DE2409883A1

DE2409883A1 - Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen rundsteuerempfaenger

Info

Publication number: DE2409883A1
Application number: DE2409883A
Authority: DE
Inventors: Hans De Vries
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-03-01
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1425803A; ATA506574A; US3916211A; AT328033B; DE2409883B2; AU7123474A; CH567824A5; DE2409883C3; ZA742745B

Description

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Patentanwälte 2 Δ O Ö 8 8

Dr. Manitz ■ DipL-lng. Finsterwald Dipl.-ing. Grämkow

Zellweger Uster AG·
0H-8610 üster, Schweiz

Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger.

Bei einem Rundsteuerempfänger handelt es sich darum, die einem Starkstromnetz durch einen Sender in einer Zentrale überlagerten Wechselstromimpulse bzw. Wechselstromimpulssequenzen selektiv zu empfangen und auszuwerten. Demzufolge weist ein solcher Rundsteuerempfänger einen für die verwendete Fernsteuerfrequenz selektiven Empfangsteil auf, welcher aus den seinem Eingang zugeführten Signalen Impulssequenzen einer bestimmten Frequenz aussiebt. Auf den selektiven Empfangsteil folgt ein Demodulator meist in der Form eines Diodengleichrichters mit nachfolgendem Amplitudenbewerter, welcher eine der ausgesendeten und empfangenen Wechselstromimpulssequenz entsprechende Gleichspannungsimpulssequenz bildet. Mit Hilfe eines Auswerteteils, weicher eine Zeitbasis und eine Vergleichseinrichtung enthält, wird sodann in bekannter Weise die Auswertung dieser G-IeIchstromimpulssequenz, oft- auch Impulsbild genannt, vorgenommen. Die durch eine der genannten

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Wechselstromimpulssequenzen "bzw. die daraus erhaltenen G-Ieichstromimpulssequenzen zum Ausdruck gebrachten Befehle können in irgendeiner der bekannten Codierungen codiert sein. Der Rundsteuerempfänger weist demzufolge einen der Zeitbasis zugeordneten Decodierer auf. Im Decodierer wird ein empfangener Fernsteuerbefehl mit einem dem betreffenden Empfänger zugeordneten Fernsteuerbefehl verglichen und bei Uebereinstimmung wird ein Gutbefundsignal gebildet, beispielsweise ein Stromstoss, durch welchen ein fernzusteuerndes Schaltorgan, wie beispielsweise ein Stromstossschalter_xbetätigt wird.

Bisher weisen die meisten Rundsteuerempfänger im Empfangsteil konventionelle Filter, also beispielsweise IC-Schwingkreise oder elektromechanische Resonanzgebilde auf, welche unmittelbar durch die empfangene, also unverstärkte Signal— energie erregt werden. Auch die Energie für die zu erzeugende Gleichstromimpulsfolge stammt vorzugsweise aus der dem Empfänger zugeführten Signalenergie. Im Auswerteteil wird für die Zeitbasis in der Regel ein von einem an das Wechselstromnetz angeschlossenen Synchronmotor betriebenes elektromechanisches Schaltwerk benutzt. Als Speicherorgan für die Vergleichseinrichtung kann ein Relais oder ein gesteuerter Siliziumgleichrichter vorgesehen sein.

Durch die technischen Fortschritte auf dem Gebiet der elektronischen Halbleiterbauteile, insbesondere der integrierten

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Schaltungen, wird es nun möglich, im Bmpfangsteil beispielsweise elektronische Filteranordnungen, wie z.B. aktive RC-Filter, sowie im Auswerteteil vollelektronische Impulsbildvergleichs- und Auswerteschaltungen preiswert zu realisieren. Alle diese elektronischen Bauteile können beispielsweise in einem integrierten Schaltkreis weitgehend integriert sein, so dass als einziges elektromechanisches Schaltelement lediglich ein durch das Grutbefundsignal des Auswerteteils betätigbares Schaltorgan, beispielsweise ein Stromstossschalter, übrig bleibt. Mittelst dieses Schaltorgans können in Abhängigkeit von den empfangenen Fernsteuerbefehlen an den Rundsteuerempfänger angeschlossene elektrische Apparate an das Starkstromnetz an- und von diesem abgeschaltet werden.

