DE2757334A1 - Schaltung fuer elektrisch betriebene heiz- oder waermegeraete, insbesondere schmiegsame waermegeraete - Google Patents

Schaltung fuer elektrisch betriebene heiz- oder waermegeraete, insbesondere schmiegsame waermegeraete

Info

Publication number
DE2757334A1
DE2757334A1 DE19772757334 DE2757334A DE2757334A1 DE 2757334 A1 DE2757334 A1 DE 2757334A1 DE 19772757334 DE19772757334 DE 19772757334 DE 2757334 A DE2757334 A DE 2757334A DE 2757334 A1 DE2757334 A1 DE 2757334A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switch
voltage
temperature
heating
heating conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19772757334
Other languages
English (en)
Other versions
DE2757334C2 (de
Inventor
Hermann Zuerker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beurer GmbH and Co
Original Assignee
Beurer GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beurer GmbH and Co filed Critical Beurer GmbH and Co
Priority to DE19772757334 priority Critical patent/DE2757334C2/de
Publication of DE2757334A1 publication Critical patent/DE2757334A1/de
Priority to DE19803029074 priority patent/DE3029074A1/de
Priority to DE19803028995 priority patent/DE3028995A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2757334C2 publication Critical patent/DE2757334C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
    • G05D23/2401Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor using a heating element as a sensing element
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/014Heaters using resistive wires or cables not provided for in H05B3/54
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/035Electrical circuits used in resistive heating apparatus

