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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Stromunterbrechungsvorrichtung, insbesondere
für Netzstrom.
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Stand der Technik
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Elektrische
Geräte,
wie Fernsehgerät,
Klimaanlage, Mikorwelle, Waschmaschine usw., befinden sich im Wartezustand,
wenn ihr Stecker nach Ausschalten in der Steckdose steckenbleibt.
Der Stromverbrauch der einzelnen elektrischen Geräte im Wartezustand
ist zwar sehr klein, wie 0,1 bis 4.2 W von Fernsehgerät, 0,1 bis
4,2 w von Mikrowelle, 0,04 bis 14,9 W von Sternanlage, läßt sich
der gesamte Stromverbrauch jedoch nicht vernachlässigen.
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Um
dieses Problem zu lösen,
soll der Stecker beim Nichtgebrauch des elektrischen Gerätes aus
der Steckdose ausgezogen werden. Das häufige Einstecken und Ausziehen
des Steckers kann jedoch zu einer Funkenbildung oder einem Stromlecken
führen.
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Aus
diesem Grund hat der Erfinder in Anbetracht der Nachteile herkömmlicher
Lösungen,
basierend auf langjähriger
Erfahrung in diesem Bereich, nach langem Studium, zahlreichen Versuchen
und unentwegten Verbesserungen die vorliegende Erfindung entwickelt.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromunterbrechungsvorrichtung
zu schaffen, die mit einer Stromquelle und dem Stromanschluß eines
elektrischen Gerätes
verbunden ist, bestehend aus einem Leistungsretriever, einem Vergleicher,
einem Zeitzähler
und einem Schalter, wobei der Leistungsretriever einen ersten Referenzspannungswert einstellen
kann, der einer vorbestimmten Leistungsschwelle entspricht; der
Vergleicher den ersten Referenzspannungswert mit einem zweiten Referenzspannungswert
vergleicht, der der Arbeitsleistung des elektrischen Gerätes entspricht;
der Zeitzähler die
Stromunterbrechungszeit zählt,
wenn der zweite Referenzspannungswert kleiner ist als der erste
Referenzspannungswert; und der Schalter die elektrische Verbindung
mit der Stromquelle unterbricht, wenn die gezählte Zeit eine vorgegebene
Stromunterbrechungszeit überschreitet.
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Dadurch
kann beim Wartezustand eine Stromsparung erreicht werden. Zudem
kann eine Funkenbildung oder ein Stromlecken vermieden werden.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den
anliegenden Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ein
Schaltplan des ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
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2 eine
schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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1 zeigt
das erste Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Stromunterbrechungsvorrichtung 1,
die für
alle elektrische Geräte
geeignet ist und mit einer Stromquelle und dem Stromanschluß des elektrischen
Gerätes
verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Stromunterbrechungsvorrichtung
im elektrischen Gerät
angeordnet und mit der Steuerschaltung des elektrischen Gerätes verbunden,
wodurch das elektrische Gerät über die
Stromunterbrechungsvorrichtung mit Strom versorgt wird. Die Stromunterbrechungsvorrichtung 1 besteht
aus einem Eingang 101, einem Ausgang 103, einer
Sicherung 105, einem Zweiweg-Brückengleichrichter 107,
einer Zener-Diode 109, einem Filterkondensator 111,
einem Zeitzähler 113,
einem Transformator 115, einem Leistungsretriever 117,
einem Vergleicher 119, einem Transistor 121 und
einem Schalter 123. Der Schalter 123 umfaßt einen Druckknopf 125 und
ein Relais 127. Der Zeitzähler 113 umfaßt einen
Strom-Port 129, einen Reset-Port 131 und einen
Ausgang 133. 1 zeigt einen Schaltplan der
Stromunterbrechungsvorrichtung 1.
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Wenn
der Stecker des elektrischen Gerätes in
eine Steckdose von 110 V AC gesteckt wird, fließt der Netzstrom durch den
Eingang 101 in die Stromunterbrechungsvorrichtung. Die
Sicherung 105 dient zum Schutz gegen Überstrom.
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Zum
Einschalten des elektrischen Gerätes muß der Benutzer
zunächst
den Druckknopf 125 und dann den Schalter des elektrischen
Gerätes
drücken. Dadurch
fließt
der Netzstrom durch den Ausgang 103 in die Steuerschaltung
des elektrischen Gerätes. Gleichzeitig
fließt
der Netzstrom in den Zweiweg-Brückengleichrichter 107.
