DE2702181C3 - Kurzschluß-Schutzschaltung für über Halbleiterschalter ein- oder ausschaltbare Geräte, insbesondere für Lichtsteuergeräte - Google Patents

Kurzschluß-Schutzschaltung für über Halbleiterschalter ein- oder ausschaltbare Geräte, insbesondere für Lichtsteuergeräte

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DE2702181C3 DE19772702181 DE2702181A DE2702181C3 DE 2702181 C3 DE2702181 C3 DE 2702181C3 DE 19772702181 DE19772702181 DE 19772702181 DE 2702181 A DE2702181 A DE 2702181A DE 2702181 C3 DE2702181 C3 DE 2702181C3
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Klaus 2400 Luebeck Bensch
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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Description

Die Erfindung betrifft eine Kurzschluß-Schutzschaltung für über Halbleiterschalter ein- oder ausschaltbare Geräte, insbesondere für Lichtsteuergeräte, bei denen in jedem Laststrom führenden Hauptstromkreis ein in Reihe zum Halbleiterschalter liegender Sicherungsautomat zum Schutz der Geräte geschaltet ist.
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 Überströmen 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 Schaustellergewerbe zu findenden Lauflicht-, Schwellicht- und Wechsellichtgeräte, bei denen die im Laststromkreis liegenden Lampen mittels einer Steuerelektronik in bestimmter Folge über ebenfalls im Laststromkreis 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 schon häufig zerstört haben wirii, 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.
Mit bekannten Kurzschluß-Schutzschaltungen sind diese aufgezeigten Probleme nicht zu lösen. So zeigt z. B. die DE-PS 4 42 763 nur eine Schutzschaltung für einen Verbraucher, der bei hohen Stromänderungswerten, also vor allem im Kurzschlußfall, durch Schließen eines Kontaktes im Nebenschluß überbrückt wird, so daß der Kurzschlußstrom unter Umgehung des Verbrauchers über den Nebenschlußkreis fließt. Gleiches gilt sinngemäß für Schaltungen, wie sie in der US-PS 32 15 896 und DE-OS 23 08 464 dargestellt und beschrieben sind und bei denen ebenfalls eine Last bzw. ein Verbraucher durch einen sich bei Oberströmen schließenden Nebenaschluß umgangen wird. Solche Schaltungen sind sicherlich geeignet, bestimmte elektrisch betriebene Geräte, Schaltungsobjekte und Schaltbauteile vor Überströmen, Fremdspannungen und dgl. zu schützen. Sie können aber nicht zur Lösung des vorher aufgezeigten und vor allem auch bei Lichtsteuergeräten auftretenden Problems beitragen, wo es nicht nur um den Schutz des Verbrauchers, sondern gleichzeitig auch um den Schutz des diesen Verbraucher schaltenden Schalters geht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art sicherzustellen, daß nicht nur der Verbraucher, sondern auch der diesen Verbraucher schaltende Halbleiterschalter vor Überstrom geschützt wird.
Die Aufgabe wird bei der einleitend erwähnten Kurzschluß-Schutzschaltung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in jedem Hauptstromkreis ferner ein schneller als der Sicherungsautomat schaltendes Schutzrelais zum Schutz des Halbleiterschalters liegt, mittels dessen Kontakt im Kurzschlußfall ein den Halbleiterschalter überbrückender Nebenstromkreis herstellbar ist.
Mit einer Schutzschaltung dieser Art, die insbesondere für Lichtsteuergeräte geeignet ist, wird die vorher gestellte Aufgabe in einfacher und kostengünstiger Weise gelöst. Man kann nämlich mit den üblichen und funktionssicheren, wenn auch verhältnismäßig träge schaltenden Sicherungsautomaten für die ein- oder ausschallbaren Geräte arbeiten und trotzdem eine einwandfreie Kurzschlußsicherung für die die Geräte schaltenden Halbleiterschalter im Kurzschlußfall gewährleisten. Die Schutzschaltung kann dort Anwendung finden, wo eine hohe Kurzschlußhäufigkeit die Verwendung von Schmelzsicherungen unmöglich macht oder verteuert. Die Schutzschaltung kann auch bei solchen elektronischen Schaltkreisen eingesetzt werden, deren Funktion nach Kurzschlüssen aus Sicherheits- oder anderen Gründen nicht unterbrochen werden darf.
In der 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 l.die an einer 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 Schutzrelais geschaltet, das im Hinblick auf seine Ansprechempfindlichkeit auf einen Stromgrenzwert abgestimmt ist und anzieht, wenn dieser Grenzwert beim Auftreten eines Kurzschlußstromes überschritten wird. Hierbei wird der Relaiskontakt 6 des Schutzrelais 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 schließt, bevor 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. möglich sind. 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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Kurzschluß-Schutzschaltung für über Halbleiterschalter ein- oder ausschaltbare Geräte, insbesondere für Lichtsteuergeräle, bei denen in jedem Laststrom führenden Hauptstromkreis ein in Reihe zum Halbleiterschalter liegender Sicherungsautomat zum Schutz der Geräte geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Hauptstromkreis ferner ein schneller als der Sicherungsautomat schaltendes Schutzrelais (Wicklung 5, Kontakt 6) zum Schutz des Halbleiterschalters liegt, mittels dessen Kontakt (6) im Kurzschlußfall ein den Halbleiterschalter (2) überbrückender Nebenstromkreis (Leitung 7, Kontakt 6) herstellbar ist
DE19772702181 1977-01-20 1977-01-20 Kurzschluß-Schutzschaltung für über Halbleiterschalter ein- oder ausschaltbare Geräte, insbesondere für Lichtsteuergeräte Expired DE2702181C3 (de)

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DE2702181B2 DE2702181B2 (de) 1979-07-19
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DE3842883A1 (de) * 1988-12-20 1990-06-21 Albert Walter Duin Elektrische beleuchtungseinrichtung und insbesondere fuer diese geeignete schutzschaltung
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