DE3003453A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung der ausgangsleistung eines widerstandsheizelementes - Google Patents
Schaltungsanordnung zur steuerung der ausgangsleistung eines widerstandsheizelementesInfo
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Description
General Electric Company, 1 River Road, Schenectady,
New York 12305 (USA)
Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung eines Widerstandsheizelementes
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung eines zum Anschluß an
ein Hauswechselstromnetz ausgelegten Widerstandsheizelementes und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung
der Ausgangsleistung eines Widerstandsheizelementes eines Haushaltskochgerätes, bei dem das Heizelement,
abhängig von einer durch den Benutzer aus einer Vielzahl möglicher diskreter Leistungseinstellungen ausgewählten
Leistungseinstellung mit pulsierender elektrischer Energie versorgt wird.
Die Verwendung von Glas-Keramik-Platten als Kochflache
'für elektrische Kochgeräte kommt immer mehr in Gebrauch. Zu den Vorteilen dieser glatten Kochoberfläche gehört
das gefällige Aussehen und die leichte Reinigungsmöglichkeit« Derartige Kochflächen sind jedoch wegen ihrer
hohen thermischen Impedanz der Glas-Keramik-Platte thermisch weniger effizient als gebräuchliche Kochplatten
mit ummantelten Heizelementen.
Wegen der speziellen elektrischen und thermischen Eigenschaften von Materialien, wie MoSi2 und Wolfram sind
daraus hergestellte Heizelemente zur Verwendung bei Glas-Keramik-Kochplatten attraktiv. Der große positive
Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes, die geringe thermische Masse, der geringe spezifische Wärmewert
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von MoSi2 und Wolfram und die hohe, mit derartigen Heizelementen
erreichbare Arbeitstemperatur geben die Möglichkeit für eine verbesserte thermische Effizienz bei
Kochgeräten, bei .denen eine Glas-Keramik-Kochplatte vorgesehen ist. Jedoch ergeben gerade diese dynamischen,
elektrischen und thermischen Eigenschaften Probleme bei der Leistungssteuerung, die in ihrer Folge die Verwendung
von aus derartigen Materialien hergestellten Heizelementen bei elektrischen Kochgeräten sehr unpraktisch
gemacht haben.
üblicherweise wird die Leistungssteuerung bei elektrischen
Kochgeräten mit Hilfe temperaturabhängiger Schalter, beispielsweise Bimetallwärmeschalter, erreicht.
Für den Betrieb stellt der Benutzer den Schalter so ein, daß sich die gewünschte Kochtemperatur ergibt.
Der Schalter bleibt bis das Heizelement eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, geschlossen. Der
Schalter öffnet dann und bleibt solange geöffnet, bis die Heizelementtemperatur unter einen vorbestimmten
Wert fällt. Der Schalter schaltet auf diese Weise endlos ständig ein und aus. Da die gebräuchlichen ummantelten
Heizelemente sich nur verhältnismäßig langsam aufheizen und abkühlen, sind die Schaltzyklen relativ
lang und reichen von einigen Sekunden bis zu 30 Sekunden. Außerdem ändert sich der Widerstand der gebräuchlichen
ummantelten Heizelemente nur geringfügig beim Übergang
von der Raumtemperatur auf die Arbeitstemperatur. Da in dem interessierenden Arbeitstemperaturbereich der
Widerstand gebräuchlicher Heizelemente verhältnismäßig unabhängig von der Temperatur ist, sind, wenn die Schalter
geschlossen sind, transiente Überströme sehr klein. Demzufolge arbeiten die üblichen Leistungssteuertechniken
befriedigend.
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Die dynamischen Eigenschaften von aus MoSi- oder Wolfram hergestellten Heizelementen verhindern jedoch, daß diese
unter Verwendung gebräuchlicher Steuertechniken gesteuert werden können. Zunächst ändert sich der Widerstand
eines MoSi2-Heizelementes, wie es allgemein in der US-PS
3 912 905 beschrieben und für die Verwendung in einem
Kochgerät vorgesehen ist, ausgehend von 2 bis 3 Ohm bei Raumtemperatur auf 25 Ohm bei einer Arbeitstemperatur
von näherungsweise 1000 C, Unter der Annahme, daß die Stromversorgung mit einem üblichen 240-V-Wechselspannungshausnetz
erfolgt, ändert sich folglich der Laststrom mit der Temperaturänderung des Heizelementes von Raumtemperatur
auf die Arbeitstemperatur von einem anfänglichen Scheitelwert von rund 110 A auf einen stationären
Strom in der Größenordnung von 8,5 AJeff. Dieser anfängliche
Strom von 110 A ist offensichtlich größer als das was mit Ausnahme für extrem kurze Zeitintervalle
bei einem Haushaltsgerät hingenommen werden kann. Zweitens kühlt das Heizelement sehr schnell ab; die erste
Zeitkonstante für die thermische Trägheit dieses Heizelementes liegt in dem Bereich zwischen 600 bis 1000 msec.
Da das Heizelement mit einem parallellaufenden Widerstandsabfall schnell abkühlt, können erhebliche überströme
auch während des stationären Betriebes auftreten, da der Widerstand des Heizelementes zwischen zwei
Stromeinschaltungen auf einen Wert absinken kann, der einen übermäßigen Strom während jedes nachfolgenden
Stromschubes bedingt,, Deshalb ist·, um häufige erhebliche
Stromspitzen zu vermeiden, ein sehr schneller Schalter erforderlich, der zur zeitlichen Begrenzung
des übermäßigen Stromes während der Aufheizperiode des Heizelementes die Verwendung kurzer Einschaltzeiten
und kurzer Ausschaltzeiten ermöglicht, um. einen unbrauchbaren Widerstandsabfall während des stationären
Betriebszustandes zu vermeiden.