Im Hinblick auf .die relativ niedrigen Gleichspannungen von beispielsweise etwa 10 V und ausserdem unter Berücksichtigung des geringen Strombedarfes der genannten integrierten Schaltungen für den Empfangsteil und den Auswerteteil des Rundsteuerempfängers wäre es an sich möglich, einen Stromversorgungsteil sehr geringer Leistung, beispielsweise von nur etwa 0,3 Watt vorzusehen. In diesem Falle wäre allerdings eine ausreichend ergiebige Stromversorgung für die Betätigung des genannten Stromstoss- ' schalters des Rundsteuerempfängers nicht mehr gewährleistet, da ein solcher Stromstossschalter üblicherweise bei hoher Stromstärke eine Energie von etwa 0,04 Joule erfordert. Die-

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se hohe Energie kann nun in einem Schaltenergiespeicher, beispielsweise einem Elektrolytkondensator, hoher Kapazität bereitgestellt werden, wobei der Schaltenergiespeicher über einen Ladepfad aus dem Stromversorgungsteil des Rundsteuerempfängers in geladenem Zustand gehalten wird, so dass er bei den relativ seltenen bzw. in grossem zeitlichen Abstand erfolgenden Betätigungen die erforderliche Schaltenergie kurzzeitig abgeben kann. Dadurch ist dann sichergestellt, dass die Spannung des Stromversorgungsteils durch die Betätigung des Schaltorgans nicht beeinflusst wird. Bei Anwendung eines solchen aus dem Stromversorgungsteil des Rundsteuerempfängers gespeisten Schaltenergiespeichers können sich nun aber unzulässige Schwierigkeiten ergeben. Die genannten integrierten Schaltungen arbeiten nämlich nur innerhalb eines bestimmten Speisespannungsbereiches zuverlässig. Bei Untersehreitung eines minimalen Speisespannungswertes ist deren einwandfreie Arbeitsweise dagegen nicht mehr gewährleistet. Da nun bei einem auch nur vorübergehenden Netzspannungsausfall die Speisespannung des Empfangsund Auswerteteils des Rundsteuerempfangers mindestens vorübergehend absinkt, ist es möglich, dass zufolge der nicht mehr gewährleisteten einwandfreien Punktion dieses Schaltungsteils des Rundsteuerempfängers irrtümlich ein Gutbefundsignal simuliert wird. Durch dieses irrtümliche Gutbefundsignal kann nun das im Rundsteuerempfänger vorhandene fernzusteuernde Schaltorgan zufolge der im Schaltenergiespeicher auch nach dem Netzspannungsausfall noch vorhandenen

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gespeicherten Schaltenergie in einen falschen Schaltzustand versetzt werden. Nach Wiedereintritt der Ne tzspannung, was beispielsweise einige Sekunden oder Minuten nach dem Netzspannungsausfall eintreten kann, wäre dann das fernzusteuernde Schaltorgan des Rundsteuerempfängers noch immer in einem falschen Schaltzustand, was natürlich unzulässig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger zu schaffen, welche diesen Nachteil nicht aufweist, so dass der Rundsteuerempfänger auch bei einem vorübergehenden Netzspannungsausfall keine falschen Schaltoperationen ausführt.

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der Rundcteuerempfanger einen einem durch den Empfangsteil und Auswerteteil des Rundsteuerempfängers steuerbaren Schaltorgan zugeordneten Schaltenergiespeicher aufweist, wobei zwischen einem Stromversorgungsteil des Rundsteuerempfängers und dem Schaltenergiespeicher einerseits ein Ladepfad mit einem ohmschen ¥iderstand und andererseits ein Entladepfad mit einer Diode angeordnet ist und die Stromdurchlassrichtung dieser Diode vom Schaltenergiespeicher zum Stromversorgungsteil gerichtet ist und ausserdem die minimale Ansprechspannung des genannten Schaltorgans grosser ist als diefiir die richtige Funktion des Empfangs- und Auswerteteils des Rundsteuerempfängers erforderliche minimale Speisespannung .

