DE19628767C2 - Netzanschluß mit Transformator - Google Patents

Netzanschluß mit Transformator

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Description

Die Erfindung betrifft einen Netzanschluß mit Transformator, dessen Primärseite über einen steuerbaren Schalter am Netz liegt und auf dessen Sekundärseite ein Gleichrichter mit sich an den lastseitigen Gleichrichterausgang anschließendem, einen Lastanschluß für eine Last aufweisendem Lastkreis vorgesehen ist, wobei parallel zum Lastkreis auf den lastseitigen Gleichrichterausgang ein Energiepuffer geschaltet ist.
Netzanschlüsse dieser Art kommen vor in sogenannten Steckernetzteilen, z. B. bei 12 V-Lampen, Koffer-Radios, Diktiergeräten, Plattenspielern und anderen elektronischen Niederspannungs- und Gleichstromgeräten, die über einen Transformator und einen Gleichrichter an das Netz zu schalten sind. Der Einfachheit halber werden diese Kleinnetztelle im folgenden auch insgesamt als Steckernetzteil bezeichnet.
Steckernetzteile bleiben in der Regel auch dann am Netz, wenn der jeweilige Verbraucher" die Last" abgeschaltet ist. Die im Transformator anfallenden Eisen- und Kupferverluste, Streuverluste usw. werden also auch in der Zeit in Kauf genommen, während der die zugehörige Last überhaupt nicht in Betrieb ist. Diese Leerlaufverluste sind zwar absolut relativ gering, sie können aber pro Zeiteinheit annähernd 50% des entsprechenden Verbrauchs pro Zeiteinheit unter Last betragen. Wenn ein derartiges Gerät immer nur kurze Zeit eingeschaltet ist, wird bei weitem der größte Teil der benötigten Energie nicht zum Betrieb, sondern zum Bereithalten der Einschaltfähigkeit des Geräts gebraucht.
Um diese Verluste herabzusetzen, können verlustarme Transformatoren eingesetzt werden. Der entsprechende Aufwand ist aber wirtschaftlich nur bei Großgeräten (mit einigen KW) sinnvoll. Bei den Kleingeräten ist man - wenn überhaupt gespart werden soll - in der Praxis bemüht, den jeweiligen Transformator bei Abschalten der Last ganz vom Netz zu nehmen. Dazu muß entweder der jeweilige Schalter zwischen Netz und Transformator liegen oder man muß den Anschluß beispielsweise durch Herausziehen eines Steckkontakts, trennen.
Es gibt in der Praxis auch schon Versuche, das Problem automatisch zu lösen, indem man in den Lastkreis einen Überwachungswiderstand setzt, der über eine elektronische Schaltung den Transformator vom Netz trennt, wenn die Last aus irgendeinem Grunde wegfällt. Energiesparschaltungen dieser Art haben den entscheidenden Nachteil, daß der Überwachungswiderstand die Leistung des Endverbrauchers, der Last, beeinflußt, also den Widerstand der Last erhöht und deren Kenndaten verändert.
Eine derartige elektrische Schaltungsanordnung ist z. B. aus der Veröffentlichung von P. Glatzel u. a "PIC-Light - Stromsparschaltung mit PIC-Controller", ELRAD 1996, Heft 3, Seiten 74-76 bekannt. Nach dem einmaligen Aktivieren der Schaltung, vorzugsweise mittels eines Lichtschalters, hält diese ihre Stromversorgung selbst aufrecht. Nach Ablauf der gewünschten Funktion - beispielsweise einer festgelegten Leuchtzeit - trennt sich die vorbekannte Schaltung vom Netz ab und ist nicht mehr in der Lage, sich selbst wieder zu aktivieren, so daß sie immer wieder primärseitig ans Netz gelegt werden muß. Außerdem wird die energieaufwendige Versorgung der umfangreichen Schaltung als nachteilig empfunden.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 18 782 A1 ist ein elektrischer Energiespeicher zur zeitweisen Speisung eines Stromkreises bekannt, bei dem parallel zum Stromkreis eine Kondensatorbatterie geschaltet ist. Der Energiespeicher dient insbesondere der exakten Ansteuerung von Drehstrommotoren mit stabilisierten Werten, wobei keine Energiesparaspekte berücksichtigt werden.
