DE2512323B2 - Steuergeraet mit mindestens einem von einem temperaturfuehler gesteuerten leistungshalbleiter - Google Patents
Steuergeraet mit mindestens einem von einem temperaturfuehler gesteuerten leistungshalbleiterInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Steuergerät mit mindestens einem von einem Temperaturfühler gesteuerten
Leistungshalbleiter, insbesondere zur Klimaregelung.
Unter Klimaregelung ist in diesem Zusammenhang im wesentlichen die Regelung der durchschnittlichen
Lufttemperatur in einem begrenzten Raum auf einen Sollwert zu verstehen.
Als Stellglieder werden hierbei über Leistungshalbleiter vom Temperaturfühler gesteuerte Ventilatoren oder
Wärmequellen benutzt
Der zur Erfassung des Temperaturistwertes nötige Temperaturfühler ist immer derart vom Verlustwärme
abgebenden Leistungsstellglied thermisch zu entkopplen, daß dessen schwankender Wärmestrom nicht zu
störenden Schwankungen der Temperatur des Temperaturfühlers oder seiner unmittelbaren Umgebung führt
Wenn aus Gründen der Platzersparnis und der so Vermeidung zusätzlicher Verdrahtung Temperaturfühler
und Leistungshalbleiter sowie Steuerelektronik in einem Gehäuse angeordnet werden sollen, muß eine
aufwendige Wärmeisolierung verwendet werden, die neben erhöhten Herstellungskosten auch eine Vergrößerung
des Volumens des Steuergerätes mit sich bringt
Um eine Eigenerwärmung eines Temperaturregelgerätes regeltechnisch zu kompensieren, ist es bereits
bekannt, das Gehäuse des Gerätes mit Kühlrippen auszustatten und einen weiteren Temperaturfühler zur
Erfassung und Kompensation der Eigenerwärmung vorzusehen. Dieser weitere Fühler bedeutet einen
gewissen Aufwand (vgl. zum Beispiel DT-OS 23 12 995).
Ferner ist bereits eine Raumthermostatschaltung mit thermischer Rückführung bekannt, bei der zur Verhinderung
einer Temperaturwanderung eine weitere Hilfsheizung vorgesehen ist, die in den Ausschaltzeiträumen
eingeschaltet wird und die Wiedereinschaltung bei verhältnismäßig höheren Temperaturen verzögert
(vgl. zum Beispiel DT-AS 20 45 438). Bei thermischen Rückführungen ist ss dabei ferner bekannt, den
temperaturabhängigen Widerstand und den Heizwiderstand räumlich zusammenzufassen (vgl. DT-GM
18 94 767).
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, Temperaturschwankunger« am Temperaturfühler
durch die sich mit dem Stromflußwinkel des Leistungshalbleiters ändernde Verlustwärme trotz enger räumlicher
Nachbarschaft auszuschalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eine zusätzliche Wärmequelle vorgesehen
ist, die derart aussteuerbar ist daß sie den Schwankungen der Verlustleistung der Leistungshalbleiter temperaturkompensierend entgegenwirkt
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es unter Vermeidung von platzraubenden Wärmeisolierenden
auch bei dichtester Packung gelingt, das Auftreten von
Temperaturschwankungen am Temperaturfühler eines Steuergerätes od. dgl, die durch Schwankungen der
Verlustleistung eines benachbarten gesteuerten Leistungshalbleiters bedingt sind, durch elektrische Maßnahmen
zu verhindern.
Durch die genannte Maßnahme wird ferner bei intermittierendem Betrieb auch die Amplitude der
Temperaturschwankung im Leistungshalbleiter verringert. Dadurch kann die Lebensdauer der Leistungshalbleiter wesentlich vergrößert werden.
Vorteilhaft sich als zusätzliche Wärmequellen Heizwiderstände oder weitere Leisturigshalbleiter vorgesehen,
die parallel zu den Leistungshalbleitern geschaltet sind.
