DE2024004A1 - Switching circuit for conducting a current from an AC power source to a load - Google Patents
Switching circuit for conducting a current from an AC power source to a loadInfo
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Description
Schalterkreis zur Leitung eines Stromes von einer Wechselstromquelle zu einer Last.Switching circuit for conducting a current from an AC power source to a load.
Die Erfindung betrifft einen Schalterkreis zur Leitung eines Stromes von einer Wechselstromquelle zu einer Last, mit einem zwischen die Wechselstromquelle und die Last geschalteten Thyristor und mit einer Phasenschieberschaltung zur Bestimmung des Einsehaltpunktes des Thyristors sowie mit einer auf den Stromfluß durch den Thyristor ansprechenden Fühlschaltung.The invention relates to a switching circuit for conducting a Current from an AC source to a load, with a thyristor connected between the AC source and the load and with a phase shifter circuit for determining the Einsehaltpunktes of the thyristor and with one on the current flow through the thyristor responsive sensing circuit.
Eine derartige Schaltung dient dem Schutz eines in einer Steuerschaltung vorhandenen Thyristors gegen Beschädigung durch Überströme. Eines der Hauptanwendungsgebiete für Thyristorbauelemente, wie Triacs und gesteuerte Halbleitergleichrichter, besteht In der Verwendung ale Schalterelement in Schaltkreisen, welche Energie an eine Last übertragen. Eine der häufigsten kommerziellenSuch a circuit is used to protect one in a control circuit existing thyristor against damage from overcurrents. One of the main areas of application for thyristor components, like triacs and controlled semiconductor rectifiers, all switch elements are used in circuits which Transferring energy to a load. One of the most common commercial
j Anwendungen sind Lichtregler, wo der Thyristor von einer Phasen-Janschnittschaltung gesteuert wird und unterschiedliche Energiemengen an die Lampe gelangen läßt. Wenn die Lampe sich jedoch, beispielsweise durch einen Schaden des Glühfadens, zerstört wird, ist der Thyristor oft überströmen ausgesetzt, die ihn schwer beschädigen können. Zum Schutz des Thyristors gegen solche Schäden pflegt man ihn hinsichtlich von Überströmen !!!!Verhältnis zu seinen Betriebaetrömen wesentlich ütoersudimensionleren, so daß die Gesamtkosten der Schaltung eich dadurch erhöhen.j Applications are light regulators, where the thyristor is from a phase-cut circuit is controlled and allows different amounts of energy to reach the lamp. However, if the lamp is For example, if the filament is damaged, the thyristor is often exposed to overcurrents, which can seriously damage it. To protect the thyristor against such damage one cultivates him regarding overflows !!!! relationship to its operating flow is considerably larger than that, so that This increases the total cost of the circuit.
I Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schutzschaltung für den Thyrietor einer derartigen Steuersöhaltung, welche die Notwendigkeit einer solchen überdimensionierung desThe object of the invention is to create a protective circuit for the thyrietor of such a tax law, which the need for such oversizing of the
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Thyristors überflüssig macht» so daß auch Übergangiizustände zugelassen werden können.Makes thyristor superfluous, so that transition states are also permitted can be.
Diese Aufgabe wird bei einem Schalterkreis zur Leitung eines
Stromes von einer Wechselstromquelle zu einer Last* mit einem
zwischen die Wechselstromquelle und die Last geschalteten Thyristor
und mit einer IftasensQhlebersehaltung sur Bestimmung
des Einschaltpunktes des Thyristors sowie mit'einer auf den
Stromfluß durch den Thyristor ansprechendem FÜMsohaltung erflndungsgemäß
dadurch gelöste daß mit de? Fühlschaltung ein mit
dem Thyristor zusanmengeschaltetei» Schutzschalter gekoppelt 1st,
der bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes "durch des afogefühlten
Strom γοη der Pühlsel
ristorstromes betätigt wird.This task is invented in the case of a switching circuit for conducting a current from an alternating current source to a load * with a thyristor connected between the alternating current source and the load and with an IftasensQhlebersehaltung to determine the switch-on point of the thyristor and with a control circuit that responds to the current flow through the thyristor solved by that with de? The sensing circuit is coupled to a circuit breaker, which is connected to the thyristor and which, when a predetermined value is exceeded, is caused by the sensed current γοη of the Pühlsel
ristorstromes is operated.