Aus der deutschen Auslegeschrift DE 24 11 344 B2 ist ein automatisches Aus- und Einschaltgerät für ein elektrisches Wechselstromnetz bekannt, das der vollständigen Trennung von Wechselstromverbrauchern vom Netz dient. Die angestrebte Trennung vom Netz wird dabei für einzelne Verbraucher oder für ein gesamtes Hausnetz mit der Absicht durchgeführt, elektromagnetische Wechselfelder, z. B. aus gesundheitlichen Gründen, zu vermeiden. Als weniger vorteilhaft anzusehen ist bei dem vorbekannten Gerät die Notwendigkeit anzusehen, ständig große Energiemengen zur Überwachung der Verbraucher bzw. für einen Lastkreis bereitzustellen, so daß keine Energieersparnis erreicht werden kann.
Schließlich ist aus der prioritätsälteren, jedoch nachveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift DE 195 37 600 A1 eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der Energieverbraucher beim Betätigen eines Tasters zugeschaltet werden. Die vorbekannte Schaltungsanordnung weist einen Kondensator auf, in dem die für die Ansteuerung eines steuerbaren Schalters notwendige Energie gespeichert wird. Einem Wechselstromlastkreis ist ein Gleichstromprüfkreis parallelgeschaltet, der sich über die Spule eines Lastrelais schließt, deren Widerstand als Überwachungswiderstand dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Netzanschluß mit Transformator zu schaffen, der die Leistung des Endverbrauchers nicht beeinflußt und trotzdem gewährleistet, daß der Transformator während der Zeit, in der die Last abgeschaltet ist, ebenfalls praktisch dauernd physisch vom Netz getrennt ist. Dadurch sollen insbesondere Energieersparnisse für Kleinnetzgeräte durch Vermeidung von Trafoverlusten erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht für den Netzanschluß eingangs genannter Art darin, daß dem Energiepuffer eine Spannungs-Puffer-Überwachung zugeordnet ist, welche Mittel zum Aktivieren des Schalters bei Abfall der im Puffer gespeicherten Energiemenge unter einen vorgegebenen Wert umfaßt und daß parallel zum Lastkreis an eine Klemme des Energiepuffers ein über die Last geschlossener Prüfkreis mit einer den Schalter bei Zuschaltung der Last aktivierenden Lastüberwachung vorgesehen ist, wobei die Lastüberwachung einen relativ zum Widerstand der Last hohen Überwachungswiderstand umfaßt.
Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Energiepuffer am lastseitigen Gleichrichterausgang über eine den Laststrom sperrende Diode angeschlossen.
Außerdem ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen dem Überwachungswiderstand und der Last eine (zweite), den Laststrom sperrende Diode geschaltet ist.
Der erfindungsgemäße Energiepuffer wird sekundärseitig (in Bezug auf den Transformator und dessen nachgeschaltete Gleichrichteranordnung) angeordnet und durch die Diode so vom Lastkreis getrennt, daß der Lastwiderstand keinen Zugriff auf den Energiepuffer hat. Der Energiepuffer wird durch die Spannungs-Puffer-Überwachung kontrolliert, das heißt die Menge der im Puffer gespeicherten Energie wird ständig überprüft.
Wenn die Spannungs-Puffer-Überwachung feststellt, daß die gespeicherte Energiemenge einen vorgegebenen Wert unterschreitet, aktiviert sie selbsttätig den auf der Primärseite des Transformators vorgesehenen steuerbaren Schalter derart, daß der Schalter schließt und den Speicher innerhalb einer kurzen Zeit, z. B. in einem Teil einer Sekunde, wieder aufgeladen wird. Erreicht bzw. überschreitet der Puffer wieder einen vorgegebenen Energieinhalt, so öffnet die Spannungs-Puffer-Überwachung den Schalter wieder selbsttätig, so daß der Transformator vom Netz getrennt wird.
