DE2702181A1

DE2702181A1 - Kurzschluss-schutzschaltung fuer geraete mit halbleiterschaltern, insbesondere fuer lichtsteuergeraete

Info

Publication number: DE2702181A1
Application number: DE19772702181
Authority: DE
Inventors: Klaus Bensch
Original assignee: B & B Steuerungstechnik GmbH
Current assignee: B & B Steuerungstechnik GmbH
Priority date: 1977-01-20
Filing date: 1977-01-20
Publication date: 1978-07-27
Also published as: DE2702181C3; DE2702181B2

Description

Kurzschluß Schutzschaltung für Geräte mit
Halbleiterschaltern, insbesondere für Lichtsteuergeräte Die Erfindung betrifft eine Kurzschluß-Schutzschaltung für Geräte mit Halbleiterschaltern, insbesondere für Lichtsteuergeräte, bei denen in jeden Laststrom führenden Hauptstromkreis ein in Reihe zum Schalter liegender Sicherungsautomat geschaltet ist, der beim Auftreten von Uberströmen bzw. Kurzschlußströmen auslöst und den Hauptstromkreis öffnet.
Bei Schaltungen dieser Art stellt sich häufig das Problem, daß die Sicherungsautomaten zu träge sind, um im Kurzschlußfall eine Zerstörung der im Hauptstromkreis liegenden Halbleiterschalter zu verhindern. Dieses Problem könnte im Prinzip durch Verwendung von flinken Schmelzsicherungen gelöst werden, obwohl sich hierbei vor allem bei hohen Kurzschlußhäufigkeiten ein entsprechender Kostenaufwand ergeben würde.
Zur Erzielung schneller Auslösungen bei Uberströmen ist man auch schon so vorgegangen, die primären oder sekundären Kurzschluß-Schutzschaltungen mit einer Zusatzeinrichtung für eine Kurzschlußschnellauslösung zu kombinieren, die mit relativ geringer Verzögerung auslöst, Solchen Zwecken dienen u.a. sogenannte Schlagankerauslöser, elektrodynamische Auslöser, Meßauslöser und dgl., die wegen ihres relativ komplizierten Aufbaues teuer sind und deshalb nicht in allen Fällen zur Anwendung kommen können.
Besondere Schwierigkeiten aufgrund von häufigen Kurzschlüssen ergeben sich bei Lichtsteuergeräten, die Witterungseinflüssen ausgesetzt sind. Zu denken ist hierbei vor allem an die. im Schaustellerfi gewerbe zu findenden Lauflichtc, Schwellicht- und Wechsellichtgeräte, bei denen die im Laststromkreis liegenden Lampen mittels einer Steuerelektronik in bestimmter Folge über ebenfalls im Laststroskreis liegende Halbleiterschalter geschaltet werden. Bei solchen im Freien arbeitenden Geräten ist nicht auszuschließen, daß Feuchtigkeit z.B.
in die Lampenfassungen oder Steckerverbindungen mit der Folge eines Kurzschlusses gelangt, so daß der Kurzschlußstrom den betreffenden Schalter häufig schon zerstört haben wird, bevor der mit ihm in Reihe geschaltete Sicherungsautomat den Stromkreis vollständig unterbrochen hat.
Der dann notwendig werdende Ersatz eines als Schalter dienenden Triacs oder Thyristors bringt entsprechende Material-und Reparaturkosten mit sich, Gleiche Schwierigkeiten ergeben sich bei Steuergeräten für Werbe- bzw Reklamelichter.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer insbesondere für Lichtsteuergeräte geeigneten, einfach und kostengünstig zu bauenden Kurzschluß-Schutzschaltung, bei der die Halbleiterschalter in den Laststromkreisen mit üblichen Sicherungsautomaten abgesichert werden können, obwohl diese als solche für den genannten Zweck an sich zu träge arbeiten. Außerdem soll die Schaltung auch dort Anwendung finden können, wo eine hohe Kurzschlußhäufigkeit die Verwendung von Schmelzsicherungen unmöglich macht bzw. verteuert.
Schließlich soll die Kurzschluß-Schutzschaltung auch bei solchen elektronischen Schaltkreisen eingesetzt werden können, deren Funktion auch nach Kurzschlüssen aus Sicherheits- oder anderen Gründen nicht unterbrochen werden darf, Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs erwähnte Kurzschluß-Schutzschaltung nach der Erfindung so ausgebildet, daß im Hauptstromkreis ein Schutzrelais liegt, dessen Kontakt im Kurzschlußfall einen den Schalter überbrückenden Nebenstromkreis herstellt, über den der Kurzschlußstrom den Schalter umgeht.
Als Relais kommt ein schneller als der Sicherungsautomat schaltendes Überstromrelais in Betracht, damit der Relaiskontakt den Nebenschluß zum Halbleiterschalter bereits hergestellt hat, bevor der sich aufbauende Kurzschlußstrom über den Schalter fließen kann. Das später erfolgende Auftrennen des Laststromkreises übernimmt dann in bekannter Weise der Sicherungsautomat.
