DE2512323B2 - Steuergeraet mit mindestens einem von einem temperaturfuehler gesteuerten leistungshalbleiter - Google Patents

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)

25 12 Patentansprüche:

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.