DE2409883C3

DE2409883C3 - Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger

Info

Publication number: DE2409883C3
Application number: DE2409883A
Authority: DE
Inventors: Hans De Illnau Vries
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-03-01
Publication date: 1982-11-18
Also published as: DE2409883A1; AU7123474A; ZA742745B; GB1425803A; ATA506574A; US3916211A; CH567824A5; AT328033B; DE2409883B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger, mit einem von einem Gleichspannungsversorgungsteil gespeisten Empfangsteil und Auswerteteil und einem der Gleichipannungsversorgung parallelgeschalteten Glättungskondensator, wobei ein Schah rgan über den Empfangsteil vom Auswerteteil steuerbar ist.

Bei einem Rundsteuerempfän er 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 ckn 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, welcher eine Zeitbasis und eine Vergleichseinrichtung enthält, wird sodann in bekannter Weise die Auswertung dieser Gleichstn iimpulssequenz, oft auch Impulsbild genannt vorgenommen. Die durch Wechselstromimpulssequenzen bzw. die daraus erhaltenen Gleichstromimpulssequenzen 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 Übereinstimmung wird ein Gutbefundsignal gebildet, beispielsweise ein Stromstoß, durch ' welchen ein fernzusteuerndes Schaltorgan, wie beispielsweise ein Stromstoßschalter, betätigt wird.

Bisher Weisen die meisten Ründsteüerempfänger im Empfangsteii konventionelle Filter, also beispielsweise LC-Schwingkreise oder elektromechanische Resonanzgebilde auf, welche unmittelbar durch die empfangene, also unverstärkte Signalenergie 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 Silziumgleichrichter

Ό vorgesehen sein.

Durch die technischen Fortschritte auf dem Gebiet der elektronischen Halbleiterbauteile, insbesondere der integrierten Schaltungen, wird es nun möglich, im Empfangsteil beispielsweise elektronische Filteranord-

¹» nungen, wie z. B. aktive KC-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 Gutbefundsignal des Auswerteteils betätigbares Schaltorgan, beispielsweise ein Stromstoßschalter, übrig bleibt Mittels dieses Schaltorgans können in Abhängigkeit von den empfangenen Fem-Steuerbefehlen 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

03 Watt vorzusehen. In diesem Falle wäre allerdings eine ausreichend ergiebige Stromversorgung für die Betätigung des genannten Stromstoßschalters des Rundsteuerempfängers nicht mehr gewährleistet, da ein solcher Stromstoßschalter üblicherweise bei hoher

■«> Stromstärke eine Energie von etwa 0,04 Joule erfordert. Diese 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 gehalfen 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 Unterschreitung eines minimalen Speisespannungswertes ist deren einwandfreie Arbeitsweise dagegen nicht mehr gewährleistet

Da nun bei einem auch nur vorübergehenden j^etzspannungsausfall die Speisespannung des Empfangs- und Auswerteteils des Rundsteuerempfängers mindestens vorübergehend absinkt, ist es möglich, daß

zufolge der nicht mehr gewährleisteten einwandfreien Funktion dieses Schaltüngsteils des Rundsteuerempfängers irrtümlich ein Gutbefundsignal simuliert wird. Durch dieses irrtümliche Gutbefundsignal kann nun das

im Rundsteuereropfänger vorhandene fernzusteuernde Schaltorgan zufolge der im Schaltenergiespeicher auch nach dem Netzspannungsausfall noch vorhandenen gespeicherten Schaltenergie in einen falschen Schaltzustand versetzt werden. Nach Wiedereintritt der Netzspannung, was beispielsweise einige Sekunden oder Minuten nach dem Netzspannungsausfall eintreten kann, wäre dann das fernzusteuernde Schaltorgan des Rundsteuerempfängers noch immer in einem falschen Schaltzustand, w^s natürlich unzulässig ist

Der aus der gattungsgleichen DE-OS 1814 992 bekannte Rundsteuerempfänger besitzt keinerlei Einrichtungen, um zu verhindern, daß bei einem auch nur vorübergehenden Netzspannungsausfali fehlerhafte Schaltoperationen durchgeiührt werden.

