DE2317415A1

DE2317415A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SWITCHING ON AND OFF AN ELECTRICAL CONSUMER

Info

Publication number: DE2317415A1
Application number: DE19732317415
Authority: DE
Inventors: Karl-Wilhelm Dipl Ing Dugge
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1974-10-24
Also published as: FR2224943B3; NL7404228A; FR2224943A1; DE2317415B2

Description

2317415 Patentanwalt Dipl.-Phys.Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr.21-22 Tel.2984622317415 Patent attorney Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 Munich 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 298462

C 6012C 6012

INSTA BLEKTRO GMBH * CO KG " 5885 Schalksmühle 1INSTA BLEKTRO GMBH * CO KG "5885 Schalksmühle 1

Schaltungsanordnung zur An- und Abschaltung eines elektrischen Verbrauchers.Circuit arrangement for switching an electrical consumer on and off.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur An- und Abschaltung eines elektrischen Verbrauchers, beispielsweise einer Glüh- oder Leuchtstofflampe an eine bzw. von einer Speisewechselspannung mit einem in Reihe· zum Verbraucher liegenden elektronischen Schalter, der über die Speisewechselspannung durchgesteuert bzw. gesperrt wird.The present invention relates to a circuit arrangement for switching an electrical consumer on and off, for example an incandescent or fluorescent lamp to a or from an alternating supply voltage with an electronic switch in series with the consumer, which is connected via the alternating supply voltage is controlled or blocked.

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In der heutigen Zeit werden mechanische Schalter zur .An- und Abschaltung von elektronischen Verbrauchern, etwa von Glüh- oder Leuchtstofflampen zur Beleuchtung von Räumen in zunehmendem Maße durch elektronische Schalter ersetzt. Das ist beispielsweise der Fall, wenn mechanische Lichtschalter in Wohnräumen durch Berührungsschalter ersetzt werden, die heute in größerem Umfang auch in Geräten der Unterhaltungselektronik, etwa in Fernsehgeräten Verwendung finden.In this day and age, mechanical switches are used . Switching on and off electronic consumers, such as incandescent or fluorescent lamps for lighting of rooms are increasingly being replaced by electronic switches. This is the case, for example, when mechanical light switches in living spaces are replaced by touch switches, which are used today on a larger scale are also used in consumer electronics devices, such as televisions.

In solchen Fällen muß der übliche mechanische Schalter durch steuerbare elektronische Schalter, wie Thyristoren oder Triacs mit zugehöriger Steuerelektronik ersetzt werden. .In such cases, the usual mechanical switch must be controlled by electronic switches such as thyristors or triacs with associated control electronics are replaced. .

Bin sich dabei ergebendes Problem ist,-daß derartige elektronische Schaltungen in schon vorhandene Installationsanlagen - etwa in Wohnungen oder Büros - einbezogen werden können, ohne daß ursprüngliche, unter Putz laufende Leitungsführungen sowie vorhandene Verteilerdosen oder Schalterdosen abgeändert werden müssen.The problem that arises is that such electronic Circuits in existing installation systems - for example in apartments or offices - can be included can without the original, concealed wiring and existing junction boxes or Switch boxes must be modified.

Weiterhin treten bei derartigen elektronischen Schaltungen hochfrequente Schaltstörungen, wie etwa Funkstörungen auf, zu deren Elimination zusätzliche Schaltungsmaßnahmen erforderlich sind. Furthermore, high-frequency switching interference such as radio interference occurs in such electronic circuits, additional switching measures are required to eliminate them.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art anzugeben, bei der zusätzliche Schaltungsmaßnahmen zur Elimination der genannten hochfrequenten Schaltstörungen nicht erforderlich sind.The present invention is based on the object specify a circuit arrangement of the type in question, in which additional circuit measures for elimination the mentioned high-frequency switching disturbances are not required.