Die zusätzliche Wärmequelle steht in thermischer Verbindung mit dem Leistungshalbleiter und ist
entweder integriert, eingebaut oder auf dem gleichen Kühlblech angeordnet
Die Zeichnung zeigt die Schaltungsanordnung eines erfinilungsgemäßen Steuergerätes unter Verwendung
eines als Triac bekannten Leistungshalbleiters.
In dieser Zeichnung bedeutet 1 einen steuerbaren Leistjngshalbleiter — Triac —, der in Reihe mit einer
Last 2, insbesondere einem Ventilatormotor, an eine Wechselspannungsquelle mit der Nennspannung LJ
angeschlossen ist. Als zusätzliche Wärmequelle dient ein Widerstand 3, der zwischen die Hauptelektroden des
Triac 1 geschaltet ist Eine elektronische Amiteuerschaltung
4 liefert Zündimpulse für den Triac 1 mit einem Zündverzögerungswinkel, der von dem durch einen
Temperaturfühler 5 gemessenen Temperaturwert abhängig ist
Im gesperrten Zustand des Triac 1 tritt an der Last kein Spannungsabfall auf und zwischen den !Hauptelektrode
π des Triac 1 und damit am Widerstand 3 liegt die volle Betriebsspannung U. Daher fließit in dem
Widerstand 3 ein Strom und verursacht eine Verlustleistung, deren Größe dem Quotienten aus dem Quadrat
der Spannung U und dem Wert des Widerstandes 3 entspricht Durch Auswahl dieses Widerstiindswertes
kann diese Verlustleistung gleich $;roß gemacht werden
wie die Verlustleistung des Triac 1 im leitenden Zustand. Diese ergibt sich als das Produkt ius dem Quadrat des
durch Betriebsspannung Uund Impedanzwert der Last
festgelegten Effektivstromes und dem Innen widerstand
des Triac 1. Da im leitenden Zustand des Triac zwischen desseit Hauptelektroden nur ein sehr kleiner Spannungsabfall
auftritt, entsteht in dem höherohmigen Widerstand 3 nur ein vernachlässig bar kleine Verlustlei-
stung. Wenn also die Dimensionierung des Widerstandes 3 nach diesen Maßgaben richtig erfolgt ist,
entstehen in Triac 1 und Widerstand 3 abwechselnd Verlustleistungen gleicher Größe und die insgesamt
auftretende Verlustleistung ist zeitlich konstant
Trotzdem kann bei besonders enger räumlicher Anordnung der Temperaturfühler von einem zeitlich
schwankenden Wärmestrom getroffen werden, da die Wärmeströme aus den Verlustleistungen wohl in
gleicher Größe, nicht aber am selben Ort entstehen. Dem kann dadurch begegnet werden, daß der
Widerstand 3 in den Triac 1 integriert wird oder zumindest mit ihm in ein gemeinsames Gehäuse
eingebaut wird. Durch dieses Gehäuse tritt dann ein zeitlich konstanter Wärmestrom.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Steuergerät mit mindestens einem von einem Temperaturfühler gesteuerten Leistungshalbleiter,
insbesondere zur Klimaregelung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine zusätzliche
Wärmequelle vorgesehen ist, die derart aussteuerbar ist, daß sie den Schwankungen der Verlustleistung
der Leistungshalbleiter temperaturkompensierend entgegenwirkt
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als zusätzliche Wärmequelle Heizwiderstände vorgesehen sind, die parallel zu den
Leistungshalbleitern geschaltet sind.
3. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als zusätzliche Wärmequellen weitere Leistungshalbleiter vorhanden sind.
4. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärmequelle in
thermischer Verbindung mit den Leistungshalbleitern steht.
5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Heizwiderstände in die
Leistungshalbleiter integriert sind.
6. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Wärmequellen und Leistungshalbleiter
auf den gleichen Kühlblechen angeordnet sind.
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Also Published As
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