Aus der DE-AS 1171501 ist eine Anordnung für Rundsteuerempfänger zum Unterdrücken von Störspannungen mittels eines dem Ausgang der Steuerspannung vorgeschalteten, erst auf eine Mindesthöhe der Steuerspannung durchlässig werdenden Schaltgliedes und eines zugehörigen Parallelkondensators bekannt bei der am Aus^an^ der Anordnung ein weiterer Parallelkondensator liegt zu dem parallel ein c.ektrisch steuerbarer, eine Mindesthöhe der Steuerspannung erfordernder bistabiler Schalter liegt Dem Empfangsfiiter des bekannten Rundsteuerempfängers ist somit eine Schaltungsanordnung nachgeschaltet weiche lediglich zur Signalumformung dient d. h. daß die empfangenen Fernsteuersignale in eine für die Ansteuerung der elektronischen Kippschaltung geeignete Form gebracht werden, wobei durch diese Schaltungsanordnung zwischen Filter und Kippschaltung eine erhöhte Störimmunität angestrebt wird. Durch spezielle Ausgestaltung und Dimensionierung der Schaltungsanordnung ist es möglich, dafür zu sorgen, daß nur genügend lang andauernde Signale, d. h. nur die zu empfangenden Steuerbefehle, einen Ladekondensator in ausreichendem Maße aufzuladen vermögen und somit nur diese Steuerbefehle ausgewertet werden. Um zu verhindern, daß mehrere starke und kurzzeitige Störungen, die <to rasch aufeinanderfolgen, den Ladekondensator ebenfalls in einer einem Steuerbefehl entsprechenden Weise aufladen können, ist dem Ladekondensator ein relativ niederohmiger Entladepfad parallel geschaltet so daß schon in einer kurzen Pause zwischen zwei Kurzstörungen der Ladekondensator seine Ladung wieder verliert. Diese bekannte Scnaltungsandordnung dient somit ausschließlich dem Zweck, rasch aufeinanderfolgende kurze Störungen unschädlich zu machen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der tmgangs definierten Gattung derart auszubilden, daß auch bei einem vorübergehenden Netzspannungsausfall keine falschen Schaltoperationen ausgeführt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst daß dem Schaltorgan in an sich bekannter Weise ein Speicherkondensatoi paralleigeschaltet ist, daß der Speicherkcndensaior in seinem Ladepfad vom Gleichspannungsversorgungsteil einen ohmscher Widerstand aufweist, daß als Entladepfad eine dem Widerstand parallelgeschaltete Diode vorgesehen ist, deren Stromdurchlaßrichtung der Richtung des Ladestromes entge-. j gengerichtet ist und daß die minimale Ansprechspannung des Schaltorgans größer ist als die für die richtige Funktion des Empfangsteiles und Auswerteteiles des Rundsteuerempfä/igtrs erforderliche minimale Speisespannung.
Durch diese Maßnahme^ wird Vor allem der Vorteil erreicht daß auch im Falle eines eine relativ hohe Ansprechleistung erfordernden Schaltorgans mit einem vergleichsweise leistungsschwachen Spannungsverscrgungsteil gearbeitet werden kann und dabei trotzdem bei Netzspannungsausfali keine Fehisch al tungen des Schaltorgans befürchtet werden müssen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Dabei zeigt die einzige Figur ein vereinfachtes Schaltbild eines elektronischen Rundsteuerempfängers, 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 Nulleiter sein. Es ist aber auch möglich, den Fernsteuerempfänger an zwei Phasenleiter des Starkstromnetzes anzuschließen. Dem Wechselstromnetz 6, dem die beiden genannten Leiter 4 ;nd 5 angehören, werden in ze. sich bekannter Weise die Fcnsteuerbefeh-Ie in der Form von Wechselstromimpulssequenzen überlagert Neben der Netzwechselspannung U_n liegt daher an den Eingangsklemmen 2 und 3 auch die ihr überlagerte Signalspannung Us-

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-Gleichrichters 10 auf. Der Vollweg-Gleichrichter 10 ist als Graetzgleichrichter ausgebildet und er liegt mit seinen Wechselstromanschlüssen 11 und 12 in der genannten Serieschaltung, während an den Gleichstromanschlüssen, 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 stoßspannun^sfeste 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 Rundsteuerempfängers 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 U ν den erforderlichen Spannungsabfall erzeugt. Da der Stromverbrauch der elektronischen Schaltung sehr bescheiden ist, weist der Stromversorgungs^i¹ 7 nur eine geringe Leistung, beispielsweise etwa 03 Watt auf.

Von einem Schaliungspunkt 17 nach der 3chutzimpe· danz 8 führt eine Leitung 18 einerseits zu einem Eingang 19 eines frequen^selektiven Empfangsteils 20. Dieser Empfangsteil weist beispielsweise aktive ÄC-Filter als Selektionsmittel fur die Fernsteuerfrequenz /5 auf. Dieser Empiangsteil 20 ist. einerseits an die MinussamimelschieneiZl und andererseits an die Plussammolschiene "22 angeschlossen, so daß er aus dem Ütromversör' gungsteil 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 Rundsteuerempfängers 1 verbunden. Die Leitung 18 führt

andererseits an ein RC-G\\ed 27, bestehend aus einem Widerstand 28 und einem Kondensator 29. Vom Verbindungspunkt 30 des Widerstandes 28 mit dem Kondensator 29 führt eine Leitung 31 zu einem zweiten Eingang des Auswerteteils 26.

