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Verfahren und Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten eines
Halbleiterschalters im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ein- und Ausschalten eines
4albleiterschalters, insbesondere eines zweiwegsteuerbaren Halbleiters, eines sog.
Triac oder von Thyristoren, wobei das Einschalten (Zünden) des Halbleiterschalters
jeweils im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung erfolgt und mittels von der
Nullspannung abgeleiteter Impulse gesteuert wird.
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Sogenante Nullspannungsschalter, d.h. Schaltungen, mit denen ein Triac
oder Thyristor im Nulldurchgang der Betriebsnetzspannung eingeschaltet werden kann,
sind bekannt. Diese bekannten Schaltungen arbeiten jedoch alle mit der Ansteuerung
durch Impulse. Dabei wird, wenn das Einschaltsignal vorlanden istS durch den Nullspannungsschalter
beim nächsten Nulldurchgang der Betriebswechselspannung ein Zündimpuls .iir den
Triac erzeugt. Die Breite dieser Zündimpulse liegt, je nach Schaltung, zwischen
20 und 200 Nikrosekunden.
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Wird ein Triac mit einem Stromimpuls auf seine Steuerelektrode gezündet,
so bleibt der Triac nach Abklingen des Stromimpulses nur dann leitend, wenn der
Laststrom durch den Triac einen bestimmten Wert, den sog. Einraststrom, überschritten
hat. Er bleibt dann so lange leitend bis der Strom einen bestimmten Wert, den Halterstrom-
unterschreitet.- Sobald der Laststrom kleiner wird als der Halterstrom, sperrt der
Triac. Damit ändert sich der Strom durch den Triac in sehr kurzer Zeit von dem Haltestromwert
auf Null. Daraus ergibt sich, daß der Stromimpuls, der denTriac leitend machen soll,
vom Nulldurchgang der Betriebswechselspannung so lange vorhanden sein muß, bis der
Laststrom größer ist als der Einraststrom und deJ der stromimpuls vor dem Nulldurchgang
des Lastwechselstromes zu einem Zeitpunkt an die Steuerelektrode angelegt sein mu,
an dem der Laststrom noch größer als der Haltestrom ist. Um die Breite dieser Steuerstromimpulse
festzulegen, wäre es erforderlich, neben den Daten des Triac, Einraststrom und raltestrom,
auch
die Größe der Last zu kennen.
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Da bei den bekannten Nullspannungsschaltungen die Breite der Steuerstromimpulse
jedoch konstant ist, kann mit einem gewählten Triac nur ein Laststrom geschaltet
werden, der grösser ist als der Einraststrom und Haltestrom des Triac. Es sind außerdem
Nullspannungsschaltungen bekannt, die so lange Zündimpulse bestimmter Breite auf
die Steuerelektrode des Triac geben, bis der Triac leitend bleibt. In diesem Fall
wird der Triac jedoch beim E anschalten im Rhytmus der Zündiiipiilse so lange leitend
und wieder gesperrt, bis der Laststrom den Einraststrom überschritten hat. Nachdem
der Laststrom den rraltestrom des Triac unterschritten hat, wird dieser ebenfalls
im Rhytmus der Zündimpulse leitend und gesperrt. Dadurch können beträchtliche Oberwellen
im Netz erzeugt werden, die zu Rundfunkstörungen führen. Außerdem kann durch die
schnelle Stromänderung beim Ein- und Ausschalten im Thythmus der Zündimpulse der
Triac zerstört werden, wenn nicht durch zusätzliche Schaltungsmaßnahmen dagegen
Vorsorge getroffen wird. (Siehe Siemens Bauteile Informationen 10. Jahrg.
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Reb. 1972 eft 1, Applikationen der FaO Valvo und RCA über Nullspannungsschalter).
