DE102017206098A1 - Line filter with ripple protection - Google Patents

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DE102017206098A1
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Johannes Edenhofer
Alex Derk
Markus Gradl
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Abstract

Es wird ein Netzfilter (100) zur Kopplung einer Schaltung (109) eines elektrischen Geräts mit einem Versorgungsnetz beschrieben. Dabei stellt das Versorgungsnetz einen Versorgungsstrom (200) mit einer Netzfrequenz bereit. Das Netzfilter (100) umfasst einen Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104), der auf einer ersten Seite mit einer ersten Zuleitung (101) des Versorgungsnetzes gekoppelt ist. Außerdem umfasst das Netzfilter (100) einen X-Kondensator (105), der auf einer ersten Seite mit einer zweiten Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands (104) und auf einer zweiten Seite mit einer zweiten Zuleitung (102) des Versorgungsnetzes gekoppelt ist. Das Netzfilter (100) umfasst weiter eine Drossel (106), die die zweite Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands (104) mit einer ersten Kontaktstelle und die die zweite Zuleitung (102) mit einer Kontaktstelle für die Schaltung (109) des elektrischen Geräts verbindet. Außerdem umfasst das Netzfilter (100) eine Schutzschaltung (304), die eingerichtet ist, einen Störstrom des Versorgungsstroms (200) mit einer Störfrequenz, die über der Netzfrequenz liegt, zumindest teilweise an dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104) vorbeizuführen.A network filter (100) for coupling a circuit (109) of an electrical appliance to a supply network is described. In this case, the supply network provides a supply current (200) with a grid frequency. The line filter (100) comprises a start-up and / or fuse resistor (104), which is coupled on a first side to a first supply line (101) of the supply network. In addition, the line filter (100) comprises an X-capacitor (105) which is coupled on a first side to a second side of the start-up and / or fuse resistor (104) and on a second side to a second supply line (102) of the supply network , The line filter (100) further includes a choke (106) having the second side of the starting and / or Sicherungswiderstands (104) with a first contact point and the second supply line (102) having a contact point for the circuit (109) of the electrical Device connects. In addition, the line filter (100) comprises a protection circuit (304) which is set up to at least partially bypass a noise current of the supply current (200) with an interference frequency which is above the network frequency at the startup and / or fuse resistor (104).

Description

Die Erfindung betrifft ein Netzfilter (auch als Netzfilterschaltung bezeichnet) mit einem Rippelschutz für einen Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand des Netzfilters.The invention relates to a line filter (also referred to as line filter circuit) with a ripple protection for a start-up and / or backup resistor of the line filter.

Ein elektrisches Gerät, z.B. ein Hausgerät bzw. ein Haushaltsgerät, das mit elektrischer Energie aus einem Wechselstrom-Versorgungsnetz (z.B. aus einem 230V bzw. aus einem 130V Netz) betrieben wird, weist typischerweise ein Netzfilter auf, das zwischen dem Versorgungsnetz und einer Schaltung des elektrischen Geräts (insbesondere einem Gleichrichter des elektrischen Geräts) angeordnet ist. Das Netzfilter (bzw. die Netzfilterschaltung) hat typischerweise die Aufgabe elektrische Störungen von dem elektrischen Gerät auf das Versorgungsnetz zu begrenzen und/oder die elektromagnetische Verträglichkeit des elektrischen Geräts gegen Störungen aus dem Versorgungsnetz zu erhöhen.An electrical device, e.g. a domestic appliance or a household appliance, which is operated with electrical energy from an AC supply network (eg from a 230V or from a 130V network), typically has a line filter, which between the supply network and a circuit of the electrical device (in particular a Rectifier of the electrical device) is arranged. The line filter (or the line filter circuit) typically has the task of limiting electrical interference from the electrical device to the supply network and / or increasing the electromagnetic compatibility of the electrical device against interference from the supply network.

