahl kann dabei mittels Frequenzsignal, Pulsfrequenz-Modulation, Pulsweiten-Modulation oder unidirektionaler / bidirektionaler Datenkommunikation erfolgen.
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Das Signal der Kommunikationsschnittstelle wird vorzugsweise dabei auf einen Eingang („ON") des Schaltnetzteils geführt. Abgeschaltet wird das Schaltnetzteils über die Elektronik, insbesondere nachdem kein Signal mehr an der Kommunikationsschnittstelle anliegt (Ruhezustand der Schnittstelle), über ein Signal auf einen („OFF") Eingang des Schaltnetzteils. Solange über die Kommunikationsschnittstelle kein Signal am „ON" Eingang des Schaltreglers anliegt, ist das Schaltnetzteil nicht aktiv (keine Schaltaktivität), wodurch die Leistungsaufnahme relativ niedrig ist. Somit ergibt sich z.B. ein bedarfsgesteuertes Schaltnetzteil für Umrichter bzw. Wechselrichter von drehzahlgeregelten Verdichtern.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 ein Haushaltskältegerät in einer perspektivischen Darstellung,
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2 einen Kältemittelkreislauf des Haushaltskältegerätes,
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3 einen geregelten elektrischen Antrieb mit einem Schaltnetzteil für einen Verdichter des Kältemittelkreislaufs,
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4 einen Schaltplan des Schaltnetzteils, und
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5 einen Schaltplan einer alternativen Ausführungsform des Schaltnetzteils.
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Die 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Haushaltskältegerät 1, das einen wärmeisolierten Korpus 10 mit einem Innenbehälter 2 umfasst, der einen kühlbaren Innenraum 3 begrenzt. Der kühlbare Innenraum 3 ist zum Lagern von nicht näher dargestellten Lebensmitteln vorgesehen.
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Das Haushaltskältegerät 1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein schwenkbares Türblatt 4 zum Verschließen des kühlbaren Innenraums 3 auf. Das Türblatt 4 ist insbesondere bezüglich einer vertikal verlaufenden Achse schwenkbar gelagert. Bei geöffnetem Türblatt 4, wie in der 1 dargestellt, ist der kühlbare Innenraum 3 zugänglich.
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An der in Richtung kühlbaren Innenraum 3 gerichteten Seite des Türblatts 4 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere Türabsteller 5 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet. Im kühlbaren Innenraum 3 sind insbesondere mehrere Fachböden 6 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet und im unteren Bereich des kühlbaren Innenraums 3 ist insbesondere eine Schublade 7 angeordnet, in der ebenfalls Lebensmittel gelagert werden können.
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Das Haushaltskühlgerät 1 umfasst einen in der 2 gezeigten Kältemittelkreislauf 20 zum Kühlen des kühlbaren Innenraums 3. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Kältemittelkreislauf 20 des kühlbaren Innenraums 3 einen Verdichter 21, einen dem Verdichter 21 nachgeschalteten Verflüssiger 22, eine dem Verflüssiger 22 nachgeschaltete Drosselvorrichtung 23, die insbesondere als ein Drossel- oder Kapillarrohr ausgeführt ist, und einen Verdampfer 24, der zwischen der Drosselvorrichtung 23 und dem Verdichter 21 angeordnet ist. Der Verdichter 21 ist vorzugsweise innerhalb eines Maschineraums des Haushaltkältegerätes 1 angeordnet, der sich insbesondere hinter der Schublade 7 befindet.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine elektronische Steuervorrichtung 8, die eingerichtet ist, die Kältevorrichtung, insbesondere den Verdichter 21 des Kältemittelkreislaufs 20 in für den Fachmann in allgemein bekannter Weise derart anzusteuern, dass der kühlbare Innenraum 3 zumindest in etwa eine vorgegebene oder vorgebbare Soll-Temperatur aufweist. Die elektronische Steuervorrichtung 8 ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass sie die Temperatur des kühlbaren Innenraums 3 regelt. Um gegebenenfalls die Ist-Temperatur des kühlbaren Innenraums 3 zu erhalten, kann das Haushaltskältegerät 1 wenigstens einen nicht näher dargestellten und mit der elektronischen Steuervorrichtung 8 verbundenen Temperatursensor aufweisen.
