DE1615275C3

DE1615275C3 - Circuit arrangement for regulating the temperature of a stove

Info

Publication number: DE1615275C3
Application number: DE19671615275
Authority: DE
Inventors: Stanley Baker Louisville Ky. Welch (V.St.A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-05-26
Filing date: 1967-05-26
Publication date: 1978-01-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Temperatur eines Herdes mit Hitzereinigung mit einem Relais, dessen Kontakte in einem eine Heizvorrichtung enthaltenden Schaltkreis und dessen Betätigungsglied für die Kontakte zusammen mit einem steuerbaren Schalter in einem anderen Schaltkreis angeordnet sind. <>5The invention relates to a circuit arrangement for regulating the temperature of a stove with Heat cleaning with a relay, the contacts of which are in a circuit containing a heating device and its actuator for the contacts together with a controllable switch in another Circuit are arranged. <> 5

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus dem »Silicon Controlled Rectifier Manual«, 2. Auflage, 1961, der General Electric Company, Seiten 117 und 118, bekannt. Diese Schaltungsanordnung arbeitet jedoch nur auf einem einzigen Temperaturbereich, der bis 300⁰C reicht.Such a circuit arrangement is known from the "Silicon Controlled Rectifier Manual", 2nd edition, 1961, of the General Electric Company, pages 117 and 118. However, this circuit arrangement operates only on a single temperature range extending up to 300 ⁰ C.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine einfache Halbleiter-Schaltungsanordnung zu schaffen, die sowohl bei einem normalen Kochvorgang eines Herdes als auch bei einer wahlweisen Hitzereinigung die eingestellte Temperatur regelt.The object on which the invention is based is to provide a simple semiconductor circuit arrangement to create that both a normal cooking process of a stove and a optional heat cleaning regulates the set temperature.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied mit einer Reihenschaltung von Widerständen mit einem temperaturabhängigen Widerstand und einem Umschalter in Reihe geschaltet ist, der entweder einen aus Widerständen bestehenden Schaltkreis für den normalen Kochvorgang oder einen Nebenschlußkreis für einen Hitzereinigungsvorgang in den Stromkreis schaltet, und die Reihenschaltung mit einem aktiven Schaltelement verbunden ist, dessen Leitfähigkeitszustand durch den Stromfluß in der Reihenschaltung gesteuert ist, und ferner ist ein steuerbarer Schalter durch das aktive Schaltelement gesteuert.This object is achieved according to the invention in a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning solved that the actuator with a series connection of resistors with a temperature-dependent Resistor and a changeover switch is connected in series, either one of resistors existing circuit for normal cooking or a bypass circuit for heat cleaning switches into the circuit, and the series connection with an active switching element is connected, the conductivity state of which is controlled by the flow of current in the series circuit, and Furthermore, a controllable switch is controlled by the active switching element.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt der temperaturabhängige Widerstand einen positiven Temperatur-Koeffizienten.According to a preferred embodiment of the invention, the temperature-dependent resistor has a positive temperature coefficient.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the invention emerge from the remaining subclaims.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Schaltungsanordnung einfach aufgebaut ist und nur vier Halbleiterelemente erfordert. Dabei werden die Umgebungseinflüsse auf den temperaturabhängigen Widerstand gemäß der Erfindung ausgenutzt, um die Herdtemperatur hystereseartig nahe der gewünschten Temperatur zu halten, ohne daß die Heizvorrichtung schnell ein- und ausgeschaltet wird. Dadurch haben das Relais und insbesondere seine Kontaktstücke eine wesentlich längere Lebensdauer. Vorteilhafterweise kann der einen positiven Temperatur-Koeffizienten aufweisende Widerstand mit einem Widerstand mit negativem Temperatur-Koeffizienten zusammengeschaltet werden, wodurch ein Überschwingen der Temperatur bei der Hitzereinigung und somit überhöhte Temperaturen vermieden werden können.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the circuit arrangement is simple in construction and requires only four semiconductor elements. The environmental influences are on exploited the temperature-dependent resistance according to the invention to hysteresis the oven temperature to keep close to the desired temperature without the heater on and off quickly is turned off. As a result, the relay and in particular its contact pieces have an essential longer lifetime. The one which has a positive temperature coefficient can advantageously Resistor can be interconnected with a resistor with a negative temperature coefficient, This causes an overshoot of the temperature during heat cleaning and thus excessive temperatures can be avoided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will now be based on the following description and the drawing explained in more detail.

F i g. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel,F i g. 1 shows a preferred embodiment,

F i g. 2 ist eine graphische Darstellung und zeigt den Verlauf von Spannungen in dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 in Abhängigkeit von der Temperatur,F i g. Fig. 2 is a graph showing the course of voltages in the embodiment according to FIG. 1 depending on the temperature,

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung und zeigt den Verlauf der Herdtemperatur in Abhängigkeit von der Zeit unter dem Einfluß eines Nebenschlußkreises in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1,F i g. 3 is a graphical representation and shows the course of the oven temperature as a function of the Time under the influence of a shunt circuit in the embodiment of FIG. 1,

F i g. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel.F i g. 4 shows another embodiment.

