DE2902443A1

DE2902443A1 - ELECTRIC AC SWITCH, ESPECIALLY FOR HOME INSTALLATIONS

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Publication number: DE2902443A1
Application number: DE19792902443
Authority: DE
Inventors: Giorgio Citterio; Hansruedi Daneffel
Original assignee: Feller AG
Current assignee: Feller AG
Priority date: 1978-03-20
Filing date: 1979-01-23
Publication date: 1979-10-04
Also published as: CH625909A5

Abstract

An AC switch for switching a load circuit (11) has a relay (20) with a relay contact (21) which is to be connected to the load circuit, an electronic circuit arrangement (22), which is provided with a sensor (42), for controlling the relay (20), and a rectifying circuit arrangement (23) for supplying the electronic circuit arrangement (22) and the relay. In order to supply power when the relay contact (21) is open and when it is closed, the input (27, 28) of the rectifying circuit arrangement (23) is connected on the one hand via a resistor (R1) to the connecting terminals for the load circuit (11) and on the other hand to the secondary winding (26) of a current transformer (25) whose primary winding (24) is connected in series with the relay contact (21) and is bridged by two parallel-connected diodes (D1, D2) having opposite forward directions. The impedance of the primary winding (24) of the transformer (25) is at least five times greater than the forward resistance of the diodes (D1, D2) at the maximum load current intensity, as a result of which only a relatively small portion of the load current in each case flows through the primary winding (24) and, because of the current/voltage characteristic of the diodes, the voltage across this winding changes only relatively slightly when the current intensity in the load circuit (11) varies by a factor of more than 10. The transformer (25) can have relatively small dimensions. The switch can be used in the same way as a normal mechanical switch in domestic installations. <IMAGE>

Description

Elektrischer Wechselstromschalter, insbesondere fürElectric alternating current switch, in particular for

Hausinstallationen Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wechselstromschalter, insbesondere für Hausinstallationen, und zwar handelt es sich um einen Schalter mit einem mindestens einen Schaltkontakt und mindestens einen Steuerstrompfad aufweisenden Relais, dessen Schaltkontakt mit Klemmen zum Anschluss eines mittels des Schalters ein- und auszuschaltenden Laststromkreises verbunden ist, mit einer elektronischen Schaltungsanordnung zum Schalten des Steuerstrompfades des Relais und mit einem für die Energieversorgung der elektronischen Schaltungsanordnung und des Relais vorgesehenen gleichrichtenden Speise stromkreis.House installations The invention relates to an electrical alternating current switch, especially for house installations, namely a switch having at least one switching contact and at least one control current path Relay, its switching contact with terminals for connecting one by means of the switch on and off load circuit is connected to an electronic Circuit arrangement for switching the control current path of the relay and with a for the energy supply of the electronic circuit arrangement and the relay provided rectifying supply circuit.

Bei einem Schalter der gen ten Art muss die BB8 Energieversorguubg der elektronischen Schaltungsanordnung sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffnetem Relaiskontakt, also bei eingeschaltetem wie auch bei ausgeschaltetem Laststromkreis gewährleistet sein. Dies bereitet d keine Schwierigkeiten, wenn für den gleichrichtenden Speisestromkreis besondere Anschlussklemmen zum dauernden Verbinden mit dem den Laststromkreis speisenden Wechselstromnetz vorhanden sind. Solche besondere Anschlussklemmen verlangen natürlich auch die entsprechenden elektrischen Zuleitungen, die in manchen Fällen, wo der Schalter anstelle eines üblichen von Hand zu betätigenden Schalters verwendet werden soll, nicht vorhanden sind. In the case of a switch of the type mentioned above, the BB8 has to be energized the electronic circuit arrangement both when it is closed and when it is open Relay contact, i.e. when the load circuit is switched on as well as when it is switched off to be guaranteed. This does not cause any difficulties if for the rectifying Supply circuit special connection terminals for permanent connection with the AC mains supplying the load circuit are available. Such special terminals naturally also require the corresponding electrical leads, which in some Cases where the switch is used instead of a conventional manually operated switch to be used do not exist.

Versucht man jedoch, den gleichrichtenden Speisestromkreis von den Klemmen zum Anschluss des ein- und auszuschaltenden Laststromkreises aus mit Wechselstrom zu versorgen, so ergeben sich Probleme, weil bei geöffnetem Relaiskontakt zwischen den Anschlussklemmen für den Laststromkreis die volle Netzspannung liegt und kein Laststrom fliesst, wogegen bei geschlossenem Relaiskontakt zwischen den Anschlussklemmen für den Laststromkreis die Spannung gleich Null ist und ein Laststrom fliesst, dessen Stärke variabel ist in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf der im Laststromkreis liegenden Stromverbraucher. Ein für Hausinstallationen bestimmter Schalter soll z.B. However, if you try to remove the rectifying supply circuit from the Terminals for connecting the to be switched on and off Load circuit from supplying alternating current, problems arise because when the Relay contact between the connection terminals for the load circuit the full line voltage and no load current flows, whereas when the relay contact is closed between the connection terminals for the load circuit the voltage is equal to zero and a Load current flows, the strength of which is variable depending on the power requirement the power consumers in the load circuit. One intended for domestic installations Switch should e.g.

zum Ein- und Ausschalten von Stromverbrauchern mit 40 W bis 600 W Leistung geeignet sein, so dass bei einer Netzspannung von 220 V die Laststromstärke zwischen 0,18 A und 2,75 A variiert. Wenn z.B. mittels eines Stromwandlertransformators eine der Stromstärke entsprechende Spannung gewonnen wird, so variiert diese in annähernd dem gleichen Mass wie die Stromstärke, sofern nicht besondere Massnahmen zur Spannungsstabilisierung vorgesehen werden.For switching power consumers with 40 W to 600 W on and off Power must be suitable so that at a mains voltage of 220 V the load current varies between 0.18 A and 2.75 A. If, for example, by means of a current transformer transformer a voltage corresponding to the current intensity is obtained, this varies in approximately the same as the current strength, unless special measures are taken be provided for voltage stabilization.