X ,9.X, 9.
Die Erfindung ist in folgendem ai&aad Zeichnung dargestellteThe invention is in the following ai & aad Drawing shown
eines in ö@r beiliegendesone enclosed in ö @ r
ümm. w&r umTeh äemumm. w & r umTeh äem
Das verbreltetsfee Anwendussgsgebiefe tichtreglernjj welehe die eines0 The application area tichtreglernjj which is a 0
steuern. Wenn der Glühfaden ctaehbreaai^ kssm ©in Li@htb©gen steer. When the filament ctaehbreaai ^ kssm © in Li @ htb © gen
entstehen, der sieh soha©ll der Birne ausbreitet <· widerstand begrenzt, bi der Netzspannung oa«&r äureh brochen wird. Die zeitlieh© D@ typiseherweise ein ^!©rtel Ms Netzspannung.arise, the look soha © ll bulb spreads <· resistor-limited, bi the mains voltage above "& r äureh interrupted. The temporal © D @ typically a ^! © rtel Ms mains voltage.
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Zur Vermeidung einer der Thyristor weeeatlieln sichere Beherrseliung ö®r ströme erforderlich ists> Liohtbogenstroia vorsehen. SchutzMißnahiien vorgeeohl Anwendung reichlieli Strom durch ©inenTo avoid one of the thyristor weeeatlieln safe control ö®r currents is required s> Liohtbogenstroia provide. Protective mishaps prevent application of ample current through inside
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auch im Normalbetrieb In diesem Widerstand Verluste von mehreren Watt auf. Eine Induktive Begrenzung 1st wegen der Größe und Kosten der erforderlichen Induktivität ebenfalls unzweckmäßig. Zwar sind billige und schnell ansprechende Sicherungen erhältlich, aber es ist unbequem, sie bei Jedem Durchbrennen einer Birne auszuwechseln. Man kann auch selbstrückstellende Unterbrecher einbauen, jedoch sind diese wieder teuer.even in normal operation In this resistor losses of several Watts on. Inductive limiting is also impractical because of the size and cost of the inductance required. Although cheap and quick-acting fuses are available, but it is inconvenient to change them every time a bulb burns out. Self-resetting breakers can also be used install, but these are again expensive.
Bei der In der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung 1st eine Last 10 über einen Netzsehalter 12 und eine Hochfrequenzsperrspule 16 (zur Unterdrückung von Rundfunkstörunge4) sowie die Hauptanschlüsse 17 und 19 eines Triac 18 an eine Wechselstromquelle 14 angeschlossen. Die Steuerelektrode 20 des Triac 18 1st über ein Triggerelement 22 an den Verbindungspunkt eines einstellbaren Widerstands 24 mit einer Kapazität 26 angeschlossen. Dieses Zeitkonstantenglied arbeitet als Phasenschieberschaltung zur Bestimmung des Einschaltpunktes für das Triac 18 bezüglich der Netzwechselspannung der Quelle 14. Die übrigen Anschlüsse der Zeltkonstantenschaltung sind mit den Hauptanschlüssen 17 und 19 des Triac verbunden. Ferner liegt ein Entstörkondensator 28 im wesentlichen parallel zum Triac.In the embodiment of the invention shown in the drawing, a load 10 is via a network switch 12 and a High frequency blocking coil 16 (to suppress radio interference4) and the main connections 17 and 19 of a triac 18 to an AC power source 14 connected. The control electrode 20 of the triac 18 is connected to the connection point via a trigger element 22 an adjustable resistor 24 with a capacitance 26 is connected. This time constant element works as a phase shifter circuit to determine the switch-on point for the triac 18 with respect to the AC mains voltage of the source 14. The rest Connections of the tent constant circuit are with the main connections 17 and 19 of the triac connected. There is also an interference suppression capacitor 28 essentially parallel to the triac.