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23 1 7Z,123 1 7Z, 1

Diese Aufgabe wird "bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerkreis des elektronischen Schalters an ein seinerseits an der Speisewechselspannung liegendes RC-G-lied angeschaltet ist, dessen Zeitkonstante so bemessen ist, daß der über das RC-Glied und damit in den Steuerkreis des elektronischen Schalters fließende Strom gegenüber der Speisewechselspannung in der Phase um nahezu 90° voreilt.This task is "in a circuit arrangement of the initially mentioned type solved according to the invention in that that the control circuit of the electronic switch is connected to an alternating supply voltage RC-G-lied is switched on, whose time constant is dimensioned in this way is that the current flowing through the RC element and thus into the control circuit of the electronic switch compared to the AC supply voltage in phase almost 90 ° ahead.

Bei der im vorstehenden definierten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erreicht also der Strom im Steuerkreis des elektronischen Schalters sein Maximum etwa gleichzeitig mit dem Nulldurchgang der an seinem gesteuerten Kreis stehenden Speisewechselspannung, so daß aufwendige Entstörungskreise entbehrlich sind, weil Schaltstörungen aufgrund des Schaltens etwa im Spannungsnulldurchgang nicht auftreten.In the circuit arrangement according to the invention as defined above, the current in the control circuit thus reaches of the electronic switch its maximum at about the same time as the zero crossing of its Controlled circuit standing AC supply voltage, so that complex interference suppression circuits are dispensable because Switching faults due to switching do not occur, for example, in the voltage zero crossing.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Figur der Zeichnung. Further features and details of the invention result from the following description of an exemplary embodiment with reference to the single figure of the drawing.

In der Schaltungsanordnung nach der Figur der Zeichnung liegt am Netz, dessen Nulleiter mit N und dessen Phase mit P bezeichnet ist, eine Glüh- oder Leuchtstofflampe 1 und in Reihe dazu ein elektronischer Schalter in Form eines Triacs 2. Parallel dazu liegt ein erfindungsgemäß ausgebildetes RC-G-lied, das durch die Reihenschaltung einer Kapazität C und ohmschen Widerständen Rp» R^ und R. gebildet wird. Am Verbindungspunkt zwischen den ohmschen Widerständen R-, R. liegt die Steuerelektrode des Triacs 2,In the circuit arrangement according to the figure of the drawing, the network has its neutral conductor with N and its phase is denoted by P, an incandescent or fluorescent lamp 1 and in series with an electronic switch in the form of a triac 2. In parallel, there is an RC-G-member designed according to the invention, which is connected in series a capacitance C and ohmic resistances Rp »R ^ and R. is formed. The control electrode of the triac 2 is located at the connection point between the ohmic resistors R-, R.

Am Verbindungspunkt der Widerstände R_? und R, liegt gemäßAt the connection point of the resistors R _? and R, is according to

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2317 ζ, 12317 ζ, 1

einer Weiterbildung der Erfindung ein Gleichrichter 3 in Form einer Graetz-Gleichrichterbrücke gegen die Phase P des Fetzes. An der Gleichspannungsseite dieser Graetz-Gleichrichterbrücke 3 liegt die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors T, dessen Basis über einen widerstand Rc an den Ausgang eines Flip-Flops 4 geschaltet ist. Dieses Flip-Flop 4 erhält seine Betriebsspannung über einen im Nulleiter N liegenden Widerstand R₁ und die Reihenschaltung einer Diode D₀ und einer Kapazität C₀,In a further development of the invention, a rectifier 3 in the form of a Graetz rectifier bridge against phase P of the shredder. The collector-emitter path of a transistor T, the base of which is connected to the output of a flip-flop 4 via a resistor Rc, is located on the DC voltage side of this Graetz rectifier bridge 3. This flip-flop 4 receives its operating voltage via a resistor R ₁ located in the neutral conductor N and the series connection of a diode D ₀ and a capacitance C ₀ ,