Wenn passende Puffer eingesetzt werden, z. B. Kondensatoren, insbesondere Microcaps (Kondensator mit Goldfolie) mit 1 F. oder mehr, die in Bruchteilen einer Sekunde aufzuladen sind, und die ihre Ladung lange Zeit, z. B. eine viertel- bis eine eine halbe Stunde oder mehr, halten, genügt es, jeweils kurz vor Ablauf der Haltezeit - nach Messung durch die Spannungs-Puffer-Überwachung - eine kurze Aufladephase einzuschalten. Die Auflade- und Haltezeiten stehen dann in einem Verhältnis von beispielsweise 1 : 10.000. Während der Aufladezeiten wird zwar eine Leistung in Höhe der Verlustleistung des Transformators gebraucht, diese Leistung ist aber nur so kurze Zeit erforderlich, so daß der Energieaufwand für das Bereithalten der Einschaltfähigkeit des jeweiligen Geräts kaum noch meßbar ist.
Die vorhin erwähnte Lastüberwachung soll erkennen, ob eine Last (insbesondere Kurzschluß) angeschlossen ist. Der Überwachungswiderstand soll also gerade nicht im Lastkreis liegen, das heißt, er soll weder als Reihenwiderstand den Lastwiderstand erhöhen noch den Endverbraucher in seinen Kenndaten beeinflussen können. Auch die Leistung des Endverbrauchers soll in keiner Weise durch den Überwachungswiderstand beeinträchtigt werden. Das wird erreicht, weil eine Spannung an dem Überwachungswiderstand abfällt, der primärseitig angeordnete steuerbare Schalter - aus dem (jeweiligen) Energiepuffer - aktiviert und der Lastkreis an volle Spannung geschaltet wird.
Im vorstehend beschriebenen, ersten Fall erhält die Lastüberwachung ihre Energie aus dem durch die Spannungs-Pufferüberwachung kontrollierten, ersten Energiepuffer. Bei hohen Lasten, das heißt bei extrem niederohmigen Lastwiderständen, kann eine Variation der ersten Lastüberwachungs-Schaltung vorgenommen werden. In diesem Fall erhält die zweite Form der Lastüberwachung einen eigenen bzw. zweiten Energiepuffer und eine eigene zweite Diode zur Trennung vom Lastkreis. Hierzu wird parallel zum Lastkreis an eine Klemme des auf den lastseitigen Gleichrichterausgang geschalteten, zweiten Energiepuffers ein über die Last zu schließender, gesonderter Prüfkreis vorgesehen. Dieser umfaßt gegebenenfalls eine den steuerbaren Schal­ ter bei Zuschaltung einer Last aktivierende Lastüberwachung. Diese (zweite) Lastüberwachung besitzt (ebenso wie die erste) einen relativ zum Last-Widerstand hohen Überwachungswiderstand und eine den Laststrom sperrende Diode.
Vorzugsweise wird als steuerbarer Schalter ein Nullspannungs­ schalter vorgesehen. Dadurch werden gegebenenfalls Spannungs- /Stromspitzen beim primärseitigen Einschalten des Trafos ver­ mieden. Als steuerbarer Teil des Schalters kommt bevorzugt ein Optokoppler infrage. Die erfindungsgemäße Schaltung wird vor­ zugsweise in einem Steckernetzteil im engeren Sinne verwendet.
Bei der allerersten Inbetriebnahme des erfindungsgemäßen Netz­ anschlusses kann der Energiepuffer mit zugeordneter Puffer­ überwachung noch völlig leer sein. Der Energiepuffer kann dann den steuerbaren Schalter noch nicht aktivieren. Vorzugsweise wird daher zunächst zur Inbetriebnahme parallel zu dem steuer­ baren Schalter ein Initialschalter, insbesondere ein manuell zu schließender Taster oder ein elektronischer Öffner bzw. ein Relais, vorgesehen.
Eine weitere Option besteht darin, primärseitig, parallel zu dem steuerbaren Schalter ein Monoflop (monostabiler Multivi­ brator) oder dergleichen nicht stabiler Verknüpfer zu setzen und dem Netzanschluß einen Spannungsfühler mit Signalverbin­ dung zu dem Monoflop zuzuordnen. Ein Kennzeichen eines hierfür geeigneten Spannungsfühlers ist es, Signal zu geben, wenn er noch nicht oder schon längere Zeit (z. B. länger als einige Mi­ nuten) nicht mehr am Netz war. Gegebenenfalls wird der steuer­ bare Schalter kurze Zeit, z. B. einige Sekunden lang, über das Monoflop überbrückt, so daß der oder die Energiepuffer geladen werden.
