DE2353785A1 - Elektronischer taster zur schaltung der netzspannung an einer last - Google Patents

Description

Patentanwalt Oipl.-Phys.Gerhard lieäl % München 22 Steinsdorfstr.21-22 Tel.298462 . ' '■■■;■.■ ,-;'-■"- \ ^: ν-^;: V/.-;"- 23537B5

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IHSTA ILEKTBO GmbH & Co. EG 5S94 Halber

Dlektronischer Taster zur Schaltung der Netzspannung an einer Last ...·:,' ,

Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Taster zur Schaltung der Netzspannung an einer Last, beispielsweise zur Anschaltung einer Glüh- oder Leuchtstofflampe an eine Netzspannung.

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In der elektrischen Installationstechnik wird häufig die in Figur 1 dargestellte "Relaisschaltung" angewendet, wenn die Netzspannungen einer last L von mehreren, üblicherweise örtlich getrennten Stellen aus geschaltet werden soll. Man bedient sich dabei eines Stromstoßrelais R, das über elektrisch parallelgeschaltete mechanische Taster T gesteuert wird.

In steigendem Maße sind nunmehr Schaltungen dieser Art erwünscht, in.denen die mechanischen Taster durch elektronische ersetzt sind. In einer dieser Dekannten, in. Figur 2 dargestellten Schaltungen steuern die durch Betätigangsplatten B "betätigbaren elektronischen Taster ET das Stromstoßrelais R in sogenannter ^Sensor-Technik¹¹ an, d.h., daß beim Berühren der Betätigungsplatten B ein z.B. durch einen Transistor, Triac oder dgl. gebildeter elektronischer oder elektromechanischer Kontakt K, z.B. ein Reedrelais, geschlossen und dadurch das Stromstoßrelais R angeregt wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten, mit elektronischen Tastern ausgerüsteten Schaltungen besteht darin, daß jedem elektronischen Taster eine Versorgungsspannung zugeführt werden muß, was im Vergleich zur "Relaisschal tuhg'¹ zusätzliche Installationsleitungen erfordert, dadurch den Einsatz elektronischer Taster unnötig verteuert und ihren Austausch gegen handelsübliche mechanische Installationstaster in Aufputz-, ünterputz- oder wassergeschützter Ausführung ohne Änderung bestehender Installationen einschließlieh leitungen und Befestigungsmaterial verhindert*

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektronische Tasterzu schaffen, die derart ausgebildet sind, daß sie in bereits bestehenden Installationen zur Ansteuerung von Stromstoßrelais, z.B. ih "Relaisschaltungen¹· der vorgenannten Art, gegen mechanische Taster ausgewechselt werden können, ohne daß zusätzliche Leitungen erforderlich sind.

Bei elektronischen Tastern zur Schaltung der Hetzspannung ..'" an einer Last, wobei mehrere, gegen mechanische Taster austauschbare,- elektronische Taster miteinander und gegebenen- \ falls mit mechanischen Tastern elektrisch parallel = und jeweils in Reihe miii: einem gemeinsamen Stromstößrelais geschaltet sind, das mit seinem^Kontakt die Netzspannung ander last schaltet, sieht die Erfindung zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vor, daß die Ruhestromaufnähme jedes elektronischen Tasters vernäehlässigbar klein gewählt ist, derart, daß die Summe der Ruheströme der elektronischen Taster kleiner ist als. der Härtestrom'.-.des Stromstoßrelais.

Mit Haltestrom des Stromstoßrelais ist,wie an sich bekannt, der Strom bezeichnet, bei dem der Relaisköntakt angezogen ist, also die Last an. .'Netzspannung liegt, während mit Ruhestrom der Strom bezeichnet ist,der aufgrund uer Ruheverlustleistung im inaktiven elektronischen Taster fließt. Me elektronischen Taster besitzen keine mechanisch beweglichen Teile, weshäb sie, zusätzlich zu ihrer wenig aufwendigen Austauschbarkeit gegen mechanische Taster, durch geringe Abnutzung und damit hohe Lebensdauer ausgezeichnet sind. Die elektronischen Taster sind selbstverständlich nicht nur zum teilweisen oder vollständigen Austausch gegen mechanische Taster einer bereits bestehenden Installation bestimmt, sondern, ζ..B. durch den Wegfall besonderer Versorgungsspannungs-Leitungen, auch für neu zu erstellende Installationen vorteilhaft.