Im vorliegenden Ausführungsbeispielweist
der Zweiweg-Brückengleichrichter 107 einen
ersten Eingang 135, einen zweiten Eingang 137,
eine Erdung 139 und einen Ausgang 141 auf. Der
Netzstrom fließt
durch den ersten und zweiten Eingang 135, 137 ein
und wird dann von den inneren Dioden gleichgerichtet, wodurch aus
dem Ausgang 141 ein Gleichstrom 102 von 12 V ausfließt. Daher kann
der Zweiweg-Brückengleichrichter 107 den Netzstrom
in einen Gleichstrom von 12V umwandeln.
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Die
Zener-Diode 109 dient zur Spannungsstabilisierung des Stroms
von 12 V aus dem Zweiweg-Brückengleichrichter 107.
Nach Filtern in dem Filterkondensator 111 fließt der Gleichstrom
in den Strom-Port 129 des Zeitzählers 113, den Strom-Port des
Vergleichers 119, den Leistungsretriever 117 und den
Emitter des Transistors 121. Der Transistor 121 ist
ein PNP-Transistor.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
umfaßt der
Leistungsretriever 117 einen variablen Widerstand. Der
Vergleicher 119 kann ein Rechenverstärker sein. Der Transformator 115 wandelt
die Spannung in eine für
den Betrieb des Rechenverstärkers erforderliche
Spannung um, durch die der Rechenverstärker einenzweiten Referenzspannungswert
erhält.
Der varialbe Widerstand des Leistungsretriever 117 liefert
einen ersten Referenzspannungswert an den Rechenverstärker. Der
erste Referenzspannungswert entspricht einer vorbestimmten Leistungsschwelle,
die durch den variablen Widerstand eingestellt werden kann. Wenn
die Warteleistung 3 W und die Arbeitsleistung des elektrischen Gerätes 7 W
beträgt,
kann der erste Referenzspannungswert 104 derart verstellt
werden, dass die entsprechende Leistungsschwelle 5 W beträgt. Der
Rechenverstärker dient
zum Vergleichen der beiden Referenzspannungswerte. Bei Betrieb des
elektrischen Gerätes
ist der zweite Referenzspannungswert größer als der erste Referenzspannungswert,
da die Arbeitsleistung höher
ist als die Leistungsschwelle, wodurch der Rechenverstärker ein
Resetsignal 108 mit hohem Pegel an den Reset-Port 131 des
Zeitzählers 113 sendet, der
somit wiederholt resettet wird.
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Da
der Zeitzähler 113 wiederholt
resettet wird, überschreitet
die gezählte
Zeit des Zeitzählers 113 eine
vorgegebene Stromunterbrechungszeit, wie 10 Minuten, nicht. Daher
sendet der Ausgang 133 des Zeitzählers 113 ein Signal
mit niedrigem Pegel an die Basis des Transistors 121, der
somit in Durchlaßrichtung
gepolt, wodurch ein Strom 110 durch den Kollektor des Transistors 121 in
das Relais 127 des Schalters 123 fließt, das
somit geschlossen wird, so dass die Stromunterbrechungsvorrichtung 1 im
Einschaltzustand gehalten wird. D.h. bei Betrieb des elektrischen
Gerätes
sendet der Vergleicher wiederholt ein Resetsignal 108 an
den Zeitzähler 113,
da der zweite Referenzspannungswert 106 größer ist als
der erste Referenzspannungswert 104, wodurch der Zeitzähler 113 wiederholt
resetten wird, so dass die Stromunterbrechungsvorrichtung 1 kontinuierlich das
elektrische Gerät
mit Strom versorgt.
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Wenn
der Benutzer den Schalter des elektrischen Gerätes drückt und dieses ausschaltet,
tritt das elektrische Gerät
in den Wartezustand. Dabei fließt
der Netzstrom 103 fortlaufend aus dem Ausgang 103 und
in den Brückgleichrichter 107.
Der Brückgleichrichter 107 wandelt
den Netzstrom in den Gleichstrom 102 um, der dann durch
die Spannungsstabilisierung in der Zener-Diode 109 in den
Zeitzähler 113,
den Leistungsretriever 117, den Vergleicher 119 und
den Emitter des Transistors 121 fließt.