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Offensichtlich können die verhältnismäßig langsamen mechanischen Schaltvorgänge der üblicherweise verwendeten
wärmeabhängigen Schalter die schnellen Schaltvorgänge nicht erbringen, die zur Vermeidung eines
übermäßigen Stromes während jedes Stromeinschaltzyklus erforderlich sind. In ähnlicher Weise wurden die gebräuchlichen
elektronischen Steuerungen zur Verwendung bei üblichen Heizelementen von Kochgeräten so gestaltet,
daß sie verhältnismäßig lange Ein- und Ausschaltperioden verwenden.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung eines Widerstandsheizelementes
zu schaffen, das im kalten Zustand, d.h. bei Raumtemperatur, einen verhältnismäßig hohen
Strom entnimmt und aus MoSi2, Wolfram oder ähnlichem Material hergestellt ist, wobei durch die Art der Steuerung
große ^Überströme während des stationären Betriebes des Heizelementes vermieden werden und die Pause zwischen
zwei Stromimpulsen bei der niedrigsten Leistungseinstellung innerhalb brauchbarer Grenzen liegt, so daß die
Überströme im stationären Betrieb minimiert sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 6, 7 und 11 gekennzeichnet.
Bei der Schaltungsanordnung wird die Ausgangsleistung eines oder mehrerer Heizelemente eines elektrischen Kochgerätes,
beispielsweise einer elektrischen Heizplatte, elektronisch gesteuert, damit dieses eine Kochtemperatur
erreicht, die zu einer Leistungseinstellung gehört, die durch den Benutzer aus einer Vielzahl diskreter Leistungseinstellungen
ausgewählt ist. Das in Verbindung mit einer Glas-Keramik- oder ähnlichen Kochoberfläche verwendete
Heizelement ist selbst vorzugsweise durch eine schnelle
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thermische und elektrische Reaktion gekennzeichnet, wie sie für aus MoSi2 oder Wolfram hergestellte Heizelemente
typisch istο Das Heizelement wird mit Stromimpulsen
versorgt, die Halbschwingungen des Wechselspannungssignals der Stromversorgung enthalten. Für
die Steuerung der Strömimpulswiederholungsrate wird ein elektronisches Schalten verwendet. Die Steuerlogik
erzeugt eine typische Stromimpulswiederholungsrate, die die Pausenzeiten zwischen den Stromimpulsen bei
jeder durch den Benutzer auswählwaren Leistungseinstellung minimiert. Der vorgesehene Bereich von durch den
Benutzer auswählbaren Leistungseinstellungen überdeckt einen zweckmäßigen Bereich von Kochtemperaturen.
In dem Speicher wird ein digitales Steuersignal abgespeichert, das der ausgewählten Leistungseinstellung
entspricht. Während des stationären Betriebs wird die jeweilige Stromimpulswiederholungsrate durch die Reaktion
der Steuerlogik auf das- gespeicherte Steuersignal bestimmt. Zusätzlich zu dem stationären Modus sind mit "Weichstart"-
und "Sofort EIN"-Modus bezeichnete Betriebszustände vorgesehen.
Der "Weichstart"-Modus wird immer dann gestartet, wenn
die Leistungseinstellung von einer AUS-Einstellung auf eine andere Leistungseinstellung umgeschaltet wird.
Wenn das Gerät in dem "Weichstart"-Modus arbeitet, wird die Stromimpulswiederholungsrate dadurch unabhängig von
der tatsächlich ausgewählten und in dem Speicher enthaltenen Leistungseinstellung gesteuert, daß die zu
der ausgewählten Leistungseinstellung gehörige Stromimpulsrate durch eine andere, vorbestimmte Stromimpulswiederholungsrate
ersetzt wird., Die Stromimpulswiederholungsrate des "Weichstart"-Modus ermöglicht es, daß
dem kalten Heizelement ein verhältnismäßig hoher, jedoch nicht extrem hoher Strom zugeführt wird, ohne daß die
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Strombelastbarkeit des Neztes überschritten wird, weil
der Widerstand des Heizelementes,ausgehend von einem
verhältnismäßig niedrigen Wert bei Raumtemperatur, auf einen verhältnismäßig hohen Wert bei Arbeitstemperatur geht. Nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen
ist, beendet das Steuersystem den Betrieb im "Weichstart"-Modus und startet den Betrieb im "Sofort
EIN"-Modus.
Der Zweck des "Sofort EIN"-Modus besteht darin, dem Benutzer in Gestalt eines aufglühenden Heizelementes eine
nahezu sofortige optische Anzeige dafür zu liefern, daß das Heizelement von AUS in eine andere Leistungseinstellung
umgeschaltet wurde. Bei·dem "Sofort EIN"-Modus wird
die Stromimpulswiederholungsrate der ausgewählten Leistungs· einstellung während eines vorbestimmten Zeitintervalles
durch die Stromimpulswiederholungsrate, die zu der höchsten Leistungseinstellung gehört, ersetzt, womit das Heizelement
unmittelbar nach der Beendigung des "Weichstart"-Modus hell aufglüht. Die Wahl für die Dauer dieses Betriebszustandes
wird durch die thermische Reaktionsgeschwindigkeit der Glas-Keramik-Oberfläche begrenzt. Der
"Sofort EIN"-Modus wird beendet, ehe die· Temperatur der Kochoberfläche deutlich die niedrigste mögliche Kochtemperatur
übersteigt, um bei der Einstellung der niedrigst« Leistungseinstellung ein Überheizen zu vermeiden. Nachdem ii
dem "SoforfEIN"-Modus eine bestimmte Zeit vergangen ist,
beendet das Steuersystem den "Sofort EIN"-Modus und kehrt zu der ausgewählten Leistungseinstellung zurück, womit
der stationäre Betrieb begonnen ist. Es ist außerdem eine Vorkehrung dafür getroffen, den "Sofort EIN"-Modus vorzeitig
zu beenden, wenn während dieses Betriebszustandes die Leistungseinstellung auf eine niedrigere Leistungseinstellung umgeschaltet wird.