Über dieses ÄC-Glied 27 wird dem Auswerteten 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 fs gebundenen Taktimpulsen für eine elektronische Zeitbasis für die Auswertung einer empfangenen Impulssequenz gebildet Dadurch daß die Bruchfrequenz des /?C-Gliedes bei etwa 10 Hz liegt werden die stets vorhandene Netzharmonischen relativ zur Netzfrequenz 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 Piussammeischiene tt angeschlossen, um die erforderliche Speisespannung vom Stromversorgungsteil 7 zu erhalten. Elektronische Auswerteteile für Rundsteuerempfänger sind an sich bekannt vgl. beispielsweise auch DE-PS 1166 333, 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 Mittels einer elektronischen Vergleichseinrichtung im Auswerteteil 26 wird eine empfangene in ein Schieberegister zeitweise gespeicherte Impulssequenz mit einer dem betreffenden Rundsteuerempfänger zugeordneten Impulssequenz (d. h. Fernsteuerbefehl) verglichen und bei positivem Ergebnis dieses Vergleichs wird ein Gutbefundsignal von einem ersten Ausgang 33 oder einem zweiten Ausgang 34 als Betätigungssigna] 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 40 eines Relais 41 Strom führt und dadurch den Schalter 35' ein- bzw. ausschaltet Den Wicklungen 39 und 40 sind Schutzdioden 42 und 43 parallelgeschaltet um die Transistoren 37 und 38 gegen induktive Spannungsstöße zu schützen.

Der elektronische Teil des Rundsteuerempfängers 1, also der Empfangsteil 20 und der Auswerteteil 26, weisen nur einen geringen Leistungsbedarf auf, beispielsweise 0,2Watt Aus wirtschaftlichen Gründen wird daher der Stromversorgungsteil 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 Speicherkon^

densators ausreichender Kapazität, beispielsweise 200 μΡ zugeordnet

Der Schaltenergiespeicher 44 ist über einen Ladepfad 45, welcher einen Widerstand 46 aufweist, an den Stromversorgungsteil 7 angeschlossen. Der Widerstand

jO 46 kann dabei relativ höehohmig sein, beispielsweise 4000 Ohm 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.

Solange die Netzspannung Unan den Klemmen 2 und 3 liegt, ist daher der Schaltenergiespeicher 44 geladen. Zufolge des sehr geringen Leckstromes behält aber der Schaltenergiespeicher seine Ladung auch bei einem Netzspannungsausfall 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 35 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 Stromversorgungstei! 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 er Auswerteteil 26 über die Diode 47 aus dem Schaltenergiespeicher 44 mit Energie versorgt wird. Für den Empfangsteil 20 und den Auswerteteil 26 sinkt daher die Speisespannung gemeinsam mit der am Schaltorgan 35 liegenden Spannung ab, bis schließlich wieder derjenige untere

so Grenzwert für die Speisespannung der Auswerteschaltung 26 erreicht wird, unterhalb welchem irreguläre Arbeitsweise derselben möglich ist Wählt man nun die Ansprechspannung des Schaltorgans 35 höher 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 44 liegende Spannung zu klein ist, um das Relais 41 ansprechen zu lassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung für einen elektronischen Rundsteuerempfänger, mit einem von einem Gleichspannungsversorgungsteil gespeisten Empfangsteil und Auswerteteil und einem der Gleichspannungsversorgung parallelgeschalteten Glättungskondensator, wobei ein Schaltorgan über den Empfangsteil vom Auswerteteil steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltorgan (35) in an sich bekannter Weise ein Speicherkondensator (44) parallelgeschaltet ist, daß der Speicherkondensator (44) in seinem Ladepfad (45) vom Gleichspannungsversorgungsteil (7) einen ohmschen Widerstand (46) aufweist, daß als Entladepfad (47) eine dem Widerstand (46) parallelgeschaltete Diode (48) vorgesehen ist, deren Stromdurchlaßrichtung der Richtung des Ladestromes entgegengerichtet ist und daß die nrnimale Ansprechspannung des Schaltorgans (35) größer ist als die für die richtige Funktion des Empfangsteiles (20) und Auswerteteiles (26) des Rundsteuerempfängers erforderliche minimale Speisespannung.