Mit einer Schaltung dieser Art wird die vorher gestellte Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Man kann nämlich mit den üblichen und funktionssicheren, wenn auch verhältnismäßig träge schaltenden Sicherungsautomaten arbeiten und trotzdem eine einwandfreie Kurzschlußsicherung für den Halbleiterschalter im Kurzschlußfall gewährleisten.
In der anliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltung nach der Erfindung dargestellt, das nachfolgend näher beschrieben wird, Es handelt sich bei der gezeigten Schaltung um einen Kanal für ein Lichtsteuergerät mit einer die Last darstellenden Lampe 1, die an Betriebsspannung U liegt und eingeschaltet ist, wenn der als Schalter 2 dienende Triac mit der nicht weiter dargestellten Steuerelektronik über die Steuerleitung 3 angesteuert und der in Reihe mit dem Schalter 2 liegende Kontakt 4 des Sicherungsautomaten geschlossen ist.
Ebenfalls in Reihe mit dem Schalter 2 und dem Kontakt 4 ist die vom Laststrom durchflossene Wicklung 5 eines Uberstrom- bzw. Schutze relais geschaltet, das im Hinblick auf seine Ansprechempfindlichkeit auf einen bestimmten Stromgrenzwert abgestimmt ist und anzieht, wenn dieser Grenzwert beim Auftreten eines Kurzschlußstromes überschritten wird. Hierbei wird der Relaiskontakt-6 geschlossen und in Verbindung mit der Leitung 7 ein den Schalter 2 überbrückender Nebenstromkreis hergestellt, auf dem der Kurzschlußstrom den Schalter 2 umgeht, ohne zu dessen Zerstörung führen zu können.
Der Kontakt 6 bleibt so lange-geschlossen, bis der Sicherungsautomat den Laststromkreis unterbrochen hat, so daß das Schutzrelais stromlos wird und mit sich wieder öffnendem Kontakt 6 abfällt.
Nachdem der Kurzschluß behoben ist, wird der Sicherungsautomat eingeschaltet und der Hauptstromkreis durch damit erfolgendes Schließen des Kontaktes 4 wieder hergestellt. Das Schutzrelais wird dann bei normalen Lastströmen mit geöffnetem Kontakt 6 abgefallen bleiben, so daß der Schalter 2 betriebsbereit ist und erneut angesteuert werden kann.
Die Ansprechpunkte des Sicherungsautomaten und des Schutzrelais können im Hinblick auf die Höhe und den zeitlichen Verlauf des Kurzschlußstromes auf gleiche Zeitwerte gelegt werden, wenn nur dafür gesorgt wird, daß der Relaiskontakt 6 sich wesentlich früher schließt als der Kontakt 4 den Laststromkreis geöffnet hat. Im übrigen könnte man das Schutzrelais auch so auslegen, daß im Kurzschlußfall sein Kontakt 6 bereits geschlossen ist, bevor der Sicherungsautomat anspricht bzw. seinen Kontakt 4 öffnet.
Wie bereits erwähnt wurde, zeigt die Darstellung einen einzelnen Kanal eines Lichtsteuergerätes. Bei solchen Geräten werden allerdings mehrere gleiche Kanäle dieser Art vorgesehen. Beispielsweise wird bei einem 9-Kanalgerät jeweils jede neunte Lampe einer Lampenkette einem Kanal zugeordnet, so daß neun parallel geschaltete Lampen zu einem Kanal gehören« Mittels der elektronischen Steuerung werden die neun Kanäle nacheinander über die Leitungen 3 angesteuert, um den Schalter 2 kurzzeitig zu schließen und die zugehörigen Lampen der Schalterschließzeit entsprechend einzuschalten. Auf diese Weise ergibt sich dann ein Lauflichteffekt.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß anstelle eines Triacs auch ein Thyristor als Schalter 2 dienen kann. Zweckmäßigerweise sollten die stromführenden Wicklungen des Sicherungsautomaten und des Schutzrelais unmittelbar im Laststromkreis liegen, obwohl auch andere Lösungen unter Anwendung von Wandlern und dgl. nicht ausgeschlossen werden. Weiterhin könnte das Schutzrelais auch mit mehreren parallel arbeitenden Kontaktpaaren ausgerüstet werden, wenn die im Kurzschlußfall auftretenden Stromdichten an der Kontaktstelle ein einzelnes Kontaktpaar zu stark belasten würden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentanspruch Kurzschluß-Schutzschaltung für Geräte mit Halbleiterschaltern, insbesondere für Lichtsteuergeräte, bei denen in jeden Laststrom führenden Hauptstromkreis ein in Reihe zum Schalter liegender Sicherungsautomat geschaltet ist, der beim Auftreten von Überströmen bzw.

Kurzschlußströmen auslöst und den Hauptstromkreis öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß im Hauptstromkreis ein Schutzrelais (5) liegt, dessen Kontakt (6) im Kurzschlußfall einen den Schalter (2) überbrückenden Nebenstromkreis (6,7) herstellt, über den der Kurzschlußstrom den Schalter umgeht.