Ein Netzfilter kann einen Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand aufweisen, um den Stromfluss in das elektrische Gerät beim Einschalten des elektrischen Geräts und/oder bei einer Kurzschlusssituation des elektrischen Geräts zu begrenzen. Der Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand kann bei Störungen des Versorgungsnetzes, insbesondere bei Stromrippeln des Versorgungsstroms, belastet und ggf. geschädigt werden.A line filter may have a start-up and / or fuse resistor to limit the flow of current into the electrical device when switching on the electrical device and / or in a short-circuit situation of the electrical device. The startup and / or backup resistor can be charged and possibly damaged in case of disturbances of the supply network, in particular in the case of current ripples of the supply current.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Netzfilter bzw. eine Netzfilterschaltung mit einem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand bereitzustellen, das bzw. die einen kosteneffizienten und zuverlässigen Schutz des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands vor Störungen, insbesondere vor hochfrequenten Störungen, des Versorgungsnetzes aufweist.The present document deals with the technical problem to provide a line filter or a line filter circuit with a start-up and / or fuse resistor, the or a cost-effective and reliable protection of the starting and / or backup resistor from interference, especially from high-frequency interference, of the supply network.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.The object is solved by the subject matter of the independent patent claim. Advantageous embodiments are defined in particular in the dependent claims, described in the following description or illustrated in the accompanying drawings.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Netzfilter (bzw. eine Netzfilterschaltung) für ein elektrisches Gerät, insbesondere für ein Hausgerät bzw. für ein Haushaltsgerät, etwa für eine Waschmaschine, eine Spülmaschine, einen Wäschetrockner, etc., beschrieben. Das Netzfilter ist ausgebildet, eine Schaltung (z.B. eine Steuerschaltung) des elektrischen Geräts mit einem Versorgungsnetz zu koppeln, wobei das Versorgungsnetz einen Versorgungsstrom mit einer Netzfrequenz bereitstellt. Das Versorgungsnetz kann ein 230V bzw. ein 130V Wechselstromnetz sein. Die Netzfrequenz kann 50Hz oder 60Hz sein. Die Schaltung kann einen Gleichrichter, insbesondere einen Brückengleichrichter, umfassen. Des Weiteren kann die Schaltung ein oder mehrere Zwischenkreiskondensatoren aufweisen, die beim Einschalten des elektrischen Geräts aus dem Versorgungsnetz (und damit über das Netzfilter) geladen werden.According to one aspect of the invention, a line filter (or a line filter circuit) for an electrical device, in particular for a domestic appliance or for a household appliance, such as for a washing machine, a dishwasher, a tumble dryer, etc., is described. The line filter is configured to couple a circuit (e.g., a control circuit) of the electrical device to a utility network, the utility network providing a supply current at a network frequency. The supply network can be a 230V or a 130V AC mains. The mains frequency can be 50Hz or 60Hz. The circuit may comprise a rectifier, in particular a bridge rectifier. Furthermore, the circuit can have one or more intermediate circuit capacitors, which are charged when the electrical device is switched on from the supply network (and thus via the mains filter).

Das Netzfilter umfasst einen Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand, der auf einer ersten Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands mit einer ersten Zuleitung (z.B. mit einer Phasenleitung) des Versorgungsnetzes gekoppelt ist. Der Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand kann ausgebildet sein, einen Stromfluss, insbesondere einen Einschaltstrom, in die Schaltung (insbesondere in ein oder mehrere Zwischenkreiskondensatoren) des elektrischen Geräts zu begrenzen.The line filter includes a start-up and / or fuse resistor coupled on a first side of the start-up and / or fuse resistor to a first supply line (e.g., a phase line) of the utility grid. The starting and / or securing resistor can be designed to limit a current flow, in particular an inrush current, into the circuit (in particular into one or more DC link capacitors) of the electrical device.

