DE2557426C3

DE2557426C3 - Electric temperature controller

Info

Publication number: DE2557426C3
Application number: DE2557426A
Authority: DE
Inventors: Norbert Schenetin; Guenther Ing.(Grad.) Wittauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2557426A1; DE2557426B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Temperaturregler, insbesondere für elektrisch beheizte Hausgeräte, z. B. Heißwasserbereiter, mit einem den Temperatur-Istwert erfassenden Temperaturabhängigen Widerstand innerhalb einer Widerstandsbriickt, einem Null-Spannungsschalter für die Ansteuerung eines, einen Heizstromkreis beeinflussenden Triacs sowie mit einem Multivibrator.The invention relates to an electrical temperature regulator, in particular for electrically heated ones Household appliances, e.g. B. hot water heater, with a temperature-dependent detecting the actual temperature value Resistance within a resistance bridge, a zero-voltage switch for control a triac influencing a heating circuit and a multivibrator.

Es ist eine Schaltungsanordnung der obengenannten Art zur Ansteuerung eines Triacs bekannt, bei welcher mittels relativ aufwendigen R-C-Dioden-Netzwerken im Wechselstromnetz z. B. bei Schwingungspaketsteuerungen auftretende schädliche Gleichstrombelastungen vermieden werden, in dem jeweils die zweite Halbwelle einer Schwingungsperiode erzwungen wird. Hierbei wird die erste Halbwelle dieser Schwingungsper ode statisch gezündet und führt zu einem unerwünschten, relativ hohen Phasenanschnitt. Bei einer anderen bekannten Einrichtung (Fachbuch Electronik ohne Baiast, Otto Limann, München 1971, Seiten 354 bis 357) werden jeweils vollständige Schwingungspakete im Null-Durchgang der Netzspannung ohne Phaseianschnitt geschaltet. Hierzu ist eine mit der Netzfreqiien/ synchronisierbare Synchronisierstufc mit Transistoren sowie mit Synchronisiereinheiten für die negativen und positiven Halbwellen erforderlich.A circuit arrangement of the type mentioned above for controlling a triac is known in which by means of relatively complex R-C diode networks in the AC network z. B. with vibration package controls occurring harmful direct current loads can be avoided in each case the second half-wave an oscillation period is forced. Here, the first half-wave of this Schwingungsper ode statically ignited and leads to an undesirable, relatively high phase angle. With another known facility (specialist book Electronics without Baiast, Otto Limann, Munich 1971, pages 354 to 357) are each complete oscillation packets in the zero crossing of the mains voltage without phase control switched. For this purpose, one with the mains frequency / synchronizable Synchronisierstufc with transistors as well as with synchronizing units for the negative and positive half-waves required.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der vorgenannten Art bei hoher Funktionsicherheit einfacher auszugestalten.The present invention is now the task based on a facility of the aforementioned type high functional reliability easier to design.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in Abhängigkeit eines durch Ansteuerimpulse für den Triac angeregten monostabilen Multivibrators die Widerstandsbrücke für eine durch den Multivibrator begründete Zeitspanne, die größer als eine halbe Periode und kleiner als eine ganze Periode ist, unabhängig von Einflüssen des temperaturabhängigen Widerstandes in eine, einen Ansteuerimpuls für den Triac bedingende Wertigkeitszuordnung verstimmbar ist This object is achieved according to the invention in that, depending on a monostable multivibrator excited by Ansteuerimpul se for the triac, the resistance bridge for a period established by the multivibrator that is greater than half a period and less than a full period, regardless of the influences of the temperature-dependent resistance can be detuned into a value assignment that requires a control pulse for the triac