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Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird für die Steuerlogik ein einsatzfähig programmierter Mikroprozessor
verwendet. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
wird die Steuerschaltung jedoch unter der Verwendung diskreter logischer Bauelemente ausgeführt.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß Widerstandsheizelemente, die bei Raumtemperatur einen verhältnismäßig
hohen Strom (oberhalb des normalen Hausstromnetzmaximums) ziehen, gesteuert werden können.
Bei Widerstandsheizelementen aus MoSi„, Wolfram oder
ähnlichem Material wird durch die elektronische Steuerung der Stromversorgung ein. erneutes Auftreten großer
Überströme während des stationären Betriebes vermieden.
Die Minimierung der Überströme während des stationären Betriebs erfolgt durch Verringerung der Pause zwischen
zwei Stromeinschaltzyklen bei der niedrigsten Leistungseinstellung, womit auch in diesem Betriebszustand die
Überströme verringert sind.
Die Steuerung kann auch für Heizelemente verwendet werden, bei denen eine nichtlineare Beziehung zwischen der Stromeinschaltzeit
und der abgegebenen Leistung besteht, die einen befriedigenden Bereich von Kochtemperaturen ergibt.
Die erzeugten Bursts liegen bei der anfänglichen transienten Aufheizphase zeitlich soweit auseinander und sind
so kurz, daß sie den Effektivstrom hinreichend begrenzen, jedoch sind sie wiederum so lang und so dicht beieinander,
daß ein schnelles Aufheizen des Heizelementes möglich ist.
Um eine anfängliche Stromüberlastung zu vermeiden, reagiert
die Steuerung bei einem Wechsel der Leistungseinstellung von einer AÜS-Einstellung in eine andere der möglichen
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Leistungseinstellungen in der Weise, daß sie die Stromzufuhr zu dem Heizelement während einer ersten vorbestimmten
Zeit endsprechend dem "Weichstart"-Modus steuert, der unabhängig von der ausgewählten Leistungseinstellung
ist, ehe sie in den stationären Modus umschaltet.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein verallgemeinertes Blockdiagramm für ein Kochgerät mit einer Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung,
Fig.2A Stromverläufe, die zu verschiedenen durch den Benutzer auswählbaren Leistungseinstellungen
gehören,
Fig. 3 ein finktionelles Blockdiagramm der Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung,
Fig. 4 ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung mit einem Mikroprozessor als Kern,
Fig. 5 Flußdiagramme der Netzeinschalt-, Abfrage-, Eingabedaten-, Vergleichs-, Leistungssteuer-,
Leistungsvergleichs- und Ausgangsroutine,
Fig.12 Querbeziehung der unterschiedlichen Programmroutinen
nach den Fig. 5 bis 11,
Fig« 13 ein Blockdiagramm mit weiteren Einzelheiten des Tastenfeldes
und des Digital-Signalgenerators nach Fig. für die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung
mit diskreten logischen Bauelementen,
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Fig.14 ein Blockdiagramm, mit weiteren Einzelheiten
des Speichers und der Testeinrichtung nach Fig. 3 für die Schaltungsanordnung gemäß der
Erfindung mit diskreten logischen Bauelementen,
Fig.15 ein Blockdiagramm mit weiteren Einzelheiten des Haupttaktes für die Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung mit diskreten logischen Bauelementen,
Fig.16 ein Logikschaltplan mit weiteren Einzelheiten
. der Vergleichseinrichtung für die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung mit diskreten logischen
Bauelementen, ·
Fig.17 das Zeitdiagramm der verschiedenen Steuersignale
für die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung mit diskreten logischen Bauelementen und
Fig.18A Logikschaltpläne mit weiteren Einzelheiten und 18B
des »weichstarf'-Flipflops, des "Weichstart"-Timers,
des "Sofort EIN"-Flipflops und des ."Sofort EIN"-Timers sowie des "Stremimpuls EIN-Flipflops
nach Fig„ 3 für die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung mit diskreten logischen
Bauelementen.
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Insgesamt geht es hier um die Steuerung der Leistungsabgabe eines Widerstandsheizelementes, und zwar um
ein Steuersystem zur Steuerung der Kochtemperatur einer Glas-Keramik-Herdfläche oder -Kochplatte mit einem
Widerstandsheizelement/ das aus MoSi2/ Wolfram oder anderem Material mit ähnlichen thermodynamischen und
elektrischen Eigenschaften hergestellt ist, wobei es in eine offene Steuerschleife gesteuert ist.