Es sind zwar Schaltungsanordnungen zum Stabilisieren einer gleichgerichteten Spannung bekannt, doch ist es mit einem vernünftigen Schaltungsaufwand kaum möglich, eine um mehr als den Faktor 10 schwankende Spannung in tolerierbare Grenzen zu stabilisieren. Eine andere Möglichkeit würde darin bestehen, den Stromwandlertransformator im Sättigungsbereich der Magnetisierungskurve seines Eisenkernes zu betreiben. Nur diese Betriebsart würde eine im ganzen Lastbereich annähernd konstante Ladezeit des die Energie für die Erregung des Relais speichernden Kondensators ermöglichen und damit eine konstante Schaltfrequenz des Relais zulassen. Um aber schon bei der minimalen Laststromstärke von z.B. 0,18 A die magnetische Sättigung zu erreichen, müsse entweder der Transformator sogar in der Primärwicklung sehr viele Windungen aufweisen oder es müsse ein Transformator-Kern mit sehr hoher magnetischer Permeabilität, zweckmässig ein Ringkern, verwendet werden, damit die Windungszahl entsprechend niedriger sein kann. In beiden Fällen wäre der Wirkungsgrad des Transformators schlecht und müsste der Drahtquerschnitt in der Primärwicklung des Transformators für die maximale Stromstärke des Laststromes bemessen sein. Im ersten Fall würde der Stromwandlertransformator notwendigerweise solche Dimensionen annehmen, dass er zusammen mit den übrigen Bauteilen des Schalters keinen Platz mehr in einer üblichen Unterputzeinlassdose se findet. Im zweiten Fall ergäben sich untragbar hohe Herstellungskosten für den Transformator. Although there are circuit arrangements for stabilizing a rectified Voltage known, but with a reasonable amount of circuitry it is hardly possible to stabilize a voltage fluctuating by more than a factor of 10 within tolerable limits. Another option would be to keep the CT transformer in saturation to operate the magnetization curve of its iron core. Only this operating mode the charging time of the energy for enable the excitation of the relay storing capacitor and thus a constant Allow switching frequency of the relay. But even with the minimum load current To achieve magnetic saturation of e.g. 0.18 A, either the transformer must even have very many turns in the primary winding or a transformer core must be used with very high magnetic permeability, expediently a toroidal core, can be used, so that the number of turns can be correspondingly lower. In both Cases the efficiency of the transformer would be bad and the wire cross-section would have to be in the primary winding of the transformer for the maximum amperage of the load current be measured. In the first case, the CT transformer would necessarily Assume such dimensions that it together with the other components of the switch no longer finds space in a conventional flush-mounted inlet box. In the second case this would result in prohibitively high manufacturing costs for the transformer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ausser den Anschlussklemmen für den Laststromkreis keine weiteren Anschlussklemmen und auch keine besonderen Leiter für die Energiezufuhr vom Wechselstromnetz zum gleichrichtenden Speisestromkreis erforderlich sind und dass die Gesamtabmessungen des Schalters so niedrig gehalten werden kö en> dass sein Einbau in eine übliche Unterputzeinlassdose Bs möglich ist und trotzdem eine Variation der Stromstärke des ein- und auszuschaltenden Laststromes innerhalb eines verhältnismässig weiten Bereiches, z.B. um mehr als den Faktor 10, zulässig ist. The object of the present invention is to provide an electrical switch of the type mentioned in such a way that in addition to the connection terminals for the load circuit no further connection terminals and no special conductors for the energy supply from the alternating current network to the rectifying supply circuit are required and that the overall dimensions of the switch are kept as low as possible can> be installed in a common flush-mounted inlet box Bs is and still a variation of the current strength of the load current to be switched on and off within a relatively wide range, e.g. by more than a factor of 10, is permissible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelost, dass der Eingang der gleichrichtenden Schaltungsanordnung sowohl über mindestens einen Widerstand mit den Anschlussklemmen für den Laststromkreis als auch mit der Sekundärwicklung eines Strommrandlertrans£ormators verbunden ist, dessen Primärwicklung zwischen dem Relaiskontakt und einer der Anschlussklemmen für den Laststromkreis liegt dass die Primärwicklung des Transformators durch zwei parallel geschaltete Dioden mit entgegengesetzten Durchlassrichtungen überbrückt ist, welche Dioden für eine Stromstärke dimensioniert sind, welche der maximalen Stromstärke des ein- und auszuschaltenden Laststromes etwa gleich ist, und dass die Primärwicklung des Transformators eine Impedanz aufweist, die mindestens 5 mal höher ist als der elektrische Widerstand Jeder Diode in Durchlassrichtung bei der maximalen Stromstärke des Laststromes. According to the invention, this object is achieved in that the input the rectifying circuit arrangement both via at least one resistor with the connection terminals for the load circuit as well as with the secondary winding a Strommrandlertrans £ ormators is connected, the primary winding between the relay contact and one of the connection terminals for the load circuit is that the primary winding of the transformer with two diodes connected in parallel opposite transmission directions is bridged, which Diodes are dimensioned for an amperage which corresponds to the maximum amperage of the and load current to be switched off is approximately the same, and that the primary winding of the Transformer has an impedance that is at least 5 times higher than the electrical Resistance of each diode in the forward direction at the maximum amperage of the load current.

