DE1513845C - Schaltungsanordnung zur Steuerung eines wechselstromgespeisten Verbrauchers - Google Patents

Description

mit den Anschlußklemmen 3 und 4 an eine Wechselstromquelle, z. B. das Lichtnetz, mit der Wechselspannung U_n angeschlossen. Der Zweipol 2 wird vorzugsweise von einer Baueinheit gebildet. Mit dem Verbraucher 1 in Reihe liegt ein Schaltelement 5 mit Thyristorverhalten. Um beide Halbwellen der Netzwechselspannung, also eine volle Periode derselben, zu steuern, findet ein Gleichrichter 13 in Graetz-Schaltung Verwendung. Die Ansteuerung des Schaltelementes 5 mit Thyristorverhalten erfolgt über einen spannungsabhängigen Schwellwertschalter 6, vorzugsweise eine Triggerdiode, dessen Zündspannung von einem Kondensator 7 nach Aufladung auf den Zündspannungswert geliefert wird, der in Reihe mit einem Potentiometer 8 liegt und zusammen mit diesem ein .RC-Glied bildet, das parallel zum Schaltelement 5 mit Thyristorverhalten geschaltet ist.

Je nach der Zeitkonstante des i?C-Gliedes wird die Zündspannung des Schwellwertschalters 6 und damit der Zündzeitpunkt des Schaltelementes 5 mit Thyristorverhalten früher oder später bezogen auf die jeweilige Halbwelle der Netzspannung erreicht. Dem RC-Glied 7, 8 ist ein Festwiderstand 9 vorgeschaltet, um den Regelbereich sowie den zeitbestimmenden Strom durch den Kondensator 7 zu begrenzen.

Damit sich der Kondensator 7 auch während der kürzesten Zündphase des Schaltelementes 5 entladen kann, ist diesem ein Schalttransistor 20 parallel geschaltet. Die Basis 21 des Schalttransistors 20 ist über einen Kondensator 22 an das widerstandsseitige Ende des i?C-Gliedes 7, 8 angeschlossen. Der Emitter 23 des Schalttransistors 20 ist mit dem Schwellwertschalter 6 und dem Kondensator 7 verbunden. Der Kollektor 24 ist über einen Widerstand 25 mit dem kondensatorseitigen Ende des i?C-Gliedes 7, 8 verbunden.

Damit der Transistor 20 bei nicht gezündetem Schaltelement 5 mit Thyristorverhalten sperrt, liegt zwischen Basis 21 und Emitter 23 des Transistors 20 ein Widerstand 26. Zum Widerstand 26 parallel liegt eine Diode 27, die das Übersteuern in Sperrichtung verhindert. Parallel zum i?C-Glied 7, 8 liegt zur Stabilisierung der Steuerspannung für die Trigger-Diode und zur Erweiterung des Regelbereiches eine Zenerdiode 14.

ίο Die Schaltung arbeitet wie folgt: An der Zenerdiode 14 fällt die spannungsbegrenzte Anoden-Kathodenspannung des Schaltelementes 5 ab. Tritt nun keine Zündung des Schaltelementes 5 ein, so wird die Zenerdiodenspannung in den Nulldurchgängen der Speisewechselspannung kurzzeitig zu Null gemacht, während sie in der übrigen Zeit einen konstanten Wert aufweist. Dieser Spannungsverlauf wird über den Kondensator 22 geführt, an dessen Ausgang ein negativer Impuls entsteht, da der Kondensator 22 keine Gleichspannungsgrößen übertragen kann. Dieser negative Impuls gelangt auf die Basis 21 des Schalttransistors 20 und bringt ihn für diese Zeit zum Durchschalten zwischen Kollektor 24 und Emitter 23, Dadurch kann eine Entladung des Kondensators 7 über Transistor 20 und Widerstand 25 erfolgen.

Durch den kurzzeitigen Impuls während des Nulldurchgangs der Wechselspannung ist der übrige Aufladevorgang nicht gestört, jedoch ein definierter Auflade-Anf angszustand, nämlich Null, gewährleistet.

Anstatt einen Gleichrichter in Graetz-Schaltung zu verwenden, könnten auch zwei Thyristoren in AntiParallelschaltung vorgesehen sein, wobei dann allerdings ein doppeltes 7?C-Glied erforderlich wäre und jedem Ladekondensator eines jRC-Gliedes müßte dann ein Schalttransistor zugeordnet sein. Eine solche Schaltungsanordnung ist allerdings aufwendiger.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 ' 2 ' ·-■■■ ' ·

Patentanspruch· ^d.^es Kondensators ein. Für die nächste Halbwelle

liegt dann ein völlig anderer- Anfangszustand der

Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kondensatorspannung vor. Dies entspricht einer wechselstromgespeisten Verbrauchers mit min- anderen Zündverzögerung als bei jeweiliger Entdestens einem steuerbaren, in Reihe mit dem 5 ladung des Kondensators pro Halbwelle. Die Zünd-Verbraucher liegenden Schaltelement mit Thy- hysterese wirkt sich so aus, daß der Zündeinsatzristorverhalten und je Schaltelement mit einem punkt von Null ausgehend bei einem höheren Phasen-Netzwerk zur Erzeugung von in ihrer Phasenlage anschnittwert liegt als der Zündlöschpunkt bei veränderbaren Steuerimpulsen für das Schalt- Herunterregelung auf 0.