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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein vereinfachtes Schaltbild eines elektronischen Rund-, steuerempfängers, mit einem fernzusteuernden Schaltorgan, welchem ein Schaltenergiespeicher zugeordnet ist.

In der Zeichnung stellt 1 den Fernsteuerempfänger als Ganzes dar. Mit seinen Eingangsklemmen 2 und 3 ist der Fernsteuerempfänger 1 an zwei Leiter 4 und 5 eines Wechselstromnetzes 6 angeschlossen. Dabei kann beispielsweise der Leiter 4 ein Phasenleiter und der Leiter 5 ein Nullleiter sein. Es ist aber auch möglich, den Fernsteuerempfänger an zwei Phasenleiter des Starkstromnetzes anzuschliessen. Dem Wechselstromnetz 6, dem die beiden genannten Leiter 4 und 5 angehören, werden in an sich bekannter Weise die Fernsteuerbefehle'in der Form von Wechselstromimpulssequenzen überlagert. Neben der Netzwechselspannung ILj liegt daher an den Eingangsklemmen 2 und 3 auch die ihr überlagerte Signalspannung U„.

Zur Stromversorgung des elektronischen Rundsteuerempfängers 1 ist ein Stromversorgungsteil 7 vorgesehen. Der Stromversorgungsteil 7 weist eine an die Eingangsklemmen 2 und 3 angeschlossene Serieschaltung einer Schutzimpedanz 8, eines Seriekondensators 9 und eines Vollweg-G-leichrichters 10 auf. Der Vollweg-Gleichrichter 10 ist als Graetzgleichrichter ausgebildet und er liegt mit seinen Wechselstromanschlüssen

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11 und 12 in der genannten Serieschaltung, während an den G-leichstromanschlüssen, d.h. dem Minuspol 13 und dem Pluspol 14, ein Siebkondensator 15 und ein Spannungsbegrenzer 16, beispielsweise eine Zenerdiode angeschlossen ist.

Als Schutzimpedanz 8 kann beispielsweise ein stossspannungsfester Widerstand oder eine stossspannungsfeste Drosselspule vorgesehen sein, welche den Rundsteuerempfänger gegen die schädliche Wirkung von auf dem Wechselspannungsnetz 6 auftretenden Stossspannungen schützt. Für den Betrieb der elektronischen Schaltung des Rundsteuerempfangers 1 ist nur eine relativ niedrige Gleichspannung von beispielsweise 20 V erforderlich, weshalb in Serie zu den Wechselstromanschlüssen des Vollweg-Gleichrichters 10 der Seriekondensator 9 geschaltet ist, welcher bezogen auf die Netzspannung U₁H- den erforderlichen Spannungsabfall erzeugt. Da der Stromverbrauch der elektronischen Schaltung sehr bescheiden ist, weist der Stromversorgungsteil 7 nur eine geringe Leistung, beispielsweise etwa 0,3 Watt auf.

Von einem Schaltungspunkt 17 nach der Schutzimpedanz 8 führt eine Leitung 18 einerseits zu einem Eingang 19 eines frequenzselektiven Empfangsteils 20. Dieser Empfangsteil weist beispielsweise aktive RC-Filter als Selektionsmittel " für die Fernsteuerfrequenz f_g auf. Dieser Empfangsteil 20 ist einerseits an die Minussammeischiene 21 und anderseits

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an die Plussammeischiene 22 angeschlossen, so dass er aus dem Stromversorgungsteil 7 die erforderliche Speisespannung erhält. Eine Ausgangsklemme 23 des Empfangsteils 20 ist über eine leitung 24 mit einem ersten Eingang 25 eines elektronisch arbeitenden Auswerteteils 26 des Rundsteuerempfangers 1 verbunden. Die Leitung 18 führt anderseits an ein RC-G-lied 27, bestehend aus einem Widerstand 28 und einem Kondensator 29. Vorn Verbindungspunkt 30 des Widerstandes 28 mit dem Kondensator 29 führt eine Leitung 31 zu einem zweiten Eingang des Auswerteteils 26.