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Der
Rechenverstärker
vergleicht den ersten und zweiten Referenzspannungswert 104, 106.
Da der zweite Referenzspannungswert 106 beim Wartezustand
kleiner ist als der erste Referenzspannungswert 104, sendet
der Rechenverstärker
ein Resetsignal 108 mit niedrigem Pegel an den Reset-Port 131 des
Zeitzählers 113,
der somit die Zeit zählt.
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Wenn
die gezählte
Zeit des Zeitzählers 113 die
vorgegebene Stromunterbrechungszeit, wie 10 Minuten, überschreitet,
sendet der Ausgang 133 des Zeitzählers 113 ein Signal
mit hohem Pegel an die Basis des Transistors 121, der somit
in Sperrrichtung gepolt wird, wodurch kein Strom in das Relais 127 fließt, das
somit geöffnet
wird, so dass die Stromunterbrechungsvorrichtung keinen Strom an
das elektrische Gerät
liefert.
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Wenn
der Benutzer innerhalb der vorgegebenen Stromunterbrechungszeit
das elektrische Gerät
wieder einschaltet, sendet der Ausgang 133 des Zeitzählers 113 wieder
ein Signal mit niedrigem Pegel an die Basis des Transistors 121,
der somit in Durchlaßrichtung
gepolt wird, wodurch der Strom 110 durch den Kollektor
des Transistors 121 in das Relais 127 des Schalters 123 fließt, das
somit geschlossen wird, so dass die Stromunterbrechungsvorrichtung 1 im
Einschaltzustand gehalten wird.
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Wenn
der Benutzer den Druckknopf 125 der Stromunterbrechungsvorrichtung 1 drückt, aber
den Schalter des elektrischen Gerätes nicht innerhalb der vorgegebenen
Stromunterbrechungszeit drückt,
unterbricht die Stromunterbrechungsvorrichtung 1 die Stromversorgung.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann der Zweiweg-Brückengleichrichter 107 das
Produkt RS405 von Leshan Radio Company sein. Der Zweiweg-Brückengleichrichter 107 kann
auch ein herkömmlicher
Zweiweg-Brückengleichrichtermit
vier Dioden sein. Der Zeitzähler 113 kann
das binäres Produkt
4060 oder 4020 mit 14 Bits von Fairchild Semiconductor Company,
Mikroprozessor, Einzelchip oder andere Ics mit Zählfunktion sein.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann die Stromunterbrechungsvorrichtung 1 separat ausgebildet,
wobei der Stecker des elektrischen Gerätes mit dem Ausgang 103 der
Stromunterbrechungsvorrichtung und der Eingang 101 der
Stromunterbrechungsvorrichtung mit der Steckdose verbunden ist.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann der Druckknopf 125 auf eine Fernbedienung des elektrischen
Gerätes
angebracht sein und die Stromunterbrechungsvorrichtung 1 drahtlos
steuern. Diese drahtlose Übertragung
kann eine Ultraschall-, Infrarot- oder andere Übertragung sein. Das Relais 127 kann
ein gesteuerter Siliziumgleichrichter (SCR) sein.
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2 zeigt
das zweite Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei die Stromunterbrechungsvorrichtung 2,
die wie Stromunterbrechungsvorrichtung 1 aufgebaut ist,
im Gehäuse 23 der
Steckdose 21 des Netzstroms 20 angeordnet ist.
Der Netzstrom fließt somit
durch die Stromunterbrechungsvorrichtung 2 in die Steckdose 21.
Wenn der Stecker des elektrischen Gerätes in die Steckdose 21 gesteckt
wird, kann es durch die Stromunterbrechungsvorrichtung 2 den Strom
sparen. Der Druckknopf 25 des Schalters (nicht dargestellt)
der Stromunterbrechungsvorrichtung 2 ist an der Fronplatte 27 der
Steckdose 21 angeordnet. Selbstverständlich kann die Stromunterbrechungsvorrichtung 1, 2 auch
im Netzgerät
des elektrischen Gerätes
angeordnet sein.
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Der
Vergleicher und der Zeitzähler
können auch
vollmechansich oder halbmechanisch ausgebildet sein.
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Die
vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und
des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen
und Modifikationen gehören
zum Schutzbereich dieser Erfindung.