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Anlage zur Patentanmeldung Elektronischer Temperaturregler für eine
Kühl- bzw. Heizvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Temperaturregler
für eine Kühl- bzw. Heizvorrichtung mit einem, ein Relais steuernden Spannungsdiskriminator,
dessen Eingangstransistor mit seiner Basis an einem Spannungsteiler liegt, der von
einem temperaturabhängigen Widerstand und mindstens einem weiteren, vorzugsweise
einstellbaren Widerstand gebildet ist, sowie mit einer in Reihe zu einem liiderstana-geschalte-ten
Zenerdiode zur Erzeugung einer rechteckförmigen Spannung, deren Impulsfolge der
Netzfrequenz entspricht.
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Bei bekannten elektronischen Temperaturreglern dieser Art wird beim
Erreichen einer vorbestimmten Temperatur der Eingangstransistor des Spannungsdiskriminators
durch die vom Spannungsteiler hervorgerufene Spannung angesteuert. Das Schaltrelais
schaltet die Kühl- bzw. Heizvorrichtung.ein oder aus. Dadurch wird die vom temperaturabhängigen
Widerstand gemessene Temperatur wieder in Richtung auf ihren ursprünglichen Wert
verändert.
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Beim Erreichen der die Ansteuerung des Eingangstransistors bewirkenden
Spannung wird das Relais wieder umgesteuert. Die Ein-und Ausschalttemperatur hat
dabei annäbernd denselben Wert, so daß sich unmittelbar aufeinanderfolgende kurze
Ein- und Ausschaltzeiten fiir die Kühl- bzw. Heizvorrichtung ergeben. Ein derartiger
Regler kann fitr eine mit einem Kompressor betriebene Kühleinrichtung nicht verwendet
werden, da derartig kurze Schaltzeiten für den Kompressor schadhaft sind.
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Es sind deshalb für diese Kühleinrichtungen Regler mit verschiedenen
Ein- und Ausschalttemperaturen notwendig, so daß sich längere Ein- und Ausschaltzeiten
ergeben. Bei Verwendung eines Verstärkers, der seinen Sollwert nicht umschaltet,
müssen zwei vollkommen getrennte Reglersysteme eingesetzt werden, die mit verschiedenen
Temperaturfühlern arbeiten.
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Dies ist jedoch -sehr aufwendig und teuer, so daß bisher auch fast
ausschließlich mechanische Temperaturregler eingesetzt worden sind. Bs ist zwar
denkbar, einen elektronischen Regler mit Sollwertumschaltung des Verstärkers einzusetzen.
Dieser
Verstärker ist jedoch nicht an einer rechteckförmigen Impulsspannung
ZU betreiben.
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Der Erfindung liegt nun die Aufagbe zugrunde, einen an einer rechteckförmigen
Impulsspannung betreibbaren elektronischen Temperaturregler so auszubilden, daß
mit einem einzigen Reglersystem unterschiedliche Schaltter.peraturen ermöglicht
werden.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Relais einen
Kontakt aufweist, der dem Spannungsteiler zugeordnet ist und beim Umschalten des
Relais den Widerstandswert des einen Teiles des Spannungsteilers verändert.
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binde vorteilhafte Ausgestaltung des Temperaturreglers liegt darin,
daß parallel zur Relaisspule eine Diode sowie eine Reihenschaltung aus einem ohrnschen
Widerstand und einen Kondensator liegt. Dadurch ist es möglich, das Relais ebenfalls
mit der an der Zenerdiode gewonnenen rechteckförmigen Impuls-Spannung zu betreiben
und ein aüfwendiges Netzteil mit einem Transformator, einem Gleichrichter sowie
einer Siebeinrichtung einzusparen.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ein elektronischer Temperaturregler anhand eines Schaltbildes veranschaulicht.
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Mi.t 1 und. 2 sind zwei Leitungen des elektronischen. Temperatur reglers
bezeichnet, an die eine Netzspannung mit ihren Polen R und .Np. anschließbar ist.
Zwischen die beiden Leitungen 1 und 2 ist eine Zenerdiode 3 geschaltet, die in Verbindung
mit einem in der Leitung 1 liegenden Vorschaltwiderstand 4 eie rechteckförmige Impulsspannung
hervorruft. Der Vorschaltwiderstand 4 besteht aus einem ohmschen Widerstand mit
einer in Reihe dazu geschalteten Diode. Dabei kann als ohmscher Widerstand eine
Heizwicklung der ICühl- bzw. Heizvorrichtung verwendet werden.
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Als Vorschaltwiderstand kann auch eine Parallelschaltung eines ohmschen
Widerstandes mit einem Kondensator oder nur ein Kondensator dienen. Dadurch wird
die Verlustleistung gegenüber einem rein ohmschen Widerstand erheblich herabgesetzt.