In F i g. 1 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, mit der wahlweise die Kontakte 10 eines Hitzdrahtrelais 11 geschlossen werden, damit die von einer Spannungsquelle 36 einer Heizvorrichtung 12, z. B. elektrischen Herd, zugeführte Spannung gesteuert wird. Das Relais 11 enthält ein Betätigungsglied 13 mit geringem Widerstand, das bei kontinuierlicher Erregung ein Verbleiben der Kontakte 10 in ihrer geschlossenen oder leitenden Stellung bewirkt. Wenn das Betätigungsglied 13 nicht erregt ist, dann befinden sich die Kontakte 10 des Relais 11 in ihrer offenen oder nichtleitendenIn Fig. 1 shows a circuit arrangement with which the contacts 10 of a hot wire relay 11 can be selected are closed so that the from a voltage source 36 of a heating device 12, z. B. electrical Stove, supplied voltage is controlled. The relay 11 includes an actuator 13 with little Resistance that, with continuous excitation, the contacts 10 remain in their closed or leading position causes. When the actuator 13 is not energized, then the contacts 10 are of the relay 11 in their open or non-conductive

Normalstellung. Das Betätigungsglied 13 ist zwischen das eine (in der Figur obere) Ende der Sekundärwicklung 14 eines Transformators 15 und die Anode eines Thyristors 16 geschaltet, dessen Kathode direkt mit dem anderen (in der Figur unteren) Ende der Sekundärwicklung 14 verbunden ist. Der Steuerkreis des Thyristors 16 enthält eine Doppelbasisdiode (Unijunction-Transistor) 17 mit zwei Basiselektroden 18 und 19 und einer Emitterelektrode 20. An die eine Basiselektrode 18 ist über einen Widerstand 37 die Kathode einer Diode 21 angeschlossen, deren Anode mit der Verbindungsstelle zwischen dem Betätigungsglied 13 und der Anode des Thyristors 16 verbunden ist. Die andere Basiselektrode der Doppelbasisdiode 17 ist sowohl mit der Steuerelektrode des Thyristors 16 als auch mit dem einen Ende eines Widerstandes 22 verbunden, dessen anderes Ende an das untere Ende der Sekundärwicklung 14 angeschlossen ist.Normal position. The actuating member 13 is between the one (in the figure upper) end of the secondary winding 14 of a transformer 15 and the anode of a thyristor 16 connected, the cathode of which is connected directly to the other (lower in the figure) end of the secondary winding 14 is connected. The control circuit of the thyristor 16 contains a double base diode (unijunction transistor) 17 with two base electrodes 18 and 19 and one Emitter electrode 20. The cathode of a diode 21 is connected to one base electrode 18 via a resistor 37 connected, the anode of which with the junction between the actuator 13 and the anode of the Thyristor 16 is connected. The other base electrode of the double base diode 17 is both with the control electrode of the thyristor 16 and also connected to one end of a resistor 22, the other end of which is connected to the lower end of the secondary winding 14.

Die Leitfähigkeit der Doppelbasisdiode 17 und des Thyristors 16 ist durch einen Spannungsteiler gesteuert, der einen temperaturabhängigen Widerstand 23 mit positivem Temperatur-Koeffizienten enthält. Es sei hier beispielsweise angenommen, daß der Widerstand 23 von den Temperaturen im elektrischen Herd abhängig ist. Während normaler Kochperioden ist der Widerstand 23 an einem Ende mit der Kathode der Diode 21 und am anderen Ende über einen Schalter 42 mit einem Einstellwiderstand verbunden. Der EinstellwiderstandThe conductivity of the double base diode 17 and the thyristor 16 is controlled by a voltage divider, which contains a temperature-dependent resistor 23 with a positive temperature coefficient. It is here for example, assume that the resistor 23 depends on the temperatures in the electric stove is. During normal cooking periods, resistor 23 is at one end with the cathode of diode 21 and connected at the other end via a switch 42 to a setting resistor. The setting resistor

24 ist mit einem geeignet geeichten (nicht gezeigten) Stellglied gekoppelt und dient dazu, die aufrechtzuerhaltende Herdtemperatur einzustellen. Das freie Ende des Widerstandes 24 ist mit einem Abgleichwiderstand24 is coupled to a suitably calibrated actuator (not shown) and is used to maintain the Set the oven temperature. The free end of the resistor 24 is provided with a balancing resistor

25 und dieser weiterhin mit dem unteren Ende der Sekundärwicklung 14 verbunden. Zwischen der Emitterelektrode 20, der Doppelbasisdiode 17 und der Verbindungsstelle zwischen dem Einstellwiderstand 24 und dem Abgleichwiderstand 25 ist ein Widerstand 26 zur Strombegrenzung geschaltet. Eine Zenerdiode 27 liegt zwischen der Emitterelektrode 20 der Doppelbasisdiode 17 und dem unteren Ende der Sekundärwicklung 14. Die Zenerdiode dient zum Begrenzen der Spannung, die zwischen der Emitterelektrode 20 und dem unteren Ende der Sekundärwicklung 14 angelegt werden kann. Solange diese Spannung nicht die Durchbruchsspannung erreicht, hat sie keinen Einfluß auf die Schaltungsanordnung. Die Höhe der Durchbruchsspannung hängt von der Bauart der Diode ab. Wenn die angelegte Spannung die Durchbruchsspannung übersteigt, dann wird die Diode leitend und hält die angelegte Spannung auf dem Wert der Durchbruchsspannung. Wenn die angelegte Spannung wieder unter die Durchbruchsspannung gesunken ist, ist die Diode wieder ohne jeglichen Einfluß.25 and this continues to be connected to the lower end of the secondary winding 14. Between the emitter electrode 20, the double base diode 17 and the junction between the setting resistor 24 and a resistor 26 is connected to the trimming resistor 25 to limit the current. A zener diode 27 lies between the emitter electrode 20 of the double base diode 17 and the lower end of the secondary winding 14. The Zener diode is used to limit the voltage between the emitter electrode 20 and the lower end of the secondary winding 14 can be applied. As long as this tension is not the When the breakdown voltage is reached, it has no effect on the circuit arrangement. The level of the breakdown voltage depends on the type of diode. When the applied voltage is the breakdown voltage then the diode becomes conductive and keeps the applied voltage at the value of the breakdown voltage. When the applied voltage has dropped below the breakdown voltage again, the diode is again without any influence.