C- ι C- C- ι C-

die zwischen dem Nulleiter N und der Phase P liegt und an deren Verbindungspunkt die Betriebsspannung abgenommen wird. Das Flip-Flop 4 mit zugehöriger Beschaltung 1st lediglich schematisch dargestellt, da es sich um einen an sich bekannten, komerziell erhältlich integrierten Schaltkreis handelt. Dieses Flip-Flop ist über einen Berührungsschalter 5 zwischen seinen zwei stabilen Schaltzuständen umschaltbar. Über ein an der Betriebsspannung für das Flip-Flop 4 liegendes Differenzierglied in Form einer Reihenschaltung einer Kapazität C, und eines ohmschen Widerstandes Rg erfolgt eine Nullsetzung des Flip-Flops, wodurch bei einem Netzspannungsausfall eine Abschaltung der den Verbraucher darstellenden Lampe möglich ist.which lies between the neutral conductor N and the phase P and at the connection point of which the operating voltage is removed will. The flip-flop 4 with associated circuitry is only shown schematically, since it is a known, commercially available integrated circuit is. This flip flop is about one Touch switch 5 can be switched between its two stable switching states. About one on the operating voltage for the flip-flop 4 lying differentiator in the form of a series connection of a capacitance C, and an ohmic resistor Rg is set to zero of the flip-flop, whereby in the event of a power failure, the lamp representing the consumer is switched off is possible.

Hinter dem Widerstand R₁ liegt an der Kollektorseite des Transistors T eine Diode D₁ in der in der Zeichnung dargestellten Polarität, während zwischen Nulleiter N und Phase P des Netzes eine Zenerdiode ZD geschaltet ist. Diese Dioden bilden zusammen mit dem Widerstand Rp gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung einen Kreis zur Unterdrückung von Störspannungsspitzen des Netzes.Behind the resistor R ₁ , on the collector side of the transistor T, there is a diode D ₁ with the polarity shown in the drawing, while a Zener diode ZD is connected between the neutral conductor N and phase P of the network. According to a special feature of the invention, these diodes, together with the resistor Rp, form a circuit for suppressing interference voltage peaks in the network.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die folgende:The mode of operation of the circuit arrangement according to the invention is the following:

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Es sei zunächst angenommen, daß das Flip-Flop 4 in einer Schaltstellung steht, "bei der sein über den Widerstand Rj- an der Basis des -Transistors T liegender Ausgang ein Signal liefert, das den Transistor T voll durchsteuert. An der Gleichstromseite der Graetz-Gleichrichterbrücke 3 liegt dann praktisch ein Kurzschluß, so daß auch auf der Wechselstromseite dieser Brücke die Spannung einen durch die Brückendioden gegebenen geringen Wert annimmt. Diese Spannung wird noch durch die Widerstände R, und R, auf einen Wert heruntergeteilt, der unter der Zündschwelle an der Steuerelektrode des Triacs 2 liegt. Damit ist der Triac 2 gesperrt, d.h., es fließt über die Reihenschaltung aus lampe 1 und Triac 2 kein Strom.'Die lampe 1 ist also in diesem Schaltzustand ausgeschaltet.It is initially assumed that the flip-flop 4 is in a switch position "in which to be over the Resistance Rj- at the base of the transistor T lying Output supplies a signal that controls transistor T fully. On the DC side of the Graetz rectifier bridge 3 is then practically a short circuit, so that on the AC side of this bridge the Voltage assumes a low value given by the bridge diodes. This tension is exacerbated by the Resistances R, and R, divided down to a value, which is below the ignition threshold on the control electrode of the triac 2. The triac 2 is blocked, i.e. There is no current flowing through the series connection of lamp 1 and triac 2. So lamp 1 is in this one Switching status switched off.