Durch diese Ausbildung des Schalters wird erreicht, dass die beiden Dioden den grössten Teil des Laststromes Ubernehmen und demzufolge die Primärwicklung des Stromwandlertransformators aus verhältnismässig dünnem Draht gewickelt sein kann, was geringe Abmessungen des Transformators ermöglicht. Weiter bewirkt die Strom-/Spannungskennlinie jeder Diode, dass die über der Primärwicklung des Transformators liegende Wechselspannung annähernd konstant bleibt, auch wenn die Stromstärke des Laststromes stark variiert. Der Transformator kann im linearen Bereich der Magnetisierungskurve betrieben werden, was einen guten Wirkungsgrad ermöglicht. Ferner kann der Transformatorkern aus einem preisgünstigen Material mit verhältnismässig niedriger magnetischer Permeabilität bestehen, ohne dass hierdurch Nachteile entstehen. This design of the switch ensures that the two Diodes take over most of the load current and therefore the primary winding of the current transformer must be wound from relatively thin wire can, which allows small dimensions of the transformer. Further causes the Current / voltage characteristic of each diode that the across the primary winding of the transformer AC voltage remains approximately constant, even if the current strength of the Load current varies greatly. The transformer can be in the linear range of the magnetization curve operated, which enables a good degree of efficiency. Furthermore, the transformer core made of an inexpensive material with relatively low magnetic permeability exist without any disadvantages.

Die elektronische Schaltungsanordnung zum Schalten des Steuerstrompfades des Relais kann zweckmässig einen als Befehlsempfänger dienenden Fühler aufweisen, z.B. eine Sensortaste, die zum Betätigen des Schalters lediglich leicht berührt zu werden braucht. Statt dessen kann der Fühler ebensogut ein Empfänger für Infrarotlichtstrahlen oder für Schall-oder Ultraschallwellen sein. The electronic circuit arrangement for switching the control current path the relay can expediently have a sensor serving as a command receiver, E.g. a sensor button that is only lightly touched to operate the switch needs to become. Instead, the sensor can just as well be a receiver for infrared light rays or for sonic or ultrasonic waves.

Weitere Merkmale und Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der zugehörigen Zeichnung. Further features and details of the subject matter of the invention result from the claims, from the description that follows one Embodiment and from the accompanying drawing.

Fig. 1 ist ein elektrisches Schaltschema eines gemäss der Erfindung ausgebildeten Wechselstromschalters für elektrische Hausinstallationen, wobei auch ein mittels des Schalters ein-und auszuschaltender Laststromkreis gezeichnet ist; Fig. 2 stellt die Strom-/Spa=aungs-Rennlinie einer der Dioden dar, die erfindungsgemäss der Primärwicklung des Stromwandlertransformators mit entgegengesetzter Polung parallel geschaltet sind; Fig. 3 zeigt ein gegenüber Fig. 1 etwas ausführlicheres Schaltschema des Schalters. Fig. 1 is an electrical circuit diagram of one according to the invention trained AC switch for electrical house installations, whereby also a load circuit to be switched on and off by means of the switch is shown; Fig. 2 shows the current / spa = aungs racing line of one of the diodes which according to the invention parallel to the primary winding of the current transformer with opposite polarity are switched; FIG. 3 shows a circuit diagram which is somewhat more detailed than FIG of the switch.

GemEss Fig. 1 ist an eine Wechselstromquelle 10, die z.B. Referring to Fig. 1, an AC power source 10, e.g.

ein Lichtstromverteilnetz ist, ein Laststromkreis ii angeschlossen, der durch einen Stromverbraucher 12 führt und mittels eines Schalters 13 schliessbar oder unterbrechbar ist. Der Schalter 13 weist lediglich zwei Anschlussklemmen 14 und 15 zum Anschliessen des äusseren Teiles des Laststromkreises ii auf und ist daher wie ein üblicher Ein-/Ausschalter auch in bereits bestehenden elektrischen Installationen verwendbar.a luminous flux distribution network is connected, a load circuit ii is connected, which leads through a power consumer 12 and can be closed by means of a switch 13 or is interruptible. The switch 13 has only two connection terminals 14 and 15 for connecting the outer part of the load circuit ii and is therefore like a normal on / off switch in already existing electrical ones Installations usable.

Die Hauptbestandteile des Schalters 13 sind ein Relais 20 mit zwei parallel geschalteten Relaiskontakten 21 zum Schalten des Laststromkreises 11 zwecks Ein- bzw. Ausschaltung des Stromverbrauchers 12, eine elektronische Schaltungsanordnung 22 zum Steuern des Relais 20 sowie eine weitere Schaltungsanordnung 23 mit einem gleichrichtenden Stromkreis zum Speisen des Relais 20 und der elektronischen Schaltungsanordnung 22 mit elektrischer Energie aus der Wechselstromquelle 10. Die Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf die Art, wie die gleichrichtende Schaltungsanordnvung 23 sowohl bei geschlossenen als auch bei geöffneten Relaiskontakten 21 mit der nötigen elektrischen Energie versorgt wird. The main components of the switch 13 are a relay 20 with two parallel relay contacts 21 for switching the load circuit 11 for the purpose Switching on and off the power consumer 12, an electronic circuit arrangement 22 for controlling the relay 20 and another circuit arrangement 23 with a rectifying circuit for feeding the relay 20 and the electronic circuit arrangement 22 with electrical energy from the AC power source 10. The invention relates mainly in the way that the rectifying circuit arrangement 23 both closed and even with open relay contacts 21 is supplied with the necessary electrical energy.