Zu Beginn der Kochperiode wird die Spannung einer geeigneten Wechselspannungsquelle 38 an die Primärwicklung 35 des Transformators 15 gelegt. In den positiven Halbwellen bewirkt eine an der Sekundärwicklung 14 erzeugte Spannung V₀ unter der Voraussetzung, daß der Thyristor 16 nicht leitend ist, einen Stromfluß durch das Betätigungsglied 13, die Diode 21 und die Widerstände 23, 24 und 25. Da die Doppelbasisdiode 17 zwischen den Basiselektroden einen Widerstand von einigen tausend Ohm aufweist, wenn sie nicht durchgeschaltet ist, fließt durch die Widerstände 37 und 22 und durch die Doppelbasisdiode 17 ein geringer Strom. Beim Anwachsen der Spannung Vc während einer positiven Halbwelle fließt ein anwachsender Strom durch den aus den Widerständen 23, 24 und 25 gebildeten Spannungsteiler. Durch den durch den Widerstand 25 fließenden Strom entsteht zwischen der Emitterelektrode 20 der Doppelbasisdiode 17 und dem einen (in der Figur unteren) Ende des Widerstandes 22 eine Potentialdifferenz Vf. Bevor die Doppelbasisdiode 17 leitend werden kann, muß die Potentialdifferenz Vf größer als eine Umkehrspannung Vt sein, die gleich der Summe des Spannungsabfalls V22 am Widerstand 22 und einer Scheitelspannung ist, die zwischen der Emitterelektrode 20 und der zweiten Basiselektrode 19 gemessen wird.At the beginning of the cooking period, the voltage of a suitable AC voltage source 38 is applied to the primary winding 35 of the transformer 15. In the positive half-waves, a voltage V ₀ generated across the secondary winding 14, provided that the thyristor 16 is not conductive, causes a current to flow through the actuator 13, the diode 21 and the resistors 23, 24 and 25. Since the double base diode 17 between the base electrodes has a resistance of a few thousand ohms, if it is not switched through, a small current flows through the resistors 37 and 22 and through the double base diode 17. When the voltage Vc increases during a positive half-cycle, an increasing current flows through the voltage divider formed by the resistors 23, 24 and 25. The current flowing through the resistor 25 creates a potential difference Vf between the emitter electrode 20 of the double base diode 17 and the one (lower in the figure) end of the resistor 22. Before the double base diode 17 can become conductive, the potential difference Vf must be greater than a reverse voltage Vt which is equal to the sum of the voltage drop V22 across the resistor 22 and a peak voltage measured between the emitter electrode 20 and the second base electrode 19.

Zu Beginn der Kochperiode ist der temperaturabhängige Widerstand 23 kalt und sein Widerstandswert ist am kleinsten. Da die Widerstandswerte der Widerstände 24 und 25 während der Kochperiode konstant sind, ist das VerhältnisAt the beginning of the cooking period, the temperature-dependent resistor 23 is cold and its resistance value is the smallest. Since the resistance values of resistors 24 and 25 are constant during the cooking period, is the relationship

■25■ 25

Λ21 + R Λ21 + R

■24■ 24

RoRo

zu Beginn am größten und daher Vt etwa gleich V₀. In der F i g. 2 ist die Änderung von Vf mit V_c bei einer extrem niedrigen Temperatur durch die Kurve 39 wiedergegeben. Es ist ersichtlich, daß Vf bei geringen Temperaturen nach Beginn der positiven Halbwelle von Vc schnell größer als Vt wird, so daß die Doppelbasisdiode in jeder positiven Halbwelle schnell durchgeschaltet wird. Wenn die Doppelbasisdiode leitend wird, dann sinkt ihr Widerstand von einigen tausend Ohm auf wenige Ohm, so daß ein Teil des von der Spannung V_c der Sekundärwicklung erzeugten Stroms nicht mehr durch den Spannungsteiler, sondern durch die Widerstände 37 und 22 und die Doppelbasisdiode 17 fließt. Ein anwachsender Strom durch den Widerstand 22 hat ein positives Potential an der Steuerelektrode des Thyristors 16 zur Folge. Da die Anode des Thyristors 16 während der positiven Halbwelle von V_c schon bezüglich dessen Kathode positiv ist, wird durch das positive Potential an der Steuerelektrode der Thyristor 16 in den leitenden Zustand geschaltet, wodurch die Doppelbasisdiode 17 und der Spannungsteiler kurzgeschlossen werden. Wenn der Thyristor 16 leitend ist, dann liegt die Spannung V₀ hauptsächlich am Betätigungsglied 13, wodurch die Kontakte 10 des Relais 11 in ihre geschlossene Stellung gebracht werden und die Heizvorrichtung 12 mit der Spannungsquelle 36 verbinden. Largest at the beginning and therefore Vt approximately equal to V ₀ . In FIG. 2, the change in Vf with _Vc at an extremely low temperature is represented by curve 39. It can be seen that Vf quickly becomes greater than Vt at low temperatures after the start of the positive half-cycle of Vc , so that the double-base diode is switched through quickly in every positive half-cycle. When the double base diode becomes conductive, its resistance drops from a few thousand ohms to a few ohms, so that part of the current generated by the voltage V _{c of} the secondary winding no longer flows through the voltage divider, but through the resistors 37 and 22 and the double base diode 17 . An increasing current through the resistor 22 results in a positive potential at the control electrode of the thyristor 16. Since the anode of the thyristor 16 is already positive with respect to its cathode during the positive half-cycle of V _c , the thyristor 16 is switched to the conductive state by the positive potential at the control electrode, whereby the double base diode 17 and the voltage divider are short-circuited. When the thyristor 16 is conductive, the voltage V _{0 is} mainly applied to the actuating element 13, whereby the contacts 10 of the relay 11 are brought into their closed position and connect the heating device 12 to the voltage source 36.