Hierbei wird die Kochtemperatur durch eine Steuerung der Impulswiederholrate der dem Heizelement zugeführten
Stromimpulse gemäß der Leistungseinstellung geregelt, die von dem Benutzer aus einer Vielzahl diskreter
Leistungseinstellungen für das Heizelement auszuwählen ist. Es ist ein Bereich diskreter Leistungseinstellungen vorgesehen, der einen zweckmäßigen Kochtemperaturbereich
umfaßt, wobei jeder Leistungseinstellung eindeutig eine spezielle Stromimpulswiederholrate
und folglich eine spezielle Ausgangsleitung zugeordnet ist.
Die Steuerung kennt drei Arbeitszustände, nämlich den gleichbleibenden Betrieb, den weichen Start und den "Sofort
EIN"-Modus. Der "Weichstart"-Modus wird verwendet, wenn ein auf oder in der Nähe der Raumtemperatur liegendes
Heizelement das erstemal eingeschaltet wird, um eine vorübergehende Überlastung der Stromabgabefähigkeit der
Stromversorgung des Heizelementes zu vermeiden. Wie oben erwähnt, liegt der Widerstand eines aus MoSi2 oder
Wolfram hergestellten Heizelementes bei Raumtemperatur größenordnungsmäßig um den Faktor 10 unter dem Widerstand
bei der Arbeitstemperatur, wobei der Widerstand der Raumtemperatur etwa 2,5 Q und bei Arbeitstemperatur
etwa 25X1 beträgt. Deshalb ist bei diesem Arbeitsbetrieb,
um eine anfängliche Einschaltstromüberlastung
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300345.
— ι / —
zu vermeiden, eine vorbestimmte Stromimpulswiederholrate
vorgesehen, die unabhängig von der tatsächlichen Leistungseinstellung
ist ο Bekanntlich können verhältnismäßig große Stromimpulse mit kurzer Dauer hingenommen
werden, ohne daß Sicherungen herausfallen, Bauteile beschädigt werden oder Kabel verbrennen. Folglich wird
das Problem der Stromüberlastung dadurch bewältigt, daß die Dauer der Stromimpulse begrenzt ist und die
Impulse einen entsprechenden zeitlichen Abstand voneinander aufweisen. Jedoch ist es auch wünschenswert, das
Heizelement schnell auf die Arbeitstemperatur zu bringen, um auf diese Weise die Dauer des Zeitintervalles mit
einem verhältnismäßig geringen Widerstand des Heizelementes und den daraus resultierenden hohen Stromspitzen
zu minimieren. Ein kurzer zeitlicher Abstand der Stromimpulse bringt die Heizelemente schneller
auf die Arbeitstemperatur. Demgemäß ist eine Impulswiderholrate verwendet, die einen optimalen Kompromiß
zwischen, diesen widerstreitenden Überlegungen ergibt. Die unten im einzelnen beschriebene Impulswiederholrate
für einen weichen Start wurde empirisch bestimmt und ergibt einen befriedigenden Kompromiß.
Wie den vorstehenden Ausführungen zu entnehmen ist, ist es zweckmäßig, den weichen Start immer dann zu verwenden,
wenn ein kaltes (auf Raumtemperatur) Heizelement eingeschaltet werden soll. Da die Verwendung von Temperaturf
ühlern ■ die Steuerung unnötig verkompliziert, ist ein anderer Weg zur Erkennung eines kalten Heizelementes
erforderlich. Es wird daran erinnert, daß Heizelemente aus MoSi^ oder Wolfram sehr schnell warm werden und abkühlen.
Praktisch bedeutet dies, daß, wenn eine Stromabschaltung durch den Benutzer ausgewählt ist, das Heizelement'
so schnell auskühlt, daß es bis auf Räumtemperatur abgekühlt ist (das Heizelement und nicht die gläserne
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Herdfläche), ehe der Benutzer physisch eine andere Einstellung
auswählen kann. Somit gibt das Vorliegen einer AUS-Einstellung den ausreichenden Hinweis, daß das
Heizelement auf Raumtemperatur ist. Demgemäß wird der weiche Start immer dann verwendet, wenn die Steuerung
eine Änderung der Leistungseinstellung erkennt, die von einem AUS-Wählzustand in einen anderen Leistungszustand
übergeht.
Der "Sofort Ein"-Betriebszustand ist dazu verwendet, um vorteilhaft die Tatsache auszunutzen, daß Heizelemente
aus MoSi2 oder Wolfram beim Einschalten mit der vollen Leistung nahezu sofort hell glühen. Bei dem "Sofort Ein"-Betriebszustand
wird kurzfristig die der tatsächlichen Leistungseinstellung entsprechende Impulswiederholrate
durch die maximale StromimpulswiederhoIrate ersetzt, damit das Heizelement mit ausreichender Stärke aufleuchtet,
um durch die Herdfläche hindurch von dem Benutzer optisch wahrnehmbar zu sein. Dieser Betriebszustand
ist auf den Weichstart-Betriebszustand unmittelbar folgend vorgesehen, um dem Benutzer eine optische
Anzeige zu liefern, daß das Heizelement eingeschaltet ist. Obwohl das Heizelement selbst auch bei den niedrigst«
in dieser Steuerung verwendeten Leistungseinstellungen sichtbar glüht, filtern oder schwächen die optischen
Eigenschaften der üblicherweise verwendeten Glas-Keramik-Kochoberfläche
die sichtbare Strahlung bei kleinen Leistungseinstellungen in einem solchen Maße, daß bei
diesen niedrigeren Leistungseinstellungen von dem Benutzer das Glühen durch die Kochoberfläche nicht leicht
wahrnehmbar ist.