Innerhalb des Schalters 13 führt der Laststromkreis zwischen den Anschlussklemmen 14 und 15 über eine Schmelzsicherung Si, über die bereits erwähnten Relaiskontakte 21 und über zwei einander parallel geschaltete Dioden D1 und D2 mit entgegengesetzten Durchlassrichtungen, welche Dioden auch parallel zur Primärwicklung 24 eines Stromwandlertransformators 25 geschaltet sind. Die Sekundärwicklung des Transformators 25 ist einerseits direkt und anderseits über ein elektrisches Einwegventil, z.B. eine Diode D3, mit einem Paar Eingangsklemmen 27 und 28 der gleichrichtenden Schaltungsanordnung 23 verbunden. Der Stromwandlertransformator 25 ist dazu bestimmt, bei geschlossenen Relaiskontakten 21 und fliessendem Laststrom im Laststromkreis 11 die nötige elektrische Energie an den Eingang 27, 28 der Schaltungsanordnung 23 zu liefern. Die eine Eingangsklemme 27 der Schaltungsanordnung 23 ist zusätzlich über einen Leiter 29 unmittelbar mit der Anschlussklemme 15 für den Laststromkreis 11 verbunden, während die andere Eingangsklemme 28 der Schaltungsanordnung 23 über einen elektrischen Widerstand Rl und die Sicherung Si mit der andern Anschlussklemme 14 für den Laststromkreis in Verbindung steht. Ueber den Leiter 29 und den Widerstand R1 wird bei geöffneten Relaiskontakten 21, also wenn im Laststromkreis 11 kein Laststrom fliesst, dem Eingang 27, 28 der Schaltungsanordnung 23 die benötigte elektrische Energie zugeführt. Einzelheiten über die Wirkungsweise der beschriebenen Mittel für die Energieversorgung der gleichrichtenden Schaltungsanordnung 23 werden später dargelegt. Within the switch 13, the load circuit leads between the Terminals 14 and 15 via a fuse Si, via those already mentioned Relay contacts 21 and via two diodes D1 and D2 connected in parallel with one another opposite forward directions, which diodes are also parallel to the primary winding 24 of a current converter transformer 25 are connected. The secondary winding of the Transformer 25 is on the one hand directly and on the other hand via an electrical one-way valve, e.g. a diode D3, with a pair of input terminals 27 and 28 of the rectifying Circuit arrangement 23 connected. The current transformer transformer 25 is intended to with closed relay contacts 21 and flowing load current in the load circuit 11 the necessary electrical energy to the input 27, 28 of the circuit arrangement 23 to deliver. The one input terminal 27 of the circuit arrangement 23 is additional via a conductor 29 directly to the connection terminal 15 for the load circuit 11 connected, while the other input terminal 28 of the circuit arrangement 23 via an electrical resistor Rl and the fuse Si with the other connection terminal 14 for the load circuit is in connection. About the conductor 29 and the resistor R1 is when the relay contacts 21 are open, i.e. when there is no load current in the load circuit 11 flows, the input 27, 28 of the circuit arrangement 23 the required electrical Energy supplied. Details about the mode of action of the means described for the power supply of the rectifying circuit arrangement 23 will be given later set out.

Die gleichrichtende Schaltungsanordnung 23 weist zwei Gleichstrom-Ausgangsklemmen 31 und 32 auf, von denen die eine negative und die andere positive Polarität hat. Diese Ausgangsklemmen 31 und 32 sind Je über einen Leiter 33 bzw. 34 mit Speisestromklemmen 35 und 36 der elektronischen Schaltungsanordnung 22 verbunden. Letztere enthält im wesentlichen einen Signalverstärker und Signalumformer, der imstande ist, ein einem Signaleingang 38 zugeführtes schwaches Steuersignal derart zu verstärken und umzuBormen, dass am Ausgang 39 ein Signal zur Verfügung steht, das zur Betätigung des Relais 20 ausreicht. The rectifying circuit arrangement 23 has two direct current output terminals 31 and 32, one of which negative and the other positive Has polarity. These output terminals 31 and 32 are each connected via a conductor 33 or 34 connected to supply current terminals 35 and 36 of the electronic circuit arrangement 22. The latter essentially contains a signal amplifier and signal converter, the is capable of a weak control signal fed to a signal input 38 in such a way to amplify and transform so that a signal is available at output 39, which is sufficient to actuate the relay 20.

Der Ausgang 39 ist durch einen in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten Steuerstromkreis 40 mit der Erregerwicklung des Relais 20 verbunden. An den Eingang 38 der elektronischen Schaltungsanordnung 22 ist ein als BeiehlsempSänger dienender FUhler 42 angeschlosæen, der z.B. ein Schall- oder Ultraschallmikrofon, ein lichtelektrischer Wandler oder eine Sensortaste sein kann.The output 39 is indicated only schematically in FIG. 1 Control circuit 40 connected to the excitation winding of relay 20. At the entrance 38 of the electronic circuit arrangement 22 is used as a BeiehlsempSänger FUhler 42 connected, e.g. a sonic or ultrasonic microphone, a photoelectric microphone Can be a converter or a sensor key.

Für das Verstän is der Wirkungsweise des beschriebenen. For the understanding is the mode of action of the described.