Ueber dieses RC-G-lied 27 wird dem Auswerteteil ein netzfrequentes Signal an seinen zweiten Eingang 32 zugeführt. Mit Hilfe dieses netzfrequenten Signals und elektronischen Frequenzteilern wird im Auswerteteil 26 eine Folge von an die Netzfrequenz £„ gebundenen Taktimpulsen für eine elektronische Zeitbasis für die Auswertung einer empfangenen Impulssequenz gebildet. Dadurch dass die Bruchfrequenz des RC-G-liedes bei etwa 10 Hz liegt, werden die stets vorhandene IFetzharmonischen relativ zur Hetzfrequenz gedämpft.

Der Auswerteteil 26 weist vollelektronische Bauart auf und ist beispielsweise mindestens teilweise in integrierter Bauweise hergestellt. Auch der Auswerteteil 26 ist an die Minussammeischiene 21 und die Plussammeischiene 22 angeschlossen um die erforderliche Speisespannung vom Stromversorgungsteil 7 zu erhalten. Elektronische Auswer-

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teteile für Rundsteuerempfänger sind an sich bekannt, vgl. beispielsweise DP 1'166'333 und d. Offenlegungsschrift 1'814'992, so dass es sich hier erübrigt, auf weitere Einzelheiten einzugehen. Es sei lediglich darauf hingewiesen, dass der Auswerteteil 26 unter anderem verschiedene elektronische Speicher und Schieberegister aufweist. Mittelst einer elektronischen Vergleichseinrichtung im Auswerteten 26 wird eine empfangene in ein Schieberegister zeitweise gespeicherte Impulssequenz mit einer dem betreffenden Rundsteuerempfanger zugeordneten Impulssequenz (d.h. Pernsteuerbefehl) verglichen und bei positivem Ergebnis dieses Vergleichs wird ein G-utbe fund signal von einem ersten Ausgang 33 oder einem zweiten Ausgang 34 als Betätigungssignal für das fernzusteuernde Schaltorgan 35 abgegeben. Je nach dem, ob das Gutbefundsignal am Ausgang 33 oder 34 erscheint, erfolgt eine Einschaltung bzw. eine Ausschaltung eines zum Schaltorgan 35 gehörenden Schalters 35'· Mit Hilfe des Schalters 35" kann ein Stromverbraucher 36 an das Starkstromnetz 6 angeschlossen bzw. von ihm abgeschaltet werden.

Zur Betätigung des Schalters 35' wird durch das am Ausgang 33 oder 34 des Auswerteteils 26 erscheinende Signal entweder ein Schalttransistor 37 oder 38 durchgesteuert, so dass die eine oder andere der beiden Wicklungen 39 und eines Relais 41 Strom führt und dadurch den Schalter 35' ein- bzw. ausschaltet. Den Wicklungen 39 und 40 sind Schutzdioden 42 und 43 parallel geschaltet um die Transistoren 37 und 38

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gegen induktive Spannungsstösse zu schützen.

Der elektronische Teil des Rundsteuerempfängers 1, also der Empfangsteil 20 und der Auswerteten 26, weisen nur einen geringen Leistungsbedarf auf, beispielsweise 0,2 Watt. Aus wirtschaftlichen Gründen wird daher der Strornversorgungsteil 7 ebenfalls nur für die Abgabe einer relativ kleinen Leistung dimensioniert. Lediglich für die Betätigung des Schaltorgans 35 wird vorübergehend eine grössere Leistung benötigt. Der aus wirtschaftlichen Gründen knapp bemessene Stromversorgungsteil 7 könnte die dann erforderliche Energie nicht innerhalb einer genügend kurzen Zeit abgeben-. Aus diesem Grunde ist dem Schaltorgan 35 ein Schaltenergiespeicher in der Form eines Speicherkondensators ausreichender Kapazität, beispielsweise 200 nF zugeordnet.

