DE1946331A1

DE1946331A1 - Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Triac bei komplexen Lastwiderstand

Info

Publication number: DE1946331A1
Application number: DE19691946331
Authority: DE
Inventors: Helmut Deppe; Guenther Wladar
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-09-12
Filing date: 1969-09-12
Publication date: 1971-03-18
Also published as: FR2061194A5; SE367292B; DE1946331B2; CH530734A; GB1325490A; NL7012122A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, 12.SER196 9

Berlin und München Witteisbacherplatz 2

pa 69/2849

Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Triac bei

J₁₁₁₁^ kompjxera,. Lasjty/ijderstand_ ^

Bei der Anwendung eines Triac als gesteuerter leistungsschalter für Wechselstrom treten bei komplexen Lästwiderständen Probleme auf. Wegen der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung ist es schwierig, einen geeigneten Zünd-Zeitpunkt zu finden. Außerdem ist darauf zu achten, daß am Triac keine kurzzeitigen Spannungs- und Stromänderungen auftreten, die Storspannungen auslösen und eine.Punkatörung verursachen.

Die- vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Triac bei komplexem Lastwiderstand. Mit einer solchen Schaltungsanordnung sollen Ansteuerimpulse sun Zünden «ines Triac erzeugt wirden, ohne dafl die genannten Storspannungen auftreten. Unter den Begriff "komplexer lastwiderstand" fallen auch rein reelle bzw. imaginäre Lae.t#| widerstände.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt und beispielsweise in "Punkschau 1960", Heft 3, Seiten 87-9o beschrieben. Diese Schaltungsanordnung arbeitet nach dem Prinzip der sogenannten Spannungsnullpunktsteuerung. Das bedeutet, daß der Triac Zo nur dann gezündet wird, wenn die Wechselspannung im lastkreis des Triac in ihrer Phase durch Null geht. Dadurch sollen beim Zünden des Triac keine Störspannungen auftreten. Dies trifft aber nur dann zu, wenn der Laetwideratand im Laatkr«ii de· Triac rein reell iat. Bei kompJacen lastwiderständtn

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tritt eine Phasenverschiebung zwischen der Spannung und dem Strom ein. Das hat zur Folge, daß beim Zünden des Triac während eines Spannungsnulldurehgangs der Strom nicht Null ist. Dadurch treten abrupte Stromänderungen und damit S tor spannungen auf. Man sorgt aber dafür, daß der komplexe Lastwiderstand durch Zuschalten von imaginären Kompensationswiderständen reell gemacht wird, so daß für den Triac Strom und Spannung wieder gleichphasig sind. Der Spannungsnulldurchgang fällt dann mit dem Stromnulldurchgang zusammen. Diese Kompensationsmethode, bei der die lastvvider stände reell gemacht werden müssen, bedingt = einen nicht zu unterschätzenden Aufwand.

^ Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Triac mit "15 komplexem Lastv/iderstand anzugeben, bei der sowohl die S tor spannungen als auch der schal tungs technische Aufwand auf ein Minimum reduziert werden.

Zur Lösung dieser Aufgäbe wird bei einer Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Triac bei komplexem Lastwiderstand er- findungsgemäß vorgeschlagen, daß eine d·· 8tro« duroh den Triac proportionale Meßgröße und eine d»r Spannung mm friao proportionale Meßgröße auf ein NOR-Gatter gegebenwerden, dessen Ausgangesignal das Ansteuersignal dee Triac in der Weise beeinflußt, daß das Ansteuereignal «um Zünden de* iPriac nur dann mögliehjist, wenn sowohl der Strom durch den Triac als auch die Spannung am Triac jeweils einen bestimmten Schwellwert unterschreiten.

Wesentlich an bekannteneeinschlägigen Schaltungsanordmingen ist, daß als Kriterium für einstörspannungsfreies Zünden eines Triac der Nulldurchgahg der Spannung dient. Bei- rein ; reellem Lastwider stand ist damit auch der lulldurchfaim \ de· Stromes gegeben. Bei koaplex·* Laetwideretand, wen· ier

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Imaginärteil nicht Null ist, wird diese Gleichzeitigkeit der Nulldurehgänge von Strom und Spannung durch Kompensationen mittel künstlich hergestellt. Nach der vorliegenden Erfindung jedoch v/erden beide Kriterien, der Stromnulldurchgang und der Spannungsnulldurehgang, gemeinsam verwendet, um den Zeitpunkt des Ansteuersignals in Form von Zündimpulsen festzulegen. Beim erstmaligen Einschalten des Lastkreises, wenn der Strom Null ist, v/ird beim Nulldurchgang der Spannung gezündet. Bei allen weiteren jeweils nach einer Halbperiode folgenden Zündimpulsen, wenn die Spannung am Triac bis auf die Restspannung abgesunken ist, ist der Nulldurchgang des Stromes für den Zeitpunkt der Zündimpulse maßgebend. In der Praxis sind nicht die Nulldurchgänge ausschlaggebend, sondern das Absinken unter einen jeweils festgelegten Schwellwert. Nach einer erfindungsgemäEen Schaltungsanordnung werden am Triac zwei Meßgrößen abgenommen, jeweils über einen Schwellwertschalter gegeben und in einem NOR-Gatter zusammengeführt. Das NOR-Gatter gibt nur dann ein Ausgangssignals wenn keine der beiden Meßgrößen über ihrem Schwellwert liegt.