Schalters 13 ist die Strom-/Spannungs-Eennlinie einer Jeden der zwei Dioden D1 und D2 zu beachten? die der Primärwicklung 24 des Stromwandlertransformators 25 mit entgegengesetzten Durchlassrichtungen parallel geschaltet sind Ein Beispiel für eine solche Kennlinie 45 ist in Fig. 2 veranschaulicht.Switch 13 is the current / voltage characteristic of each of the two Pay attention to diodes D1 and D2? that of the primary winding 24 of the current converter transformer 25 connected in parallel with opposite forward directions An example for such a characteristic curve 45 is illustrated in FIG.

Man erkennt, dass bei einer Stromstärke 1 von 2,75 A der Spannungsabfall UD über der Diode 1,1 V beträgt und dass bei einer Stromstärke von 0,18 A über der Diode immer noch eine Spannung von 0,65 v liegt. Wenn somit die Stromstärke I um den Faktor 15 ändert, erfährt die Spannung UD über der Diode nur eine Aenderung um den Faktor 1,7. Betrachtet man den elektrischen Ersatzwiderstand der Dioden Dl d D2 in ihren Durchlassrichtungen, so sieht man, dass der Widerstand bei der Stromstärke von 2,75 A etwa 0,4 Ohm und bei der Stromstärke von 0,18 A etwa 3,5 Ohm beträgt.It can be seen that the voltage drop at a current strength 1 of 2.75 A. UD across the diode is 1.1 V and that with a current of 0.18 A above the Diode still has a voltage of 0.65 V. Thus, if the current I um changes the factor 15, the voltage UD undergoes only one change across the diode by a factor of 1.7. If one considers the electrical equivalent resistance of the diodes Dl d D2 in their forward directions, one can see that the resistance at the current strength of 2.75 A is about 0.4 ohms and at a current of 0.18 A is about 3.5 ohms.

Die Impedanz der Primärwicklung 24 des Transformators 25 weist einen verhältnismässig hohen induktiven Anteil auf. The impedance of the primary winding 24 of the transformer 25 has a relatively high inductive component.

Der Transformator 25 ist so ausgebildet, dass die Impedanz der Primärwicklung mindestens 4 Ohm beträgt und somit mindestens so hoch ist wie der Durchlasswiderstand jeder Diode Di bzw. D2 bei der vorgesehenen minimalen Laststromstärke von 0,18 A und mindestens 10 mal höher ist als der Durchlasswiderstand Jeder Diode D1 bzw. D2 bei der vorgesehenen maximalen Laststromstärke von 2,75 A. Hierdurch ist gewährleistet, dass der im Laststromkreis 11 fliessende Strom bei der vorgesehenen maximalen Laststromstärke praktisch ausschliesslich und bei der vorgesehenen minimalen Laststromstärke immer noch zu einem erheblichen Teil von den Dioden D1 und D2 übernommen wird. Die Dioden D1 und D2 müssen daher für den maximalen Laststrom dimensioniert sein. Man erkennt, dass bei Jeder Stärke des Laststromes im Bereich von 0,18 A bis 2,75 A nur ein Stromanteil von geringer Stärke durch die Wicklung 24 des Transformators 25 fliesst. Daher ist es möglich, die Primärwicklung 24 aus einem Draht mit verhältnismässig kleinem Querschnitt, z.B.The transformer 25 is designed so that the impedance of the primary winding is at least 4 ohms and is therefore at least as high as the forward resistance each diode Di or D2 at the specified minimum load current strength of 0.18 A. and is at least 10 times higher than the forward resistance of each diode D1 or D2 at the intended maximum load current of 2.75 A. This ensures that that the current flowing in the load circuit 11 at the intended maximum load current strength practically exclusively and always with the intended minimum load current is still largely taken over by the diodes D1 and D2. The diodes D1 and D2 must therefore be dimensioned for the maximum load current. One recognises, that with each strength of the load current in the range from 0.18 A to 2.75 A only one current component of low strength through the winding 24 of the transformer 25 flows. thats why it is possible to make the primary winding 24 from a wire with a relatively small cross-section, e.g.

mit nur 0,3 mm Durchmesser,zu bilden. Wenn die Dioden D1 und D2 fortgelassen wären, würde hingegen der gesamte Laststrom durch die Primärwicklung 24 des Transormators fliessen, weshalb in diesem Fall die Wicklung 24 aus einem Draht mit 1,4 mm Durchmesser hergestellt sein nUsste, damit bei einer Stromstärke von 3 A noch keine unzulässige Erwärmung auftritt. Da zudem die über der Primärwicklung 24 des Transformators 25 liegende Wechselspannung selbst bei der maximalen Stromstärke von 2,75 A nicht über 1,1 V steigt, kann auch die Windungszahl der Wicklung 24 relativ niedrig sein, trotz Verwendung eines Transformatorkernes mit verhältnismässig niedriger magnetischer Permeabilität. 70 Windungen haben sich als ausreichend erwiesen. Die Sekundärwicklung 26 des Transformators 25 weist z.B. 6500 Windungen aus einem Draht mit 0,05 wm Durchmesser auf. Das Uebersetzungsverhältnis des Transformators 25 betragt somit etwa 1 : 93.with a diameter of only 0.3 mm. If the diodes D1 and D2 are omitted on the other hand, the entire load current would be through the primary winding 24 of the transformer flow, which is why in this case the winding 24 is made of a wire with a diameter of 1.4 mm must be made so that at a current strength of 3 A there is still no impermissible Warming occurs. In addition, since the primary winding 24 of the transformer 25 AC voltage does not exceed even at the maximum current of 2.75 A. 1.1 V increases, the number of turns of the winding 24 can be relatively low, despite Use of a transformer core with a relatively low magnetic Permeability. 70 turns have proven to be sufficient. The secondary winding 26 of the transformer 25 has, for example, 6500 turns from a wire with a diameter of 0.05 μm on. The transmission ratio of the transformer 25 is thus approximately 1: 93.