Außerdem umfasst das Netzfilter einen X-Kondensator, der auf einer ersten Seite des X-Kondensators mit einer zweiten Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands und auf einer zweiten Seite des X-Kondensators mit einer zweiten Zuleitung (z.B. mit einer Neutralleitung) des Versorgungsnetzes gekoppelt ist. Der X-Kondensator kann ausgebildet sein, Störspannung zwischen den Zuleitungen zu dämpfen.In addition, the line filter comprises an X-capacitor, on a first side of the X-capacitor with a second side of the starting and / or backup resistor and on a second side of the X-capacitor with a second supply line (eg with a neutral line) of the supply network is coupled. The X-capacitor can be designed to dampen interference voltage between the leads.

Das Netzfilter kann weiter eine Drossel umfassen, die die zweite Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands mit einer ersten Kontaktstelle und die die zweite Zuleitung mit einer zweiten Kontaktstelle für die Schaltung des elektrischen Geräts verbindet. Insbesondere kann ein erster Eingang der Drossel mit der zweiten Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands gekoppelt sein und ein erster Ausgang der Drossel kann mit der ersten Kontaktstelle gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein zweiter Eingang der Drossel mit der zweiten Zuleitung und ein zweiter Ausgang der Drossel mit der zweiten Kontaktstelle gekoppelt sein. Durch die Drossel können Ströme unterdrückt werden, die in gleicher Richtung über die Zuleitungen fließen.The line filter may further comprise a choke, which connects the second side of the start-up and / or Sicherungswiderstands with a first contact point and the second lead to a second contact point for the circuit of the electrical device. In particular, a first input of the throttle may be coupled to the second side of the starting and / or securing resistor, and a first output of the throttle may be coupled to the first contact point. Furthermore, a second input of the throttle can be coupled to the second supply line and a second output of the throttle can be coupled to the second contact point. Through the throttle currents can be suppressed, which flow in the same direction over the supply lines.

Außerdem umfasst das Netzfilter eine Schutzschaltung, die eingerichtet ist, einen Störstrom des Versorgungsstroms zumindest teilweise an dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand vorbeizuführen. Der Störstrom weist dabei eine Störfrequenz auf, wobei die Störfrequenz über der Netzfrequenz liegt. Die Störfrequenz kann z.B. in einem Frequenzbereich von 100Hz bis 1MHz, insbesondere von 50kHz bis 1MHz, liegen. Die Störströme können durch einen Stromrippel des Versorgungsstroms verursacht werden.In addition, the line filter comprises a protection circuit which is set up to at least partially bypass a noise current of the supply current to the startup and / or backup resistor. The interference current has an interference frequency, wherein the interference frequency is above the mains frequency. The noise frequency can be e.g. in a frequency range of 100Hz to 1MHz, especially from 50kHz to 1MHz. The parasitic currents can be caused by a current ripple of the supply current.

Dadurch das hochfrequente Störströme zumindest teilweise an dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand vorbeigeführt werden, kann die Belastung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands reduziert werden.As a result, the high-frequency interference currents are at least partially passed by the start-up and / or backup resistor, the Load of the starting and / or securing resistor can be reduced.

Die Schutzschaltung kann einen Schutzkondensator umfassen, der parallel zu dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand angeordnet ist. Der Schutzkondensator und der X-Kondensator können dabei einen kapazitiven Spannungsteiler bilden, durch den ein Spannungsabfall an dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand begrenzt bzw. reduziert werden kann. Beispielsweise kann der Schutzkondensator eine Kapazität von 200nF oder mehr aufweisen. Durch die Bereitstellung eines Schutzkondensators kann die Belastung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands in effizienter Weise reduziert werden.The protection circuit may include a protection capacitor arranged in parallel with the start-up and / or fuse resistor. The protective capacitor and the X-capacitor can form a capacitive voltage divider, by which a voltage drop across the starting and / or securing resistor can be limited or reduced. For example, the protection capacitor may have a capacitance of 200nF or more. By providing a protection capacitor, the load of the starting and / or securing resistor can be reduced in an efficient manner.