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Um den Kältemittelkreislauf 20 anzusteuern bzw. zu regeln, umfasst das Haushaltskältegerät 1 einen in der 3 gezeigten geregelten elektrischen Antrieb 30. Der geregelte elektrische Antrieb 30 umfasst einen elektrischen Motor, z.B. einen permanenterregten Drehstromsynchronmotor, der vorzugsweise als ein bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt ist. Der elektrische Motor ist mit dem Verdichter 21 gekoppelt oder ist Teil des Verdichters 21 und treibt diesen bei Bedarf entsprechend einer von der elektronischen Steuervorrichtung 8 vorgegebenen Soll-Drehzahl nsoll an. Die Soll-Drehzahl nsoll wird insbesondere von der elektronischen Steuervorrichtung 8 aufgrund einer beabsichtigten Kühlung des kühlbaren Innenraums 3 berechnet bzw. vorgegeben, beispielsweise aufgrund der aktuellen Temperatur und der Soll-Temperatur des kühlbaren Innenraums 3.
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Der geregelte elektrische Antrieb 30 umfasst ein Stellglied zum Antreiben des elektrischen Motors bzw. des Verdichters 21. Das Stellglied ist als dem Fachmann im Prinzip bekannter Wechselrichter 31 ausgeführt und erzeugt im Betrieb des elektrischen Antriebs 30 eine dreiphasige oder mehrphasige Spannung, deren Grundschwingung eine Grundfrequenz und Amplitude aufweist, die indirekt abhängig von der Soll-Drehzahl nsoll und einer Ist-Drehzahl des elektrischen Motors ist. Der Wechselrichter 31 umfasst mehrere Transistoren bzw. Leistungstransistoren 32, wie dies dem Fachmann im Prinzip geläufig ist. Die Leistungstransistoren 32 sind z.B. bipolare Transistoren, wie beispielsweise IGBTs. Die Leistungstransistoren 32 können auch Feldeffekt Transistoren sein.
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Dem Wechselrichter 3 vorgeschaltet ist ein Kondensator 33 und ein Gleichrichter 34. Der Gleichrichter 34 ist vorgesehen, aus einer elektrischen Wechselspannung, insbesondere einer zum Versorgen des Haushaltskältegerätes 1 vorgesehenen Netzspannung UN eine gleichgerichtete elektrische Spannung zu erzeugen, welche durch den Kondensator 33 geglättet wird, wodurch eine elektrische Gleichspannung Udc entsteht.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der geregelte Antrieb 30 einen Treiber 35 auf, welcher im Betrieb des Wechselrichters 31 die Leistungstransistoren 32 in für den Fachmann im Prinzip bekannter Weise geeignet ansteuert, um aus der elektrischen Gleichspannung Udc die für den Betrieb des Verdichters 21 bzw. dessen Motors bestimmte mehrphasige elektrische Spannung zu erzeugen.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der geregelte elektrische Antrieb 30 eine Elektronik 36 auf, welche vorgesehen ist, im Betrieb des Verdichters 21 den Treiber 35 derart anzusteuern, sodass der Wechselrichter 31 bzw. die Leistungstransistoren 32 die mehrphasige Wechselspannung derart erzeugt, sodass der Verdichter 21 bzw. dessen elektrischen Motors die gewünschte Drehzahl aufweist.
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Die Elektronik 36 umfasst insbesondere einen Mikrokontroller oder einen Mikroprozessor und realisiert vorzugsweise einen Regler des geregelten elektrischen Antriebs 30. Für die Regelung kann z.B. der Elektronik 36 eine ermittelte Ist-Drehzahl des Verdichters 21 bzw. dessen elektrischer Motor zugeführt werden.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der geregelte elektrische Antrieb 30 ein Schaltnetzteil 37, 37‘ auf, welches vorzugsweise aus der Gleichspannung Udc eine Versorgungsspannung UV,E für die Elektronik 36 und eine Versorgungsspannung UV,T für den Treiber 35 erzeugt. Die Versorgungsspannungen UV,E, UV,T für die Elektronik 36 und den Treiber 35 können dieselben sein. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheiden sie sich jedoch. Die beiden Versorgungsspannungen UV,E, UV,T sind insbesondere Gleichspannungen. Die beiden Versorgungsspannungen UV,E, für die Elektronik 36 beträgt z.B. 3,3V und die Versorgungsspannungen UV,T für den Treiber 35 beträgt z.B. 15V.
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Die 4 zeigt einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform des Schaltnetzteils, welches mit dem Bezugszeichen 37 versehen ist, und die 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des Schaltnetzteils, welches mit dem Bezugszeichen 37‘ versehen ist.