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zur Vermeidung dieser Nachteile
Verfahren und Schaltungen zu schaffen, bei welchen während des Betriebes keine Spannungssprünge
und somit keine Störsnamlullgen auf treten, so daß aufwendige Maßnahmen fiir die
Rundfunkentstörung und den Schutz des Triac gegen zu
schnelle Spannungs-
und Stromänderungen entbehrlich werden und die mit jedem beliebigen Halbleiterschalter
das Schalten von Lastströmen zwischen Null und dem jeweiligen aximalwert, der für
den betreffenden Halbleiter aus thermischen Gründen zulässig ist, ermöglichen.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Leitendmachen
des Halbleiterschalters durch einen während der gewünschten Einschaltdauer der Steuerelektrode
zugeführten Steuerstrom erfolgt, dessen Einschalten bewirkt wird durch das zeitliche
Zusammentreffen eines über die gesamte Einschaltdauer vorhandenen Einschaltsignals
mit einem von einem Nulldurchgang der Betriebswechselspannung abgeleiteten Nullspannungssignal
und daß das Sperren des Halbleiterschalters bewirkt wird durch das zeitliche Zusammentreffen
eines während der Ausschaltdauer vorhandenen Ausschaltsignals mit einem von einem
Nulldurchgang des Lastwechselstromes abgeleiteten Nullstromsignals.
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Dabei kann der Steuerstrom ein Gleichstrom sein, der größer ist als
der notwendige Zündstrom oder ein kechselstrom,,der zwar immer größer ist als der
notwendige Zündstrom, der jedoch beim Nulldurchgang des Lastwechselstromes seine
Richtung ändert und immer die Richtung des Laststromes aufweist.
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Die Nullspannungs- und Nulistromsignale können Impulse sein, die alle
die gleiche Richtung haben oder aber Impulse, die abwechselnd positiv und negativ
sind.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dalJ das Einschaltsignal eine
sich zeitlich langsam ändernde Spannung ist, welche beim Überschreiten eines bestimmten
Schwellwertes und zeitlichem Zusammentreffen mit einem Nullspannungssignal das Einschalten
des Steuerstromes bewirkt und welche bei Unterschreiten eines bestimmten Schwellwertes
und zeitlichem Zusammentreffen mit einem Nullstromsignal das Abschalten des Steuerstromes
bewirkt oder umgekehrt.
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Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß das Einschaltsignal eine von einer physikalischen Größe abhangige, langsam ansteigende
Spannung ist, der die Nullspannungssignale in Form von Impulsen überlagert sind
und das Ausschaltsignal eine langsam ansteigende oder eine konstante Spannung ist,
der die Nullstromsignale in Form von Impulsen überlagert sind, wobei das Einschaltsignal
und das Ausschaltsignal jeweils einem Komparator zugeführt werden, deren Ausgänge
auf ein den Halbleiter steuerndes Flip-Vlop geschaltet sind.
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Erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und dessen Varianten sind Gegenstand der Ansprüche 8 bis 14 und der nachfolgenden.Beispilesbeschreibung,
, in der die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiel näher erläutert
wird.
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Die Hauptvorteile, die durch die erfindung erzielt werden, bestehen
darin, daß die bei den bekannten Verfahren und
Schaltungsanordnung
benötigten l'fflittel zur Rundunkentstörung, wie z. 3. Drosseln und Kondensatoren,
die viel Platz beanspruchen und teuer sind, entfallen und daß keine zusätzlichen
Maßnahmen zum Schutz des Halbleiterschalters gegen zu große und zu schnelle Strom-
und Spannunp;sä.nderungen erforderlich sind. Au,ierdem wird der Vorteil erzielt,
daß auch beliebig kleine Ströme geschaltet werden können In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Nullpunktwechselstrom-Schaltungsanordnung,
Fig. 2 verschiedene signalflußdiagramme, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung
von -fulldurchgangsimpulsen gleicher Richtung, Fig. 4 eine andere Schaltungsanordnung
zur Erzeugung von Nulldurchgangsimpulsen mit abwechselnd positiver und negativer
Richtung, Fig. 5 eine andere Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Nulldurchgangsimpulsen
mit abwechselnd positiver und negativer Richtung, Fig. 6 das Blockschaltbild einer
Schaltungsanordnung mit Digitalschaltungen, bei der für das Ein- und Ausschalten
des Halbleiterschalters versehiedene Signale verwendet werden können, Fig. 7 das
Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung, mit welcher der Halbleiterscnalter durch
ein sich zeitlich langsam änderndes Signal ein- und ausgeschaltet werden kann,
Fig.