Die Schutzschaltung kann derart ausgebildet sein, dass eine Erwärmung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands durch einen verbleibenden Anteil des Störstroms, der durch den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand fließt, gleich wie oder kleiner als ein Erwärmungs-Schwellenwert ist. Der Erwärmungs-Schwellenwert kann z.B. bei 200°C liegen. Die Dimensionierung der Schutzschaltung kann dabei in Abhängigkeit der Impedanz des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands, in Abhängigkeit der Impedanz des X-Kondensators und in Abhängigkeit der Impedanz der Drossel erfolgen.The protection circuit may be configured such that heating of the start-up and / or fuse resistance by a remaining portion of the parasitic current flowing through the start-up and / or fuse resistor is equal to or less than a heating threshold. The heating threshold may e.g. be at 200 ° C. The dimensioning of the protection circuit can be carried out as a function of the impedance of the starting and / or backup resistor, as a function of the impedance of the X-capacitor and in dependence of the impedance of the throttle.

Das Netzfilter kann weiter einen ersten Y-Kondensator umfassen, der zwischen dem ersten Ausgang der Drossel und/oder zwischen dem ersten Kontaktteil der Schaltung und der Masse des elektrischen Geräts angeordnet ist. Außerdem kann das Netzfilter einen zweiten Y-Kondensator umfassen, der zwischen der Masse des elektrischen Geräts und dem zweiten Ausgang der Drossel und/oder dem zweiten Kontaktteil der Schaltung angeordnet ist. So können Störspannungen, die auf den Zuleitungen gegenüber Masse auftreten, kompensiert werden.The line filter may further include a first Y capacitor disposed between the first output of the choke and / or between the first contact portion of the circuit and the ground of the electrical device. In addition, the line filter may comprise a second Y-capacitor, which is arranged between the mass of the electrical device and the second output of the choke and / or the second contact part of the circuit. Thus, interference voltages that occur on the supply lines to ground, can be compensated.

Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Netzfilters in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that all aspects of the network filter described in this document can be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 ein Schaltbild eines beispielhaften Netzfilters bzw. einer beispielhaften Netzfilterschaltung;
  • 2 den zeitlichen Verlauf eines beispielhaften Netzstroms; und
  • 3 ein Schaltbild eines beispielhaften Netzfilters mit einer Schutzschaltung.
Furthermore, the invention will be described with reference to embodiments illustrated in the accompanying drawings. Show
  • 1 a circuit diagram of an exemplary network filter and an exemplary network filter circuit;
  • 2 the time course of an exemplary network power; and
  • 3 a circuit diagram of an exemplary network filter with a protection circuit.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung eines zuverlässigen Netzfilters für ein elektrisches Gerät. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Netzfilter 100, das über die Versorgungs- bzw. Zuleitungen 101, 102, 103 mit einem Versorgungsnetz, insbesondere mit einem AC (Alternating Current) Versorgungsnetz, verbunden werden kann. Die Versorgungsleitungen umfassen z.B. eine Phasenleitung 101, eine Neutralleitung 102 und eine Schutzleitung 103, wobei die Schutzleitung 103 typischerweise mit der Masse bzw. Erde des elektrischen Geräts verbunden ist.As set forth above, the present document is concerned with the provision of a reliable mains filter for an electrical device. In this context shows 1 an exemplary network filter 100 , via the supply or supply lines 101 . 102 . 103 with a supply network, in particular with an AC (Alternating Current) supply network, can be connected. The supply lines include, for example, a phase line 101 , a neutral line 102 and a protective line 103 , where the protective line 103 typically connected to the ground of the electrical device.