Hierbei wird die Abfallverzögerung eines monostabilen Multivibrators, dessen quasi stabiler Zustand größer ist als 0,5 der Periodendauer und kleiner ist als eine Periodendauer ausgenützt, ohne das hierbei eine Synchronisierung erforderlich wäre, wodurch die Schaltung wesentlich einfacher und unaufwendiger wird als sämtliche bisher bekannten Schaltungen, mit welchen eine Durchschaltung von Schwingungspaketen im Null-Durchgang, also ohne Phasenanschnitt bewirkt werden können. Hierbei wird anstelle des relativ aufwendigen R-C-Dioden-Netzwerkes bei der erstgenannten bekannten Schaltungsanordnung ein monostabiler Multivibrator verwendet, der vom Triggerimpuls des Null-Spannungsschalters angesteuert wird und welcher über eine Zeitspanne, die vorzugsweise eine V₄ Periodendauer des Netzes beträgt, in einem quasi stabilen Zustand verbleibt und damit gewährleistet, daß infolge der damit verbundenen starken Verstimmung der Widerstandsbrücke auch die zweite Halbwelle jeder Periode gezündet wird. Während des vorgenannten quasi stabilen Zustandes des Multivibrators wird die Widerstandsmeßbriicke so stark verstimmt, daß der Einfluß des mit dem Heißleiter in Verbindung stehenden Temperaturfühlers untergeordnet ist. Here, the fall-off delay of a monostable multivibrator, whose quasi-stable state is greater than 0.5 of the period and less than one period, is used without the need for synchronization, which makes the circuit much simpler and less complex than all previously known circuits, with which a switching through of oscillation packets in the zero passage, i.e. without phase control, can be effected. In this case, instead of the relatively complex RC diode network in the first-mentioned known circuit arrangement, a monostable multivibrator is used, which is controlled by the trigger pulse of the zero-voltage switch and which over a period of time, which is preferably a V ₄ period of the network, in a quasi-stable State remains and thus ensures that due to the associated strong detuning of the resistor bridge, the second half-wave of each period is also ignited. During the above-mentioned quasi-stable state of the multivibrator, the resistance measuring bridge is so badly detuned that the influence of the temperature sensor connected to the thermistor is subordinate.

Die Abfrage der zur regelnden Temperatur erfolgt jeweils während des stabilen Zustandes des Multivibrators, das heißt vorzugsweise im letzten Vierteil jeder Periode, womit erzwungen wird, daß das Impulspaket jeweils nur am Ende einer Periode erlöschen kann.The temperature to be controlled is queried while the multivibrator is in a stable state, that is, preferably in the last quarter of each period, which forces the pulse packet can only expire at the end of a period.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles Ouchstehend erläutert. The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile gezeigt. Mit Rh ist der am Wechselstromnetz liegende Heizwiderstand z. B. eines Heißwasserbereiters bezeichnet, mit welchem ein Triac Tr in Reihe liegt. Mit Wb ist eine Widerstandsbrücke bezeichnet mit Widerständen R 3, Rt, R 5, Rb und R 7, wobei es sich beim Widerstand Rt um einen Heißleiter handelt, dessen Widerstandswerte sich bei Schwankungen des Temperatur-Istwertes des. zu regelnder. Mediums, z. B. des Heißwassers, ändern. Entsprechend steht dieser Heißleiter Rt mit einem nicht dargestellten Temperaturfühler in Kopplungsverbindung. Der Widerstand R 7 der Widerslandsbrücke kann von Hand einstellbar sein. Im Diagonalzweig der Widerstandsbrücke ist ein an sich bekannter Null-Spannungsschalter N angeordnet, welcher wiederum mit der Zündelektrode 1 des Triacs Tr in Verbindung steht. Zwischen Null-Spannungsschalter N und Zündelektrode I zweigt ein Strompfad 2 ab. welcher über ein aus Diode DX, Kondensator Cl und Widerstand R\ bestehendes Impulsgatter zu einem mit /V/Vbezeichneten monostabilen, am Wechselstromnetz liegenden Multivibrator führt. Durch einen Strompfad 3 steht die Kollcktorscite eines Transistors TI des Multivibrators /V/Viiber einen Widerstand R 2 mit dem lleißleitcrbruckcnzwcig der Widerstandsbrücke WIi in Verbindung.In the embodiment shown in the drawing, only the parts essential for understanding the invention are shown. With Rh is the heating resistor on the AC network z. B. a hot water heater, with which a triac Tr is in series. Wb denotes a resistor bridge with resistors R 3, Rt, R 5, Rb and R 7, the resistor Rt being a thermistor whose resistance values are to be regulated in the event of fluctuations in the actual temperature value. Medium, e.g. B. the hot water, change. Correspondingly, this thermistor Rt is in coupling connection with a temperature sensor (not shown). The resistance R 7 of the opposing bridge can be adjusted manually. In the diagonal branch of the resistance bridge, a zero-voltage switch N , known per se, is arranged, which in turn is connected to the ignition electrode 1 of the triac Tr . A current path 2 branches off between zero voltage switch N and ignition electrode I. which, via a pulse gate consisting of a diode DX, capacitor Cl and resistor R \ , leads to a monostable multivibrator, labeled / V / V, connected to the AC network. The collector circuit of a transistor TI of the multivibrator / V / Vi is connected via a resistor R 2 to the conductor bridge of the resistor bridge WIi through a current path 3.

