DE202006014008U1

DE202006014008U1 - Schwellenstromschutzschalter

Info

Publication number: DE202006014008U1
Application number: DE202006014008U
Authority: DE
Original assignee: SUN LITE SOCKETS INDUSTRY Inc; SUN-LITE SOCKETS INDUSTRY Inc KUEI SHAN
Current assignee: SUN LITE SOCKETS INDUSTRY Inc; SUN-LITE SOCKETS INDUSTRY Inc KUEI SHAN
Priority date: 2006-08-15
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2016-09-09
Also published as: US20080043392A1; JP3127309U; TWM308483U

Abstract

Schwellenstromschutzschalter, aufweisend eine Schaltungsvorrichtung, die aufweist:
ein Relais (2), das elektrisch mit einem Verbraucher (1) verbunden ist;
eine Abtast-Halte-Schaltung (4), die eine Gegeninduktivität (6) und einen ersten Operationsverstärker (8) beinhaltet, die Gegeninduktivität eine erste Windung (10) und eine zweite Windung (12) enthält und die erste Windung elektrisch mit dem Relais und dem Verbraucher verbunden ist;
eine Vergleichs- und Ausführungsschaltung (14), die zum Empfang eines Signals von der Abtast-Halte-Schaltung benutzt wird und elektrisch mit dem Relais verbunden ist, wobei die Vergleichs- und Ausführungsschaltung mehrere zweite Operationsverstärker zur Verarbeitung des Signals von der Abtast-Halte-Schaltung beinhaltet, und ein Steuerelement (16) zur Steuerung des Relaisbetriebs entsprechend dem Betrieb der Operationsverstärker zur An- und Abschaltung des Relais.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwellenstromschutzschalter.
Herkömmliche Schwellenstromschutzschalter sind zur Detektion schwacher elektrischer Signale in einer Rauschumgebung ungeeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwellenstromschutzschalter zu schaffen, der sich zur Detektion schwacher elektrischer Signale in einer Rauschumgebung eignet.
Diese Aufgabe wird durch einen Schwellenstromschutzschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Vorteil des erfindungsgemäßen Schwellenstromschutzschalters ist, dass mit diesem ein Schwellenstromschutz durch Messung der Stärke des durch einen Verbraucher durchlaufenden Stroms erreicht wird.
Im Folgenden werden die weiteren Merkmale und konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausbildungsbeispiels der Erfindung,
2 zeigt einen Schaltungsaufbau des Ausbildungsbeispiels der Erfindung,
3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Ausbildungsbeispiels der Erfindung,
4 zeigt eine Querschnittdraufsicht von 3.
Bezugnehmend auf die 1 und 2 weist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwellenstromschutzschalters eine Schaltungsvorrichtung auf, die ein Relais 2, eine Abtast-Halte-Schaltung 4 sowie eine Vergleichs- und Ausführungsschaltung 14 aufweist.
Das Relais 2 ist elektrisch mit einem Verbraucher 1 verbunden.
Die Abtast-Halte-Schaltung 4 beinhaltet eine Gegeninduktivität 6 und einen Operationsverstärker 8 wie beispielsweise einen U2A. Die Gegeninduktivität enthält eine Primärwindung 10 und eine Sekundärwindung 12. Die Primärwindung 10 ist elektrisch mit dem Relais 2 und dem Verbraucher 1 verbunden. Die Sekundärwindung 12 hat einen Mittelabgriff und ist geerdet.
Die Vergleichs- und Ausführungsschaltung 14 empfängt ein Signal von der Abtast-Halte-Schaltung 4 und ist elektrisch mit dem Relais 2 verbunden. Die Vergleichs- und Ausführungsschaltung 14 beinhaltet Operationsverstärker U2B, U2C und U2D sowie ein Steuerelement 16. Die Operationsverstärker U2B, U2C und U2D verarbeiten das Signal von der Abtast-Halte-Schaltung 4. Das Steuerelement 16 steuert den Betrieb des Relais 2 entsprechend dem Betrieb der Operationsverstärker U2B, U2C und U2D zur An- und Abschaltung des Relais 2. Das Steuerelement 16 besteht aus einem gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR).
Die Abtast-Halte-Schaltung 4 enthält desweiteren einen RC-Tiefpaßfilter 5, der aus Widerständen R6 und R7 sowie Kondensatoren C9 und C10 besteht, um unterschiedliche eintertende Interferenzsignale mit hohen Frequenzen zu filtern.
Die Abtast-Halte-Schaltung 4 enthält desweiteren einen Differenzoperationsverstärker, der aus Widerständen R6, R7, R8 und R9 sowie einem Kondensator C11 und dem Operationsverstärker 8 besteht. Der Differenzoperationsverstärker kann ein Differenzmodensignal verstärken und ein Gleichtaktsignal unterdrücken. Das Gleichtaktsignal bringt einen Temperaturanstieg sowie ein Umgebungsrauschen mit sich. Dadurch hat der Differenzoperationsverstärker eine höhere Leistungsfähigkeit, schwächere elektrische Signale in der Geräuschumgebung aufzunehmen, ohne durch den Temperaturanstieg beeinträchtigt zu sein. Der Differenzoperationsverstärker erhält ein Signal von dem RC-Tiefpassfilter 5. Der Kondensator ist vorzugsweise ein Miller-Kondensator, um eine Signalphasenverschiebung auszugleichen, die durch den Betrieb und die Verstärkung erzeugt wird.