8 eine Schaltungsvariante zur Schaltung der Fig 7o Im Prinzipschaltbild der fig.
t stellen die im Feld 50 enthaltenden Schaltungsteile den eigentlichen Nullpun3rtwechseI
stromschalter dar, der einen halbleiterschalter, nämlich einen Triac 56, ein- und
ausschaltete Auf die Steuerelektrode des Triac 56 ist der Ausgang einer Ausgangsstufe,
die vorzugsweise eine bistabile Kippschaltung enthält, geschaltet, die dem Triac
56, wenn und so lange dieser eingeschaltet ists einen Steuerstrom 1g zuführt, um
diesen leitend zu machen.
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Die Ausgangsstufe 55 hat zwei Eingänge, von denen der eine Puf den
Ausgang eines Schaltungsteils 52 und der andere auf den Ausgang eines Schaltungsteils
54 geschaltet ist später noch erläutert wird, können die Schaltungsteile 52 und
54 verschiedener natur sein In jedem Falle weisen sie aber jeweils zwei Eingänge
auf, von denen der eine mit dem Einschaltsignal E1 bzw. dem Ausschaltsignal Al und
der andere jeweils mit einem Nullpunktsignal E2 bzw. A2 beaufschlagt ist. Während
das Einschaltsignal El und ds Ausschaltsignal A1 jeweils verschiedenen Ursprungs
sein können, wird das Einschaltsignal E2 und des Ausschaltsignal A2 jeweils in einen
Schaltungsteil 51 bzw. 53 im Zeitpunkt eines Nulldurchgangs der Betriebswechselspannung
Uw bzw. dem Nulldurchgang des Lastwechselstromes I erzeugt. Nur dann, wenn das Eingangssignal
E1 und das Nullpunktsignal E2 zugleich vorhanden sind, wird durch den Schaltungsteil
5' über die
Ausgangsstufe 55 der Steuerstrom 1g in den Triac fließen
und diesen leitend machen. Andererseits erfolgt die Sperrung des Triac 56 nur dann,
wenn das Ausschaltsignal Al und das Nullpunktsignal A2 vorhanden sind, weil dann
durch den Schaltungsteil 54 über die Ausgangsstufe 55 der Steuerstrom 1g am Triac
56 unterbrochen wird.
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In Fig. 2 sind diese Verhältnisse graphisch dargestellt. Dabei zeigt
die Graphik a den Verlauf der Betriebswechselspannung Uw, b das Einschaltsignal
El, c die Impulse, die im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung Uw entstehen
und d den Lastwechselstrom, der zu fließen anfängt, wenn zum ersten Mal das Einschaltsignal
El und das Nullpunktsignal E2 gleichzeitig vorhanden sind. Die Graphik e zeigt das
Ausschaltsignal Al, während aus f ersichtlich ist, daß die Nullstromimpulse A2 nur
dann vorhanden sind, wenn der Lastwechselstrom Iw durch Null geht. Di-e Graphik
g zeigt den Verlauf des Steuerstroms 1 des Triac 56, der in dem Augenblick zu fliesg
sen beginnt, in dem zum ersten Mal das Einschaltsignal El und das Nullspannungssignal
E2 gleichzeitig vorhanden sind und der endet, wenn zum ersten Mal das Ausschaltsignal
Al und das Nullpunktsignal A2 gleichzeitig vorhanden sind.