Description

  • Schaltung für elektrisch betriebene Heiz-oder Wärmegeräte, insbesondere schmiegsame Wärmegeräte Die Erfindung betrifft eine Schaltung für elektrisch betriebene Heiz- oder Wärmegeräte, insbesondere schmiegsame Wärmegeräte, mit einem Temperaturregelkreis für den Heizleiter des Gerätes.
  • Bei in der Praxis bekannten Schaltungen dieser Art besitzt der Temperaturregelkreis als Istwertgeber einen oder mehrere temperaturabhängige Widerstände in Form von beispielsweise PTC- oder NTC-Widerständen, die aber bei räumlich ausgedehnten Geräten, bei welchen ausgleichende Wärme ströme über die Heizfläche wegen geringer thermischer Leitfähigkeit erschwert sind, wie dies vor allem für schmiegsame Wärmegeräte gilt, nur eine punktweise Erfassung der Istwerttemparatur ermöglichen. Um diesen Nachteil zu beheben und eine integrierende Flächenmessung der Temperatur zu ermöglichen, ist es bekannt, als Istwertgeber einen Drahtleiter aus einen Leitermaterial mit möglichst hohem Tenperaturkoeffizienten in enger räumlicher Nachbarschaft längs des Heizleiters im Gerät zu verlegen oder sogar den Heizleiter koaxial nit dem Drahtleiter zu umwickeln. Derartige Drahtleiter als Istwertgeber sind aber nicht nur teuer in der Herstellung, sondern auch hinsichtlich ihres Platzbedarfes aufwendig, was besonders bei solchen schmiegsamen Wärmegeräten von erheblicher Bedeutung ist, die möglichst dünn sein sollen. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß wegen der engen Nachbarschaft von Drahtleiter und Heizleiter die am Drahtleiter entstehende Istwertspannung stark mit Brumn überlagert ist, wenn das Heiz- oder Wärmegerät nit Wechselstrom betrieben wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der unter Beibehaltung der Tenperaturistwertbildung durch integrierende Flächennessung ein platzsparender und in der Herstellung einfacher Aufbau des Heiz- oder Värnegerites möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein in Serie mit dem Heizleiter an der Betriebsspannung liegender steuerbarer, insbesondere elektronischer Schalter und ein Taktgenerator zum periodischen Öffnen und Schließen des Schalters vorgesehen sind, daß der Istwertgeber des Temperaturregelkreises unmittelbar der Heizleiter selbst ist, der in den Öffnungsintervallen des Schalters von einem Meßstrom durchflossen ist, der klein ist im Vergleich zu dem in den Schließintervallen fließenden Heizstrom, und dessen Spannungsabfall im Heizleiter die Temperaturistwertspannung für den Temperaturregel kreis bildet, und daß im Temperaturregelkreis ein Speicher vorgesehen ist, der das in den Öffnungsintervallen erhaltene Ergebnis der Istwertmessung für dietSteuerung der Speisung des Heizleiters im Jeweils folgenden Schließintervall des Schalters speichert.
  • Eine wegen ihres besonders einfachen Aufbaus bevorzugte Schaltung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter zugleich das Steuerglied des Temperaturreglerkreises bildet und daß dazu die von Temperaturregler und von Taktgenerator gebildeten Steuerspannungen durch ein Verknüpfungsglied so miteinander verknüpft sind, daß die Steuerspannung des Taktgenerators den Schalter nur schließen kann, wenn im Jeweils vorhergegangenen Intervall die Temperaturistwertspannung im Sinne niedrigerer Temperatur unter der Sollwert spannung des Temperaturreglers gelegen hat.
  • Eine besonders hohe Empfindlichkeit kann für die Istwertmessung dadurch erreicht werden, daß für den Meßstrom ein Konstantstromgenerator vorgesehen ist.
  • Im übrigen empfiehlt es sich, den Istwert in den Öffnungsintervallen um eine gewisse Zeitspanne nach dem Intervallbeginn verzögert zu erfassen, bzw zu speichern, um der vom Jeweils vorhergehenden Schließintervall herrührenden Temperaturüberhöhung des Heizleiters die Möglichkeit zum Abklingen durch Värneausgleich mit der unmittelbaren Nachbarschaft zu geben. Eine solche Verzögerung kann durch entsprechende Tastung des Neßstrones durch den Taktgenerator erfolgen. Besser aber und daher im Rahmen der Erfindung bevorzugt ist ein von Taktgenerator steuerbares Schaltglied vorgesehen, das den Istwerteingang des Temperaturreglers in den Schließintervallen des Schalters vom Heizleiter trennt und in den Öffnungeintervallen eine vorgebbare Zeitspanne nach dem Beginn des Intervalles mit dem Heizleiter verbindet.
  • Der Speicher ist vorzugsweise ein kapazitiver Analogspeicher, der sich beim Ausbleiben von Istwerteingaben in Richtung hoher Istwerttemperatur umlädt, und dem ein den Speicherinhalt mit dem Sollwert des Temperaturregelkreises vergleichender Komparator nachgeschaltet ist, der auch während der Schließintervalle des Schalters wirksam bleibt. Ein Ausfall des Taktgenerators hat dann zur Folge, daß der Speicher keine neuen Istwerteingaben erhält, sich somit auf scheinbar große Istwerte umlädt und dadurch über den Komparator den Schalter öffnet, also das Gerät von der Betriebsspannung abschaltet. Eine solche Ausbildung des Speichers ermöglicht daher ohne zusätzliche Maßnahmen die Überwachung der Funktionsfähigkeit des Taktgenerators und des periodischen Unschaltvorganges zwischen Heizen des Gerätes und Messen des Temperaturistwertes.
  • Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß eine sichers Temperaturregelung erhalten wird, ohne daß es dazu eines eigenen Temperaturfühlers im oder as Heiz- oder Wärme gerät bedarf. Dieser Temperaturfühler wird durch den Heizleiter selbst gebildet, was mit den Vorteil verbunden ist, daß eine über die Heizfläche integrierende Istwertmessung und ein besonders platzsparender Aufbau des Gerätes bei einfacher Herstellung erhalten werden. Der Heizleiter wird periodisch abwechselnd beheizt und unter Ausnutzung des Temperaturkoeffizienten des Heizleitermaterials als Istwertgeber benutzt. Während der Heizphasen (Schließintervalle des Schalters) wird der Istwert nicht gemessen.