Während der negativen Halbwellen von V₀ sind sowohl die Diode 21 als auch der Thyristor 16 in umgekehrter Richtung vorgespannt und daher nichtleitend. Obgleich das Betätigungsglied 13 während der negativen Halbwellen nicht erregt ist, verhindert die mechanische Trägheit des Relais 11, daß die Kontakte 10 aus ihrer geschlossenen Stellung abfallen. Die Kontakte 10 können nur dann geöffnet werden, wenn das Betätigungsglied 13 sowohl während der positiven als auch während der negativen Halbwellen nicht erregt wird. Daher bleiben die Kontakte 10 geschlossen und die Heizvorrichtung 12 ist während des Beginns der Kochperiode dauernd eingeschaltet.During the negative half-waves of V ₀ , both the diode 21 and the thyristor 16 are reverse-biased and therefore non-conductive. Although the actuator 13 is not energized during the negative half-waves, the mechanical inertia of the relay 11 prevents the contacts 10 from falling out of their closed position. The contacts 10 can only be opened when the actuator 13 is not energized during both the positive and negative half-waves. The contacts 10 therefore remain closed and the heating device 12 is continuously switched on during the start of the cooking period.

Wenn die Temperatur im Herd ansteigt, dann wird auch der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 größer, wodurch die Größe des obenerwähnten Verhältnisses (Wert des Widerstandes 25 zu der Summe der Werte der Widerstände 23,24 und 25) und damit Vf bezüglich V_c kleiner wird. Solange die Herdtemperatur einen bestimmten Wert nicht übersteigt, bleibt auch dasIf the temperature in the oven, then the value of the temperature-dependent resistor 23 is greater, whereby the size of the above-mentioned ratio (value of resistor 25 to the sum of the values of the resistors 23,24 and 25) and therefore Vf with respect to V _c becomes smaller . As long as the stove temperature does not exceed a certain value, that remains the same

Verhältnis der Widerstände oberhalb eines Schwellwertes, d. h. Vf bleibt größer als VV, und die Doppelbasisdiode ist während eines Teils jeder positiven Halbwelle durchgeschaltet. Durch Verändern der Werte der Widerstände 24 und 25 kann der Schwellwert auf ' verschiedene Temperaturen eingestellt werden. Der Schwellwert wird zu Beginn der Kochperiode durch Einstellen des Widerstandes 24 mittels des geeichten Stellgliedes gewählt.Ratio of the resistances above a threshold value, ie Vf remains greater than VV, and the double base diode is switched through during part of each positive half-cycle. By changing the values of the resistors 24 and 25, the threshold value can be set to different temperatures. The threshold value is selected at the beginning of the cooking period by adjusting the resistor 24 by means of the calibrated actuator.

Bevor ein Herd geliefert wird, kann der Hersteller die Schaltungsanordnung eichen, damit sichergestellt ist, daß der Schwellwert bei den auf dem Stellglied aufgezeichneten Temperaturen erscheint Dazu kann man den temperaturabhängigen Widerstand 23 einer genau geregelten Temperatur aussetzen und das Stellglied so einstellen, daß es die geregelte Temperatur anzeigt. Dann kann der Hersteller feststellen, ob die Doppelbasisdiode leitend ist. Wenn sie leitend ist, dann wird der Wert des Widerstandes 25 so lange verkleinert, bis sie gerade nicht mehr leitend ist. Wenn umgekehrt die Doppelbasisdiode nichtleitend ist, dann wird der Wert des Widerstandes 25 so lange vergrößert, bis sie gerade leitend ist. Anschließend wird der Wert des Widerstandes 25 wieder verkleinert, bis die Doppelbasisdiode gerade nicht mehr leitend ist. Nach dieser Eichung wird der Wert des Widerstandes 25 nicht mehr geändert.Before a cooker is delivered, the manufacturer can calibrate the circuit arrangement to ensure that that the threshold value appears at the temperatures recorded on the actuator you expose the temperature-dependent resistor 23 to a precisely regulated temperature and that Set the actuator so that it shows the controlled temperature. Then the manufacturer can determine whether the Double base diode is conductive. If it is conductive, then the value of the resistor 25 is reduced as long as until it is no longer conductive. Conversely, if the dual base diode is non-conductive, then the The value of the resistor 25 increased until it is just conductive. Then the value of the Resistance 25 is reduced again until the double base diode is just no longer conductive. After this After calibration, the value of resistor 25 is no longer changed.

Der Einfluß der Zenerdiode 27 auf V> ist durch die Kurve 41 in der F i g. 2 dargestellt, die die Abhängigkeit der Spannung V> von der Spannung V_c bei Temperaturen oberhalb des kritischen Wertes zeigt. Die durch die Kurve 41 angegebene Spannung Vf steigt bis zur Durchbruchsspannung an und bleibt dann konstant. Durch die Zenerdiode 27 wird die Spannung stabilisiert, bei der die Doppelbasisdiode 17 leitend wird.The influence of the Zener diode 27 on V> is shown by the curve 41 in FIG. 2, which shows the dependence of the voltage V> on the voltage V _c at temperatures above the critical value. The voltage Vf indicated by the curve 41 rises to the breakdown voltage and then remains constant. The voltage at which the double base diode 17 becomes conductive is stabilized by the Zener diode 27.

Wenn die Größe des Verhältnisses der Widerstandswerte unter den Schwellwert gesunken ist, dann werden weder die Doppelbasisdiode 17 noch der Thyristor 16 leitend, und es fließt nur ein vernachlässigbar kleiner Strom durch das Betätigungsglied 13, so daß dadurch praktisch keine Wärme erzeugt wird. Nach einigen Sekunden fallen die Kontakte 10 ab und unterbrechen die Verbindung zwischen der Spannungsquelle 36 und der Heizvorrichtung 12. Dadurch nimmt die Herdtemperatur und damit der Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 ab. Nach Absinken der Herdtemperatur um einen bestimmten Wert wird durch die relative Änderung der Widerstandswerte des temperaturabhängigen Widerstandes 23 und der Widerstände 24 und 25 das Verhältnis der Widerstände über den Schwellwert vergrößert. Die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 werden dann in den positiven Halbwellen, wie vorher beschrieben, wieder leitend, so daß die Kontakte 10 wieder geschlossen und die Heizvorrichtung wieder mit der Spannungsquelle 36 verbunden wird.If the magnitude of the ratio of the resistance values has dropped below the threshold value, then will neither the double base diode 17 nor the thyristor 16 is conductive, and only a negligibly small amount flows Current through the actuator 13, so that practically no heat is generated thereby. After some Seconds, the contacts 10 drop and interrupt the connection between the voltage source 36 and the heating device 12. This increases the stove temperature and thus the resistance value of the temperature-dependent Resistance 23 from. After the stove temperature has dropped by a certain value, the relative change in the resistance values of the temperature-dependent resistor 23 and the resistors 24 and 25, the ratio of the resistances is increased above the threshold value. The double base diode 17 and the thyristor 16 then become conductive again in the positive half-waves, as previously described, see above that the contacts 10 are closed again and the heating device is connected to the voltage source 36 again connected.

