DE2346775C3 - Schaltungsanordnung zum wahlweisen Anschluß an um den Faktor 2 verschiedene Netzwechselspannungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schallungsanordnung zum wahlweisen Anschluß an um den Faktor 2 verschiedene Netzwechselspannungen und zur Lieferung einer von der Netzspannungswahl unabhängigen Gleichspannung, mit einer Dioden, Kondensatoren und einen Thyristor enthaltenden Gleichrichter- und Spannungsvervielfachungseinrichtung und mit einem Netzspannungsfühler, dessen Ausgang mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden ist und diese bei der höheren Netzwechselspannung mit der Kathode des Thyristors verbindet und bei der niedrigeren Netzwechselspannung aus dem Netz mit Zündstrom versorgt.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt (US-PS 37 13 018).

Bei der bekannten Schaltungsanordnung wird eine Verdopplerschaltung nach Greinach er zusammen mit einem Einweggleichrichter benutzt, wobei bei der niedrigeren Netzwechselspannung ein Triac von dem Spannungsfühler eingeschaltet wird und den Verdoppler in Tätigkeit setzt. Der Einweggleichrichter ist in der bekannten Anordnung selbst als Spannungsverdoppler nach ViIlard geschaltet, um die für den dortigen Anwendungsfall benötigte hohe Gleichspannung zu erreichen. Die Spannungsvervierfachung, die sich daraus ergibt, ist jedoch häufig entbehrlich. In solchen Fällen stellt die zweite Verdopplung dann einen unnötigen Aufwand dar. Auch kann in manchen Fällen die Spannungsvervierfachung wegen der gegenüber der Spannungsverdopplung bei gleicher Netzwechselspannung verdoppelten Ausgangsgleichspannung unerwünscht sein.

Auch die aus der US-PS 35 10 750 (F i g. 3) bekannte Anordnung besteht aus einer Dioden, Kondensatoren und einen Thyristor enthaltenden Gleichrichter- und Spannungsvervielfachungseinrichtung mit einem Spannungsfühler, dessen Ausgang mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden ist und diese bei der höheren Netzwechselspannung mit der Kathode des Thyristors verbindet und bei der niedrigeren Netzwechselspannung aus dem Netz mit Zündstrom versorgt.

Bei dieser Schaltung nach Villard ist den Netzspannungsanschlüssen eine Reihenschaltung aus einem Verdopplerkondensalor und dem nur in einer Richtung leitend steuerbaren Thyristor parallel geschaltet, der bei zu niedriger Ausgangsspannung durch den die Ausgangsspannung abfühlenden Spannungsfühler eingeschaltet wird und damit den Villardverdoppler in Tätigkeit setzt. Diese Schaltung arbeitet somit mit einem Zweipunktregelkreis. Sie hat den Nachteil, daß sie für die niedrigere der Netzwechselspannungen mit einem sehr großen Regelhub arbeiten muß.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nur mit einfacher Spannungsverdopplung arbeitet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Netzspannungsanschlüssen eine Reihenschaltung aus einem Verdopplerkondensator, aus dem nur in einer Richtung leitend steuerbaren Thyristor, aus einem parallel zu den Verbraucheranschlüssen geschalteten Verbraucherkondensator und aus einer ersten Diode in gleicher Polung wie der Thyristor in der vorstehend angegebenen Reihenfolge liegt, daß dem den Verdopplerkondensator und den Thyristor enthaltenden Teil der Reihenschaltung eine zweite Diode in gleicher Polung wie der Thyristor parallel geschaltet ist und daß dem den Thyristor, den Verbraucherkondensator und die erste Diode enthaltenden Teil der Reihenschaltung eine dritte Diode in dem Thyristor und der ersten Diode entgegengesetzter Polung parallel geschaltet ist.

Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß, da nur die doppelte Eingangsspannung erzeugt wird, Bauteiikosten eingespart werden und Platz gewonnen wird. Da zudem der Thyristor nicht analog zu der Spannungsverdopplerschaltung gemäß der US-PS 35 10 750 (Fig.3) im Ladekreis des Verdopplerkondensators liegt — statt dessen liegt er in einem vom Verdopplerkondensator zum Verbraucherkondensator führenden Ladestrompfad —, können beim Anschluß der Schaltungs-