  • Nach den Abschalten des Heizstromes (6ffnungaint-rvalldes Schalters) wird sofort oder kurze Zeit später, um die Tenperaturüberhöhung des Heizleiters zunächst noch abklingen zu lassen, der von Meßstrom am Heizleiter erzeugte Spannungsabfall gemessen, der bei positivem Temperaturkoeffizienten des Heizleitermateriales entsprechend der Temperatur wächst. Dieser Spannungsabfall bildet die Temperaturistwertspannung. Das Ergebnis dieser Istwertmessung wird, noch immer im Öffnungsintervall des Schalters, im Regelkreis digital oder analog gespeichert, entweder unmittelbar in Form der Istwertspannung selbst oder nach Vergleich der Istwertspannung mit einer festen oder veränderbaren Sollwert spannung an einem Komparator in Form der Entscheidung darüber, ob während des nächsten Taktes geheizt werden soll oder nicht. Der Speicherinhalt, also entweder der Temperaturistwert selbst oder die Entscheidung über seinen Vergleich mit den Sollwert, wird im nächsten Takt zur Bildung des Steuerbefehles für das Steuerglied des Temperaturregelkreises verwendet. Ist dieses Steuerglied der Schalter selbst, bleibt der Schalter auch nach der Meßphase offen, wenn in ihr die Istwertmessung ergeben hat, daß die gewünschte Temperatur des Heizleiters erreicht ist. Die Istwertmessung erfolgt in Jeder Mesophase (Öffnungsintervall des Schalters) erneut, so daß ein Absinken des Istwertes unter den Sollwert sofort erfaßt und das Ergebnis der Istwertmessung dazu verwendet wird, im nächsten Takt den Heizleiterstrom wider durch den Heizleiter fließen zu lassen.
  • Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild zur schematischen Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltung, Fig. 2 das Schaltbild einer praktischen Ausführungsforn der erfindungsgemäßen Schaltung, Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 geänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung.
  • In den Fig. 1 bis 3 sind mit einer Gleichspannung bebetriebene Schaltungen für elektrische Heiz- oder Wärmegeräte, nämlich schmiegsame Wärmegeräte dargestellt, wie sie beispielsweise für elektrische Heizdecken in Kraftfahrzeugen Verwendung finden können, die aus der Fahrzeugbatterie gespeist werden sollen. Der Nulleiter der Betriebsspannung ist mit u, der positive Spannungsleiter von +12V rit V bezeichnet. Der Heizleiter des Gerätes ist Jeweils nit RH bezeichnet. In Serie nit den Heizleiter RH liegt an der Betriebsspannung 0, V ein mit S bezeichneter Schalter, der in Fig. 1 lediglich als Funktionsblock, in den Fig. 2 und 3 Jeweils als Transistor dargestellt ist, aber auch bei Wechselspannungsbetrieb ein Thyristor oder Triac sein kann. Die Schaltung verfügt weiter über einen Spannungsregler SpR zur Erzeugung einer stabilisierten, in den Ausführungsbeispielen positiven Gleichspannung bei Ls, ferner über einen Taktgenerator TG zum periodischen Öffnen und Schließen des Schalters S, sowie über einen Temperaturregler TR, der Bestandteil eines Temperaturregelkreises für den Heizleiter RH bildet. Der Istwertgeber des Regelkreises ist unmittelbar der Heizleiter RH selbst, der in den Öffnungsintervallen des Schalters S von einem Meßstrom durchflossen wird, der dem Heizleiter RH über die Leitung Lm zugeführt wird. Dieser Meßstrom ist klein im Vergleich zu dem in den Schließintervallen des Schalters S fließenden Heizstrom, damit die Regelwirkung durch den Meßstrom hinreichend wenig beeinträchtigt wird. In der Praxis genügt ein Verhältnis der Spannungsabfälle am Heizleiter RH in den Schließ~ und in den Öffnungsintervallen des Schalters S von 3:1 bis 4:1, entsprechend einem Leistungeverhältnis von 9:1 bis 16tl Denn der Meßstrom soll andererseits auch nicht zu klein sein, damit noch ein ausreichend großer Spannungsabfall im oder am Heizleiter erhalten wird, der unmittelbar die Temperaturistwertspannung für den Regler bilden kann. Diese Istwertspannung ändert sich nach Maßgabe des Temperaturkoeffizienten des Heizleitermateriales entsprechend der Leitertemperatur. Im Falle der Ausführungsbeispiele mit positiver Betriebsspannung V genügt ein Heizleitermaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten, so daß höherer Heizleitertemperatur eine im positiven Spannungssinn größere Istwertspannung entspricht. Die Istwertspannung wird in üblicher Weise mit der von einem allgemein mit SVG bezeichnetem Sollwertgeber gebildeten Sollwertspannung im Temperaturregler TR verglichen, was selbstverständlich voraussetzt, daß der Nulleiter O der Betriebespannung und die Schaltungsmasse M des Regelkreises im Fußpunkt F des Heizleiters RH verbunden sind. Das Ergebnis des Istwert-Sollwert -Vergleiches bewirkt einen entsprechenden Eingriff in die Regelstrecke, in vorliegenden Fall also in den Heizkreis des Heizleiters RH. Da dieser Eingriff innerhalb der Öffnungsphasen des Schalters S mangels Heizstromes durch den Heizleiter RH nicht möglich ist, verfügt der Regelkreis über einen Speicher SP, der das in den Öffnungsintervallen des Schalters S erhaltene Ergebnis der Istwertmessung für die Steuerung der Speisung des Heizleiters RH in Jeweils folgenden Schließintervall des Schalters S speichert. Im Ergebnis steuert der Taktgenerator TG durch seine Steuerbefehle zum Öffnen und Schließen des Schalters S die zeitlich abwechselnd aufeinanderfolgenden Heiz- und Meßphasen am Heizleiter RH. Im allgemeinen kann der die Heiz-und Meßphasen bestimmende Schalter S vom Steuerglied des Regelkreises verschieden und letzteres ebenfalls ein in der Regel elektronischer Schalter sein, der mit dem die Heiz- und Meßphase bestimmenden Schalter S und dem Heizleiter RH in Serie liegt. In der Zeichnung sind aber ausnahmslos die wegen ihrer Einfachheit besonder bevorzugten Ausführungsformen der Schaltung dargestellt, bei welchen der Schalter 8 zugleich das Steuerglied des Temperaturregelkreises bildet. Dazu sind in Fig. 1 die vom Regler TR bzw. Speicher SP einerseits und vom Taktgenerator TG andererseits gebildeten Steuerspannungen über die Wirkungslinien L1 bzw. L2 einem Verknüpfungsglied VG zugeführt und so miteinander verknüpft, daß die Steuerspannung des Taktgenerators TG den Schalter S nur schließen kann, wenn im jeweils vorhergegangenen Öffnungsintervall die Temperaturistwertspannung im Sinne niedrigerer T-mp-ratur unter der Sollwertspannung des Reglers TR gelegen hat. Andernfalls bleibt der Schalter 5 auch in den an das Öffnungsintervall anschließenden nächsten Takt offen, der Heizleiter RH also unbeheizt.