Die Herdtemperaturen schwanken zyklisch für unendliche Zeit um die eingestellte Temperatur. Obwohl die momentane Herdtemperatur nahe der eingestellten Temperatur bleiben sollte, sollte sie nicht schnell um diesen Wert schwanken, da sich die Kontakte 10 durch das häufige öffnen und Schließen abnutzen. Wenn die Größe des temperaturabhängigen Widerstandes 23 nur durch die momentane Herdtemperatur festgelegt wäre, dann wäre ein schnelles zyklisches Schwanken unvermeidbar, weil die Doppelbasisdiode 17 immer leitend werden würde, wenn die Herdtemperatur auch nur etwas unter den eingestellten Wert gesunken ist. Sie würde dagegen nicht leitend sein, wenn die Herdtemperatur auch nur etwas oberhalb des eingestellten Wertes liegen würde. Um ein schnelles periodisches Schwanken der Temperatur zu vermeiden, wird die Eigenerwärmung des temperaturabhängigen Widerstandes 23 in der folgenden Weise ausgenutzt.The oven temperatures fluctuate cyclically around the set temperature for an infinite amount of time. Even though the current oven temperature should remain close to the set temperature, it should not change quickly this value fluctuate because the contacts 10 wear out due to the frequent opening and closing. If the The size of the temperature-dependent resistor 23 would only be determined by the current oven temperature, then a rapid cyclical fluctuation would be unavoidable because the double base diode 17 is always conductive if the stove temperature has dropped even a little below the set value. she on the other hand would not be conductive if the stove temperature was even slightly above the set value would lie. In order to avoid a rapid periodic fluctuation of the temperature, the self-heating of the temperature-dependent resistor 23 is used in the following manner.

Wenn der temperaturabhängige Widerstand 23 einer Temperatur unterhalb des eingestellten Wertes ausgesetzt ist, dann wird die Doppelbasisdiode 17 in jederWhen the temperature-dependent resistor 23 is exposed to a temperature below the set value is then the dual base diode 17 in each

ίο positiven Halbwelle der Spannung V_c an der Sekundärwicklung schnell leitend. Infolgedessen wird der Spannungsteiler schnell kurzgeschlossen, und es fließt nur wenig Strom durch den temperaturabhängigen Widerstand 23. Wenn die Temperatur dagegen den eingestellten Wert erreicht, dann wird die Stromleitung der Doppelbasisdiode 17 und des Thyristors 16 unterbrochen. Da der Spannungsteiler nicht länger kurzgeschlossen ist, wird der temperaturabhängige Widerstand 23 während der gesamten positiven Halbwelle von Strom durchflossen. Der Strom führt zu einer Eigenerwärmung des temperaturabhängigen Widerstandes 23, wodurch sein Widerstandswert mehr vergrößert wird, als durch die Herdtemperatur allein bedingt ist. Aufgrund dieser Eigenerwärmung nimmt der Widerstandswert des Widerstandes 23 langsamer als die Lufttemperatur im Herd ab. Die Doppelbasisdiode 17 wird nur leitend, wenn die Lufttemperatur im Herd auf einen Wert abnimmt, bei dem die Eigenerwärmung des Widerstandes 23 klein genug und die Spannung am Widerstand 25 groß genug ist, um die Emitterelektrode 20 der Doppelbasisdiode 17 in Vorwärtsrichtung vorzuspannen. Dies findet natürlich bei einer Temperatur statt, die etwas unterhalb des Wertes liegt, bei dem die Doppelbasisdiode 17 zu leiten aufgehört hat, da die Eigenerwärmung zu einem größeren Wert des Widerstandes 23 als die Herdtemperatur allein führt.ίο positive half-wave of the voltage V _c on the secondary winding conducts quickly. As a result, the voltage divider is quickly short-circuited, and only a small amount of current flows through the temperature-dependent resistor 23. If, on the other hand, the temperature reaches the set value, the current conduction of the double base diode 17 and the thyristor 16 is interrupted. Since the voltage divider is no longer short-circuited, current flows through the temperature-dependent resistor 23 during the entire positive half-cycle. The current leads to a self-heating of the temperature-dependent resistor 23, whereby its resistance value is increased more than is caused by the stove temperature alone. Because of this self-heating, the resistance value of the resistor 23 decreases more slowly than the air temperature in the oven. The double base diode 17 is only conductive when the air temperature in the oven decreases to a value at which the self-heating of the resistor 23 is small enough and the voltage across the resistor 25 is large enough to bias the emitter electrode 20 of the double base diode 17 in the forward direction. This naturally takes place at a temperature which is somewhat below the value at which the double base diode 17 has ceased to conduct, since the self-heating leads to a higher value of the resistor 23 than the oven temperature alone.

Wenn die Doppelbasisdiode 17 wieder leitend ist, dann wird der Widerstand 23 wieder nur während der ersten kurzen Abschnitte in jeder positiven Halbwelle stromdurchflossen. Daher hört seine Eigenerwärmung auf, so daß er allein auf die Herdtemperatur anspricht, bis die eingestellte Temperatur erreicht ist, und wird dann wieder während der gesamten positiven Halbwellen stromdurchflossen.When the double base diode 17 is conductive again, the resistor 23 is only again during the first short sections in each positive half-wave current flowing through it. Hence, its self-heating ceases so that it only responds to the stove temperature until the set temperature is reached, and will then flowed through again during the entire positive half-wave.