In der Praxis ist die Dauer des Weichstart-Betriebszustandes
so kurz, daß die Verzögerung zwischen der Auswahl der Leistungseinstellung durch den Benutzer und
dem Erscheinen des Aufglühens kaum erkennbar ist. Für
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den Benutzer scheint das Heizelement im wesentlichen sofort nach einem Wechsel der Leistungseinstellung aus einem AUS-Zustand in einen anderen Leistungszustand aufzuglühen. Nach einem vorbestimmten Intervall mit einer etwas willkürlichen Dauer (etwa 8 1/2 see wurden als befriedigend angesehen) wird dieser Betriebszustand automatisch beendet, wobei die. Dauer dieses Zeitintervalles nur der offensichtlichen Beschränkung unterliegt, daß eine verlängerte Zufuhr der vollen Leistung zu dem Heizelement die Temperatur der verhältnismäßig langsam reagierenden Glas-Keramik-Kochfläche soweit anheben kann, daß sie die Temperatur übersteigt, die zu der von dem Benutzer gewählten Leistungseinstellung gehört.
den Benutzer scheint das Heizelement im wesentlichen sofort nach einem Wechsel der Leistungseinstellung aus einem AUS-Zustand in einen anderen Leistungszustand aufzuglühen. Nach einem vorbestimmten Intervall mit einer etwas willkürlichen Dauer (etwa 8 1/2 see wurden als befriedigend angesehen) wird dieser Betriebszustand automatisch beendet, wobei die. Dauer dieses Zeitintervalles nur der offensichtlichen Beschränkung unterliegt, daß eine verlängerte Zufuhr der vollen Leistung zu dem Heizelement die Temperatur der verhältnismäßig langsam reagierenden Glas-Keramik-Kochfläche soweit anheben kann, daß sie die Temperatur übersteigt, die zu der von dem Benutzer gewählten Leistungseinstellung gehört.
Außerdem ist eine Vorkehrung getroffen, um umgehend den "Sofort Ein"-Betriebszustand zu beenden, falls
die Leistungseinstellung auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird, ehe die für diesen Betriebszustand
vorgesehene Zeit abgelaufen ist.
Wie der Name bereits sagt, folgt der stationäre Betrieb diesen anfänglichen, vorübergehenden Betriebszuständen.
Während des stationären Betriebes wird die zu der tatsächlichen, durch den Benutzer ausgewählten Leistungseinstellung gehörige Impulswiederholrate verwendet.
Das System arbeitet zu jedem Zeitpunkt in diesem stationären Betriebszustand mit Ausnahme des kurzen Intervalles,
das einer Änderung der Leistungseinstellung von der Aus-Einstellung in eine andere Leistungseinstellung
folgt. Ein Wechsel der Leistungseinstellung aus einer "Nicht AUS"-Einstellung in eine andere "Nicht AUS"-Einstellung
führt zu einem Wechsel der Impulswiederholrate, die zu der neuerlich ausgewählten Leistungseinstellung
gehört, wobei kein vorübergehender Ersatz dieser Impulswiederholrate verwendet wird.
- 20 -
In den Figuren kennzeichnen gleiche Bezugszeichen durchweg ähnliche oder entsprechende Bauelemente.
Fig. 1 veranschaulicht insgesamt die Steuerung eines Heizelementes. Ein Widerstandsheizelement 1, vorzugsweise
aus MoSi2 oder Wolfram, ist über einen Triac 3 und einen strombegrenzenden Trennschalter 6 mit
einem Standardnetz 2 mit 240 V 60 Hz Wechselspannung verbunden. Der Triac 3 ist von üblicher Bauweise und
kann den Strom in jeder Richtung, gleichgültig welche Polarität die Spannung an seinen Hauptanschlüssen
aufweist, leiten, wenn er, entweder durch einen positiven oder einen negativen seinem Gateanschluß 3(3) ·
zugeführten Spannungsimpuls getriggert ist. Um die Verdrahtung gegen übermäßigen Strom zu schützen, ist der
in gebräuchlicher Bauart ausgeführte Trennschalter 6 verwendet. Der Trennschalter 6 öffnet, wie dies für
diese Geräte üblich ist, den Stromkreis, sobald der Strom für ein begrenztes Zeitintervall den Nennwert
übersteigt, wobei er jedoch nicht auf sehr große Stromimpulse mit sehr kurzer Zeit reagiert, die einen ausreichenden
zeitlichen Abstand voneinander aufweisen, womit der Stromwert so begrenzt ist, daß er kleiner
als für die Auslösung des Trennschalters 6 erforderlich ist. Das Steuersystem 4 steuert die dem Heizelement 1
zugeführte elektrische Leistung, indem sie die Rate festlegt, mit der dem Gate 3(3) entsprechend der durch
einen Benutzer über ein Tastenfeld 5 eingegebenen Leistungseinstellungen elektrische Energie zugeführt wird.
Bei den unten beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die dem Heizelement zugeführten Stromimpulse Halbschwingungen
einer 240 V 60 Hz Netzspannung. Jedoch können in gleicher Weise auch Stromimpulse mit abweichenden
Frequenzen und Spannungen verwendet werden.