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Da es häufig erwünscht ist, daß die Taster durch den Tasterkontakten parallelgeschaltete Glimmlampen beleuchtet sind und dadurch die Zahl der an ein Stromstoßrelais anschließbaren elektronischen Taster auf den Wert begrenzt ist, bei dem die Summe der Glimmlampenströme den Haltestrom des Stromstoßrelais erreicht, wird zur Vermeidung einer unnötigen Einschränkung dieser Anzahl maximal anschließbarer beleuchteter Taster zweckmäßigerweise vorgeschlagen, daß die Ruhestromaufnahme der elektronischen Taster auch gegenüber dem Stromverbrauch der Glimmlampen vernachlässigbar klein ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung und der Beschreibung der in dieser Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen:

Figur 3 eine Installationschaltung samt Sehaltschema eines elektronischen Tasters nach der Erfindung,

Figur 4 eine Installationsschaltung samt Schaltschema einer abgeänderten Ausführungsform eines elektronischen Tasters nach der Erfindung.

In der Schaltungsanordnung nach Figur 3 liegt am Netz, dessen Nulleiter mit N und dessen Phase mit P bezeichnet., ist, eine Last L, z.B. eine Glüh- oder Leuchtstofflampe, die durch den Kontakt eines Stromstoßrelais R geschaltet wird. In Reihe mit dem Stromstoßrelais R liegen elektrisch parallelgeschaltete und teilweise nur angedeutete mechanische und elektronische Taster T bzw. TE mit gegebenenfalls parallelgeschalteter Glimmlampe Gl. Die elektronischen Taster ET, deren einer in Figur 3 strichliniert umrissen dargestellt

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ist, besitzen eine mit ihrer Wechselspannungsseite an das Stromstoßrelais R angeschaltete Gleichrichterbrücke G, an deren Gleiehspannungsseite zwei parallelgeschaltete Transistoren Tr- und Tr₂ liegen. Der Emitter des Transistors Tr₂ ist über einen Widerstand IL mit der Basis des Transistors Tr₁ und über einen Kondensator 0 und einen Zweig der Gleichrichterbrücke G mit Phase P verbunden. Die Basis des Transistors Tr₂ ist über einen Schutzwiderstand R, mit einer Betätigungsplatte B und über einen Widerstand R₂.mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Schutzwiderstand R., dem Kondensator C und dem Emitter des Transistors Tr« verbunden.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die folgende: .

Im Ruhezustand des elektronischen Tasters, d.h. bei Kichtbenutzung der Betätigungsplatte B, sind beide Transistoren Tr₁ und Tr_? gesperrt. Da die Rest- bzw. Ruheströme der Transistoren um mehrere Größenordnungen kleiner sind als die Glimmlampenströme, führt bei Tastern mit parallelgeschalteten Glimmlampen der Einsatz der vorgeschlagenen elektronischen Taster praktisch zu keiner zusätzlichen Reduzierung der zulässigen Taster-Anzahl, die durch die Bedingung festgelegt ist, daß die Summe der Glimmlampenströme kleiner als der Haltestrom des Stromstoßrelais sein muß.

Bei Berührung der Betätigungsplatte B fließt während der negativen Halbwelle der Netzspannung ein durch den Schutzwiderstand R, auf ungefährliche Werte begrenzter Strom durch die Gleichrichterbrücke G,' durch die Basis-Emitterstrecken der Transistoren Tr^ und Tr₂, durch die Widerstände R. und

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INSPECTED

E, und den Körper des die Betätigungsplatte B Bedienenden. Da dieser Strom gleichzeitig Basisstrom für den Transistor Tr₂ ist, wird dessen Kollektor-Emitterstrecke durchgesehaltet und der Kondensator C aufgeladen. Der Kondensator C führt nun über den Widerstand R₁ der Basis des Transistors Tr- Strom zu, wodurch auch dieser Transistor durchgeschaltet und über den Gleichrichter G ein das Relais erregender Wechselstrom durch das Stromstoßrelais R fließen kann.

Da bei durchgeschaltetem bzw. leitendem Transistor Tr- die Spannung am Gleichrichter G annähernd zu Null wird, ist ein weiteres Aufladen des Kondensators C nicht möglich. Es wird damit sichergestellt, daß beim Berühren der Beätigungsplatte B nur ein einziger in seiner länge durch die entsprechende Wahl der Zeitkonstante R-. C vorbestimmter Impuls abgegeben wird, gleichgültig wie lange die Betätigungsplatte B angetastet wird.