Dieses Ausgangssignal löst dann einen entsprechenden Impuls zum Zünden des Triac aus.

In den Figuren der Zeichnung sind zwei prinzipielle Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt.

In E¹Xg. 1 liegen in einem Last Stromkreis hintereinander eine Wechselspannungsquelle, ein komplexer Lastwiderstand 1, die Laststromstrecke eines Triac 2 und ein ohmscher Meßwiderstand 3. An dem Meßwiderstand 3 wird eine dem Strom proportionale Spannung" abgenommen. Zwischen dem Knotenpunkt Triac/Lastwiderstand und der auf dem Bezugspotential liegenden Seite des Meßwiderstandes 3 wird eine weitere Spannung abgenommen. Beide Spannungen werden auf ein NOR-Gatter 4 gegeben und bedeuten fur dieses NOR-Gatter 4

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jeweils ein Eingangssignal L,wenn der jeweilige Schwellwert überscdritten ist, hingegen das Eingangssignal O, wenn dieser Schwellwert unterschritten ist. Das NOR-Gatter gibt nur dann das Aus gangs signal Ii, wenn beide Eingangssignale die Bedeutung Q hat 1? en, Pas Aus gangs signal wird über eine Yerzögerungsstufe 5 und über eine'Treiberstufe 6 zu einem Zündimpuls umgeformt, der an die Zündelektrode des Triacs 2 gelegt wird. Bei der ersten Inbetriebnahme einer-. polchen Schalt.ungsanordnurig vvird der Triac 2 "beim ersten "

10. unterschreiten des SpannungBschwellwertes gezündet werden.-Alle halbperipdisch fOlgenden Zündungen werden beim Unterschreiten des Strpmschv/ellv/ertes ausgelöst werden. Da der" Zündstrom mit dem Iiastström übe? den Meßwiderstand 3 fließt, überlagert e,rs. sich diesem und täuscht dadurch einen zu großen bzw, zu kleinen Laststromv/ert vor. Dadurch können Regelschwingüngen auftreten^ die^mit Hilfe der Verzögerungsstufe 5 unterbundeii^ wöräeh. Mit Hilfe der Treiberstufe: 6 wird der" nötige Zündström"erzeugt, " - -

Eine yereiftfachte Schaltungsanordnung zeigt lig. 2. Im Läst-2p kreis^ des; Triac/ fehlt der^^Meßwiderstand 5. Per Spahnurigsab'-fall ah der Iiaststreeke des^Triac 2¹ wird selbst als Meßgröße yerwendet und-^sQwohl dem Strqm durch den Triac als auch der Spannung am Triac proportional - auf einen Schwellwertschalter 7 gegeben. Dieser Schv/ellwertscha.lter 7 gibt nur dann da§ AusggngssignBl L, w^nn der Spannungsabfall am Triac den Schwellwert unterschreitet,d.h. die Spannung am Triac gleich odgr kleingr als die Eestspännung und der Strom ist,'^{1 ;} ■' - " · .-'.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sichert sowohl beim Einschalten als auch im Betrieb ein Mindestmaß an Störepannung. Der Aufwand dazu ist insbesondere bei einer Ausführung in integrierter Technik im Vergleich zum Aufwand bekannter Schaltungsanordnungen sehr gering.

3 Patentansprüche _■5 «

2 Figureri - .

Claims

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Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Triac_?bei korapexera Lastwiderstand, dadurch gekennzeichnet , daß eine dem Strom durch den Triac -.(2) proportionale Meßgröße und eine der Spannung am Triac (2) proportionale Meßgröße auf ein !!OR-Gatter (4) gegeben werden, dessen Ausgangssignal daa Ansteuersignaldes Triac (2) in der Weise beeinflußt, daß das Ansteuersignal zum Zünden des Triac (2) nur dann möglich ist, wenn sowohl der Strom durch den Triac (2) als auch die Spannung am Triac (2) jeweils einen bestimmten Schwellwert unterschreiten.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r e h ge kennzeichnet, daß die beiden Meßgrößen im Spannungsabfall am Triac (2) zusammengefaßt sind und daß das NOR-Gatter (4) damit und durch die Tatsache verwirklicht ist, daß dieser Spannungsabfall auf einen Schwellwertschalter (7) gegeben wird, der bei einer Meßspannung, deren Größe unter dem Schwellwert liegt, ein Ausgangssignal führt, das das Zünden des Triac (2) ermöglicht.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da d u r c h g ek e η η ζ e i c h η e t , daß das Ausgangssignal des JfQR-Oatters (4) auf ein Verzögerungsglied (5) gegeben wird, dein ein© Treiberstufe (6) nachgeschaltet ist, die ihrerseits date Ansteuereignal für den Tri-ac (2) liefert.

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