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Das in der 4 gezeigte Schaltnetzteil 37 ist als ein dem Fachmann im Prinzip bekannter Abwärtswandler ausgeführt, der im Englischen auch als BUCK Converter bezeichnet wird. Das in der 5 gezeigte Schaltnetzteil 37‘ weist eine sogenannten Flyback Topologie auf.
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Das in der 4 gezeigte Schaltnetzteil 37 umfasst einen Eingangskondensator C1, an dem die Gleichspannung Udc anliegt, und einen als Transistor T ausgebildeten gesteuerten Halbleiterschalter, welcher im Betrieb des Schaltnetzteil 37 von einer elektronischen Ansteuervorrichtung 41 des Schaltnetzteils 37 derart angesteuert wird, um im Prinzip dem Fachmann geläufiger Weise aus der Gleichspannung Udc die Versorgungsspannungen UV,T für den Treiber 35 zu erzeugen. Der Transistor T wird derart angesteuert, dass er abwechselnd geöffnet und geschlossen wird. Die Versorgungsspannungen UV,T für den Treiber 35 ist kleiner als die Gleichspannung Udc.
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Ausgangsseitig umfasst das in der 4 gezeigte Schaltnetzteil 37 eine Freilaufdiode D1, eine Spule L und einen Ausgangskondensator C2, an der die Versorgungsspannungen UV,T für den Treiber 35 anliegt.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die beiden Versorgungsspannungen UV,E, UV,T verschieden und im Speziellen ist die Versorgungsspannungen UV,E, für die Elektronik 36 kleiner als die Versorgungsspannungen UV,T für den Treiber 35 beträgt z.B. 15V. Um im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Versorgungsspannung UV,E, für die Elektronik 36 zu erzeugen, umfasst das in de 4 gezeigte Schaltnetzteil 37 einen integrierten Schaltkreis 42, welcher aus der Versorgungsspannungen UV,T für den Treiber 35 die Versorgungsspannungen UV,E, für die Elektronik 36 erzeugt. Das Schaltnetzteil 37 kann einen weiteren Ausgangskondensator C3 aufweisen, an der die Versorgungsspannungen UV,E für die Elektronik 36 anliegt.
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Das in der 5 gezeigte Schaltnetzteil 37‘ umfasst ebenfalls den Eingangskondensator C1, an dem die Gleichspannung Udc anliegt, und den als Transistor T ausgebildeten gesteuerten Halbleiterschalter, welcher im Betrieb des Schaltnetzteil 37 von der elektronischen Ansteuervorrichtung 41 des Schaltnetzteils 37‘ angesteuert wird, um im Prinzip dem Fachmann geläufiger Weise aus der Gleichspannung Udc die Versorgungsspannungen UV,T für den Treiber 35 zu erzeugen. Der Transistor T wird derart angesteuert, dass er abwechselnd geschlossen und geöffnt wird.
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Ausgangsseitig umfasst das in der 5 gezeigte Schaltnetzteil 37‘ jedoch anstelle der Spule L einen Transformator TR. Des Weiteren umfasst das Schaltnetzteil 37‘ Freilaufdioden D2 und Ausgangskondensatoren C4. An einem der Ausgangskondensatoren C4 liegt die Versorgungsspannung UV,T für den Treiber 35 und am anderen Ausgangskondensator C4 liegt die Versorgungsspannung UV,E für die Elektronik 36 an. Für die unterschiedlichen Spannungswerte für Versorgungsspannungen UV,T, UV,T kann der Transformator TR ausgangsseitig mehrere Wicklungsanzapfungen aufweisen, wie dies in der 5 gezeigt ist.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Schaltnetzteile 37, 37‘ derart ausgebildet, dass sie direkt ein- und ausgeschaltet werden können. Dazu umfassen die Schaltnetzteile 37, 37‘ einen ersten Eingang 41.1 und einen zweiten Eingang 41.2. Zumindest im ausgeschalteten Zustand wird die Ansteuervorrichtung 41 von einer in den Figuren nicht gezeigten elektrischen Energieversorgung mit elektrischer Energie versorgt.
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Über den ersten Eingang 41.1 können die Schaltnetzteile 37, 37‘ eingeschaltet werden, woraufhin die Ansteuervorrichtung 41 den Transistor T abwechselnd öffnet und schließt, um aus der Gleichspannung Udc die Versorgungsspannungen UV,T ,UV,E zu erzeugen.