  • Im Ausführungsbeispiel ist für die Erzeugung des Meßstroms ein in Fig. 1 allgemein mit SG bezeichneter Konstantstromgenerator vorgesehen, der den Vorteil bietet, daß am Heizleiter RH während der Meßphase (Öffnungeintervall des Schalters S) eine möglichst große und stabile Temperaturistwertspannung erzeugt wird, weil der Konstant strom die gesamte Widerstandsänderung des Heizleiters RH in eine Spannungsänderung umsetzt. Zwar besteht in Prinzip auch die Möglichkeit, anstelle des Konstantstromgenerators SG den Meßstrom über einen Serienwiderstand zuzuführen, der den Heizleiter RH mit der durch einen Spannungsregler SpR stabilisierten Spannung bei Ls verbindet, Jedoch hat ein solcher einfacher Spannungsteiler in Hinblick auf die Bedingung, daß der Meßstron hinreichend klein im Vergleich zum Heizstrom sein muß, schon im Anfangsbereich einen nachteilig hohen Verlust an Empfindlichkeit zur Folge.
  • Regler TR und Speicher SP werden ebenfalls durch den Taktgenerator gesteuert, was in der Zeichnung durch die Wirkungslinie L3 angedeutet ist. Diese Steuerung rmöglich es, das Ergebnis der Istwertmessung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt des Öffnungsintervalle des Schalters S zu erfassen oder zu speichern Im einzelnen kann die Speicherung des letwertes in zwei Weisen rfolgen: a) Bei digitaler Speicherung kann der Istwert-Eingang des Reglers TR immer, d.h. auch während der Heizphasen des Heizleiters HR, mit letzterem verbunden bleiben.
  • Der Zustand des Istwerteingangs wird lediglich zu dem durch den Taktgenerator TG vorgegebenen Meßzeitpunkt abgefragt und das Vergleichsergebnis mit dem Sollwert im Sinne eines Steuersignals digital gespeichert. Der Speicherinhalt wird erst bei der nächsten Messung, also im nächsten Öffnungsintervall des Schalters S, überprüft und erforderlichenfalls korrigiert.
  • b) Bei analoger Speicherung wird der Istwert über einen Analogschalter in einen Analogspeicher gegeben, den der Regler, d.h. der den Speicherhinhalt mit dem Sollwert des Regelkreises vergleichende Komparator nachgeschaltet ist. Der Komparator bleibt während der Heizphase wirksam. Der Analogspeicher lädt sich beim Ausbleiben von weiteren Istwerteingaben in Richtung hoher Istwerttemperatur um, so daß über den nachgeschalteten Komparator in die Regelstrecke des Heizleiters RH im Sinne einer Unterbrechung der weiteren Heizung, im Ausführungsbeispiel also durch Öffnen des Schalters S, eingegriffen wird. Diese Ausbildung des Speichers SP ist mit den Vorteil verbunden, daß beim Ausfall des Taktgenerators TG das Gerät automatisch von der Betriebsspannung O, V abgeschaltet wird.
  • Die Verzögerung zwischen dem Beginn des Öffnungsintervalle des Schalters S und den Zeitpunkt der Messung des Istwertes kann aber auch dadurch erfolgen, daß der Konstant stromgenerator SG so durch den Taktgenerator TG gesteuert wird, daß der Konstantstrom nach Beginn des Öffnungsintervalles erst um die Verzögerungszeit später zu fließen beginnt.
  • Im einzelnen ist in Fig. 2 der Schalter S durch einen Lasttransistor gebildet, dessen Emitter-Kollektorstrecke in Serie mit dem Heizleiter RH an der Betriebs spannung 0, V liegt. Zur Steuerung des Laststromtransistors S zwischen seinem leitenden (Schließintervall) und nichtleitenden (Öffnungsintervall)'Zustand ist die Transistorbasis an einen aus den Widerständen R1 und R2 gebildeten Spannungsteiler im Kollektorkreis eines Treibertransistor T1 geschaltet, dessen Basis wiederum mit dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes VG verbunden ist. Die Spannungsstabilisierung erfolgt in Form einer Parallelregelung durch den Widerstand R3 und die Zenerdiode D1, der ein Pufferkondensator C1 parallel geschaltet ist. Der Konstantstrom-Generator SG wird durch einen Transistor T2 gebildet, der über einen Widerstand R4 im Emitterkreis den Heizleiter RH parallel zum Lasttransistor S mit der stabilisierten Gleichspannung Ls verbindet. Die Emitterspannung für diesen Transistor T2 wird von einer an der stabilisierten Gleichspannung Ls liegenden Widerstandsserienschaltung abgenommen, die aus den Widerständen R3, R6 einem Potentiometer P und einem Widerstand R7 besteht.
  • Das Potentiometer P dient zugleich als Sollwertgeber und damit zur Einstellung des Temperatursollwertes für einen zum Regelkreis gehörenden Regelkomparator K1 mit invertiertem Sollwerteingang. Der Speicher SP ist im Ausführungsbeispiel als analoger Sample-and-Hold-Speich.r ausgebildet und besteht im einzelnen aus einem von Taktgenerator TG über die Wirkungslinie L3 gesteuerten Analogschalter AS, einem an der stabilisierten Gleichspannung Ls liegenden Kondensator Cs als kapazitiver Speicher und eipem Verstärker K2, dessen Istwerteingang am Speicherkondensator Cs und dessen invertierender anderer Eingang mit dem Komparatorausgang verbunden ist, so daß der Verstärker K2 im wesentlichen einen Impedanzwandler darstellt, der den Speicherkondensator Cs nur hochohmig belastet. In der Meßphase bringt der Taktgenerator TG über das Verknüpfungsglied VG und den Treibertransistor T1 den Lasttransistor S in nichtleitenden Zustand. Der weiter durch den Konstantstromgenerator TG (Transistor (2) in Heizleiter RH fliedende Konstantstrom erzeugt am Heizleiter inen von der Temperatur des Heizleiters abhängenden Spannungsabfall, der den Speicherkondensator Ca auflädt, sobald d.r Analogschalter AS vom Taktgenerator TG geschlossen wird. An Ende der Meßphase wird der Analogschalter AS vom Taktgenerator TG geöffnet.