Die soweit beschriebene Schaltung entspricht den bekannten Lichtreglern. Erfindungsgemäß liegt nun parallel zum Triac 18 ein schnellschließender« sich selbst zurückstellender überbrückungsschalter 30. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen magnetisch betätigten Schalter, der dicht an der Hochfrequenzunterdrückungsspule 16 angeordnet ist, so daß er von deren Nagnetfeld bei Auftreten eines Lichtbogenstromes betätigt wird. Der Schalter ^O 1st vorzugsweise so dimensioniert, so daß er innerhalb von 1 oder 2 Millisekunden des Überschlages schließt ( wenn eine Wechselstromquelle von 50 Hz oder 60 Hz verwendet wird), und den überstrom dadurch am Triac 18 für den restlichen Teil der Liohtbogenzeit vorbeilletet.The circuit described so far corresponds to the known light regulators. According to the invention, a quick-closing, self-resetting bridging switch is now located parallel to the triac 18 30. This is preferably a magnetic one operated switch, which is close to the high frequency suppression coil 16 is arranged so that it is protected from their magnetic field is actuated when an arc current occurs. The switch ^ O is preferably dimensioned so that it is within of 1 or 2 milliseconds of rollover closes (if an AC power source of 50 Hz or 60 Hz is used), and the overcurrent thereby at the triac 18 for the remaining part the Liohtbogen time passed.
Der Schalter 3o soll innerhalb eines Zeitraums schließen, der klein gegenüber der Dauer einer Halbwelle des Wechselstromes ist.The switch 3o should close within a period of time is small compared to the duration of a half-wave of the alternating current.
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Vorzugsweise 1st die Schaltzeit kleiner als 1/4 der Dauer einer Halbwelle. Eine so kurze Schaltzeit kann von einem Reedrelais erreicht werden, welches durch das Magnetfeld der Spule 16 betätigt wird.The switching time is preferably less than 1/4 the duration of a half-wave. Such a short switching time can be achieved by a reed relay can be achieved, which is actuated by the magnetic field of the coil 16 will.
Der Überbrückungsschalter 30 kann mit wesentlich niedrigeren Kosten als ein Unterbrecherschalter gebaut werden, da die Kontakte eines Kurzschlußschalters keinen starken Strom unterbrechen müssen. Die Kontakte eines Unterbrecherschalters sind grundsätzlich wesentlich teurer, da sie öffnen müssen, während ein hoher Strom fließt.The bypass switch 30 can be used with much lower Cost to be built as a breaker switch because the contacts of a short circuit switch do not interrupt a large current have to. The contacts of a circuit breaker are fundamentally much more expensive because they have to open while a high current flows.
Obgleich die Verwendung eines magnetisch betätigten Schalters bevorzugt wird, kann der Überbrückungsschalter auch thermisch mit Hilfe der vom Überschlagsstrom erzeugten Wärme betätigt werden. Ein thermisch betätigter Schalter hat jedoch den Nachteil einer vergrößerten Schaltzeit wegen der thermischen Verzögerung, die außer der mechanischen Verzögerung auftritt. Außerdem bedingt die Verwendung eines magnetisch betätigten Schalters, wegen der ohnehin vorhandenen Spule, keine nennenswerten zusätzlichen Kosten.Although the use of a magnetically operated switch is preferred, the bypass switch can also be thermal operated with the help of the heat generated by the rollover current. However, a thermally operated switch has the disadvantage an increased switching time because of the thermal delay that occurs in addition to the mechanical delay. In addition, the use of a magnetically operated switch, because of the coil that is already present, does not require any noteworthy additional costs.
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