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003453
- 21 - | Ausgangs leistung % |
Steuersignal- Code |
|
Tabelle I | 5 | 0001 | |
Leistungs einstellung |
Stromimpulswieder- holungsrate |
9 | 0010 |
1 (η = 6) | 1/64 | 15 | 0011 |
2 (η = 5) | 1/32 | 24 | 0100 |
3 (η = 4) | 1/16 | 37 | 0101 |
4 (η = 3) | 1/8 | 6 2 . | 01 10 |
5 (η = 2). | 1/4 | 100 | 01 ίΐ |
6 (η = 1) | 1/2 | - | 1000 |
7 (N = O) | 1/1 | 1001 | |
AUS | - | ||
EIN | |||
Wie oben angedeutet, sind eine Vielzahl unterschiedlicher Leistungseinstellungen vorgesehen, von denen
jede Leistungseinstellung zu einer speziellen Stromimpulswiederholungsrate
gehört. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind neun Leistungseinstellungen
einschließlich der Einstellung EIN und AUf. vorhanden.
Die Tabelle I- zeigt die Impulswiederholungsrate und die Heizleistung, die zu jeder Leistungseinstellung
gehört, jeweils ausgedrückt in % der Gesamtleistung.
In Fig., 2 veranschaulichen die Signalverläufe A-G die
dem Heizelement 1 bei jeder der Leistungseinstellungen 1-7 zugeführten Spannung„ Der Signalverlauf H veranschaulicht
den Spannungsverlauf der Netzspannung. Diejenigen Halbschwingungen der Netzspannung, bei denen
der Triac 3 leitend ist, sind im folgenden als Stromimpulse bezeichnet und werden von ausgezogenen Linien
dargestellt; diejenigen Halbschwingungen der Netzspannung, während denen der Triac 3 nichtleitend ist, sind
als gestrichelte Linien veranschaulicht. Der Signal-
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- 22 -
verlauf I von Fig. 2 veranschaulicht die Kette der Null-Durchgangsimpulse, bei der die Zeit zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Null-Durchgangsimpulsen als Steuerintervall bezeichnet ist.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Zeit zwischen jedem Stromimpuls für jede Leistungseinstellung dadurch minimiert
ist, daß jeweils gleiche AUS-Zeiten zwischen den Impulsen vorgesehen sind.
Wenn eine Tastverhältnissteuerung verwendet wird, bei der die zeitliche Dauer der Steuerperiode ansteigt,
werden die AUS-Zeiten bei den kleinen Tastverhältnissen lang genug, damit sich das Heizelement soweit abkühlen
kann, daß der sich ergebende niedrige Widerstand einen ausreichend hohen Strom ziehen kann, um
die Zuverlässigkeit der Bauelemente zu bedrohen. Eine schnelle Einschaltstromwiederholungsrate ergibt näherungsweise
dieselbe Ausgangsleistung, während die gleichmäßige Verteilung der AUS-Zeit zwischen den Stromimpulsen
die Überströme im stationären Zustand minimiert. Somit ist auch die maximale AUS-Zeit zwischen zwei Stromimpulsen
minimiert. Die Folge davon ist, daß die Abkühlung des Heizelementes und der sich daraus ergebende
Abfall des Heizelementwiderstandes zwischen zwei Impulsen einen Minimalwert aufweist, was schließlich dazu
führt, daß die überströme im Stationen Betriebszustand bei jeder Leistungseinstellung einen kleinsten
Wert aufweisen. Hieraus folgt, daß die Verwendung einer Stromimpulswiederholungssteuerung die überströme des
stationären Betriebszustandes im Verhältnis zu den überströmen verringert, die bei vergleichbaren Ausgangsleistungen bei der Verwendung einer Tastverhältnissteuerung
auftreten würden, wobei jedoch die maximale Leistungseinstellung (100%) und die minimale Leistungs-
- 23 -
030033/0654
einstellung ausgenommen sind, bei denen das Tastverhältnis und die Stromimpulswiederholungsrate gleich
sind.
Wie in Tabelle I und Fig. 2 gezeigt ist, variieren die
Impulswiederholungsraten von einer Impulswiederholungsrate von 1/64, d.h. einem Stromimpuls pro 64 Stromhalbschwingungen
bei der Leistungseinstellung 1, nämlich der kleinsten "Nicht-AUS"-Leistungseinstellung bis
zu einer Wiederholungsrate von 1/1, d.h. einem Stromimpuls bei jeder Halbschwingung für die Leistungseinstellung
7, nämlich der maximalen Leistungseinstellung. Beispielsweise führt die Wahl der Leistungseinstellung
zu dem Spannungssignal C nach Fig. 2, das einer Stromimpulswiederholungsrate
1/16 entspricht, mit der das Heizelement 1 beaufschlagt wird.
Zur Ausführung der unterschiedlichen Stromimpulswiederholungsraten
trifft das Steuersystem 4 während jeder Halbschwingung der Netzspannung, auch als Steuerintervall
bezeichnet, eine Steuerentscheidung, ob während dem nächsten Steuerintervall dem Heizelement ein Stromimpuls
zugeführt werden soll oder nicht. Die Entscheidung, einen Stromimpuls zuzuführen, wird in dem nächsten
SteuerIntervall dadurch ausgeführt, daß dem Gate 3(3)
des Triacs 3 zu Beginn dieses Intervalles ein Spannungsimpuls zugeführt wird. Wenn die Entscheidung lautet,
während des nächsten Steuerintervalles keinen Stromimpulszuzuführen,
wird der Triac 3 nicht getriggert und bleibt somit während dieses Steuerintervalles nichtleitend.
Das Durchschalten des Triacs 3 ist mit den Null-Durchgängen'
der Netzspannung.synchronisiert, um, wie üblich, die Triaczuverlässigkeit zu verbessern und um elektromagnetische
Interferenzen zu minimieren, die von den Schaltübergängen herrühren.