  • Der Regelkomparator K1 vergleicht die am Speicherkondensator Ca gespeicherte Istwertspannung mit der vom Potentiometer P abgenommenen Sollvertapannung Das Ergebnis dieses Vergleiches steht am Ausgang des Regelkomparators Kl an, solange der Speicherkondensator Cs die Istwertspannung hält, insbesondere also auch noch während des nächstfolgenden Taktes des Taktgenerators TG. Bedeutet dieses Ergebnis, daß die Istwertspannung in Sinne hflherer Temperatur über der Sollwertspannung liegt, so verhindert der im Ausgang des Regelkomparators K1 bestehende Zustand über das Verknüpfungsglied VG, daß der Taktgenerator TG den Lasttransistor S in den leitenden Zustand versetzt. Liegt dagegen die Iatwertspannung am Speicherkondensator Ca im Sinne niedrigerer Temperatur unter der Sollwert spannung, herrscht im Auagang des Regelkomparators K1 ein Zustand, der es dem Taktgenerator TG ermöglicht, den Lasttransistor S über das Verknüpfungsglied VG und den Treibertransistor T1 zu öffnen, so daß der Heizstrom durch den Heizleiter RH fließen kann und der Heizleiter weiter aufgeheizt wird. Versagt der Taktgenerator und damit die Umschaltung des Lasttransistors S, so bliebe der Speicherkondensator Cs mangels neuer Istwerteingabe sich selbst überlassen. Er würde sich also entladen, was zur Folge hätte, daß der Istwerteingang des als Impedanzwandler arbeitenden Verstärker K2 den Wert der stabilieierten Gleichspannung an Ls annehmen würde, was einer scheinbar sehr hohen Istwertspannung entsprechen würde. Das hätte im Ausgang des Regelkomparators K1, der ebenso wie der Verstärker K2 auch während der Heizphase wirksam bleibt, einen Zustand zur Folge, der den Zustand im Ausgang des Verknüpfungsgliedes VG mit dem Ergebnis ändern würde, daß über den Treibertransistor T1 der Lasttransistor S in den nichtleit.nden Zustand gebracht, der Heizleiter RH also von der Betriebs spannung abgeschaltet wird.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von den der Fig. 2 zunächst darin, daß der vom Taktgenerator TG gesteuerte, in Fig. 2 lediglich schematisch dargestellte Analogschalter AS durch einen Feldeffekttransistor FET gebildet ist, dessen Gate G durch den Taktgenerator TG gesteuert wird, so daß Je nach Spannung des Gates G der Transistor FET leitend oder hochohmig nichtleitend ist. Der Widerstand R8 ist ein Schutzwiderstand, dem dann Bedeutung zukommt, wenn dem Feldeffekttransistor FET eine in Fig. 3 lediglich gestrichelt angedeutete Klemmdiode D2 vorgeschaltet ist, die verhindern soll, daß die Eingangsspannung des Feldeffekttransistors FET in positiver Richtung die stabilisierte Gleichspannung an Ls übersteigt. Die Spannungsregelung erfolgt Jetzt durch Serienregelung über die Transistoren T3, T3' und T4, wobei als Spannungsnormal eine Zenerdiode D3 dient. Der Pufferkondensator ist wieder mit C1 bezeichnet. Der Konstantstromgenerator SG, aber auch die Treiberstufe für den Lasttransistor S bestehen Jeweils nun aus zwei Transistoren in Darlington-Schaltung, nämlich im Konstantstromgenerator SG die Transistoren T2 und T2', in der Treiberstufe die Transistoren T1 und T1'. Die Sollwerte für den Spannungsregler SpR und für den Konstantatromgenerator SG werden an einer besonderen Serienwiderstandsschaltung aus den Festwiderständen R9 und R10 und den einstellbaren Widerständen P1 und P2 abgenommen. Für die Bildung der Sollwertspannung des Tenperaturregelkreises dient eine nur hierfür vorgesehen Serienwiderstandsschaltung aus den Widerständen Ril, R12 und dem Potentiometer P. Die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 3 entspricht im übrigen der nach Fig. 2, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
  • Zwar zeigen die Ausführungsbeispiele der größeren Einfachheit wegen lediglich Schaltungen für den Betrieb des Heizleiters RH mit einer Gleichspannung 0, V, Jedoch besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die Schaltung einem Betrieb des Heizleiters RH mit einer Wechselspannung anzupassen.
  • Der Taktgenerator TG kann in beliebiger Weis ausgebildet sein, so weit er nur die für die Schließintervalle, die Öffnungsintervalle und die M.ßzeitpunkte erforderlichen Takte liefert. Im einzelnen sind diese Takte an die speziellen Verhältnisse des Jeweiligen Gerätes anzupassen. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, während einer gewissen Zeit nach den Einschalten des Gebrätes den Umschaltzyklus des Schalters S nicht laufen zu lassen, wenn der Heizleiter RH beim Einschalten des Gerätes kalt war. Dadurch werden die Öffnungsintervalle für die Erfassung des Istwertes eingespart, wodurch das Anheizen beschleunigt wird. Zur Erfassung des Zustandes "kalt" des Heizleiters RH kann ein zusätzlicher Komparator vorgesehen werden, der einen Anheizspeicher einschaltet. Es ist auch möglich, während der Aufheizphase mit im Verhältnis zu den Schließintervallen kürzeren Öffnungsintervallen zu arbeiten, ohne daß in den Öffnungsintervallen dem Zeitpunkt der Messung des Istwertes eine Abklingzeit vorausgeht, wenn dabei der Sollwert des Temperaturregelkreises entsprechend erhöht wird. Auch dadurch kann die Anheizphase des Gerätes verkürzt werden. Eine weitere Möglichkeit, die Meßphase zu verkürzen, besteht darin, die Änderungsgeschwindigkeit des Istwertes nach dem Ende der Heizphase zu ermitteln und in Verbindung mit dem Istwert selbst, der noch überhöht ist, einen Temperaturwert zu bilden, der der Oberflächentemperatur des Heizgerätes äquivolent ist und zur Steuerung der folgenden Heizphase dienen kann.
  • L e e r s e i t e