Sobald der vorgenannte erste (gegebenenfalls auch der zweite) Energiepuffer geladen ist, übernimmt dieser zusammen mit der Spannungs-Pufferüberwachung die Kontrolle. Die den steuerbaren Schalter, insbesondere Nullspannungsschalter, überbrückende Initialisierung kann dann manuell oder auch automatisch abge­ schaltet werden. Bei langfristigem totalem Stromausfall kann die Initialisierung wieder erforderlich werden. Wenn solche Stromausfälle öfter vorkommen und/oder lang anhalten, ist es vorteilhaft, eine automatische Initialisierung bereitzustel­ len. In Abhängigkeit von der Spannungs-Pufferüberwachung des ersten Energiepuffers wird die Impulserzeugung/Initialisierung freigegeben; bei geladenem Energiepuffer wird die Impulserzeu­ gung/Initialisierung unterdrückt.
Anhand der schematischen Darstellung in der beiliegenden Zeichnung werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zei­ gen:
Fig. 1 eine Energiesparschaltung mit einem Energiepuf­ fer für die Spannungs-Pufferüberwachung und die Lastüberwachung;
Fig. 2 eine Energiesparschaltung wie in Fig. 1, aber mit der Lastüberwachung gesondert zugeordnetem Energiepuffer;
Fig. 3 eine Abwandlung der Primärseite von Fig. 1 oder 2; und
Fig. 4 ein Diagramm mit dem Energieverbrauch eines Netzteils; und
Fig. 1 zeigt einen Netzanschluß mit Trafo 1, dessen Primärsei­ te 2 am Netz 3 (z. B. 230 V) liegt und auf dessen Sekundärseite 4 ein Gleichrichter 5 mit sich an dessen lastseitigen Ausgang 6 anschließendem, einen Lastanschluß mit Klemmen 7 aufweisen­ dem Lastkreis 8. Die Primärseite 2 des Trafos 1 wird über ei­ nen steuerbaren Schalter, im Ausführungsbeispiel einen Null­ spannungsschalter (z. B. mit in Fig. 1 dargestelltem Opto-Kopp­ ler) 9, an das Netz 3 angeschlossen. Der Nullspannungsschalter 9 kann mit einem Initialschalter 10 überbrückt werden. Paral­ lel zum Lastkreis 8 wird auf den lastseitigen Gleichrichter­ ausgang 6 ein Energiepuffer 11 über eine den Laststrom sper­ rende Diode 12 geschaltet.
Als Energiepuffer 11 wird vorzugsweise ein Kondensator, insbe­ sondere ein Kondensator mit Goldfolie, der sich schnell aufla­ den läßt und große Energiemengen speichern kann. Dem Energie­ puffer 11 wird eine Spannungs-Pufferüberwachung 13 zugeordnet. Diese kann einen Kondensator 14 enthalten. Durch Vergleich mit dem Kondensator 14 soll die Spannungs-Pufferüberwachung 13 feststellen, ob der Energiepuffer 11 noch ausreichend Energie enthält. Wenn ein vorgegebener Wert unterschritten ist, aktiviert die Spannungs-Pufferüberwachung 13 den Nullspannungsschalter 9 über eine elektrische Leitung 15. Dadurch wird der Energiepuffer 11 mit neuer Ladung aus dem Netz versorgt. Sobald der Puffer 11 über ein vorgegebenes Minimum aufgeladen ist, schaltet die Spannungs- Pufferüberwachung 13 den Nullspannungsschalter 9 wieder (über die Leitung 15) ab.
Der Energiepuffer 11 wird sekundärseitig (auf der Sekundärseite 4 des Trafos) bzw. auf den lastseitigen Gleichrichterausgang 6 geschaltet und dabei durch die Diode 12 so vom Lastkreis 8 getrennt, daß gegebenenfalls der Lastwiderstand 16 keinen Zugriff auf den Energiepuffer 11 hat.