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während g den Sonderfall zeigt, daß der Triac mit einem gleichgerichteten
Steuerstrom gesteuert wird, ist aus der Graphik h zu entnehmen, daß der Steuerstrom
1 jeweils die g gleiche Richtung haben kann wie der Laststrom 1w.
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Die Graphik i der Fig. 2 zeigt den Sonderfall, daS die Größe E2 aus
Impulsen bestehen kann, die abwechselnd positiv und nenativ sind, während die Graphit
k die Größe AS in Form von abwechselnd positiven und negativen Impulsen wiedergibt.
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Zur Verwicklichung dieser Verhältnisse werden anhand der Figurten
5 bis 8 einige Ausführungsbeispiele von Schaltungsanordnungen im folgenden näher
beschrieben.
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In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung dargestellt,
mit der beim Nulldurchgang der Betriebswechselspannung Impulse einheitlicher Richtung
erzeugt werden. Dabei wird mittels eines Brückengleichrichters 1 mit dem zur Strombegrenzung
ein Widerstand 2 in Reihe geschaltet ist, die Betriebewechselspannung Uw und/oder
der Lastwechselstrom Iw gleichgerichtet. An der Gleichspannungsseite des Brückengleichrichters
i liegt die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors 4 dessen Kollektor über einen
Widerstand 5 mit einer Gleichspannungsquelle 6 verbunden ist. Der zweite Pol der
Gleichspannungsquelle 6 liegt an dem Anschluß des Brükkengleichrichters, an dem
dieser mit der Wechselspannungsquelle RN-verbunden ist. Dabei ist die Schaltung
so dimensioniert, daß der Transistor 4 in Sättigung ist, wenn die Betriebswechselspannung
Uw vorhanden ist und daß der Transistor nur dann gesperrt ist, wenn die Betriebswechselspannung
Uw jeweils Nulldurchgang hat. Auf diese Weise liegt am Widerstand 5 fast immer eine
Gleichspannung,
die nahezu die Grobe der Gleichspannung der Spannungsquelle
6 liefert. Es liegt nur dann keine Spannung am Widerstand 59 wenn die Betriebswechselspannung
Uw durch Null geht. Auf diese Art entstehen am Widerstand 5 während des Nulldurchgangs
der Betriebswechselspannung Uw Impulse negativer Richtung.
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Die Breite der Impulse kann durch die GröPJe des Widerstandes 3 bestimmt
werden.
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In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltung dargestellt,
mit der im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung Uw abwechselnd-positive und
negative Impulse erzeugt werden können, wie das in den Graphiken i und k der Fig.
2 dargestellt ist. Diese Schaltung weist zwei Dioden 7 und 8 auf - es können auch
Zener-Dioden sein - s die entgegengesetzt parallel geschaltet sind und in Reihe
mit einem Widerstand 9 an der Betriebswechselspannungsquelle RN liegen. Parallel
zu den beiden Dioden liegt eine Reihenschaltung, die aus einem Kondensator 10 und
auf einem Widerstand 11 besteht. Die Bauelemente dieser Schaltung sind so dimensioniert,
daß an den Dioden 7 und 8 eine Rechteckspannung entsteht, wenn an der Reihenschaltung
aus den Dioden 7 und 8 und dem Widerstand 9 die Betriebswechselspannung Uw anliegt.
Mit dem Kondensator 10 und dem Widerstand 11 wird diese Rechteckspannung differenziert,
so daß am Widerstand 11 im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung Uw jeweils
ein positiver Impuls dann entsteht, wenn die Betriebswechselspannung Uw von minus
nach plus geht, und -ein negativer Impuls entsteht, wenn die Betriebswechselspannung
Uw
von zum nach minus durch Null geht.
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Dasselbe ist auch zu erreichen mit der Schaltung der Fig. 5.