Claims (4)

  1. Patentansprüche Schaltung für elektrisch betriebene Heiz- oder Wärmegerät, insbesondere schmiegsame Wärmegeräte, mit einem -Temperaturregelkreis für den Heizleiter des Gerätes, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Serie mit dem Heizleiter (RH) an der Betriebsspannung (O,V) liegender steuerbarer, insbesondere elektronischer Schalter (S) und ein Taktgenerator (TG) zum periodischen Öffnen und Schließen des Schalters (S) vorgesehen sind, daß der Istwertgeber des Temperaturregelkreises unmittelbar der Heizleiter (RH) selbst ist, der in den Öffnungsintervallen des Schalters (S) von einem Meßstrom durchflossen ist, der klein ist im Vergleich zu dem in den Schließintervallen des Schalters (S) fließenden Heizstrom, und dessen Spannungsabfall 11 Heizleiter (RH) die Temperaturistwertspannung für den Temperaturregelkreis bildet, und daß im Temperaturregelkreis ein Speicher (SP) vorgesehen ist, der das in den Öffnungsintervallen erhalt-ne Ergebnis der Istvertessung für die Steuerung der Speisung des Heizleiters (RH) im jeweils folgenden Schli.ßintervall des Schalters (S) speichert.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (S) zugleich das Steuerglied des Temperaturregelkreises bildet, und daß dazu die von Temperaturregler (TR) und vom Taktgenerator (TG) gebildeten Steuerspannungen durch ein Verknüpfungsglied (vo) so miteinander verknüpft sind, daß die Steuerspannung des Taktgenerators (TG) den Schalter (S) nur schließen kann, wenn im jeweils vorhergegangenen Öffnungsinter vall die Temperaturistwertspannung ii Sinne niedrigerer Temperatur unter der Sollwertspannung des Temperaturreglers (TR) gelegen hat.
  3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Meßstrom ein Konstantstromgenerator (GG) vorgesehen ist.
  4. 4. Schaltung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Taktgenerator (TG) steuerbares Schaltglied (AS, FET) vorgesehen ist, das den Istwerteingang des Temperaturreglers (TR) in den Schließintervallen des Schalters (8) von Heizleiter (RH) trennt und in den Öffnungsintervallen eine vorgebbare Zeitspanne nach dem Beginn des Intervalls nit den m Heizleiter (RS) verbindet.
    50 Schaltung nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (SP) ein kapazitiver Analogspeicher ist, der sich bein Ausbleiben von Istwerteingaben in Richtung hoher Istwerttemperatur umlädt, und den ein den Speicherinhalt nit den Sollwert des Temperaturreglerkreises vergleichender Komparator (K1) nachgeschaltet ist, der auch während der Schließintervalle des Schalters (S) wirksam bleibt0
DE19772757334 1977-12-22 1977-12-22 Schaltung für elektrisch betriebene Heiz- oder Wärmegeräte, insbesondere schmiegsame Wärmegeräte Expired DE2757334C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772757334 DE2757334C2 (de) 1977-12-22 1977-12-22 Schaltung für elektrisch betriebene Heiz- oder Wärmegeräte, insbesondere schmiegsame Wärmegeräte
DE19803029074 DE3029074A1 (de) 1977-12-22 1980-07-31 Schaltung fuer elektrisch betriebene heiz- oder waermegeraete, insbesondere schmiegsame waermegeraete
DE19803028995 DE3028995A1 (de) 1977-12-22 1980-07-31 Schaltung fuer elektrisch betriebene heiz- oder waermegeraete, insbesondere schmiegsame waermegeraete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772757334 DE2757334C2 (de) 1977-12-22 1977-12-22 Schaltung für elektrisch betriebene Heiz- oder Wärmegeräte, insbesondere schmiegsame Wärmegeräte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2757334A1 true DE2757334A1 (de) 1979-07-05
DE2757334C2 DE2757334C2 (de) 1982-08-12