Der Schaltenergiespeicher 44 ist über einen Ladepfad 45, welcher einen Widerstand 46 aufweist an den Stromversorgungsteil 7 angeschlossen. Der Widerstand 46 kann dabei relativ hochohmig sein, beispielsweise 4OOO 0hm haben. Der Speicherkondensator 44 wird dann zwar relativ langsam aus dem Stromversorgungsteil 7 aufgeladen, jedoch anschliessend dauernd im geladenen Zustand gehalten, so dass er jederzeit auf Abruf die für einen Schaltvorgang nötige Energie abgeben kann.

So lange die Netzspannung V an den Klemmen 2 und 3 liegt, ist daher der Schaltenergiespeicher 44 geladen. Zufolge des sehr geringen Leckstromes behält aber der Schaltenergie-

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speicher seine Ladung auch bei einem Eetzspannungsausfall noch während längerer Zeit.

Bei einem vorübergehenden Netzspannungsausfall sinkt die vom Stromversorgungsteil 7 abgegebene Speisespannung für den Empfangsteil 20 und den Auswerteteil 26 ab und nach einiger Zeit wird ein Spannungswert unterschritten, welcher eine untere Grenze für die richtige Funktion der elektronischen Schaltungen des Auswerteteils 26 darstellt. Unterhalb dieses Grenzwertes ist die Abgabe unbestimmter Signale an den Ausgängen 33 oder 34 möglich. Da nun der Schaltenergiespeicher 44 noch während längerer Zeit·in der Lage ist, für die Betätigung des Schaltorgans Energie abzugeben, wäre es durchaus möglich, dass nach erfolgtem Netzspannungsausfall eine irrtümliche Betätigung des Schaltorgans 35 und des Schalters 35' zustande käme, was jedoch vermieden werden muss.

Zu diesem Zwecke ist dem Ladepfad 45 ein Entladepfad 47 mit einer Diode 48 zugeordnet, deren Durchlassrichtung zum Stromversorgungsteil 7 gerichtet ist. Man erkennt nun, dass wenn die Speisespannung des Stromversorgungsteils 7 nur wenig, d.h. um die Anlaufspannung der Diode 48 unter die Spannung am Schaltenergiespeicher 44 abgesunken ist, auch der Empfangsteil 20 und der Auswerteteil 26 über die Diode 47 aus dem Schaltenergiespeicher 44 mit Energie versorgt wird. Pur den Empfangsteil 20 -und den Auswerteteil 26 sinkt da-

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her die Speisespannung gemeinsam mit der am Schaltorgan 35 liegenden Spannung ab, bis schliesslich wieder derjenige untere Grenzwert für die Speisespannung der Auswerteschaltung 26 erreicht wird, unterhalb welchem irreguläre Arbeitsweise derselben möglich ist. Wählt man nun die Ansprechspannung des SchaltorgansYhöher als diesen unteren Grenzwert für die Speisespannung des Auswerteteils 26, so kann nach Unterschreitung desselben keine irrtümliche Betätigung des Schaltorgans 35 mehr eintreten, weil die dann noch am Schaltenergiespeicher liegende Spannung zu klein ist, um das Relais 41 ansprechen zu lassen.

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Claims

Pat ent anspruch:

Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der Rundsteuerempfänger (l) einen einem durch den Empfangsteil (20) und Auswerteteil (26) des. Rundsteuerempfängers steuerbaren Schaltorgan (35) zugeordneten Schaltenergiespeicher (44) aufweist, wobei zwischen einem Stromversorgungsteil (7) des Rundsteuerempfängers (l) und dem Schaltenergiespeicher (44) einerseits ein Ladepfad (45) mit einem ohmschen Widerstand (46) und andererseits ein Entladepfad (47) mit einer Diode (48) angeordnet ist und die Stromdurchlassrichtung dieser Diode (48) vom Schaltenergiespeicher (44) zum StroEiversorgungsteil (7) gerichtet ist und ausserdem die minimale Ansprechspannung des genannten Schaltorgans (35) grosser ist als die für die richtige Punktion des Empfangs- und Auswerteteils des Rundsteuerempfängers erforderliche minimale Speisespannung.

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