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Über den zweiten Eingang 41.2 können die Schaltnetzteile 37, 37‘ direkt ausgeschaltet werden, woraufhin die Ansteuervorrichtung 41 den Transistor T öffnet, d.h. sperrt und geöffnet lässt. Somit liegt zwar an den Eingängen der Schaltnetzteile 37, 37‘ die Gleichspannung Udc, d.h. im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels am Eingangskondensator C1 an, jedoch erzeugen die Schaltnetzteile 37, 37‘ keine Versorgungsspannungen UV,T ,UV,E für den Treiber 35 und die Elektronik 36, weshalb der Treiber 35 und die Elektronik 36 in diesem Zustand keine elektrische Energie verbrauchen. Außerdem ist dadurch auch de Wechselrichter 32 ausgeschaltet.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der elektrische Antrieb 30 eine Schnittstelle 38 auf, über die der elektrische Antrieb 30 mit der elektronischen Steuervorrichtung 8 zu kommunizieren vermag. Die Schnittstelle 38 umfasst z.B. einen Fototransistor.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels erfolgt der Betrieb des Haushaltskältegerätes 1 folgendermaßen:
Zunächst ist das Schaltnetzteil 37, 37‘ ausgeschaltet, d.h. der Transistor T des Schaltnetzteils 37, 37‘ ist geöffnet. Somit ist auch der Verdichter 21 nicht in Betrieb.
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Ermittelt die elektronische Steuervorrichtung 8 einen Kühlbedarf für den kühlbaren Innenraum 3, so übermittelt die elektronische Steuervorrichtung 8 dem elektrischen Antrieb 30 bzw. dessen Elektronik 36 z.B. eine Information über die Soll-Drehzahl nsoll für den Verdichter 21 bzw. dessen Motor. Gleichzeitig schaltet die elektronische Steuervorrichtung 8 das Schaltnetzteil 37, 37‘ insbesondere über die Schnittstelle 38 und über den ersten Eingang 41.1 des Schaltnetzteils 37, 37‘ ein. Daraufhin erzeugt das Schaltnetzteil 37, 37‘ die Versorgungsspannungen UV,T ,UV,E für den Treiber 35 und die Elektronik 36, wodurch der elektrische Antrieb 30 einsatzbereit ist und der Wechselrichter 31 den Verdichter 21 bzw. dessen Motor gesteuert bzw. geregelt durch die Elektronik 36 anzutreiben vermag.
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Wird eine Kühlung des kühlbaren Innenraums 3 nicht mehr benötigt, so sendet die elektronische Steuervorrichtung 8 der Elektronik 36 eine entsprechende Information, indem z.B. der Wert für die Soll-Drehzahl nsoll für den Verdichter 21 bzw. dessen Motor auf „Null“ gesetzt wird. Daraufhin steuert die Elektronik 36 den Treiber 35 derart an, dass der Wechselrichter 31 den Verdichter 21 bzw. dessen Motor abbremst und zum Stillstand bringt. Anschließend schaltet die Elektronik 36 über den zweiten Eingang 41.2 das Schaltnetzteil 37, 37‘ aus, woraufhin die Ansteuervorrichtung 41 des Schaltnetzteils 37, 37‘ den Transistor T öffnet. Dadurch erhält der Treiber 35 keine Versorgungsspannung mehr, wodurch die Leistungstransistoren 32 des Wechselrichters 31 geöffnet werden und dauerhaft geöffnet bleiben, wodurch der Verdichter 21 bzw. dessen elektrischer Motor stromlos geschaltet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltskältegerät
- 2
- Innenbehälter
- 3
- kühlbarer Innenraum
- 4
- Türblatt
- 5
- Türabsteller
- 6
- Fachböden
- 7
- Schublade
- 8
- elektronische Steuervorrichtung
- 10
- Korpus
- 20
- Kältemittelkreislauf
- 21
- Verdichter
- 22
- Verflüssiger
- 23
- Drosselvorrichtung
- 24
- Verdampfer
- 30
- geregelter elektrischer Antrieb
- 31
- Wechselrichter
- 32
- Leistungstransistoren
- 33
- Kondensator
- 34
- Gleichrichter
- 35
- Treiber
- 36
- Elektronik
- 37, 37‘
- Schaltnetzteil
- 38
- Schnittstelle
- 41
- Ansteuervorrichtung
- 41.1
- erster Eingang
- 41.2
- zweiter Eingang
- C1
- Eingangskondensator
- C2, C3, C4
- Ausgangskondensator
- D1, D2
- Freilaufdiode
- L
- Spule
- T
- Transistor
- TR
- Transformator
- Udc
- Gleichspannung
- UN
- Netztspannung
- UV,E, UV,T
- Versorgungsspannung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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