Damit die oben beschriebene Schaltungsanordnung auch für einen Hitzereinigungsvorgang nutzbar ist, wird anstelle des Einstellwiderstandes 24 eine Kombination von Widerständen bzw. ein Nebenschlußkreis 28 vorgesehen, der durch Umlegen der Kontakte des Schalters 42 in ihre zweite Stellung zugeschaltet werden kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Nebenschlußkreis 28 einen Abgleichwiderstand 30, einen Festwiderstand 31, einen Widerstand 32 mit einem negativen Temperaturkoeffizienten und einen Widerstand 33 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Der Widerstand 32 spricht nur auf die Umgebungstemperatur des Widerstandes 33 an. Der Widerstand 33 liegt parallel zu den in Serie geschalteten Widerständen 31 und 32. Die hierdurch gebildete Widerstandsschaltung liegt in Serie mit dem Abgleichwiderstand 30. Der Widerstand 33 ist thermisch vom Herd isoliert, so daß sein Widerstandswert unabhängig von der Herdtemperatur und nur eine Funktion der von einem Heizwiderstand 34 erzeugten Wärme ist, der thermisch sowohl von der Heizvorrichtung 12 als auch vom Herd getrennt ist. Der Heizwiderstand liegt parallel zur Heizvorrichtung 12 an der SpannungsquelleSo that the circuit arrangement described above can also be used for a heat cleaning process instead of the setting resistor 24, a combination of resistors or a shunt circuit 28 provided, which can be switched on by flipping the contacts of the switch 42 into its second position can. In a preferred embodiment, the shunt circuit 28 includes a trimming resistor 30, a fixed resistor 31, a resistor 32 with a negative temperature coefficient and a resistor 33 with a positive temperature coefficient. Resistance 32 only speaks to them Ambient temperature of the resistor 33. Resistor 33 is parallel to those connected in series Resistors 31 and 32. The resistance circuit formed in this way is in series with the balancing resistor 30. The resistor 33 is thermally isolated from the stove so that its resistance value is independent on the oven temperature and only a function of the heat generated by a heating resistor 34, the is thermally separated from both the heater 12 and the stove. The heating resistor is on parallel to the heating device 12 at the voltage source

36. Die von ihm erzeugte Wärme gibt die mittlere Leistung an, die der Heizvorrichtung zugeführt wird.36. The heat it generates indicates the average power that is supplied to the heating device.

Die Kombination der Widerstände des Nebenschlußkreises 28 dient nicht nur dazu, daß die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 bei für Hitzereinigungszwecke notwendigerweise erhöhte Temperaturen von 425—480⁰C verwendet werden kann, sondern löst auch die Aufgabe, daß ein Temperaturanstieg im Herd über einen vorgewählten Maximalwert verhindert wird.The combination of the resistances of the shunt circuit 28 not only serves to ensure that the circuit arrangement according to FIG. 1 can be used at temperatures of 425-480 ⁰ C, which are necessary for heat cleaning purposes, but also solves the problem of preventing a temperature rise in the stove above a preselected maximum value.

Die Betriebsweise der Schaltungsanordnung während des Hitzereinigungsprozesses eines elektrischen Herdes wird im folgenden anhand der F i g. 3 näher erklärt, in der gleichzeitig die Herdtemperatur und der Gesamtwiderstandswert des Nebenschlußkreises gegen die Zeit aufgetragen sind. Zu Beginn des Hitzereinigungsprozesses sind die Widerstandswerte der temperaturabhängigen Widerstände 23 und 33 minimal, da die Heizvorrichtung 12 noch nicht von Strom durchflossen ist. Wenn jedoch die Kontakte to des Relais It aufgrund der kontinuierlichen Erregung des Betätigungsgliedes 13 erst einmal geschlossen sind, dann werden aufgrund der von der Heizvorrichtung erzeugten Wärme bald die Werte der Widerstände 23 und 33 erhöht. Da die Heizvorrichtung 12 während dieser Zeitspanne dauernd mit Strom versorgt wird, wird vom Heizwiderstand 34 maximale Wärme erzeugt und der Widerstandswert des Widerstands 33 wächst längs einer Kurve 41a in F i g. 3 schnell auf seinen maximalen Wert an. Nach kurzer Zeit erreicht der Widerstand 33 seinen maximalen Wert und biegt gemäß dem Kurvenstück 43 um. Die Größe des Widerstandswertes des Widerstandes 33 hängt durch Verwendung des Widerstandes 32 mit seinem negativen Temperaturkoeffizienten allein von der mittleren, der Heizvorrichtung 12 zugeführten Leistung ab. Wenn die Außentemperatur des .Widerstandes 33 anwächst, dann wird jede durch die Umgebung bewirkte Widerstandsänderung durch eine Abnahme des Widerstandswertes des Widerstandes 32 aufgehoben. Bei geeigneter Wahl der Widerstandswerte der Widerstände 32 und 33 und des Festwiderstandes 31 zeigt der Widerstandswert der Kombination dieser Widerstände allein die mittlere der Heizvorrichtung 12 zugeführte Leistung an.The operation of the circuitry during the heat cleaning process of an electric range will be explained below with reference to FIG. 3 explains in more detail, in which the oven temperature and the total resistance value at the same time of the shunt circuit are plotted against time. At the beginning of the heat cleaning process the resistance values of the temperature-dependent resistors 23 and 33 are minimal, since the heating device 12 has not yet flowed through it. However, if the contacts to of the relay It due to the continuous excitation of the actuator 13 are closed once, then due to the heat generated by the heater soon increased the values of resistors 23 and 33. Since the Heating device 12 is continuously supplied with current during this period of time, is from heating resistor 34 maximum heat is generated and the resistance value of the resistor 33 increases along a curve 41a in FIG. 3 quickly to its maximum value. After a short time, the resistor 33 reaches its maximum value and bends over according to the curve piece 43. The size of the resistance value of the resistor 33 sags Use of the resistor 32 with its negative temperature coefficient only from the middle one, the Heating device 12 supplied power. If the outside temperature of .Widerstandes 33 increases, then any change in resistance caused by the environment is caused by a decrease in the resistance value of the resistor 32 is canceled. With a suitable choice of the resistance values of the resistors 32 and 33 and of the fixed resistor 31 shows the resistance value of the combination of these resistors alone the mean of the Heating device 12 supplied power.