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Hier ist der Emitter eines Transistors 14 mit der einen Klemme R der
Betriebswechselspannungsquelle RN und die Basis des Transistors 14 über einen Widerstand
i3 mit der zweiten Klemme N der Betriebswechselspannungsquelle RN verbunden. Parallel
zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors 14 liegt ein Widerstand 19 oder eine Diode
12. Die Diode i2 ist so geschaltet, daß ihre Durchlaßrichtung der Durchlaßrichtung
der Basis-Emitter-Diode des Transistors 14 entgegengesetzt ist. Der Kollektor des
Transistors 14 ist über einen Widerstand 15 mit einer Gleichspannungsquelle 18 verbunden,
deren zweiter Pol mit-dem Emitter des Transistors 14 verbunden ist0 Parallel zum
Widerstand 15 oder parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 14 liegt
die Reihenschaltung eines Kondensators 16 und eines Widerstandes 17. Die Bauelemente
dieser Schaltung sind so dimensioniert, daß der Transistor 14 nur zwei Zustände
kennt, nämlich den Zustand der Sättigung oder den Zustand des Gesperrtseins. Das
bedeutet, daß an dem Widerstand 15 entweder nahezu die Nenn-Spannung der Gleichspannungsquelle
18 oder die Spannung Null- -anliegt. Folglich ist der Transistor 14 während einer
Halbwelle der Betriebswechselspannung Uw in Sättigung und während der anderen Halbwelle
gesperrt. Es entsteht somit am Widerstand 15 eine Rechteckspannung, die beim Nulldurchgang
der Betriebswechselspannung von einem maximalen zu einem minimalen Wert geht und
die
durch das RC-Glied des Kondensators 16 und des Widerstandes 17 differenziert wird,
so daß abwechselnd positive und negative Impulse entstehen.
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Die im Blockschaltbild der lpig. 6 dargestellte Schaltungsanordnung
dient dazu, das Einschalten des ialbleiterschalters 56 durch ein besonderes Einschaltsignal
und das Ausschalten durch ein anderes Ausschaltsignal zu bewirken. Dabei werden
das eigentliche Einschaltsignal El und das Signal E2, das im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung
Uw erzeugt wird, auf die beiden Eingänge einer logischen AND-Schaltung 19 gegebern,
die ein Flip-Flop 21 dann kippt, wenn die beiden Signale El und E2 gleichzeitig
vorhanden sind. Auf die beiden Eingänge einer zweiten logischen Ai-Schaltung 20
werden das eigentliche Ausschaltsignal A1 und das Signal A2 gegeben, das im Nulldurchgang
des Lastwechselstromes Iw erzeugt wird, wobei die logische AND-Schaltung in der
Lage ist, das Flip-Flop 21 zurückzukippen, wenn beide Signale Al und A2 zugleich
anstehen. Somit schaltet das Flip-Flop 21, dessen Ausgang auf die Steuerelektrode
des Halbleiterschalters 56 geschaltet ist, den Halbleiterschalter 56 ein, wenn beide
Signale El und L<2 gleichzeitig anstehen und es schaltet den Ealbleiterschalter
56 aus, wenn zu einem anderen Zeitpunkt glcicbzeitig die Ausschaltsignale Al und
A2 vorhanden sind.
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Es besteht auch die Möglichkeit, den Halbleiterschalter mit einem
sich zeitlich verändernden Signal einzuschalten, wobei
die Einschaltung
dann erfolgen soll, wenn das Signal einen bestimmten Wert überschreitet und das
Ausschalten dann erfolgt, wenn das Signal einen bestimmten Wert unterschreitet oder
umgekehrt. Dabei ist die Änderungsgeschwindigkeit dieses Signals so gering, daß
der Tllbleiterscbalter durch das zusätzliche zweite Signal, das jeweils im Nulldurchgang
der Betriebswechselspannung bzw. des Lastwechselstromes entsteht, ein- bzw. ausgeschaltet
wird. Bild 7 gibt ein Prinzipschaltbild für eine solche Verfahrensweise wieder.