Die Schaltung nach Fig. 1 ermöglicht es, festzustellen, ob ein Lastwiderstand 16 an den Lastanschluß 7 angeschaltet ist oder nicht. Es kann auf diese Weise auch ein Kurzschluß ermittelt werden; auf diese Weise lassen sich Brandherde durch Überlastung oder Überhitzung bemerken. Zur Kontrolle der Last wird parallel zum Lastkreis 8 an eine Klemme 17 des Energiepuffers 11 ein über einen Lastwiderstand 16 zu schließender Prüfkreis 18 mit einer der den Nullspannungsschalter 9 bei Zuschaltung einer Last 16 aktivierenden Lastüberwachung 19 vorgesehen. Die Lastüberwachung umfaßt einen relativ zum Lastwiderstand 16 hohen Überwachungswiderstand 20 und eine den durch den Lastkreis 8 fließenden Laststrom sperrende Diode 21.
Es ist bemerkenswert, daß der Überwachungswiderstand 20 nicht im Lastkreis 8 liegt. Vielmehr liegen der Überwachungswiderstand 20 und der auch Prüfkreis genannte Meßstromkreis 18 an dem Energiespeicher 11, wobei die Diode 12 und die Diode 21 die Trennung vom Lastkreis garantieren. Zu beachten ist jedoch, daß der Meßstromkreis 18 erst durch eine eingeschaltete Last, den Lastwiderstand 16, geschlossen wird.
Wenn bei Einschalten einer Last ein Spannungsabfall an dem Überwachungswiderstand 20 eintritt, wird die Spannungs-Puffer­ überwachung 19 aktiviert und durch diese der Nullspannungs­ schalter 9 geschlossen, so daß am Lastanschluß 7 und damit im Lastkreis 8 die volle Spannung des an das Netz 3 angeschlosse­ nen Trafos 1 liegt. Im Ergebnis wird der Trafo also erst bei aktiver Lasterkennung voll ans Netz geschaltet.
Wenn bei der allerersten Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Schaltung der Energiepuffer 11 leer ist, kann er den Null­ spannnungsschalter 9 noch nicht aktivieren. Es ist vielmehr eine (einmalige) Initialisierung der Schaltung bzw. des Puf­ fers erforderlich. Hierzu wird im Ausführungsbeispiel ein In­ itialschalter 10 parallel zum Nullspannnungsschalter 9 vorge­ sehen. Sobald der Energiepuffer 11 geladen wurde, übernimmt die Spannungs-Pufferüberwachung 13 die Kontrolle und schaltet die Initialisierung über eine Wirklinie 22 ab. Von da an wird - außer bei sehr langem Netzausfall - nur noch über den Null­ spannungsschalter 9 geschaltet.
Anhand von Fig. 1 wird der erfindungsgemäße Fall dargestellt, bei dem die Lastüberwachung 19 ihre Energie aus dem ersten Energiepuffer 11 erhält. Bei extrem hohen Lasten, z. B. wenn der Lastwiderstand 16 sehr niederohmig ist, kann die Variation der Schaltung nach Fig. 2 günstig sein. In diesem Fall erhält die Lastüberwachung 19 einen eigenen, nämlich zweiten Ener­ giepuffer 23, insbesondere ausgebildet als Kondensator, wie der Energiepuffer 11. Auch der zweite Energiepuffer 23 wird nach Fig. 2 auf den lastseitigen Gleichrichterausgang 6 paral­ lel zum Lastkreis 8 über eine den Laststrom gegebenenfalls sperrende zweite Diode 24 geschaltet. Wenn der Überwachungswi­ derstand 20 des an einer Klemme 17' liegenden Prüfkreises 18' in Fig. 2 einen Spannungsabfall feststellt, gibt er (der Prüf­ kreis 18' wird wieder über die Last geschlossen) über die Wirklinie 25 ein entsprechendes Signal an den Nullspannnungs­ schalter 9. Im übrigen arbeitet die Schaltung nach Fig. 2 im Prinzip wie diejenige nach Fig. 1. Die meisten Einzelteile von Fig. 2 werden daher ebenso bezeichnet wie in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine zusätzliche Option für die Primärseite der Schaltung nach Fig. 1 oder 2. Dem Netz 3 bzw. Netzanschluß wird ein Spannungsfühler 26 zugeordnet. Dieser soll geeignet sein, Signal zu geben, wenn er - bei Einschaltung des Netzes 3 - noch nicht oder schon lange Zeit (z. B. mehr als 5 bis 30 Mi­ nuten) nicht mehr am Netz war. Der Spannungsfühler 26 besitzt nach Fig. 3 eine Signalverbindung 27 zu einem Monoflop 28, das - wenn ein entsprechendes Signal vom Fühler 26 kommt - den steuerbaren Schalter 9 - z. B. einige Sekunden lang - über­ brückt. In dieser Zeit werden die Energiepuffer 11 bzw. 23 über das Monoflop 28 wieder geladen. Das Schaltungsteil nach Fig. 3, das für einen definierten Anfangsimpuls sorgt, soll so ausgebildet werden, daß es nur agiert oder reagiert, wenn die netzseitige Spannung gefehlt hat und danach wieder ansteht.