anordnung an eine höhere Netzwechselspannung keine Überspannungsspitzen am Verbraucher auftreten. Wenn nämlich, anders als bei der Erfindung, der Thyristor im Ladekreis des Verdopperkondensators liegen würde, könnte beim Anschli ;Ben des Gerätes zu Beginn einer in Laderichtung für den Verdopplerkondensator gepolten Halbwelle der Thyristor zünden, bevor der Spannungsfühler das Zünden unterounden hätte; der Verdopplerkondensator würde sich aufladen und in der nächsten Halbwelle in Reihe mit der höheren Netzspannung auf den Verbraucherkondensator und den Verbraucher entladen, so daß momentan etwa die doppelte höhere Netzspannung am Verbraucher liegen würde. Das wäre insbesondere bei niedrig abgesicherten Steckdosen für Rasiergeräte, wie sie häufig in Hotels vorgesehen sind, ein Nachteil wegen des beim Einschalten entstehenden hohen Stromstoßes, der die Sicherung zum Ansprechen bringen könnte.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Eingangsklemmen des Netzspannungsfühlers mit dem Verdopp'erkondensator parallel geschaltet und die Ausgangsklemmen mit der am Verdopplerkondensator liegenden Netzklemme und dem Steuergitter des Thyristors verbunden. Dadurch wirkt der Verdopplerkondensator als Integrationsglied am Eingang des Netzspannungsfühlers und ein zusätzlicher Kondensator dafür ist entbehrlich.

Um zu verhindern, daß die Spannung des Verdopplerkondensators an die ungeschützten Netzklemmen gelangt, ist es vorteilhaft, daß ein Widerstand in Serie mit einer gegenüber der Verbraucherspannung in Sperrichtung gepolten vierten Diode zu dem den Verdopplerkondensator, den Thyristor und den Verbraucherkondensator enthaltenden Teil der beschriebenen Reihenschaltung der Erfindung parallel geschaltet ist.

Soll die Welligkcit der Ausgangsspannung verringert werden, dann ist es vorteilhaft, wenn zwei identische Anordnungen nach der Erfindung mit vertauschten Polen an die Netzspannungsanschlüsse und mit gleichen Polen an die Verbraucheranschlus.se angeschlossen sind.

Der Vorteil dieser Schaltung besteht einmal in der geringeren Welligkeit, zum anderen aber auch darin, daß nunmehr der Verbraucherkondensator entfallen kann, so daß eine weitere Kosten- und Raumersparnis eintritt.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine andere Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, bei der zwei Schaltungsanordnungen gemäß F i g. 1 im Gegentakt arbeiten.

In Fig. 1 ist ein Verdopplerkondensator 82 und ein Verbraucherkondensator 81, die in S^rie über eine Diode 72 an den Netzspannungsanschlü.ssen (Nctzklcmmen) A/l, N2 angeschlossen sind, durch einen Thyristor derart getrennt, daß an dem Verdopplerkondensator 82 die Kathode, an dem Verbraucherkondensator 81 die Anode angeschaltet ist. Der Verdopplerkondensalor 82 sowie der Thyristor 83 werden durch eine Diode 72 derart überbrückt, daß die Anode der Diode 72 mit der Anode des Thyristors verbunden ist, während die Kathode der Diode 72 zusammen mit dem anderen Pol des Verdopplerkondensalors 82 an die Netzklemme A/l geschaltet ist. Der Thyristor 83 und der Verbraucherkondensator 81 werden durch ein Diodenpaar 70, 71 derart überbrückt, daß die Anode der Diode 70 mit der

Kathode des Thyristors, die Kathode der Diode 71 mit dem zweiten Pol des Verbraucherkondensators 81 und mit dem Verbraucheranschluß (Verbraucherklemme) V2 verbunden ist. Die zweite Netzklemme A/2 liegt an der Verbindung des Diodenpaares 70, 71. Ein Spannungsteiler 20,21 verbindet die Netzklemme A/l mit der Anode der Diode 70 und bildet damit einen Gleichstrompfad zwischen den beiden Netzklemmen A/l, A/2. Die Spannung am Teilerpunkt des Spannungsteilers 20—21 wird durch einen Netzspannungsfühler 3 gemessen, der das Steuergitter 830 des Thyristors 83 beim Anliegen der höheren Netzspannung mit dessen Kathode, bei der niederen Netzspannung über einen den Steuergitterstrom begrenzenden Widerstand 50 mit der Netzklemme A/l verbindet.