Wenn die Relaiskontakte 21 geschlossen sind und der Stromverbraucher 12 eine elektrische Leistung im Bereich von 40 W-bis 600 W aufnimmt, fliesst im Laststromkreis 11 ein Laststrom, dessen Stärke 0,18 bis 2,75 A beträgt. Ueber den Dioden Di und D2 wie auch über der Primärwicklung 24 des Transformators 25 liegt dann eine Wechselspannung im Bereich von 0,65 bis 1,1 V, Je nach der Jeweiligen LaststromstErke. Die Leerlaufspannung der Sekundärwicklung 26 des Transformators liegt dabei etwa zwischen 60 V und 100 V oder anders ausgedrückt bei 80 V F 25 %. When the relay contacts 21 are closed and the power consumer 12 consumes electrical power in the range from 40 W to 600 W, flows in the Load circuit 11 a load current, the strength of which is 0.18 to 2.75 A. On the Diodes Di and D2 as well as the primary winding 24 of the transformer 25 is located then an alternating voltage in the range of 0.65 to 1.1 V, depending on the particular Load current. The open circuit voltage of the secondary winding 26 of the transformer is approximately between 60 V and 100 V or, in other words, 80 V F 25%.

Die Spannungsvariation von + 25 % lässt sich in der gleichrichtenden Schaltungsanordnung 23 durch verhältnismässig einfache Mittel, wie z.B. eine Zenerdiode, eliminieren, so dass am Ausgang 31, 32 der Schaltungsanordnung 23 eine konstante Gleichspannung von z.B. 12 V zur TerfUgung steht.The voltage variation of + 25% can be converted into the rectifying Circuit arrangement 23 by relatively simple means, such as a Zener diode, eliminate, so that at the output 31, 32 of the circuit arrangement 23 a constant DC voltage of e.g. 12 V is available.

Wenn die Relaiskontakte 21 geöffnet sind, ist der Laststromkreis 11 unterbrochens weshalb kein Laststrom fliesst und die elektrische Spannung über der Primärwicklung 24 des Transformators 25 gleich Null ist. In diesem Fall liegt aber zwischen den Anschlussklemmen 14 und 15 praktisch de volle Spannung des Lichtstromverteilnetzes 10, beispielsweise 220 V. Die Energieversorgung des Einganges 27, 28 der gleichrichtenden Schaltungsanordnung 23 erfolgt nun einerseits über den Leiter 29 und anderseits über die Sicherung Si und den Widerstand R1, wobei im Widerstand R1 ein Spannungsabfall erzeugt wird, so dass zwischen den Eingangsklemmen 27 und 28 der Schaltungsanordnung 23 nur eine gegenüber der Netzspa=nang reduzierte Spannung liegt. Das elektrische Ventil D3 im Sekundärstromkreis des Transformators 25 verhindert einen Nebenschluss über die Sekundärwicklung 26. Der Widerstand R1 ist derart bemessen, dass sich am Eingang 27, 28 der gleichrichtenden Schaltingsanordnung 23 eine Spannung einstellt, deren Höhe etwa gleich ist wie Jene der vom Transformator 25 bei geschlossenen Relaiskontakten 21 gelieferten Spannung. When the relay contacts 21 are open, the load circuit is 11 interrupted, which is why no load current flows and the electrical voltage overflows the primary winding 24 of the transformer 25 is zero. In this case lies but between the terminals 14 and 15 practically the full voltage of the light distribution network 10, for example 220 V. The power supply of the input 27, 28 of the rectifying Circuit arrangement 23 now takes place on the one hand via the conductor 29 and on the other hand via the fuse Si and the resistor R1, with a voltage drop in the resistor R1 is generated so that between the input terminals 27 and 28 of the circuit arrangement 23 there is only a voltage that is reduced compared to the mains voltage. The electric Valve D3 in the secondary circuit of the transformer 25 prevents a shunt via the secondary winding 26. The resistor R1 is dimensioned such that the Input 27, 28 of the rectifying switching arrangement 23 sets a voltage, the height of which is approximately the same as that of the transformer 25 when the relay contacts are closed 21 supplied voltage.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Energie zufuhr zu der gleichrichtenden Schaltungsanordnung 23 und somit auch zu der elektronischen Schaltungsanordnung 22 sowohl bei geschlossenen als auch bei geöffneten Relaiskontakten 21 sichergestellt ist, sofern der Schalter 13 mittels seiner Anschlussklemmen 14 und 15 an das Wechselstromnetz 10 und den Stromverbraucher 12 angeschlossen ist. From the above description it can be seen that the energy supply to the rectifying circuit arrangement 23 and thus also to the electronic Circuit arrangement 22 both when the relay contacts are closed and when the relay contacts are open 21 is ensured, provided that the switch 13 by means of its connection terminals 14 and 15 is connected to the alternating current network 10 and the power consumer 12.