Das Netzfilter 100 umfasst z.B. einen X-Kondensator 105, der dazu verwendet werden kann, Störspannungen zwischen den Zuleitungen 101, 102 (d.h. zwischen der Phasen- bzw. Außenleitung 101 und der Neutralleitung 102) zu dämpfen. Ein erster Kontakt bzw. eine erste Seite des X-Kondensators 105 ist zu diesem Zweck mit einer ersten Zuleitung 101 (z.B. der Phasenleitung) und ein zweiter Kontakt bzw. eine zweite Seite des X-Kondensators 105 ist mit einer zweiten Zuleitung 102 (z.B. der Neutralleitung) verbunden.The net filter 100 includes, for example, an X-capacitor 105 , which can be used to interference voltages between the leads 101 . 102 (ie between the phase and outer line 101 and the neutral line 102 ) to dampen. A first contact or a first side of the X-capacitor 105 is for this purpose with a first supply line 101 (eg the phase line) and a second contact or a second side of the X-capacitor 105 is with a second supply line 102 (eg the neutral line) connected.

Des Weiteren kann das Netzfilter 100 eine Drossel 106, insbesondere eine stromkompensierte Drossel, aufweisen, wobei mit der Drossel 106 Gleichtaktstörströme bzw. „common mode“ Ströme, d.h. Ströme, die in gleicher Richtung auf den Zuleitungen 101, 102 fließen, unterdrückt werden können. Außerdem kann das Netzfilter 100 Y-Kondensatoren 107, 108 aufweisen, die dazu verwendet werden, Störspannungen, die in gleicher Phase auf den Zuleitungen 101, 102 gegenüber Masse bzw. Erde auftreten, zu unterdrücken. Das Netzfilter 100 ist dann ausgangsseitig über Kontaktteile mit einer Schaltung 109 des elektrischen Geräts, z.B. mit einem Gleichrichter, gekoppelt.Furthermore, the network filter 100 a throttle 106 , in particular a current-compensated throttle, having, with the throttle 106 Common mode interference currents or "common mode" currents, ie currents flowing in the same direction on the supply lines 101 . 102 flow, can be suppressed. In addition, the net filter can 100 Y capacitors 107 . 108 which are used to generate interference voltages in the same phase on the supply lines 101 . 102 to earth or earth to suppress. The net filter 100 is then the output side via contact parts with a circuit 109 of the electrical device, eg coupled to a rectifier.

Die Schaltung 109 des elektrischen Geräts umfasst typischerweise ein oder mehrere Zwischenkreiskondensatoren, die bei der Inbetriebnahme des elektrischen Geräts geladen werden, und dabei einen relativ hohen Einschaltstrom verursachen können. Des Weiteren kann es zu einem Kurzschluss in der Schaltung 109 eines elektrischen Geräts kommen, wodurch wiederum relativ hohe Ströme durch das Netzfilter 100 bewirkt werden können. Das Netzfilter 100 kann zu diesem Zweck einen Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 aufweisen, der in einem Strompfad einer Zuleitung 101, 102 (z.B. der Phasenleitung 101) angeordnet ist. Durch den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 kann der Stromfluss in das Netzfilter 100 und/oder in die Schaltung 109 begrenzt werden.The circuit 109 of the electrical device typically includes one or more DC link capacitors that are charged upon startup of the electrical device, thereby causing a relatively high inrush current. Furthermore, there may be a short circuit in the circuit 109 of an electrical device, which in turn causes relatively high currents through the line filter 100 can be effected. The net filter 100 may for this purpose a start-up and / or backup resistor 104 have, in a current path of a supply line 101 . 102 (eg the phase line 101 ) is arranged. Due to the starting and / or fuse resistance 104 can the flow of current in the line filter 100 and / or in the circuit 109 be limited.