An der Heizvorrichtung 12 liegt so lange kontinuierlich eine Spannung, bis die Herdtemperatur den Wert erreicht, bei dem die Summe der Widerstandswerte des Widerstandes 23 und des Nebenschlußkreises 28 einen Schwellwert erreicht. Beim Erreichen dieses Schwellwertes werden die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 nichtleitend, so daß durch das Betätigungsglied 13 ein vernachlässigbar kleiner Strom fließt. Die Kontakte 10 des Relais 11 fallen in die offene Stellung, so daß die Spannungsquelle 36 von der Heizvorrichtung 12 und dem Heizwiderstand 34 getrennt wird. Da dieser keine Wärme mehr erzeugt, nimmt der Wert des Widerstandes 33 im Nebenschlußkreis 28 schnell ab. Der Wert des Widerstandes 23 nimmt dagegen aufgrund seiner Eigenerwärmung und der relativ langsamen Abkühlung des Herdes nicht annähernd so schnell ab. Wenn der Widerstandswert der Kombination aus temperaturabhängige!!! Widerstand 23 und Nebenschlußkreis 28 unter den Schwellwert sinkt, dann werden die Doppelbasisdioden 17 und der Thyristor 16 leitend und die Heizvorrichtung 12 und der Leistungswiderstand 34 werden wieder mit der Spannungsquelle 36 verbunden. Da der Wert des Widerstandes 23 noch nicht so stark wie der Wert des Widerstandes 33 im Nebenschlußkreis 28 abgenommen haben wird, hat das erneute Zuschalten der Spannungsquelle an die Heizvorrichtung 12 einen Anstieg der Herdtemperatur zur Folge, wodurch der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 ansteigt und sich der Widerstandswert des Nebenschlußkreises 28 auf einen niedrigeren Wert ändert, bevor der Schwellwert erreicht ist.A voltage is applied continuously to the heating device 12 until the stove temperature reaches the value reached, in which the sum of the resistance values of the resistor 23 and the shunt circuit 28 a Threshold reached. When this threshold value is reached, the double base diode 17 and the Thyristor 16 non-conductive, so that a negligibly small current flows through the actuating member 13. the Contacts 10 of the relay 11 fall into the open position, so that the voltage source 36 from the heater 12 and the heating resistor 34 is separated. Since this no longer generates heat, the value of the decreases Resistance 33 in the shunt circuit 28 quickly. The value of the resistor 23, however, increases not nearly so due to its self-heating and the relatively slow cooling of the stove off quickly. If the resistance value of the combination of temperature-dependent !!! Resistor 23 and If the bypass circuit 28 falls below the threshold value, then the double base diodes 17 and the thyristor 16 conductive and the heating device 12 and the power resistor 34 are again with the voltage source 36 connected. Since the value of the resistor 23 is not yet as strong as the value of the resistor 33 im Shunt circuit 28 will have decreased, has to reconnect the voltage source to the Heating device 12 result in an increase in the oven temperature, thereby reducing the value of the temperature-dependent Resistance 23 increases and the resistance of the bypass circuit 28 decreases to a lower value Value changes before the threshold is reached.

In der F i g. 3 ist dieser niedrigere Schwellwert durch einen Punkt 44 auf der zum Nebenschlußkreis gehörigen Kurve dargestellt Wenn diesmal der kritische Wert erreicht ist, dann werden die Kontakte 10 des Relais 11In FIG. 3 this lower threshold value is through a point 44 on the belonging to the shunt circuit Curve shown If this time the critical value is reached, then the contacts 10 of the relay 11

ίο wiederum geöffnet und die Spannungsquelle 36 von der Heizvorrichtung 12 und dem Heizwiderstand 34 getrennt. Wie vorher werden der Widerstandswert des Widerstandes 33 im Nebenschlußkreis 28 und der Wert des Widerstandes 23 verringert, bis die Kombination der beiden auf den Wert sinkt, bei dem die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 erneut leitend werden. Da der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 noch nicht so stark wie der Wert des Widerstandes 33 abgenommen haben wird, braucht der Wert des Nebenschlußkreises 28 nur auf einen geringeren Wert 45 anzusteigen, bevor der Schwellwert der Schaltungsanordnung wieder erreicht ist. Das schrittweise Ansteigen der Temperaturen im Herd wird fortgesetzt, bis ein Wert erreicht ist, bei dem die mittlere dem Herd zugeführte Leistung die Wärmeverluste des Herdes ausgleicht. Bei diesem Wert fällt dann der Wert des Widerstandes 23 um den gleichen Anteil wie der Wert des Widerstandes 33 und ihr periodisches Erhitzen dient nur dazu, die Herdtemperatur auf einem konstanten Mittelwert zu halten.ίο again opened and the voltage source 36 from the Heating device 12 and the heating resistor 34 separately. As before, the resistance value of the Resistor 33 in shunt circuit 28 and the value of resistor 23 decreases until the combination of the two drops to the value at which the double base diode 17 and the thyristor 16 conduct again will. Since the value of the temperature-dependent resistor 23 is not yet as strong as the value of the Resistance 33 will have decreased, the value of the shunt circuit 28 only needs to be one lower value 45 to rise before the threshold value of the circuit arrangement is reached again. The gradually increasing the temperature in the stove is continued until a value is reached at which the mean The power supplied to the cooker compensates for the heat losses from the cooker. At this value the value then falls of resistor 23 by the same proportion as the value of resistor 33 and its periodic heating only serves to keep the stove temperature at a constant mean value.