Fig. 4 zeigt in einem Zeit/Energie-Diagramm einen Vergleich der Verluste eines herkömmlichen Netzteils mit den Verlusten bei Anwendung einer erfindungsgemäßen Schaltung. Verglichen werden die Dauer-Leerlaufverluste 31 eines herkömmlichen Netz­ teils oder Steckernetzteils oder dergleichen mit dem Energie­ aufwand bei Leerlauf in einer erfindungsgemäßen Schaltung. Die Kupfer- und Eisenverluste und sonstigen Streuverluste 31 bei einem herkömmlichen, gattungsgemäßen Netzteil liegen ungefähr in der Größenordnung der Hälfte des Last-Energieaufwands 32. Ein solches Netzteil kann oft Tage lang mit dem Netz verbunden sein, ohne daß Last abgenommen wird. In der Summe sind dann die Leerlaufverluste vielfach so groß, wie der Energiever­ brauch 32 über der Last.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung ist zwar der Energieverbrauch 33 (pro Zeiteinheit) während des Aufladens des Energiespeichers 11 annähernd ebenso groß wie der Energie­ verbrauch 32 unter Last. Die mit den kurzen Aufrüstungszeiten to der erfindungsgemäßen Schaltung zwecks Aufladens des Ener­ giespeichers 11 multiplizierten Leistungen ergeben aber einen Summen-Energieverbrauch, der gegenüber dem Energieverbrauch 31 einer herkömmlichen Schaltung vernachlässigbar klein ist.
Erfindungsgemäß wird die Energie im Energiespeicher 11 während der Aufrüstungszeiten to nachgefüllt. Auf jede Aufrüstungszeit to folgt eine Ruhezeit ts mit physischer Trennung der Schal­ tung vom Netz 3. Bei passender Auswahl des Energiespeichers 11 und den übrigen Teile ist to sehr klein gegen ts.
Schaltet man zum Zeitpunkt t1 einen Lastwiderstand 16 an die Lastklemmen 7 an, wird die Ruhezeit ts abgebrochen. Es sei an­ genommen, daß der Lastwiderstand 16 während einer Zeitdauer tL an den Lastklemmen 17 bleibt und im Zeitpunkt t2 abgeschal­ tet wird. Von dem Moment t2 beginnt eine Ruhezeit ts wieder neu zu laufen, weil ja im Zeitpunkt t2 der Energiespeicher 11 naturgemäß voll, aufgeladen war.
Es wird ein Netzanschluß mit Trafo beschrieben, dessen Primär­ seite am Netz liegt und auf dessen Sekundärseite ein Gleich­ richter vorgesehen ist. Um den Trafo während der Ruhezeiten der Schaltung physisch vom Netz zu trennen und trotzdem beim Anschalten einer Last automatisch mit dem Netz zu verbinden, wird auf den lastseitigen Gleichrichterausgang ein Energiepuf­ fer über eine den Laststrom sperrende Diode geschaltet und dem Energiepuffer wird eine Pufferüberwachung zugeordnet, welche Mittel zum Aktivieren eines zwischen Netz und Trafo vorgesehe­ nen Schalters bei Abfall der im Puffer gespeicherten Energie­ menge unter einen vorgegebenen Wert umfaßt. Außerdem wird parallel zum Lastkreis ein über die Last zu schließender Prüf­ kreis vorgesehen, der bei Abfall einer Spannung am zugehörigen Überwachungswiderstand den Schalter zwischen Netz und Trafo aktiviert.