Family

ID=6026923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772757334 Expired DE2757334C2 (de) 1977-12-22 1977-12-22 Schaltung für elektrisch betriebene Heiz- oder Wärmegeräte, insbesondere schmiegsame Wärmegeräte

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2757334C2 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067621A2 (de) * 1981-06-16 1982-12-22 Brintons Limited Verbinden von Textilmaterial
DE3704534C1 (de) * 1987-02-13 1988-10-27 Bert Dr-Ing Kueppers Schaltungsanordnung fuer temperaturabhaengige Heizelemente
EP0293100A1 (de) * 1987-05-13 1988-11-30 Nartron Corporation Regelsystem für elektrisch beheizten Sitz
DE3818974A1 (de) * 1988-06-03 1990-02-08 Ruthenberg Gmbh Waermetechnik Regel- und ueberwachungsschaltung fuer elektrische sitzheizungen, insbesondere von kraftfahrzeugen
EP0745919A1 (de) * 1995-05-30 1996-12-04 Koch, Volker Verfahren zur Temperaturregelung eines Heizelementes
DE19949606A1 (de) * 1999-10-15 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Bestimmen der Momentantemperatur eines Mediums
EP1321751A1 (de) * 2001-12-18 2003-06-25 Beru AG Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bestimmen des elektrischen Widerstandes eines PTC-Heizelementes
US6988047B1 (en) 1999-10-15 2006-01-17 Robert Bosch Gmbh Method for determining the instantaneous temperature of a medium
EP1801684A1 (de) * 2005-12-21 2007-06-27 Strickchic GmbH Verfahren zum Beheizen und Regeln der Heizleistung und Heizvorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2522753A (en) * 1947-07-24 1950-09-19 Swartzbaugh Mfg Company Electric blanket control
DE1295111B (de) * 1964-06-03 1969-05-14 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Beheizung und Regelung der Temperatur von duennen Schichten
US3708652A (en) * 1969-11-08 1973-01-02 Usm Corp Temperature controls

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2522753A (en) * 1947-07-24 1950-09-19 Swartzbaugh Mfg Company Electric blanket control
DE1295111B (de) * 1964-06-03 1969-05-14 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Beheizung und Regelung der Temperatur von duennen Schichten
US3708652A (en) * 1969-11-08 1973-01-02 Usm Corp Temperature controls