Sofern die gewählte Anlage nur elektronische Taster enthält, ist durch die erfindungsgemäße Art der Ansteuerung des Transistors Tr- gleichzeitig gewährleistet, daß für die Halbleiterbauelemente gefährliche Überspannungen durch schlagartiges Abschalten des Erregerstromes durch die induktive Spule des Stromstoßrelais nicht entstehen können, da der Transistor Tr- nicht plötzlich, sondern durch die kontinuierliche Entladung des Kondensators C über den Widerstand R.J allmählich in den Sperrzustand gesteuert wird.

Bei ansonsten im wesentlichen gleicher Schaltung ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ein . " Widerstand R. unmittelbar über einen Zweig der Gleichrichterbrücke G

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mit Phase P verbunden und zur Reihenschaltung der Kollektor-Einitterstrecke des Transistors Tr« mit dem Kondensator C eine Zenerdiode D parallelgeschaltet. Zusätzlich zur Schaltung nach Figur 3 ist darüberhinaus ein ladewiderstand R₁-zwischen die Kollektoren beider Transistoren geschaltet, dessen Verbindxmgspunkt mit dem Kollektor des Transistors Tr« über eiiien Kondensator C- mit dem Emitter des Transistors Tr₁ verbunden ist.

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AÄdörs "als .b&iAMer;'Schaltmg h&tsh Hguyi 5 "weisen füi? V Schaltung nach Figur 4 nicht zwei hochsperrende und damit aufwendige Transistoren benötigt, da nur der Transistor Tran Netzspannung liegt, während der Transistor Tr« an einer erheblich kleineren durch die Zenerdiode D begrenzten Spannung arbeitet. Der LadewiderstandRc ist ohne weiteres so groß wählbar, daß der Ruhestrom jedes elektronischen Tasters weiterhin gegenüber dem Stromverbrauch der Glimmlampen vernachlässigbar bleibt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Figur 3 kann, bedingt durch den Ladewiderstand Rc, die Energie zum.raschen Aufladen des Kondensators C dem Hetz nicht mehr niederohmig entnommen werden. Diese Energie wird hier vom Kondensator G- bereitgestellt. Die Zeitkonstante Rf- - C- ist zweckmäßigerweise so gewählt, daß eine ausreichend hohe Betätigungsfrequenz für den Taster erreicht wird, während die Zeitkonstante R- - C so festgelegt wird, daß die Impulslänge zur sicheren Betätigung aller handelsüblichen Stromstoßrelais ausreicht.

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Claims (4)

1. Patent an Sprüche

   •1 ..= Elektronischer Taster zur Schaltung der Netzspannung an einer Last, wobei mehrere, gegen mechanische Taster austauschbare, elektronische Taster miteinander und gegebenenfalls mit mechanischen Tastern elektrisch parallel = und jeweils in Reihe mit einem gemeinsamem Stromstoßrelais geschaltet sind, das mit seinem Kontakt die Netzspannung an der Last schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhestromaufnahme jedes elektronischen Tasters vernachlässigbar klein gewählt ist, derart, daß die Summe der Ruheströme der elektronischen Taster kleiner ist als der Haltestrom des Stromstoßrelais.
2. 2. Elektronische Taster mit parallelgeschalteten Glimmlampen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhestromaufnahme der elektronischen Taster gegenüber dem Stromverbrauch der Glimmlampen vernachlässigbar klein gewählt ist.
3. 3. Elektronischer Taster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, ge.kenn zeichne t durch eine mit ihrer Wechselspannungsseite an das Stromstoßrelais (R) angeschaltete Gleichrichterbrücke (G), an deren Gleichspannungsseite zwei parallelgeschaltete erste und zweite Transistoren (Tr₁ und Tr₂) liegen, wobei der Emitter des zweiten Transistors (Tr«) über einen Widerstand (R-) an der Basis des ersten Transistors (Tr-) und über einen kapazitiven Vorwiderstand und einen Zweig der Gleiehrichterbrücke an Phase (P) liegt, und die Basis des zweiten Transistors (Tr₂) über einen Widerstand (R,) mit einer Betätigungsplatte (B) verbunden ist.

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4. 4. Elektronischer Taster nach Anspruch.3, dadurch ge k e η η ζ e ic h η e t, daß der Reihenschaltung der Kollektor-Emitterstrecke des. zweiten Transistors (Tr^) mit dem kapazitiven Vorwiderstand eine Zenerdiode (D) parallelgeschaltet ist. ... "

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