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Ebenfalls an den Leitungen 1 und 2 liegt parallel zur Zenerdiode 3
ein Spannungsteiler, der von einem temperaturabhängigen Widerstand (NTO) 5, einem
einstellbaren Widerstand 6 sowie einem Festwiderstand 7 gebildet wird. Dein Spannungsteiler
ist ein Spannungsdiskriminator zugeordnet, der aus zwei Transist-oren 8 und 9, einer
Zenerdiode 10 sowie zwei Widerständen 11 und 12 besteht. Der Spannungsdiskriminator
steuert ein Relais mit zwei Schaltkontakten 13 und 14 sowie einer Erregerwicklung
15, zu ae eine Diode 16 sowie eine Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand
17 und einem Kondensator 18 parallel geschaltet sind.
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Der temperaturanhängige Widerstand 5 ist mit seinem einen Ende an
die Leitung 1 angeschlossen und mit seinem anderen Ende über eine Leitung 19 mit
dem einen Ende des )?estwiderstandes 7 verbunden. Zwischen das andere Ende des Festwiderstandes
7 und die Leitung 2 ist der einstellbare Widerstand 6 gelegt, zu dem der als Schließer
ausgebildete Kontakt 14 des Relais parallel geschaltet ist. An die Verbindungsleitung
19 ist eine Leitung 20 angeschlossen, die mit dem einen Ende der Zenerdiode 10 verbunden
ist, deren anderes Ende- an die Basis des Transistors 8 angeschlossen ist. Der Emitter
dieses Transistors 8 ist mit der Leitung 2 und der Kollektor über den Widerstand
12 mit der Leitung 1 verbunden. Ebenfalls an den Kollektor des Transistors 8 is-t
die Basis des Transistors 9 angeschlossen, dessen Emitter an die Leitung 2 und dessen
Kollektor am einen Ende der Erregerwicklung 15 liegt, deren anderes Ende mit der
Leitung 1 verbunden ist. Über den Widerstand 11 ist der Kollektor des Transistors
9 außerdem an die Leitung 20 angeschlossen.
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An dem aus Vorschaltwiderstand 4 und Zenerdiode 3 gebildeten Spannungsteiler
liegt die volle Netzspannung an. Die an der Zenerdiode abfallende rechteckförmige
Impulsspannung wird zum Betriben des elektronischen Temperaturreglers verwendet,
wobei die Leitung 1 positives und die Leitung 2 negatives Potential aifweist. Ist
die am Widerstand 5 anliegende Temperatur höher als die vorgesehene, mit dem Widerstand
6 eingestellte Ausschalttemperatur, so lieg-t an der Basis des
8
Transistors/eine Spannung, die in der Lage ist, diesen durchzusteuern, so daß der
Transistor 9 nicht durchgesteuert ist.
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Die Erregerwicklung 15 des Relais iet damit ausgeschaltet, wobei der
als Ruhekontakt ausgelegte Schaltkontakt 13 geschlos sen ist, der im Stromkreis
eines Kühl-Kompressors 21 liegt, während der Kontakt 14 geöffnet ist Beim Absinken
der Temperatur nimmt der Widerstandswert des -Widerstandes 5 zu, dadurch nimmt die
an der Basis des Transistors 8 liegende Teilspannung ab, bis beim Erreichen der
vorgesehenen Ausschalttemperatur die Spannung erreicht -ist, die den Transistor
8 sperrt. Sobald der Transistor 8 gesperrt ist, wird der Transistor 9 durchgesteuert.
Das Relais spricht an, schaltet über den Kontakt 13 den Kühl-Kompressor aus und
über den Kontakt 14 den Widerstand 6 kurz. Dabei wird das Widerstandsverhältnis
des Spannungsteils derart verändert, daß die an der Basis des Transistors 8 anliegende
Spannung noch weiter ins Negative verändert wird. Erst beim Erreichen einer Temperatur,
die fe.st eingestellt ist und die zur der Ausschalttemperatur des Kühl-Kompressors
liegt, ist der Widerstandswert des NTC-'iaTiderstandes 5 so klein, daß der Transistor
8 durchgesteuert und der Transistor 9 gesperrt ist. Bei dieser sogenannten Binschalttemperatur
ist das Relais abgefallen und der Kühl-Kompressor über den Ruhekontakt 13 wieder
eingeschaltet.
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In die Leitung 20 kann, wie in der Zeichnung angedeutet, eine Diode
22 eines logischen Oder-Verknüpfungsgliedes eingeschaltet sein, dessen zweite Diode
23 an einen
Spannungsteiler angeschlossen ist. Dieser Spannungsteiler
besteht aus einem Festwiderstand 24 und einem temperaturabhängigen Widerstand (PTC)
25, der ir der Motorwicklung des Kühl-Kompressors angeordnet ist und dessen Wicklungstemperatur
überwacht. Dadurch ist der elektronische Temperaturregler gleichzeitig als Motorschutzschalter
gegen übermäßige Brwärmung verwendet.