Der von dem Versorgungsnetz bereitgestellte Versorgungsstrom kann relativ hohe Rippel aufweisen. Derartige Rippel können z.B. durch Störungen anderer an das Versorgungsnetz angeschlossener Komponenten bewirkt werden (z.B. durch Schaltnetzteile). Beispielsweise kann Solarstrom über geschaltete Umrichter in das Versorgungsnetz eingespeist werden, wobei der eingespeiste Strom einen relativ hohen Rippel aufweist. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf eines beispielhaften Versorgungsstroms 200. Außerdem zeigt 2 den Stromrippel 201 des Versorgungsstrom 200. Der Stromrippel 201 weist typischerweise eine Rippel- bzw. Störfrequenz (z.B. im Bereich von 70-80kHz) auf, die substantiell über der Netzfrequenz (z.B. 50Hz oder 60Hz) des Versorgungsstroms 200 liegt. Insbesondere kann die Störfrequenz um den Faktor 100, 1000 oder mehr über der Netzfrequenz liegen.The supply current provided by the utility grid may have relatively high ripples. Such ripples can be caused, for example, by disturbances of other components connected to the supply network (eg by switching power supplies). For example, solar power can be fed via switched inverter in the supply network, the injected current has a relatively high ripple. 2 shows the time course of an exemplary supply current 200 , Also shows 2 the current ripple 201 of the supply current 200 , The current ripple 201 typically has a ripple frequency (eg in the range of 70-80kHz) that is substantially above the line frequency (eg 50Hz or 60Hz) of the supply current 200 lies. In particular, the interference frequency by the factor 100 . 1000 or more above the mains frequency.

Der X-Kondensator 105 stellt in Bezug auf den hochfrequenten Stromrippel 201 einen Kurzschluss dar. Als Folge daraus wird eine Stromschleife über den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 bewirkt. Mit anderen Worten, der Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 ist in Bezug auf den Stromrippel 201 parallel zu den Zuleitungen 101, 102 angeordnet, so dass ein Störstrom über den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 fließt. Dieser Störstrom verursacht ohmsche Verluste und somit eine Erwärmung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands 104. Folglich wird der Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 durch den Stromrippel 201 belastet und ggf. geschädigt.The X-capacitor 105 represents with respect to the high-frequency current ripple 201 a short-circuit. As a result, a current loop on the start-up and / or backup resistor 104 causes. In other words, the start-up and / or fuse resistance 104 is in relation to the current ripple 201 parallel to the supply lines 101 . 102 arranged so that a noise current on the starting and / or securing resistor 104 flows. This interference current causes ohmic losses and thus heating of the starting and / or fuse resistance 104 , Consequently, the starting and / or securing resistor becomes 104 through the current ripple 201 burdened and possibly damaged.

3 zeigt ein Netzfilter 100 mit einer Schutzschaltung 304 zum Schutz des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands 104 vor hochfrequentem Stromrippel 201 des Versorgungsstroms 200. Die Schutzschaltung 304 umfasst einen parallel zu dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 angeordneten Schutzkondensator. Der Schutzkondensator führt einen Teil des durch den Stromrippel 201 verursachten Störstroms an dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 vorbei, so dass die Belastung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands 104 reduziert wird. Dabei bildet der Schutzkondensator einen kapazitiven Spannungsteiler mit dem X-Kondensator 105. 3 shows a line filter 100 with a protection circuit 304 to protect the starting and / or fuse resistance 104 in front of high-frequency current ripple 201 of the supply current 200 , The protection circuit 304 includes a parallel to the starting and / or backup resistor 104 arranged protective capacitor. The protection capacitor carries a portion of the current through the ripple 201 caused interference current to the starting and / or backup resistor 104 passing, so that the load of the starting and / or fuse resistance 104 is reduced. In this case, the protective capacitor forms a capacitive voltage divider with the X-capacitor 105 ,

Der Schutzkondensator kann dabei derart dimensioniert werden, dass die Erwärmung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands 104 durch den verbleibenden Anteil des Störstroms, der über den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 fließt, gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Erwärmungs-Schwellenwert ist. Dabei kann ein Frequenzbereich von 100Hz bis 1MHz für den Störstrom betrachtet werden. Des Weiteren kann ein Erwärmungs-Schwellenwert von 200°C betrachtet werden.The protective capacitor can be dimensioned such that the heating of the starting and / or backup resistor 104 by the remaining portion of the interference current, the on the starting and / or backup resistor 104 flows equal to or less than a predefined heating threshold. In this case, a frequency range of 100Hz to 1MHz can be considered for the interference current. Furthermore, a heating threshold of 200 ° C can be considered.