element, das mindestens ein parallel zum Schalt- io Ferner ist eine Gleichrichter-Schaltungsanordnung element liegendes /iC-Glied mit veränderbarer zur Steuerung eines gleichstromgespeisten Verbrau-Zeitkonstante und in derartiger Schaltungs- chers bekannt, bei dem im Verbraucherkreis zwei anordnung aufweist, daß der Kondensator des Schaltelemente mit Thyristorverhalten in Gleich-/?C-Gliedes nur durch Wechselstromhalbwellen richter-Mittelpunktsschaltung in Reihe mit dem Vergleicher Richtung aufladbar ist, wobei die Steuer- 15 braucher liegen (Zeitschrift »Control Engineering«, elektrode des Schaltelementes mit einem von der Vol. 6 (1959), Nr. 5, S. 115 bis 119, insbesondere Spannung am Kondensator des /?C-Gliedes be- F i g. 6). Der Ansteuerkreis für diese Schaltelemente aufschlagten, spannungsabhängigen Schwellwert- ist von einer Gleichspannungsquelle gespeist. Dem schalter verbunden ist und zu dem /?C-Glied vorhandenen ftC-Glied ist wieder ein spannungseine Zenerdiode parallel geschaltet ist, dadurch 20 abhängiger Schwellwertschalter zugeordnet. Parallel gekennzeichnet, daß parallel zu dem zum Kondensator des/?C-Gliedes ist die Kollektor-Kondensator (7) eine Reihenschaltung aus der Emitter-Strecke eines Schalttransistors geschaltet. Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors Dieser Transistor sorgt für eine Synchronisierung der (20) und eines Vorwiderstandes (26) in der Aufladung des Kondensators des /?C-Gliedes mit Weise geschaltet ist, daß der Emitter des Schalt- 25 der Netzwechselspannung. Die bekannte Schaltung transistors (20) zwischen Widerstand (8) und würde ohne diesen. Synchronisierungs-Schalttransi-Kondensator (7) des /?C-Gliedes an dieses ange- stcr nicht funktionieren.

schlossen und der Vorwiderstand (25) mit dem Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

kondcnsatorseitigcn Ende des ftC-Gliedes ver- eingangs erwähnte Schaltungsanordnung zur Stcue-

bunden ist, und die Basis des Schalttransistors 30 rung eines wcchselstromgcspeisten Verbrauchers so

(20) über einen Kondensator (22) an das wider- zu verbessern, daß eine Schalthysterese durch eine

standsseitige Ende des jRC-Gliedes angeschlossen je Halbwelle erfolgende Entladung des Kondensators

ist sowie die Basis (21) und der Emitter (23) des des ftC-Gliedes bis auf den Nullwert vermieden

Schalttransistors (20) über einen Widerstand (26) wird und eine Steuerung des Zündwinkels und damit

und eine parallel dazu liegende und gegensinnig 35 der Leistungsaufnahme des Verbrauchers stufenlos

zur Basis-Emitter-Strecke gepolte Diode (27) mit- bis zu dem Nullwert möglich wird.

einander verbunden sind. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei der erwähnten Schaltungsanordnung dadurch, daß parallel zu

dem Kondensator eine Reihenschaltung aus der

40 Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors und eines Vorwiderstandes in der Weise geschaltet ist,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- daß der Emitter des Schalttransistors zwischen anordnung zur Steuerung eines wechselstromgespei- Widerstand und Kondensator des /?C-Gliedes an sten Verbrauchers mit mindestens einem steuerbaren, dieses angeschlossen und der Vorwiderstand mit dem in Reihe mit dem Verbraucher liegenden Schalt- 45 kondensatorseitigen Ende des. i?C-Gliedes verbunden element mit Thyristorverhalten und je Schaltelement ist. und die Basis des Schalttransistors über einen mit einem Netzwerk zur Erzeugung von in ihrer Kondensator an das widerstandsseitige Ende des Phasenlage veränderbaren Steuerimpulsen für das /?C-Gliedes angeschlossen ist sowie die Basis und Schaltelement, das mindestens ein parallel zum der Emitter des Schalttransistors über einen Wider-Schaltelement liegendes RC-Gl'ie.d mit veränderbarer 50 stand und eine parallel dazu liegende und gegen-Zeitkonstante und in derartiger Schaltungsanordnung sinnig zur Basis-Emitter-Strecke gepolte Diode mitaufweist, daß der Kondensator des Z?C-Gliedes nur einander verbunden sind.

durch Wechselstromhalbwellen gleicher Richtung Durch die Schaltungsanordnung nach der Erfinaufladbar ist, wobei die Steuerelektrode des Schalt- dung wird der Kondensator des ftC-Gliedes, gleichelementes mit einem von der Spannung am Konden- 55 gültig, ob er während einer Halbwelle durch den sator des /?C-Gliedes beaufschlagten., spannungs- spannungsabhängigen Schwellwertschalter entladen abhängigen Schwellwertschalter verbunden ist und wird oder nicht, über den parallel geschalteten zu dem ßC-Glied eine Zenerdiode parallel ge- Schalttransistor nach Ablauf einer Halbwelle entschaltet ist. laden. Damit ist stets ein eindeutiger Ausgangs-Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt 60 zustand für die Aufladung des Kondensators des RC-(französische Patentschrift 1 354 475). Nachteilig ist Gliedes je'Halbwelle gegeben.: Eine Schalthysterese hierbei, daß durch die notwendige Verwendung eines wird somit sicher vermieden.

spannungsabhängigen Schwellwertschalters eine so- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer in

genannte Zündhysterese auftreten kann. Reicht der Zeichnung dargestellten beispielsweisen Schaltung

nämlich bei einer Halbperiode der Speisespannung 65 näher beschrieben.

die Aufladespannung am Kondensator des RC-GVis- Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein Ver-

des nicht zum Zünden des spannungsabhängigen braucher 1, vorzugsweise ein ohmscher Verbraucher.

Schwellwertschalters aus, so tritt keine Entladung z. B. eine Glühlampe, in Reihe mit einem Zweipol 2