- 24 -•3 0^33/0654
BAD ORIGINAL
Das Steuersystem 4 führt folgende Funktionen aus:
Abfrage des Tastenfeldes nach einer neuen Eingabe der Leistungseinstellung; Identifizierung und
Abspeicherung der neu eingegebenen Leistungseinstellung
swahl; Entscheidung, welche der drei Betriebsarten, stationärer Modus, "Weichstart"-Modus
oder "Sofort-EIN"-Modus auszuführen ist; und die Erzeugung der Triactriggerimpulse mit der richtigen
Geschwindigkeit. Das Funktionsblockdiagramm nach Fig. 3 veranschaulicht das Steuersystem zur Durchführung
dieser Funktionen.
Der Betrieb des Steuersystems ist durch von einem Null-Durchgangsdetektor
10 erzeugten Null-Durchgangsimpulsen mit den Null-Durchgängen der Netzspannung synchronisiert,
wozu der Null-Durchgangsdetektor 10 die Netzspannung überwacht und bei jedem Null-Durchgang der Netzspannung
einen Null-Durchgangsimpuls erzeugt. Diese Impulse sind
bei I von Fig. 2 veranschaulicht.
Wie dargestellt, ist das Steuerintervall die Zeit zwischen den Vorderflankendes Null-Durchgangsimpulses. Die
Steuerlogik wird einmal während jedes Steuerintervalles
vollständig durchgetaktet, während dem eine Triggerentscheidung getroffen wird, die in dem nächsten
Steuerintervall ausgeführt wird. Die von dem Null-Durchgangsdetektor
10 erzeugten Null-Durchgangsimpulse starten die Steuerintervalle.
Nach der Initialisierung jedes Steuerintervalles wird
das Tastenfeld 5 nach dem Vorliegen einer neu eingegebenen Wahl für die Leistungseinstellung abgefragt. Während
des Abfragevorganges wird jede Taste des Tastenfeldes 5 einzeln überprüft. Wenn eine Betätigung einer speziellen
Taste erkannt ist, wird von einem Signalgenerator 20
- 25 030033/0654
BAD ORIGINAL
3 O O 3 A Γ
ein digitales Steuersignal erzeugt, das der zu der Taste gehörenden Leistungseinstellung entspricht und
das in einen Speicher 18 übertragen wird. Der Speicher
18 enthält eine (nicht dargestellte) temporäre Speicherzelle KB und eine(nicht dargestellte) permanente
Speicherzelle PM zur Abspeicherung der Steuersignaldaten. Das neu eingegebene digitale Steuersignal des
Signalgenerators 20 wird zunächst in der temporären Speicherzelle KB abgespeichert. Nachdem dieses abgespeicherte
Signal in einer noch zu beschreibenden Weise durch eine Testeinrichtung 30 überprüft ist, kann das
in der Zelle KB gespeicherte Signal in die permanente Speicherzelle PM des Speichers übertragen werden, in
der es solange unbegrenzt aufbewahrt wird, bis es durch ein Steuersignal ersetzt wird, das einer nachfolgend
ausgewählten Leistungseinstellung entspricht. Die Bezeichnungen PM und KB werden im Rest.dieser Beschreibung
gelegentlich sowohl zur Bezeichnung der Speicherzellen als auch der darin gespeicherten Signale
verwendet, wie dies durchaus üblich ist. In jedem Falle ist die Bedeutung aus dem Kontext klar.
Die Testeinrichtung 30 überwacht die in der Zelle KB gespeicherten
Eingangsdaten, um festzustellen, ob das Eingangssignal eine leere Eingabe, d.h. keine neue
Eingabe, eine AÜS-Eingabe, eine EIN-Eingabe oder eine der Leistungseinstellungen 1-7 darstellt. Wenn eine
leere Eingabe erkannt ist, bleibt der Inhalt der Speicherzelle PM unverändert und die Steuerlogik fährt gemäß
der vorher eingegebenen und in der Zelle PM gespeicherten Einstellung fort. Wenn durch die Testeinrichtung
30 die neue Eingabe als eine AüS-Eingabe erkannt ist, wird das Signal nach PM übertragen und
ersetzt die vorher eingegebene Einstellung.
- 26 -
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Falls jedoch entweder eine EIN-Einstellung oder eine
der Leistungseinstellungen 1-7 erkannt ist, wird eine zusätzliche Überprüfung des Inhaltes von PM durchgeführt,
ehe der Inhalt von KB nach PM. übertragen wird, um sicherzustellen, daß die richtige Reihenfolge der
Wahl der Einstellungen verwendet wird und um festzustellen, ob ein transienter Modus begonnen oder beendet
werden muß. Wenn die neue Leistungseinstellung einer Leistungseinstellung zwischen 1 und 7 entspricht,
wird PM auf das Vorliegen eines AUS-Signales untersucht. Da der Benutzer eine EIN-Einstellung eingeben muß, ehe
er eine andere Leistungseinstellung aufswählen kann, wenn er, ausgehend von einer AÜS-Leistungseinstellung
umschaltet, wird eine neue Eingabe, die einer Leistungseinstellung 1-7 entspricht, ignoriert, wenn PM ein AUS-Signal
enthält. Diese zusätzliche Überprüfung ist zu*
sammen mit dem "Weichstart11- und den "Sofort-EIN"-Betriebszuständen beschrieben.