Ein etwas ausführlicheres elektrisches Schaltschema des beschriebenen Schalters 13 ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 zu finden sind, soweit es sich um die gleichen Teile handelt. Gemäss Fig. 3 weist die gleichrichtende Schaltungsanordnung 23 eine erste Zenerdiode D4, eine Rücklaufsperrdiode D5, einen ersten Glättungskondensator C1, einen Widerstand R2, eine zweite Zenerdiode D6 und einen zweiten Glättungskondensator C2 auf. Die erste Zenerdiode D4 bewirkt eine Begrenzung der Amplitude der positiven Wechselstromhalbwellen, die dem Eingang 27, 28 der Schaltungsanordnung 23 zugeführt werden. Die zweite Zenerdiode D6 dient der Stabilisierung der dem Glättungskondensator C2 zugeleiteten Gleichspannung auf einen Wert von z.B. 12 V. A somewhat more detailed electrical circuit diagram of the one described Switch 13 is shown in Fig. 3, in which the same reference numerals as in Fig. 1 can be found as far as the same parts are involved. According to Fig. 3, the rectifying circuit arrangement 23 has a first Zener diode D4, a Reverse flow blocking diode D5, a first smoothing capacitor C1, a resistor R2, a second Zener diode D6 and a second smoothing capacitor C2. The first Zener diode D4 limits the amplitude of the positive alternating current half-waves, which are fed to the input 27, 28 of the circuit arrangement 23. The second zener diode D6 is used to stabilize the DC voltage fed to the smoothing capacitor C2 to a value of e.g. 12 V.

Die elektronische Schaltungsanordnung 22 weist einen Verstärker 47 auf, dessen Eingang 48 über einen Widerstand R3 mit der Eingangsklemme 38 und folglich mit dem Fühler 42 verbunden ist, der z.B. eine Sensortaste ist. Aus sicherheitstechnischen Gründen besteht der Widerstand R3 vorzugsweise aus zwei in Serie geschalteten hochohmigen Teilwiderständen. Der Ausgang 49 des Verstärkers 47 ist an einen ersten Eingang 51 eines Flipflop FF1 angeschlossen. Ein zweiter Eingang 52 des Flipflop FF1 steht über einen Widerstand R4 mit einer Klemme 53 in Verbindung, die ihrerseits mittels eines Leiters 54 mit der Eingangsklemme 28 der gleichrichtenden Schaltungsanordnung 25 verbunden ist. Ueber den Leiter 54 und den Widerstand R4 wird dem Eingang 52 des Flipflop FF1 ein Taktsignal zageSUhrt, dessen Frequenz mit Jener des Wechselstromnetzes 10 übereinstimmt. Das Flipflop FF1 ist mit einem zweiten Flipflop FF2 verbunden, das zwei im Gegentakt arbeitende Ausgänge 56 und 57 aufweist. Jeder der Flipflop-Ausgänge 56 und 57 steht mit der Basis eines Schalttransistors 58 bzw. 59 in Verbindung. Die Emitter von beiden Transistoren 58 und 59 sind an die negative Speisespannungsklemme 35 angeschlossen, während der Kollektor des einen Transistors 58 mit einer ersten Ausgangsklemme 39a und der Kollektor des anderen Transistors mit einer zweiten Ausgangsklemme 39b der elektronischen Schaltungsanordnung 22 verbunden ist. The electronic circuit arrangement 22 has an amplifier 47 on whose input 48 via a resistor R3 to the input terminal 38 and consequently is connected to the sensor 42, which is e.g. a sensor key. For safety reasons For reasons, the resistor R3 preferably consists of two series-connected high-resistance Partial resistances. The output 49 of the amplifier 47 is connected to a first input 51 of a flip-flop FF1 connected. A second input 52 of the flip-flop FF1 is available via a resistor R4 with a terminal 53 in connection, which in turn by means of a conductor 54 to the input terminal 28 of the rectifying circuit arrangement 25 is connected. About the conductor 54 and the resistor R4 is the entry 52 of the flip-flop FF1 zageSUhrt a clock signal whose frequency matches that of the AC network 10 matches. The flip-flop FF1 is connected to a second flip-flop FF2, which has two outputs 56 and 57 operating in push-pull. Each of the flip-flop outputs 56 and 57 are connected to the base of a switching transistor 58 and 59, respectively. The emitters of both transistors 58 and 59 are connected to the negative supply voltage terminal 35 connected, while the collector of a transistor 58 with a first Output terminal 39a and the collector of the other transistor to a second output terminal 39b of the electronic circuit arrangement 22 is connected.

Aus Fig. 3 ist weiter za entnehmen, dass das Relais 20 zwei Wicklungen 40a und 40b aufweist. Diese wirken entgegengesetzt, so dass beim Erregen der einen Wicklung die Relaiskontakte 21 geschlossen und beim Erregen der andern Wicklung die Relaiskontakte geöffnet werdene Jede der beiden Wicklungen 40a bzw. 40b ist einerseits an eine der Aasgangsklemmen 39a bzw. 39b der elektronischen Schaltungsanordnung 22 angeschlossen und steht anderseits über einen für beide Wicklungen gemeinsamen Speisestromleiter 60 mit einer zusätzlichen Ausgangsklemme 61 der gleichrichtenden Schaltungsanordnung 23 in Verbindung. An der zusätzlichen Ausgangsklemme 61 liegt eine höhere Gleichspannung in bezug auf die negative Ausgangsklemme 31 als an der Klemme 32, z.B. etwa 30 V. From Fig. 3 it can also be seen that the relay 20 has two windings 40a and 40b. These work in opposite directions, so that when aroused the one Winding the relay contacts 21 closed and when energizing the other winding the relay contacts are opened. Each of the two windings 40a and 40b, respectively on the one hand to one of the output terminals 39a or 39b of the electronic circuit arrangement 22 connected and is on the other hand via a common for both windings Feed current conductor 60 with an additional output terminal 61 of the rectifying Circuit arrangement 23 in connection. Is at the additional output terminal 61 a higher DC voltage with respect to the negative output terminal 31 than at the Terminal 32, e.g. about 30 V.

