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Schaltung zum funkstörungsarmen Betrieb von Regelkreisen
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mit EIN-AUS-Regelung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung
zum funkstörungsarmen Betrieb von llegelkreisell, welche jeweils Nutz-Wechselstromkreise
eines bestimmten Gerätes steuernde EIN-Aus-Sohalter und eine die Steiiersigiiale
für diese Schalter liefernde Steuersignal-Erzeugungsschaltung aufweisen EIN-AUS-Regelungen
fiir Nutz-Wecllselst romkreise haben den Vorteil eines vergleichsweise einfachen
Schaltungsaufbaues und eignen sich vornehmlich zur Regelung von Iieizstromkreisen,
da aufgrund der thermischen Tr.igheit eines lleizsystems die Energiezufuhr in Abhängigkeit
von der Zeit entsprechend einer Rechteckwelle zu einem etwa stetig wellenförmigen
Temperaturverlauf in Abhängigkeit von der Zeit geglättet wird, was fur die meisten
Anwendungsfälle ausreuchend ist.
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EIN-AUS-Regler habeii jedoch den Nachteil, daß sie immer dann einen
außerordentlichen hohen Funkstörpegel verursachen, wenn
die Schaltung
nicht im Nulldurchgang der Speiss-Wechselspannung erfolgt, da in diesel Falle aufgrund
der in dem geschalteten Stromkreis befindlichen Induktivitäten und Kapuzitäten hochfrequente
transiente Schwingungen angeregt werden, welche elektromagnetische Störungen in
der Umgebung des betreffenden Schaltkreises verursaohen.
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Sehr unangenehm machen sich solche Störungen dann bemerkbar, wenn
mehrere Nutz-Wechselstromkreise, in welohen unabhängig von einander auftretende
Regelabweichungen wirksam sind, mittels 1 jeweils zugeordneter Regelkreise gleichzeitig
betrieben werden, wobei die jeweiligen Einschaltzeiten und Aussohaltzeiten der EIN-AUS-Regler
derart nacheinander auftreten können, daß sich beziiglioh des Funkstörungspegels
ungünstigate Verhkltnisse einstellen.
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Selbst dann, wenn man für die EIN-AUS-Regelung in an sich begann ter
Weise eine Nullspannungsschaltung vorsieht, welche jeweils im Nulldurchgang der
Speisewechselspannung die Verbindung zu dem Verbraucher herstellt oder unterbricht,
so kann der in einem Vergleicher der Regel schaltung durchgeführte Sollwert-Istwert-Vergleich
bei geringer Regelabweichung und bei Auftreten einer Drummspannung etwa des Sollwertes
zu einer Folge von Vergleicherausgangsimpulsen führen, welche die EIN-AUSfiRegelung
bei dieser geringen Regelabweichung im Takte der Speisespannungsfrequenz, also während
jeder zweiten llalbwelle dieser Sapnnung, zum Ansprechen bringt. Dies verursacht
außerordentlich starke Funkstörungen.
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Durch die Erfindung soll daher die Aufgabe gelöst werden, eine Schaltung
der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß der Funkstörungspegel weiter
verringert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der einem Nutz-Wechselstromkreis
jeweils zugeordnete EIN-AUS-Schalter von einem Triao gebildet ist, daß die Steuersignale
von Impulsiolgen im wesentlichen regelabwetohungsdauerabhängiger Länge gebildet
sind
und daß die Impulse der Impuls folgen mit dem Nulldurohgang der Speisewechselspannung
des Nutz-Wechselstromkreises synohronisiert sind, wobei die Impulsfolgen den zugehörigen
Triao über regelabweichungsdauerabhängig gesteuerte Torsohaltmittel erreichen, zu
welchen Signalleitungen zur Lieferung von Torsohaltsignalen im wesentlichen regelabweichungsdauerabhängiger
zeitlicher Länge führen und wobei im Zuge dieser Signalleitungen Ilalteeinrichtungen
liegen, welche die Dauer der Torschaltsignale jedenfalls auf die Dauer einer ganzen
Halbwelle der Speisespannung ergänzen.