Die Schaltung enthält zwei Komparatoren 22 und 25, deren Ausgänge separat auf zwei
logische AND-Schaltungen 24 und 25 geschaltet sind, deren andere Eingänge die Null
spannungs - bzw. Nullstromimpulse ° bzw. A2 empfangen und gemeinsam auf ein Flip-Flop
26 geschaltet sind, dessen Ausgang mit der Steuerelektrode des Halbleiterschalters
56 verbunden ist. wenn dabei das Eingang signal E den Wert Ek überschreitet, kippt
der Komparator 22 und leitet das Eingangssignal E weiter auf den einen Eingang der
AND-Schaltung 24. Zu dem Zeitpunkt, zu dem nun gleichzeitig das Signal 22 vorhanden
ist, das den Nulldurchgang der Betriebswechselspannung Uw angibt, wird durch die
AND-Schaltung 24 das Flip-Flop 26 gekippt, das seinerseits den Halbleiterschalter
(Triac) 56 einschaltet. Sinkt andererseits die Eingangsgröße des Eingangssignals
E unter den Wert Au abs so kippt der Komparator 23 und gibt ein Ausschaltsignal
auf den einen Eingang der AND-Schaltung 25. Wenn dann gleichzeitig das nächste Signal
A2 am zweiten Eingang der AND-Schaltung 25 erscheint, wird das Flip-Flop 26 zurückgekippt
und
dadurcn der Triac 56 ausgeschaltet.
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Der Vollständigkeit wegen sei-noch-erlfahnt, daß in s:jntlicüen Schaltungen
als logische Verknüpfungsschaltungen statt der erwähnten AND-Schaltungen auch NAND-Schaltungen
Verwendung finden können.
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In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Verfahrensvariante
dargestellt, bei der eine physikalische Größe als ßin- und Ausschaltsignal benutzt
wird, wobei diese physikalische Größe zum Einschalten einen anderen Zahlenwert hat
als zum Ausschalten. Diese physikalische Größe ist im Ausführungsbeispiel der Fig.
8 ein Schalter S, der zum Einschalten schließt und zum Ausschalten öffnet. Beim
Einschalten legt dieser Schalter S ein RC-Glied, das aus den Widerständen 26 und
29 und dem Kondensator 28 besteht, an eine Gleichspannung 30. Beim Ausschalten öffnet
der Schalter S und trennt das RC-Glied von der Gleichspannung. Gleichzeitig werden
dem widerstand 29 des RG-Gliedes Impulse überlagert, die beim ulldurchgang der Betriebswechselspannung
Uw erzeugt werden, und zwar durch eine Schaltung gemäß Fig. 5. An dem Anschluß des
Kondensators 28m der mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 27 verbunden
ist, steht somit eine exponentiell ansteigende Spannung an, welcher die Nullpunktimpulse
der Betriebswechselspannung Uw überlagert sind. Am intervertierenden Eingang des
Komparators 27 liegt eine Teilspannung der Spannungsquelle 30 an, die von einem
Spannungsteiler,'bestehend
aus den Widerständen 33, 32 und 31,
gebildet wird.
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In dem Augenblick, in dem die Spannung am nichtinvertierenden Eingang
des Komparators 27 positiver wird als am invertierende Eingang, kippt der Ausgang
des Komparators 27 nach rlus uiid kippt somit das nachgeschaltete Flip-Flop 54.
Dieses Pl Flip-Flop 34 schaltet dabei über die Ausgangsstufe 55 den steuerstrom
für den Triac 56 ein, der den Stromfluß durch den Lastwiderstand 57 freigibt. Das
langsam ansteigende Einschaltsignal wird also mit einer Vergleichsspannung im Komparator
27 verglichen. Es bewirkt in dem Augenblick die Einschaltung des Triac 56, wenn
es durch die Überlagerung eines Nullpunktimpulses, d.h. also im Nulldurchgang der
Betriebswechselspannung Uw, den Wert der Vergleichsspannung überschreitet.