Der Spannungsteiler 3 enthält eine ZENER-Diode 32, die an einem Teilerpunkt 500 eines Spannungsteilers 50—33—30 angeschlossen ist und gegenüber der Kathode des Thyristors 83 je nach Schaltzustand eines Schalttransistors 30 entweder eine gleichgerichtete Wechselspannung oder das Potential Null hat. Der Schaltzustand des Schalttransistors 30, dessen Basis über eine ZENER-Diode 31 an einen zweiten Spannungsteiler 20 — 21 angeschlossen ist, wird durch die Spannung am Teilerpunkt des Spannungsteilers 20—21 bestimmt. Überschreitet die Spannung die durch die ZENER-Diode 31 und die Restspannung der Basis des Schalttransistors 30 gebildete Spannungsschwelle, dann schaltet der Schalttransistor 30 die Kathode der Diode 33 mit der Kathode des Thyristors 83 zusammen. Bleibt die Spannung am Teilerpunkt des Spannungsteilers 20 — 21 unterhalb der Schwellenspannung, dann schaltet der Schalttransistor 30 nicht, und der Teilerpunkt 500 hat die Spannung der Netzklemme A/l. Ein Integrationsglied 51—52, dessen Zeitkonstante so groß ist, daß das durch die Wclligkeit oder Störimpulse gestöne Potential an der Steuerelektrode 830 des Thyristors 83 beim Anliegen oder während des Betriebes an der höheren Spannung niemals ausreicht, um den Thyristor zu zünden, verhindert eine fehlerhafte Betriebsweise der Anordnung. Die ZENER-Dioden 31 und Xl bestimmen delinierte Schallpunkte für die Halbleiterbauelemente 30 und 83.

Um zu verhindern, daß nach Betrieb bei der niederen Wechselspannung bei gezogenem Netzstecker der Verdopplerkondensator 82 in aufgeladenem Zustand mit den gegen Berührung ungeschützten Netzklemmen der Schaltungsanordnung verbunden ist, ist ein Widerstand 90, dem eine Diode 31 mit der Kathode an der Verbraucherklemme V2 in Serie geschaltet ist, mit der Netzklemme A/l verbunden. Dadurch entlädt sich einerseits der Kondensator 82 über den Verbraucher an den Klemmen Vi, V2 und den Thyristor 83 nach dem Ziehen des Netzsteckers, andererseits entsteht an dem Widerstand 90 während des Betriebes keine Verlustleistung, weil in der Durchlaßrichtung der Diode keine Potentiale entstehen.

In Fig. 2 stellen die Anordnungen A und B zwei Anordnungen nach Fig. ! dar, die an den Vcrbraucher- !ricmmen Vl und V2 zusammengeschaltet sind, wobei jedoch die Netzklemmen NiA, N2A über Kreuz mit den Netzklemmcn N2B, A/l ß verbunden sind. Die dadurch an den Verbraucherklemmcn Vi, V2 entstehende Gleichspannung geringer Welligkeil gestattet es, den Verbraucherkondensator 81 der Anordnung nach F i g. 1 wegzulassen. Auch der tintladewidorstand 90 mit der Diode 91 kann entfallen.

Hierzu 2 Platt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum wahlweisen Anschluß an um den Faktor 2 verschiedene Netzwechselspannungen und zur Lieferung einer von der Netzspannungswahl unabhängigen Gleichspannung, mit einer Dioden, Kondensatoren und einen Thyristor enthaltenden Gleichrichter- und Spannungsvervielfachungseinrichtung und mit einem Netzspannungsfühler, dessen Ausgang mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden ist und diese bei der höheren Netzwechselspannung mit der Kathode des Thyristors verbindet und bei der niedrigeren Netzwechselspannung aus dem Netz mit Zündstrom versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß den Netzspannungsanschlüssen (N1, Λ/2) eine Reihenschaltung aus einem Verdopplerkondensator (82), aus dem nur in einer Richtung leitend steuerbaren Thyristor (83), aus einem parallel zu den Verbraucheranschlüssen (Kl, K2) geschalteten Verbraucherkondensator (81) und aus einer ersten Diode (71) in gleicher Polung wie der Thyristor (83) in der vorstehend angegebenen Reihenfolge liegt, daß dem den Verdopplerkondensator (82) und den Thyristor (83) enthaltenden Teil der Reihenschaltung eine zweite Diode (72) in gleicher Polung wie der Thyristor (83) parallel geschaltet ist und daß dem den Thyristor (83), den Verbraucherkondensator (81) und die erste Diode (71) enthaltenden Teil der Reihenschaltung eine dritte Diode (70) in dem Thyristor (83) und der ersten Diode (71) entgegengesetzter Polung parallel geschähet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemmen des Netzspannungsfühlers mit dem Verdopplerkondensator (82) parallel geschaltet und die Ausgangsklemmen mit der am Verdopplerkondensator (82) liegenden Netzklemme (Ni) und dem Steuergitter (830) des Thyristors (83) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (90) in Serie mit einer gegenüber der Verbraucherspannung in Sperrichtung gepolten vierten Diode (91) zu dem den Verdopplerkondensator (82), den Thyristor (83) und den Verbraucherkondensator (91) enthaltenden Teil der in Anspruch 1 genannten Reihenschaltung parallel geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite identische Schaltungsanordnung mit vertauschten Polen an die Netzspannungsanschlüsse (N2B/NXA bis N2A/ N XB) und mit gleichen Polen an die Verbraucheranschlüsse (Kl bis V2) angeschlossen ist.