Die Wirkungsweise der elektronischen Schaltungsanordnung 22 und des Relais 20 ist kurz wie folgt: Solange die Sensortaste 42 nicht von einer menschlichen Hand berührt wird, herrscht am Ausgang 49 des Verstärkers 47 ein solcher Spannung zustand, dass das dem Eingang 52 des Flipflop FF1 zugeführte Taktsignal ohne Einfluss auf die beiden Flipflop FF1 und FF2 bleibt. Wenn Jedoch die Sensortaste 42 mit mindestens einem Finger einer menschlichen Hand berührt wird, ändert das Ausgangssignal des Verstärkers 47 seinen Zustand in der Weise, dass der nächste positive Taktimpuls über das Flipflop FF1 das zweite Flipflop FF2 zum Kippen bringt. Hierdurch wechseln die Spannungszustände an den beiden Ausgängen 56 und 57 des Flipflop FF2, wodurch die Schaltstellung der Relaiskontakte 21 gewechselt wird. Somit wird Jedesmal, wenn die Sensortaste 42 berührt wird, ein Wechsel der Schaltstellung der Relaiskontakte 21 herbeigeführt, so dass z.B. bei der ersten Berührung der Sensortaste der Stromverbraucher 12 (Fig. 1) eingeschaltet und bei der zweiten Berührung der Sensortaste ausgeschaltet wird. The mode of operation of the electronic circuit arrangement 22 and the Relay 20 is briefly as follows: As long as the sensor button 42 is not from a human Hand is touched, there is such a voltage at the output 49 of the amplifier 47 state that the clock signal fed to input 52 of flip-flop FF1 has no influence remains on the two flip-flops FF1 and FF2. However, if the sensor button 42 is pressed with at least touched with a finger of a human hand changes the output signal of Amplifier 47 changes its state in such a way that the next positive clock pulse brings the second flip-flop FF2 to tilt via the flip-flop FF1. Change by doing this the voltage states at the two outputs 56 and 57 of the flip-flop FF2, whereby the switching position of the relay contacts 21 is changed. So every time the sensor button 42 is touched, a change of the switching position of the relay contacts 21, so that, for example, when the sensor button is touched for the first time, the power consumer 12 (Fig. 1) switched on and switched off the second time the sensor button is touched will.

Selbstvers.tändlich können die Einzelheiten der Schaltungsanordnungen 22 und 23 von dem in Fig. 3 gezeigten Ausrührungsbeispiel abweichen, da zahlreiche andere, dem Fachmann bekannte Ausführungsvarianten ebensogut brauchbar sind. Of course, the details of the circuit arrangements 22 and 23 differ from the Ausrührungsbeispiel shown in Fig. 3, since numerous other design variants known to the person skilled in the art can be used just as well.

Durch die Erfindung ist ermöglicht, den Stromwandlertransformator 25 so klein auszubilden, dass seine Abmessungen z.B. 20 x 20 x 14 mm nicht übersteigen. Hierdurch ist auch ermöglicht, den ganzen Schalter 13 in einem etwa zylindrischen Gehäuse mit 54 mm Aussendur,chnesser und 35 mm Tiefe unterzubringen, so dass seinem Einbau in gebräuchliche Unterputzeinlassdosen von elektrischen Hausinstallationen nichts im Wege steht. The invention enables the current converter transformer 25 should be made so small that its dimensions do not exceed e.g. 20 x 20 x 14 mm. This also makes it possible to use the entire switch 13 in an approximately cylindrical Housing with 54 mm outer diameter, chnesser and 35 mm depth, so that its Installation in common flush-mounted inlet boxes of electrical house installations nothing stands in the way.

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Claims

Claims 1. Electrical AC switch, in particular for house installations, with at least one switching contact (21) and at least a relay (20) having a control current path and its switching contact (21) with terminals (14, 15) for connecting a load circuit that can be switched on and off by means of the switch (11) is connected to an electronic circuit arrangement (22) for switching of the control current path of the relay (20) and with one for the energy supply of the electronic circuit arrangement (22) and the relay (20) provided rectifying Circuit arrangement (23), characterized in that the input (279 28) of the rectifying circuit arrangement (23) both via at least one counterpart (R1) with the connection terminals (14, 15) for the load circuit (11) as well as with the secondary winding (26) of a Stromwaldlertransformer (25) is connected, whose Primary winding (24) between the relay contact (21) and one (15) of the connection terminals (14, 15) for the load circuit (ii) is that the primary winding (24) of the transformer (25) by two parallel-connected diodes (D1 D2) with opposite forward directions is bridged, which diodes (D1, D2) are dimensioned for a current strength, which is approximately equal to the maximum current strength of the load current to be switched on and off is, and that the primary winding (24) of the transformer (25) has an impedance, which is at least 5 times higher than the electrical resistance of each diode (D1, D2) in the forward direction at the maximum amperage of the load current.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the impedance the primary winding (24) of the transformer (25) is about 10 times higher than the electrical Resistance of each diode (D1, D2) in the forward direction at the maximum current strength of the load current to be switched on and off.

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that the impedance of the primary winding (24) of the transformer (25) is at least as high is like the electrical resistance of each diode (D1, D2) in the forward direction a minimum amperage of the load current to be switched on and off.

4. Switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the secondary winding (26) of the transformer (25) via an electrical one-way valve (D3) connected to the input (27, 28) of the rectifying feed circuit (23) is.

5. Switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that that from the input (27, 28) of the rectifying circuit arrangement (23) a clock signal circuit (54) branched off and led to the electronic circuit arrangement (22) is to feed this a clock signal with the frequency of the load circuit (11) AC power source (10) to deliver.

6. Switch according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that the electronic circuit arrangement (22) for actuating the Switch (13) is connected to a sensor key (42) which is used to control the Relay (20) only needs to be touched.