Der Störstrom, der über den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 fließt, kann durch Betrachtung der Impedanz des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands 104, der Impedanz des Schutzkondensators und der Impedanz des verbleibenden Netzfilters 100 (inkl. der nachfolgenden Schaltung 109) errechnet werden. Durch Anpassung der Impedanz, insbesondere durch Anpassung der Kapazität, des Schutzkondensators können dann der Störstrom durch den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 und damit die Belastung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands 104 begrenzt werden.The disturbance current, via the start-up and / or fuse resistance 104 flows, by looking at the impedance of the starting and / or securing resistor 104 , the impedance of the protection capacitor and the impedance of the remaining network filter 100 (including the following circuit 109 ) are calculated. By adapting the impedance, in particular by adapting the capacitance of the protective capacitor then the interference current through the start-up and / or backup resistor 104 and thus the load of the starting and / or fuse resistance 104 be limited.

Durch die in diesem Dokument beschriebene Schutzschaltung 304 kann der Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand 104 eines Netzfilters 100 in effizienter und zuverlässiger Weise vor Stromrippel 201 geschützt werden. Somit können Ausfälle eines elektrischen Geräts vermieden werden.By the protection circuit described in this document 304 may be the start-up and / or fuse resistance 104 a network filter 100 in an efficient and reliable way against current ripples 201 to be protected. Thus, failures of an electrical device can be avoided.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip des vorgeschlagenen Netzfilters veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are intended to illustrate only the principle of the proposed network filter.

Claims (10)