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Bei miteinander gekoppelten, insbesondere thermisch gekoppelten Nutz-Wechselstromkreisen,
welche gleichzeitig geregelt werden, kann es vorkommen, daß ein Stromkreis von dem
zugehörigen Regelkreis über längere Zeitdauer im Einschaltzustand gehalten wird,
während ein anderer Stromkreis sich in einem Zustand der Regelgröße befindet, welcher
an sich eine außerordentlich kurze Einsohaltdauer erfordert, so daß als impulsfolge
fUr den betreffenden Regelkreis Einzelimpulse in zeitlichen Abständen entsprechend
der zuvor enqkhnten Brummspanntlng von der Steuersignal-Erzeugungsschaltung geliefert
würden, Diese Ansteuerung des jeweils zugevorigen Triacs verursacht einen unzulässig
hohen Störpegel. Bei der hier vorgeschlagenen Regelschaltung dauern aber die Torsohaltsignale
für die zur Steuerung der Triacs dienenden Torsohaltmittel jedenfalls immer bis
zum Ende einer Speisespannungsl halbwelle, vorzugsweise bis zum Ende einer Speisespannungsperiode,
weshalb die kürzeste, zur Leitendschaltung eines Triaos auitretende Impulsfolge
zwei Impulse enthält. Ee hat sich uberraschenderweise gezeigt, daß dabei eine beträchtliche
Verringerung des Funkstörungspegels eintritt.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der
anliegenden Unteransprüche, auf welche hier zur Vereinfachung und Verkürzung der
Beschreibung ausdrücklich hingswiesen wird.
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Nachfolgend wird ein Ausftihrungsbeispiel unter Bezugnahme aui die
anliegende Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: Figur 1 ein schematisches
Sohaltbild einer Regelschaltung der hier vorgeschlagenen Art mit zwei gleichzeitig
betriebenen Regelkreisen, Figur 2 eine Ausführungsform der IIaltemittel für die
Regelschaltung naoh Figur 1 und Figur 3 ein Zeitdiagramm, aus welohem die von der
Signalerzeugungsschaltung der Regelschaltung nao Figur 1 gelieierten Impuls folgen
zu entnehmen sind.
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Figur 1 zeigt eine an einer Wechselspannung liegende Sammelschiene
i, mit welcher Verbraucher 2und 3 verbunden sind. Die Verbraucher 2 und 3 sind jeweils
Bestandteil eines sich über einen Triao 4 bzw. 5 zu einem Massepol hin schließenden
Nutz-Wechselstromkreises.
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Der Steuerelektrode der Triacs 4 und 5 werden Impulsfolgen zugeführt,
welche aus Impulsen bestehen, welche jeweils zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs der
Speisewechselspannung der Sammelschiene 1 auftreten und welche im allgemeinen einen
Abstand entsprechend einer halben Periode dieser Wechselspannung besitzen. In Figur
3 sind diese Steuersignalimpulse mit 6 bzw. 7 bezeichnet, wobei in dem jeweiligen,
die Impulsspannung in Abhängigkeit von der Zeit wiedergebenden Diagramm mit verändertem
Maßstab und als unterbrochene Linie die Speiseweohselspannung der Sammelschiene
i eingezeichnet ist, um die Koinzidenz des Nulldurchganges dieser Spannung mit dem
Auitreten der Impulse deutlich zu machen.
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Die Impulse sind jeweils vom Ausgang eines UND-Sohaltelementes 8 bzw.
9 abnehmbar, deren einem Steuereingang ein mit den Nulldurchgängen der Speisewechselspannung
synchronisiertes Zeittaktsignal eines Taktsignalgebers 10 zugeführt wird, während
das
jeweils andere Steuersignal vom Ausgang eines dem jeweiligen
Nutz-Wechselstromkreis zugeordneten Regelkreises ii bzw. 12 abgeleitet wird und
im allgemeinen eine Dauer entsprechend der Bauer einer Regelabweichung besitzt.