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14it dem Einschalten des Steuerstromes durch den Triac 56 macht das
gekippte Flip-Flop 34 einen Transistor 36 leitend, der dem RC-Glied 28, 29 parallel
geschaltet ist und den Kondensator 28 entlädt so daß beim nächsten Einschalten der
Kondensator 28 völlig entladen und wieder auf seinem Anfangszustand ist.
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werner liegt eine Reihenschaltung von zwei Widerständen 57 und 58
an der Gleichspannungsquelle 30, deren Verbindungspunkt mit dem invertierenden Eingang
eines zweiten Komparators 59 und über eine Diode 40 mit dem Anschluß des Viderstandes
26 verbunden ist, der an dem einen Pol des Schalters S
liegt. Auf
diesen Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 37 und 38 und somit auf den invertierenden
Eingang des zweiten Komparators 39 werden ebenfalls Nullpunktimpulse gegeben, die
im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung mit einer Schaltung nach Fig. 5 erzeugt
werden. Der nichtinvertierende Eingang des Komparators 29 ist so mit dem Verbindungspunkt
der beiden Widerstände 31 und 32 verbunden, daß er auf einem Potential liegt, das
niedriger (negativer) ist als das Potential, auf dem der invertierende Eingang des
Komparators 27 liegt. Zudem sind die Bauelemente so dimensioniert, daß nur dann,
wenn das Eingangssignal nicht vorhanden ist, der Schalter S also offen und die Diode
40 gesperrt ist, und wenn gleichzeitig ein negativer Impuls auf dem Verbindungspunkt
der Widerstände 37 und 38 ansteht, die Spannung am invertierenden Eingang des Komparators
39 negativer wird als am nichtinvertierenden Eingang, so daß dadurch der Ausgang
des komparators 39 positiv wird und damit das Flip-Flop 34 zurückkippt. Durch das
Zurückkippen des Flip-Flop 34 wird über den Verstärker 35 der Steuerstrom für den
Triac 56 abgeschaltet und der Triac 56 gesperrt.
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Analog zum Beispiel gemäß Fig. 5 besteht hier der Schaltungsteil,
der die Nulldurchgangsimpulse der Betriebswechselspannung Uw erzeugt, aus dem Transistor
14, der Diode 12, den Widerständen 41 und 29, dem Kondensator 16 und dem Basiswiderstand
13, wobei die Widerstände 41 und 29 dem Widerstand 17 der Fig. 5 entsprechen und
mit dem Kondensator 16
ein äquivalentes RC-Glied bilden. Diese
Nulldurchgangsimpulse werden einerseits über einen Widerstand 41 zum Verbindungspunkt
zwischen dem Kondensator 28 und dem T'iiderstand 29 des RC-Gliedes 28/29 und andererseits
leber einen Kondensator 41' zum Verbindungspunkt zwischen den beiden einen Spannung
teiler bildenden Widerständen 57 und 38 geleitet, wobei die am RC-Glied 28/29 ankommenden
Impulse zum Leitendmachen und die über den Kondensator 41! fließenden Impulse zum
Sperren der Triac 56 benutzt werden können.
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Darüberhinaus ist es zweckmäßig, zusätzlich zu den erwähnten erfindungsgemäßen
Merkmalen eine galvanische Trennung zwischen dem Eingangssignal und dem Teil der
Schaltung vorzunehmen, der zur Erfüllung des vorgenannten Zweckes dient.
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Diese galvanische Trennung kann z.B. induktiv mit einem Übertrager,
optisch mit einem optischen Koppler, mit einem Steuermagneten und einer Feldplatte
oder mit einem Relais vorgenommen werden.