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Schwerdtfeger, W., Dr. und Grasshof: "Elektrische Meßtechnik I Gleichstrom-Meßtechnik", C.F. Winter'sche Verlagshandlung, Füssen 1958, S.94, 95 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067621A2 (de) * 1981-06-16 1982-12-22 Brintons Limited Verbinden von Textilmaterial
EP0067621A3 (de) * 1981-06-16 1984-08-01 Brintons Limited Verbinden von Textilmaterial
DE3704534C1 (de) * 1987-02-13 1988-10-27 Bert Dr-Ing Kueppers Schaltungsanordnung fuer temperaturabhaengige Heizelemente
EP0293100A1 (de) * 1987-05-13 1988-11-30 Nartron Corporation Regelsystem für elektrisch beheizten Sitz
DE3818974A1 (de) * 1988-06-03 1990-02-08 Ruthenberg Gmbh Waermetechnik Regel- und ueberwachungsschaltung fuer elektrische sitzheizungen, insbesondere von kraftfahrzeugen
EP0344869B1 (de) * 1988-06-03 1991-10-09 Wärme- Und Elektrotechnik B. Ruthenberg Gmbh Regelschaltung für elektrische Sitzheizungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen
EP0745919A1 (de) * 1995-05-30 1996-12-04 Koch, Volker Verfahren zur Temperaturregelung eines Heizelementes
DE19949606A1 (de) * 1999-10-15 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Bestimmen der Momentantemperatur eines Mediums
DE19949606C2 (de) * 1999-10-15 2001-08-09 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Bestimmen der Momentantemperatur eines Mediums
US6988047B1 (en) 1999-10-15 2006-01-17 Robert Bosch Gmbh Method for determining the instantaneous temperature of a medium
DE19949606C5 (de) * 1999-10-15 2006-11-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen der Momentantemperatur eines Mediums
EP1321751A1 (de) * 2001-12-18 2003-06-25 Beru AG Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bestimmen des elektrischen Widerstandes eines PTC-Heizelementes
EP1801684A1 (de) * 2005-12-21 2007-06-27 Strickchic GmbH Verfahren zum Beheizen und Regeln der Heizleistung und Heizvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE2757334C2 (de) 1982-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2726458C2 (de)
DE1952042B2 (de) Verfahren zum selbsttaetigen laden einer akkumulatorenbatterie in zwei stufen sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
DE2822760C2 (de) Anlaßschaltvorrichtung für Diesel-Brennkraftmaschinen
DE3228202A1 (de) Schaltungsanordnung zur regelung der betriebstemperatur des heizkoerpers eines elektrischen loetgeraetes, insbesondere loetkolbens
DE3811816C2 (de)
DE2528914A1 (de) Elektrisch betriebenes abgasueberwachungssystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE2400219A1 (de) Elektronischer thermostat
DE2757334A1 (de) Schaltung fuer elektrisch betriebene heiz- oder waermegeraete, insbesondere schmiegsame waermegeraete
DD249108A5 (de) Schaltung und verfahren zum regeln des widerstands einer last
DE3129406C2 (de)
DE3742783C2 (de) Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstands in Behältern, insbesondere des Ölstands in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen
DE2234121C2 (de) Schaltungsanordnung zum Steuern des Stromes in einer Spule, vorzugsweise der Betätigungsspule eines Kraftstoffzufuhrreglers in einer Kraftstoffpumpe
EP0045737A2 (de) Temperaturregeleinrichtung für Klima- bzw. Heizanlagen, vorzugsweise in Eisenbahnfahrzeugen
EP0202401B1 (de) Heizelement
DE10200974B4 (de) Heizvorrichtung mit flexiblem Heizkörper
DE2539117C3 (de) Verfahren und Einrichtung zur Aufladung einer elektrischen Speicherheizung
DE2939355A1 (de) Verfahren zur niveauerkennung
CH668741A5 (en) Precise welding process for plastics - by heating work using resistance element up supplying heat in pulses according to set curve
EP0327900A2 (de) Regeleinrichtung für Brennkraftmaschine
DE4019698C2 (de) Elektrisches Heiz- oder Wärmegerät
DE2414393C2 (de) Kraftfahrzeug-Lichtanlage
DE2450688C3 (de) Elektronische Aufladesteuereinrichtung für elektrische Speicherheizgeräte
DE2306070C3 (de) Steuervorrichtung für die Aufheizung von Speicherheizgeräten
DE2750545A1 (de) Regelschaltung fuer buegeleisen mit einem auf die temperatur der buegeleisenheizung ansprechenden fuehlerwiderstand
DE3412538C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3029074

Format of ref document f/p: P

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3028995

Format of ref document f/p: P

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3029074

Format of ref document f/p: P

Ref country code: DE

Ref document number: 3028995

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8339 Ceased/non-payment of the annual fee