Ist aber die Regelabweichung ganz gering, so gibt der betreffende Regelkreis ii
bzw. 12 aufgrund der Tatsache, dan sein Ausgangssignal digitaler und nicht analoger
Art ist, eine Folge von Impulsen mit einer Wiederholungsfrequenz entsprechend der
Speisewechselspannungsfrequenz ab, wenn eine der in den Vergleicher des Regelkreises
eingeführten, zu vergleichenden Gleichspannungen mit einer Brummspannung überlagert
ist. Der Istwert für den Vergleicher des Regelkreises 11 bzw. 12 wird im übrigen
von dem jeweils zugehörigen Nutz-Wechselstromkreis mittels eines Fühlers gewonnen,
wobei die hierzu erforderliche Wirkverbindung in Figur 1 duroh eine strichpunktierte
Linie 13 bzw 14 angedeutet ist.
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Gemäß einem wesentlichen Merkmal der hier vorgeschlagenen Schaltung
liegt in der Verbindung zwischen dem Regelkreis 11 bzw 12 einerseits ullldem zugehörigen
UND-Schaltelement 8 bzw. 9 andererseits ein bestimmtes Speicherverhalten aufweisender
Haltekreis 15 bzw. 16, der das Ausgangssignal des zugehörigen Regelkreises ii bzw.
12 iiber das Ende dieses Ausgangssignales hinaus bis zum nächsten Periodenende der
Speisewechselspannung der Sammelsclliene 1 verlingert. Zu diesem Zweoke stehen die
llaltekreise 15 und 16 mit einem weiteren Ausgang des Taktgebers 10 in Verbindung,
welcher im übrigen in der aus Figur 1 ersiohtlichen Weise mit der Sammelschiene
1 über einen aus den Widerständen 17 und 18 gebildeten Spannungsteiler gekoppelt
sein kannt Gemäß einer praktischen Ausführungsform haben die Haltekreise 15 und
16 jeweils die Gestalt von Master-Slave-Flipflops , deren Mastereingang Taktimpulse
mit einem Impulsabstand entsprechend einer halben Periode oder einem ganzzahligen
Vielfachen hiervon der Speisewechselspannung zugeführt werden und deren Ausgang
ein mit dem ersten während eines Eingangssignales zum Slave-Eingang auitretenden
Eingangstaktimpuls des Master-Einganges seinerseits
auftretendes
und mit dem ersten nach dem Verschwinden des Eingangssignales zum Slave-Eingang
auftretenden Eingangstaktiapuis des Master-Einganges seinerseits verschwindendes
Signal darbietet.
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Es sei darauf hingewiesen, daß duroh Einstellung der von dem Taktgeber
10 an die flaltekreise 15 und 16 übertragenen Taktfrequenz die Mindestanzahl der
Impulse einer Impulsfolge zur Steuerung der Triaoe 4 und 5 ausgewählt werden kann.
Zu diesem Zwecke können gemäß einer Abwandlung in dem Taktgeber 10 Frequenzteilersohaltungen
enthalten sein, welche den Taktgeber in die Lage versetzen, einerseits Impulse mit
der doppelten Freguenz der Speisewechselspannung der Sammelsohlene 1 zur Steuerung
der Triaos 4 und 5 und andererseits Impulse geringerer Frequenz entsprechend einem
ganzzahligen Divisor iür die Master-Slave-Flipflopschaltungen 15 und 16 abzugeben.
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Aus Figur 3 entnimmt man, daß die Impuls folgen der Impulse 6 und
7 einander zeitlich überlappen können, daß aber jede ImpulsSolge mindestens zwei
Einzelimpulse enthält, wodurch der Störspannunspegel der gesamten Sohaltung merklich
verringert wird, obwohl die Regelkreise vergleichsweise einfach ausgestaltet werden
können.
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