Netzfilter (100) zur Kopplung einer Schaltung (109) eines elektrischen Geräts mit einem Versorgungsnetz; wobei das Versorgungsnetz einen Versorgungsstrom (200) mit einer Netzfrequenz bereitstellt; wobei das Netzfilter (100) umfasst, - einen Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104), der auf einer ersten Seite mit einer ersten Zuleitung (101) des Versorgungsnetzes gekoppelt ist; - einen X-Kondensator (105), der auf einer ersten Seite mit einer zweiten Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands (104) und auf einer zweiten Seite mit einer zweiten Zuleitung (102) des Versorgungsnetzes gekoppelt ist; - eine Drossel (106), die die zweite Seite des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands (104) mit einer ersten Kontaktstelle und die die zweite Zuleitung (102) mit einer zweiten Kontaktstelle für die Schaltung (109) des elektrischen Geräts verbindet; und - eine Schutzschaltung (304), die eingerichtet ist, einen Störstrom des Versorgungsstroms (200) mit einer Störfrequenz, die über der Netzfrequenz liegt, zumindest teilweise an dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104) vorbeizuführen.A line filter (100) for coupling a circuit (109) of an electrical device to a utility network; the utility network providing a supply current (200) at a grid frequency; the net filter (100) comprising - A start-up and / or backup resistor (104) which is coupled on a first side with a first supply line (101) of the supply network; - An X-capacitor (105) which is coupled on a first side with a second side of the start-up and / or Sicherungswiderstands (104) and on a second side with a second supply line (102) of the supply network; - A choke (106) which connects the second side of the starting and / or Sicherungswiderstands (104) with a first contact point and the second supply line (102) with a second contact point for the circuit (109) of the electrical device; and - A protection circuit (304) which is adapted to pass a noise current of the supply current (200) with a noise frequency, which is above the mains frequency, at least partially past the start-up and / or fuse resistor (104). Netzfilter (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Schutzschaltung (304) einen Schutzkondensator umfasst, der parallel zu dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104) angeordnet ist.Line filter (100) according to Claim 1 wherein the protection circuit (304) comprises a protection capacitor arranged in parallel with the start-up and / or fuse resistor (104). Netzfilter (100) gemäß Anspruch 2, wobei der Schutzkondensator und der X-Kondensator (105) einen kapazitiven Spannungsteiler bilden, durch den ein Spannungsabfall an dem Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104) begrenzt wird.Line filter (100) according to Claim 2 wherein the protection capacitor and the X-capacitor (105) form a capacitive voltage divider, by which a voltage drop across the start-up and / or fuse resistor (104) is limited. Netzfilter (100) gemäß Anspruch 3, wobei der Schutzkondensator eine Kapazität von 200nF oder mehr aufweist. Line filter (100) according to Claim 3 wherein the protection capacitor has a capacitance of 200nF or more. Netzfilter (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschaltung (304) derart ausgebildet ist, dass eine Erwärmung des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands (104) durch einen verbleibenden Anteil des Störstroms, der durch den Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104) fließt, gleich wie oder kleiner als ein Erwärmungs-Schwellenwert ist.A line filter (100) according to any one of the preceding claims, wherein the protection circuit (304) is designed such that a heating of the start-up and / or fuse resistor (104) by a remaining portion of the interference current, by the start-up and / or fuse resistor ( 104) is equal to or less than a heating threshold. Netzfilter (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschaltung (304) in Abhängigkeit von einer Impedanz des Anlauf- und/oder Sicherungswiderstands (104), in Abhängigkeit von einer Impedanz des X-Kondensators (105) und in Abhängigkeit von einer Impedanz der Drossel (106) dimensioniert ist.A line filter (100) according to any preceding claim, wherein the protection circuit (304) operates in response to an impedance of the start-up and / or fuse resistor (104), in response to an impedance of the X-capacitor (105) and in response to an impedance the throttle (106) is dimensioned. Netzfilter (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anlauf- und/oder Sicherungswiderstand (104) ausgebildet ist, einen Stromfluss, insbesondere einen Einschaltstrom, in die Schaltung (109) des elektrischen Geräts zu begrenzen.Line filter (100) according to one of the preceding claims, wherein the starting and / or securing resistor (104) is designed to limit a current flow, in particular an inrush current, into the circuit (109) of the electrical device. Netzfilter (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Netzfrequenz 50Hz oder 60Hz ist, und wobei die Störfrequenz in einem Frequenzbereich von 100Hz bis 1MHz, insbesondere von 50kHz bis 1MHz, liegt.Line filter (100) according to one of the preceding claims, wherein the mains frequency is 50 Hz or 60 Hz, and wherein the interference frequency in a frequency range of 100Hz to 1MHz, in particular from 50kHz to 1MHz, is located. Netzfilter (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Zuleitung (101) einer Phasenleitung und die zweite Zuleitung (102) einer Neutralleitung entspricht.Line filter (100) according to one of the preceding claims, wherein the first supply line (101) corresponds to a phase line and the second supply line (102) corresponds to a neutral line. Netzfilter (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Netzfilter (100) einen ersten Y-Kondensator (107) umfasst, der zwischen einem ersten Ausgang der Drossel (106) und/oder dem ersten Kontaktteil der Schaltung (109) und einer Masse des elektrischen Geräts angeordnet ist; und - das Netzfilter (100) einen zweiten Y-Kondensator (108) umfasst, der zwischen der Masse des elektrischen Geräts und einem zweiten Ausgang der Drossel (106) und/oder dem zweiten Kontaktteil der Schaltung (109) angeordnet ist.Line filter (100) according to one of the preceding claims, wherein - The line filter (100) comprises a first Y-capacitor (107) which is arranged between a first output of the choke (106) and / or the first contact part of the circuit (109) and a mass of the electrical device; and - The line filter (100) comprises a second Y-capacitor (108) which is arranged between the mass of the electrical device and a second output of the throttle (106) and / or the second contact part of the circuit (109).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5920017A (en) * 1982-07-02 1984-02-01 エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン Main voltage identifier
US20070040516A1 (en) * 2005-08-15 2007-02-22 Liang Chen AC to DC power supply with PFC for lamp
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