Im Betrieb des Temperaturreglers wird bei AbsinkenWhen the temperature controller is in operation, when the temperature drops

der Temperatur der HeiBleiterbrückenzweig verstimmt und im Null-Durchgang; der Netzspannung wird der Triac Tr durch einen Impuls gezündet. Der Triggerimpuls steuert auch über das vorgenannte Impulsgatter den Multivibrator MV an, welcher bewirkt, daß während einer Zeitspanne von etwa dreiviertel der Periodendauer der Multivibrator MV im quasi stabilen Schaltzustand verbleibt. Hierbei ist der Transistor TX des Multivibrators gesperrt und der Transistor T2 leitend. Der Kollektorstrom des Transistors TI fließt über die Widerstände RI und Λ3 und verstimmt den Heißleiterbrückenzweig stark. Dabei ist das Zeitglied C2, A4 so dimensioniert, daß über die Rückkoppelstrecke 4 mittelbar über die Diode DI und Transistor TX der Transistor T2 etwa dreiviertel der Periodendauer der Wechselstrom-Netzspannung leitend ist. Während diese; quasi stabilen Schaltzustandes des Multiv^;-brators wird der Heißleiterbrückenzweig entgegen den Einflüssen des Heißleiters Rt stark in eine, einen Ansteuerimpuls für den Triac bedingende Wertigkeitszuordnung verstimmt, derart, daß mit Sicherheit auch die zweite Halbwelle der Periode gezündet wird. Während dieser Zeitspanne ist der Einfluß des Temperaturfühlers untergeordnet Die Abfrage der zuthe temperature of the HeiBleiterbrückenzweig detuned and in the zero crossing; the mains voltage, the triac Tr is ignited by a pulse. The trigger pulse also controls the multivibrator MV via the aforementioned pulse gate, which has the effect that the multivibrator MV remains in the quasi-stable switching state for a period of approximately three quarters of the period. In this case, the transistor TX of the multivibrator is blocked and the transistor T2 is conductive. The collector current of the transistor TI flows through the resistors RI and Λ3 and detunes the thermistor bridge branch severely. The timing element C2, A4 is dimensioned in such a way that the transistor T2 is conductive for about three quarters of the period of the AC mains voltage via the feedback path 4, indirectly via the diode DI and transistor TX. While this; quasi stable switching state of the Multiv ^; -brators, the thermistor bridge branch is strongly detuned against the influences of the thermistor Rt in a valency assignment that requires a triggering pulse for the triac, in such a way that the second half-wave of the period is also triggered with certainty. During this period of time, the influence of the temperature sensor is subordinate

ίο regelnden Temperatur (Isttemperatur) erfolgt während eines Schwingungspaketes jeweils während des stabilen Schaltzustandes, das heißt im letzten Viertel jeder Periode. Es ist gewährleistet, daß das Impulspaket jeweils nur am Ende einer Periode erlöschen kann.ίο regulating temperature (actual temperature) takes place during of a vibration packet during the stable switching state, i.e. in the last quarter of each Period. It is guaranteed that the pulse packet can only go out at the end of a period.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrical temperature controller, especially for electrically heated household appliances, e.g. B. for hot water heaters, with a temperature-dependent resistor that detects the actual temperature value within a resistance bridge, a zero-voltage switch for controlling a triac influencing a heating circuit and with a multivibrator, characterized in that depending on a triac (Tr ) stimulated monostable multivibrator (MV) the resistance bridge (WB) for a period established by the multivibrator, which is greater than half a period and less than a whole period, regardless of the influences of the temperature-dependent resistance (Rt) in one, a control pulse for the Triac-related valence / classification can be detuned.

2. Electrical temperature controller according to claim 1, characterized in that a thermistor (Ri) is provided as the temperature-dependent resistor.

3. Electrical temperature controller according to claim 1 and / or 2, characterized in that the resistance bridge (WB) in the thermistor bridge branch can be detuned by the multivibrator (MV).

4. Electrical temperature controller according to one or more of the preceding claims, characterized in that the time span C established by the multivibrator (MV) is three quarters of the period.