Der Widerstand 30 dient zur Eichung der Schaltungsanordnung, wenn sie für einen Hitzereinigungsprozeß verwendet werden soll. Zum Zwecke des Eichens der Schaltungsanordnung wird in diesem Falle die Heizvorrichtung kontinuierlich eingeschaltet, bis eine Temperatur von 450⁰C erreicht ist. Vor dem Erreichen dieser Temperatur hat der Widerstandswert des Widerstandes 33 seinen maximalen Wert erreicht. Wenn der Schaltpunkt bei dieser Temperatur eingestellt werden soll, dann wird der Wert des Widerstandes 30 vom Hersteller geändert, bis die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 bei Temperaturen, die nur etwas oberhalb der genau zu regelnden Temperatur liegen, nicht mehr leiten. Dadurch wird sichergestellt, daß das schrittweise Erhöhen der Temperatur unterhalb der maximalen Temperatur einsetzt, bei der der Herd betrieben werden soll.The resistor 30 is used to calibrate the circuit arrangement when it is to be used for a heat cleaning process. For the purpose of calibrating the circuit arrangement, the heating device is switched on continuously in this case until a temperature of 450 ^° C. is reached. Before this temperature is reached, the resistance value of the resistor 33 has reached its maximum value. If the switching point is to be set at this temperature, the value of the resistor 30 is changed by the manufacturer until the double base diode 17 and the thyristor 16 no longer conduct at temperatures that are only slightly above the temperature to be precisely controlled. This ensures that the temperature will gradually increase below the maximum temperature at which the oven is to be operated.

Die Anwendung des Nebenschlußkreises 28 stellt sicher, daß die Temperatur des Herdes nur so lange mit maximaler Geschwindigkeit anwächst, bis eine Temperatur von etwa 45O⁰C erreicht ist. In der F i g. 3 ist dies durch den Punkt 48 auf der Kurve 49 dargestellt. Am Punkt 48 beginnt ein periodisches Auf und Ab der Temperatur, da die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 an den oberen Punkten 50 von ihrem leitenden Zustand in ihren nichtleitenden Zustand und an den unteren Punkten 51 aus ihrem nichtleitenden Zustand in ihren leitenden Zustand geschaltet werden. Wenn die Wärmeverluste langsam an die zugeführte Wärmemenge angeglichen sind, dann wird die Herdtemperatur bei einem Wert von etwa 470⁰C stabilisiert und bleibt auf diesem Wert, bis die Reinigungsperiode abgeschlossen ist
Einige Schaltelemente der beschriebenen Schaltungsanordnungen können durch äquivalente ersetzt werden. Gemäß der F i g. 4 kann beispielsweise eine Schaltungsanordnung verwendet werden, in der der Thyristor 16 durch zwei hintereinandergeschaltete Transistoren 46The application of the shunt circuit 28 ensures that the temperature of the hearth increases only as long at maximum speed until it reaches a temperature of about 45O ⁰ C. In FIG. 3 this is shown by point 48 on curve 49. At point 48 a periodic rise and fall in temperature begins, since the double base diode 17 and the thyristor 16 are switched from their conductive state to their non-conductive state at the upper points 50 and from their non-conductive state to their conductive state at the lower points 51. If the heat losses are slowly adjusted to the amount of heat supplied, then the oven temperature is stabilized at a value of about 470 ⁰ C and remains at this value, the cleaning period is finished to
Some switching elements of the circuit arrangements described can be replaced by equivalent ones. According to FIG. 4, for example, a circuit arrangement can be used in which the thyristor 16 is provided by two transistors 46 connected in series

709 523/159709 523/159

und 47 ersetzt ist. Diese Schaltung soll sicherstellen, daß der Transistor 47 immer dann in einen leitenden Zustand geschaltet wird, wenn die Doppelbasisdiode 17 durchgeschaltet ist Das Betätigungsglied 13 ist dann direkt an die Sekundärwicklung 14 des Transformatorsand 47 is replaced. This circuit is to ensure that the transistor 47 is always in a conductive state State is switched when the double base diode 17 is switched through. The actuator 13 is then directly to the secondary winding 14 of the transformer

1010

15 gelegt.15 laid.

Der Rest der Schaltungsanordnung arbeitet in der gleichen Weise, wie es in Verbindung mit der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 beschrieben wurde.The rest of the circuitry works in the same way as it did in conjunction with the Circuit arrangement according to FIG. 1 was described.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for regulating the temperature of a stove with heat cleaning with a Relay, its contacts in a circuit containing a heater, and its actuator for the contacts together with a controllable switch in another circuit are arranged, wherein the actuator is not energized when the controllable switch is in is in a non-conductive state, characterized in that the actuating member (13) with a series connection of resistors with a temperature-dependent resistor (23) and a changeover switch (42) is connected in series, either one of resistors (24,25) Circuit for the normal cooking process or a shunt circuit (28) for a heat cleaning process switches into the circuit, and the series circuit (23, 42, 24, 25, 28) with a active switching element (17) is connected, the conductivity state by the current flow in the Series connection is controlled, and further is a controllable switch (16) by the active switching element (17) controlled.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the temperature-dependent Resistor (23) has a positive temperature coefficient.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the controllable switch (16) is a Semiconductor switch, one of which is connected to the actuator (13) for the relay (11) is connected, the other terminal of which is supplied with a voltage and its control electrode is connected to the active switching element (17).

4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the shunt circuit (28) has a resistor (33) for a heat cleaning process, the size of which is that of the Heating device supplied mean power and its own ambient temperature proportional is, and that this resistor (33) a second resistor (32) is connected in parallel, the one has negative temperature coefficient.

5. Circuit arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that the active Switching element (17) is a semiconductor element with a control electrode which is connected to the temperature-dependent Resistor (23) is connected, the maximum applied to the active switching element (17) Control voltage is limited by a Zener diode (27).

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