Der Schwellenstromschutzschalter weist desweiteren eine erste Spannungsversorgung 18 und eine zweite Spannungsversorgung 20 auf. Die erste Spannungsversorgung 18 enthält eine elektrische Spannung von 30 V Wechselspannung, die an dem Relais 2 anliegt. Die zweite Spannungsversorgung 20 enthält eine elektrische Spannung von 15 V Wechselspannung, die an den Operationsverstärkern U2B, U2C und U2D anliegt.
Der Schwellenstromschutzschalter weist desweiteren eine Verzögerungsschaltung 22 auf, die zwischen der Abtast-Halte-Schaltung 4 und der Vergleichs- und Ausführungsschaltung 14 eingebunden ist und eine Diode D8, einen Widerstand R10 und einen Kondensator C12 aufweist, um ein Signal zu empfangen, das von dem Differenzoperationsverstärker verstärkt worden ist. Die Verzögerungsschaltung 22 wandelt ein Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal um, um als Vergleichssignal zu dienen. Zusätzlich wird die von den VCC, R15, VR1, R14 und R17 erzeugte Basisspannung um eine bis vier Sekunden verzögert.
Während des Betriebs ist die Sekundärwindung 12 von einer Spannungsempfindlichkeit, deren Größe auf den durch die Primärwindung 10 und den Verbraucher 1 durchgehenden Strom reagiert. Wenn der Verbraucher 1 in Betrieb ist, wird der Strom die Primärwindung 10 durchlaufen. Die Sekundärwindung 12 hat einen Mittelabgriff und ist geerdet, so dass das Spannungsempfindlichkeitssignal ein ideales Differenzmodensignal darstellt, das von dem RC-Tiefpassfilter 5 gefiltert wird. Anschließend wird das gefilterte ideale Differenzmodensignal von dem Differenzoperationsverstärker verstärkt. Dann wird das verstärkte ideale Differenzmodensignal durch die Verzögerungsschaltung 22 in die Vergleichs- und Ausführungsschaltung 14 geschickt. Dadurch kann der Schwellenstromschutzschalter einen Schwellenstromschutzzweck durch Messung der Stärke des durch den Verbraucher 1 durchlaufenden Stroms erreichen.
Wenn die Leistung des Verbrauchers nicht größer als 190 W ist, wird der Verbraucher angeschaltet und der Schwellenstromschutzschalter wird in einen initialen Zustand versetzt. Beispielsweise emittiert eine erste Licht emittierende Diode D9 grünes Licht, um anzuzeigen, dass der Verbraucher 1 angeschaltet ist. Sobald die Leistung am Verbraucher 190 W übersteigt, wird der Schwellenstromschutzschalter etwa eine bis vier Sekunden zögern, bis er die Verbindung zwischen Verbraucher 1 und Hauptstromversorgung schließen, um den Verbraucher 1 abzuschlten. Die erste Licht emittierende Diode D9 wird gelöscht und eine zweite Licht emittierende Diode D2 emittiert rotes Licht, um anzuzeigen, dass der Verbraucher 1 ausgeschaltet ist.
Bezugnehmend auf die 1 bis 4 weist der Schwellenstromschutzschalter eine Leiterplatine auf, die aus den in 2 gezeigten Schaltungsbauteilen besteht, sowie ein Gehäuse 42, dessen Innenseite mit einer Verschlußnut 43 ausgebildet ist, eine obere Abdeckung 30, die mit dem Gehäuse 42 durch Gewindekörper 44 verbunden ist und auf einer ersten Seite mit einer Aufnahmebohrung 32 ist und auf einer zweiten Seite mit zwei Durchgangsbohrungen 33 zur Herausstellung der Licht emittierenden Dioden D9 und D2 ausgebildet ist, einem Schaltungsglied 40, das in der Verschlußnut 43 montiert ist, einen Druckknopf 34, der beweglich in der Aufnahmebohrung 32 montiert ist und bewegbar ist, um das Schaltungsglied 40 zu berühren und ein elastisches Glied 38, montiert auf dem Schaltungsglied 40 und zwischen dem Druckknopf 34 und dem Schaltungsglied 40 eingespannt ist. Der Druckknopf 34 ragt teilweise aus der Aufnahmebohrung 32 heraus und hat eine Umgebungswandung, die mit einer kreisförmigen Lippe 36 ausgebildet ist, die so bewegbar ist, dass sie auf der Bodenwandung der Aufnahmebohrung 32 aufliegt. Die Innenseite des Schaltungsgliedes 40 enthält das Relais 2. Beim Zusammenbau wird das Schaltungsgliedes 40 zunächst mit der Leiterplatine verbunden. Dannn wird das Schaltungsgliedes 40 in die Verschlussnut 43 eingesetzt und die Leiterplatine wird ins Gehäuseinnere eingesetzt.