Wird nun das Flip-Flop 4 durch Berühren des Berührungsschalters 5 gekippt, so steht an seinem Ausgang und damit an der Basis des Transistors T ein Signal, das diesen Transistor sperrt, d.h., die Gleichspannungsseite der Graetz-Gleichrichterbrücke 3 läuft praktisch leer. Nunmehr fließt über das RO~Glied C₁, R₂» R·*» R* ein Strom, welcher der Spannung an der Reihenschaltung aus lampe 1 und Triac 2 aufgrund der erfindungsgemäßen Dimensionierung der Zeitkonstante des RO-Gliedes nahezu um 90° voraus eilt. Der Triac 2 wird daher nahezu im Nullpunkt der an ihm stehenden Spannung in jeder TIaIbwelle der Netzspannung gezündet und es fließt solange Strom über die Reihenschaltung aus lampe 1 und Triac 2, · bis der Strom auf der Steuerseite des Triacs pro HaIb-If the flip-flop 4 is now tilted by touching the touch switch 5, there is a signal at its output and thus at the base of the transistor T which blocks this transistor, ie the DC voltage side of the Graetz rectifier bridge 3 is practically empty. A current now flows through the RO element C ₁ , R ₂ »R *» R *, which leads the voltage at the series circuit of lamp 1 and triac 2 by almost 90 ° due to the dimensioning of the time constant of the RO element according to the invention . The triac 2 is therefore ignited almost at the zero point of the voltage applied to it in every low wave of the mains voltage and current flows through the series connection of lamp 1 and triac 2 until the current on the control side of the triac per half

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2 317 Δ2,317 Δ

welle seine Zündschwelle unterschreitet. In diesem 'Schaltzustand brennt also die Lampe 1.wave falls below its ignition threshold. In this' switching state, lamp 1 is on.

Bei erneuter Umschaltung des Flip-Flops 4 durch Betätigung des Berührungsschalters 5 kann die Lampe 1 wieder ausgeschaltet werden. Das Flip-Flop 4 hält also jeweils den durch den Berührungsschalter 5 eingeschalteten Zustand.When the flip-flop 4 is switched over again by actuating the touch switch 5, the lamp 1 be switched off again. The flip-flop 4 therefore holds the one switched on by the touch switch 5 State.

Sollte die Netzspannung aus irgendeinem Grunde ausfallen, wird das Flip-Flop 4 über das RC-Glied C,, Rg "bei Wiederkehr der Netzspannung in den Schaltzustand umgeschaltet, in dem die Lampe 1 ausgeschaltet ist.Should the mains voltage fail for any reason, the flip-flop 4 via the RC element C "Rg" on return the mains voltage is switched to the switching state in which the lamp 1 is switched off.

Mögliche Störspitzen der Netzspannung werden, wie oben schon ausgeführt, durch den Kreis aus Widerstand Rp> Diode D₁ und Zenerdiode ZD abgeleitet.Possible interference peaks in the mains voltage are, as already explained above, derived by the circuit of resistance Rp> diode D ₁ and Zener diode ZD.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Claims

2 31 7 Λ1.52 31 7 Λ1.5

Patent claims

Circuit arrangement for switching on and off an electrical consumer, for example one Incandescent or fluorescent lamp to or from an AC supply voltage with one in series to the consumer lying electronic switch, which is controlled or activated via the AC supply voltage. is blocked, characterized in that the control circuit of the electronic switch on in turn connected to the AC supply voltage is connected to the RC element, the time constant of which is as follows is dimensioned that the over the RG element and thus in the control circuit of the electronic switch flowing current leads in phase to the AC supply voltage by almost 90.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the ohmic part of the RC element comprises at least two resistors in series, at the connection point of which the control electrode of the electronic switch is located.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the resistor located on the control circuit of the electronic switch is a rectifier is connected in parallel, to which in turn another,

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ORIGINAL INSPECTED

231 7 / -15

Electronic switch that can be controlled or blocked by an electrical actuating element is parallel.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that as a further electronic switch a transistor is used.

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical actuating element a touch switch is operated via a flip-flop on the control circuit of the as an additional electronic one Switch serving transistor is located.

6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5 * characterized by a circuit with another resistor in the RC to suppress Interference voltage peaks of the alternating supply voltage.

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'. ORIGINAL INSPECTED