Bezugszeichenliste
1
= Transformator
2
= Primärseite
3
= Netz
4
= Sekundärseite
5
= Gleichrichter
6
= Gleichrichterausgang
7
= Lastklemmen
8
= Lastkreis
9
= Nullspannungsschalter
10
= Initialschalter
11
= erster Energiepuffer (Hauptspeicher)
12
= Sperrdiode
13
= Spannungs-Pufferüberwachung
14
= Kondensator
15
= Leitung
16
= Lastwiderstand
17
= Klemme (
11
)
18
= Prüfkreis
19
= Lastüberwachung
20
= Überwachungswiderstand
21
= Sperrdiode
22
= Wirklinie
23
= zweiter Energiepuffer
24
= Sperrdiode
25
= Wirklinie
26
= Spannungsfühler
27
= Signalverbindung
28
= Monoflop
31
= Streuverluste
32
= Lastenergie
33
= Energieverbrauch/Zeiteinheit

Claims (10)

1. Netzanschluß mit Transformator (1), dessen Primärseite (2) über einen steuerbaren Schalter (9) am Netz (3) liegt und auf dessen Sekundärseite (4) ein Gleichrichter (5) mit sich an den lastseitigen Gleichrichterausgang (6) anschließendem, einen Lastanschluß (7) für eine Last (16) aufweisendem Lastkreis (8) vorgesehen ist, wobei parallel zum Lastkreis (8) auf den lastseitigen Gleichrichterausgang (6) ein Energiepuffer (11) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Energiepuffer (11) eine Spannungs-Puffer-Überwachung (13) zugeordnet ist, welche Mittel (14) zum Aktivieren des Schalters (9) bei Abfall der im Puffer (11) gespeicherten Energiemenge unter einen vorgegebenen Wert umfaßt und daß parallel zum Lastkreis (8) an eine Klemme (17) des Energiepuffers (11) ein über die Last (16) geschlossener Prüfkreis (18) mit einer den Schalter (9) bei Zuschaltung der Last (16) aktivierenden Lastüberwachung (19) vorgesehen ist, wobei die Lastüberwachung (19) einen relativ zum Widerstand der Last (16) hohen Überwachungswiderstand (20) umfaßt.
2. Netzanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiepuffer (11) am lastseitigen Gleichrichterausgang (6) über eine den Laststrom sperrende Diode (12) angeschlossen ist.
3. Netzanschluß nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Überwachungswiderstand (20) und der Last (16) eine den Laststrom sperrende Diode (21) geschaltet ist.
4. Netzanschluß nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Lastkreis (8) an eine Klemme eines auf den lastseitigen Gleichrichterausgang (6) über eine den Laststrom gegebenenfalls sperrende Diode (24) geschalteten, zweiten Energiepuffers (23) ein über eine Last zu schließender Prüfkreis (18') mit einer den Schalter (9) bei Zuschaltung einer Last (16) aktivierenden Lastüberwachung (19) vorgesehen ist, wobei die Lastüberwachung (19) einen relativ zum Widerstand (16) der Last hohen Überwachungswiderstand (20) und eine den Laststrom gegebenenfalls sperrende Diode (21) umfaßt.
5. Netzanschluß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiepuffer (11, 23) ein Kondensator, insbesondere ein Microcap, vorgesehen ist.
6. Netzanschluß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Schalter (9) ein Nullspannungsschalter, insbesondere mit Optokoppler, vorgesehen ist.
7. Netzanschluß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem steuerbaren Schalter (9) ein Initialschalter (10), insbesondere ein manuell zu schließender Taster oder ein elektronischer Öffner bzw. ein Relais, vorgesehen ist.
8. Netzanschluß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum steuerbaren Schalter (9) ein Monoflop (28) vorgesehen ist und daß dem Netz-Anschluß an der Primärseite des Transformators (1) ein Spannungsfühler (26) mit Signalverbindung (27) zum Monoflop (28) zugeordnet ist, der Signal gibt, wenn er noch nicht oder schon längere Zeit nicht mehr am Netz (3) war.