Claims

Schwellenstromschutzschalter, aufweisend eine Schaltungsvorrichtung, die aufweist: ein Relais (2), das elektrisch mit einem Verbraucher (1) verbunden ist; eine Abtast-Halte-Schaltung (4), die eine Gegeninduktivität (6) und einen ersten Operationsverstärker (8) beinhaltet, die Gegeninduktivität eine erste Windung (10) und eine zweite Windung (12) enthält und die erste Windung elektrisch mit dem Relais und dem Verbraucher verbunden ist; eine Vergleichs- und Ausführungsschaltung (14), die zum Empfang eines Signals von der Abtast-Halte-Schaltung benutzt wird und elektrisch mit dem Relais verbunden ist, wobei die Vergleichs- und Ausführungsschaltung mehrere zweite Operationsverstärker zur Verarbeitung des Signals von der Abtast-Halte-Schaltung beinhaltet, und ein Steuerelement (16) zur Steuerung des Relaisbetriebs entsprechend dem Betrieb der Operationsverstärker zur An- und Abschaltung des Relais.
Schwellenstromschutzschalter nach Anspruch 1, wobei die Abtast-Halte-Schaltung desweiteren einen RC-Tiefpaßfilter (5) beinhaltet, der aus Widerständen und Kondensatoren besteht.
Schwellenstromschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abtast-Halte-Schaltung desweiteren einen Differenzoperationsverstärker beinhaltet, der aus Widerständen, einen Kondensator und dem ersten Operationsverstärker besteht.
Schwellenstromschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schaltungsvorrichtung desweiteren eine Verzögerungsschaltung (22), die zwischen der Abtast- Halte-Schaltung und der Vergleichs- und Ausführungsschaltung eingebunden ist sowie eine Diode, einen Widerstand und einen Kondensator aufweist.
Schwellenstromschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, desweiteren aufweisend: ein Gehäuse (42), dessen Innenseite mit einer Verschlußnut (43) ausgebildet ist; eine Leiterplatine, hergestellt aus der Schaltungsvorrichtung und im Innern des Gehäuses angebracht; eine obere Abdeckung (30), die mit dem Gehäuse verbunden ist und auf einer ersten Seite mit einer Aufnahmebohrung (32) ausgebildet ist; einem Schaltungsglied (40), das in der Verschlußnut montiert sind; ein Druckknopf (34), der beweglich in der Aufnahmebohrung montiert ist und beweglich ist, um das Schaltungsglied zu berühren; ein elastisches Glied (38), montiert auf dem Schaltungsglied und zwischen dem Druckknopf und dem Schaltungsglied eingespannt ist.