9. Netzanschluß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs- Pufferüberwachung (13) einen Vergleichsspeicher, insbesondere einen Kondensator (14), umfaßt.
10. Netzanschluß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Steckernetz­ teil im engeren Sinne.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008011609A1 (de) * 2008-02-28 2009-10-15 Robert Seuffer Gmbh & Co. Kg Standby-Schaltung für einen konventionellen Transformator
DE112005002910B4 (de) * 2004-11-26 2018-11-15 Mcube Technology Co., Ltd. Elektrische Schaltung mit einem Transformator, welcher als eine Dämpfungsspule dient, und Magnetstimulator mit dieser
DE102023104187A1 (de) 2023-02-21 2024-08-22 Werner Eissler Verfahren zum Betreiben eines Transformators, Vorrichtung für einen Transformator, und Transformator

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19736264C2 (de) * 1997-08-15 2001-09-27 Klemens Viernickel Energiespargerät für Haushalt und Industrie
GB0000864D0 (en) * 2000-01-15 2000-03-08 Lucas Industries Ltd Power supply refresh control
DE102007058377A1 (de) 2007-12-05 2009-06-10 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts
DE102008060274A1 (de) * 2008-12-03 2010-06-10 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Geräteanordnung umfassend ein elektronisches Gerät und ein Netzteil sowie Verfahren zum Schalten eines Netzteils
DE102010004940A1 (de) * 2010-01-18 2011-07-21 Martin Renz GmbH, 58762 Steuerung für elektrische Geräte mit Energiespeicher
DE102021122310A1 (de) 2020-08-28 2022-03-03 Liv Anke Richter Vollständig galvanisch trennende verbraucher-netz-schaltungsvorrichtung und schaltungsverfahren dazu

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2411344B2 (de) * 1974-03-09 1976-09-30 Palm, Hubert, Dr.med., 7750 Konstanz Automatisches aus- und einschaltgeraet fuer ein elektrisches wechselstromnetz, insb. hausnetz
DE19518782A1 (de) * 1994-06-08 1995-12-14 Barmag Barmer Maschf Elektrischer Energiespeicher
DE19537600A1 (de) * 1995-10-09 1997-04-24 Josef Horstmann Elektronische Schaltung zur Energieeinsparung bei Wechselspannungstransformatoren

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4051425A (en) * 1975-02-03 1977-09-27 Telephone Utilities And Communications Industries, Inc. Ac to dc power supply circuit
DE2836325A1 (de) * 1978-08-19 1980-02-28 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur erzeugung einer niederspannung aus einer hoeheren spannung mit wechselspannungsanteil
DE19530594C1 (de) * 1995-08-21 1996-09-26 Hansjuergen Dipl Phys Dreuth Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren des Energieverbrauchs bei einem durch einen Spannungswandler versorgten Elektrogerät

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2411344B2 (de) * 1974-03-09 1976-09-30 Palm, Hubert, Dr.med., 7750 Konstanz Automatisches aus- und einschaltgeraet fuer ein elektrisches wechselstromnetz, insb. hausnetz
DE19518782A1 (de) * 1994-06-08 1995-12-14 Barmag Barmer Maschf Elektrischer Energiespeicher
DE19537600A1 (de) * 1995-10-09 1997-04-24 Josef Horstmann Elektronische Schaltung zur Energieeinsparung bei Wechselspannungstransformatoren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GLATZEL, P. (u.a.): PIC-Light, Stromsparschaltung mit PIC-Controller, In: ELRAD, 1996, H. 3, S. 74, 76 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005002910B4 (de) * 2004-11-26 2018-11-15 Mcube Technology Co., Ltd. Elektrische Schaltung mit einem Transformator, welcher als eine Dämpfungsspule dient, und Magnetstimulator mit dieser
DE102008011609A1 (de) * 2008-02-28 2009-10-15 Robert Seuffer Gmbh & Co. Kg Standby-Schaltung für einen konventionellen Transformator
DE102023104187A1 (de) 2023-02-21 2024-08-22 Werner Eissler Verfahren zum Betreiben eines Transformators, Vorrichtung für einen Transformator, und Transformator

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