Ein Hauptzähler 14 für die Null-Durchgänge dient dazu, immer wieder eine vorbestimmte Anzahl von Null-Durchgangsimpulsen
des Null-Durchgangsdetektors 10 zu zählen und sich zurückzusetzen. Aus Gründen, die im folgenden
ersichtlich werden, sollte die vorbestimmte Zahl der Zählerschritte gleich der Anzahl der Perioden bei
der niedrigsten gewünschten Stromimpulswiederholungsrate sein. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt diese
Stromimpulswiederholungsrate bei einem Stromimpuls pro 64 Steuerintervalle, womit die Steuerperiode 64
Impulse oder Steuerintervalle lang ist. Folglich zählt der Zähler 14 immer wieder 64 Null-Durchgangsimpulse.
Der augenblickliche dem laufenden Zählerstand entsprechende Inhalt des Hauptzählers 14 ist mit ZCM bezeichnet.
- 27 -
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Während des stationären Betriebes werden bestimmte Bits
des Zählerstandes ZCM mit dem in der Zelle PM gespeicherten Signal durch eine Vergleichseinrichtung 16 verglichen.
Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 16 setzt ein"Strom-EIN"-Fliflop (POL) 24 abhängig von den Ergebrissen
des Vergleiches oder das Ausgangssignal setzt POL 24 zurück. Der sich ergebende, gesetzte oder zurückgesetzte
Zustand von POL 24 entspricht der Entscheidung, einen Stromimpuls zuzuführen bzw. ihn nicht zuzuführen.
Diese Entscheidung wird bei dem Auftreten des nächsten Null-Durchgangsimpulses
mit Hilfe des logischen UND-Gatters 28 ausgeführt, das das Ausgangssignal von POL 24 mit
dem Ausgangssignal des Null-Durchgangsdetektors 10 vernüpft. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 28 liegt über
einen üblichen Triactreiber 26 an dem Gateanschluß 3(3) des Triacs 3. Der Zustand von POL 24 bestimmt, ob durch
das UND-Gatter 28 zu dem Triactreiber 26 ein Triggerimpuls durchgelassen wird» Wenn POL 24 gesetzt ist,
wirkt das Auftreten eines Null-Durchgangsimpulses so, daß ein Triggerimpuls durch das UND-Gatter 28 zu dem Triactreiber
26 durchgelassen wird, der den Impuls dem Triacgate 3(3) zuführt, so daß der Triac 3 in den leitenden
Zustand getriggert wird» Der Triac 3 arbeitet in der Weise, daß er, wenn er einmal getriggert ist, ohne das
Vorliegen eines Gatetriggerimpulses solange leitend bleibt, bis sich die Polarität an seinen Hauptanschlüssen
umkehrt. Somit bleibt der Triac 3, wenn ihm einmal zu Anfang des Steuerintervalles ein Triggerimpuls zugeführt
ist,.für den Rest des Steuerintervalles leitend. Wenn POL 24 nicht gesetzt ist, wird, wenn der nächste
Null-Durchgangsimpuls erzeugt wird, kein Impuls durch das UND-Gatter 28 durchgeschaltet. Somit wird dem Triacgate
3(3) kein Triggerimpuls zugeführt, womit der Triac 3 während dieses Steuerintervalles nichtleitend bleibt.
In dieser Weise wird die Entscheidung, ob dem Heizelement
- 28 -
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ein Stromimpuls zugeführt werden soll oder nicht, während eines Steuerintervalles getroffen und zu Beginn
des nächsten Steuerintervalles ausgeführt.
Damit sich bei gewöhnlichen Heizelementen ein gewünschter Bereich von Kochtemperaturen ergibt, wird für die
Steuerung dieser Heizelemente die Auswahl eines entsprechenden Bereiches von Stromimpulswiederholungsraten
entsprechend der linearen Beziehung zwischen der Stromeinschaltzeit und der Ausgangsleistung getroffen.
Jedoch ist bei aus MoSi2, Wolfram oder ähnlichem Material
hergestellten Heizelementen ein Bereich von Stromimpulswiederholungsraten
erforderlich, der in geeigneter Weise die nichtlineare für Heizelemente dieser Art
typische Bezienung zwischen der Stromeinschaltzeit und der Ausgangsleistung des Heizelementes kompensiert.
Die nichtlineare . Beziehung ist eine Folge der schnellen thermischen Reaktion dieser Heizelemente.
Bei den niedrigeren Stromimpulswiederholungsraten neigt das Heizelement zum Abkühlen zwischen den Stromeinschaltzyklen.
Die Verringerung des Widerstandes, die die Verringerung der Heizelementtemperatur begleitet, führt
zu einem größeren, durch das Heizelement entnommenen Strom während jedes Stromeinschaltzyklus. Es wurde
empirisch festgestellt, daß die Stromimpulswiederholungsraten
nach Tabelle I Ausgangsleistungen ergeben, die für solche Heizelemente einen befriedigenden Bereich
von Kochtemperaturen ergeben.
Die in Tabelle I aufgelisteten Stromimpulswiederholungsraten können mit 1/2n beschrieben werden, wobei für die
Leistungseinstellungen 1-7 η zwischen 6 und 0 liegt. Beispielsweise ist für die Leistungseinstellung 1
η = 6; für η = 6 ergibt sich aus 1/2n die Gleichung
zu 1/2 oder 1/64, was die gewünschte Stromimpulswiederholungsrate für die Leistungseinstellung 1 darstellt;
030033/0654 - 29 -
in ähnlicher Weise gilt für die Leistungseinstellung η = 4; für η = 4 ist jedoch 1/2n = 1/24 oder 1/16, der
gewünschten Stromimpulswiederholungsrate für die Leistungseinstellung
3.
Zur Implementierung der Stromimpulswiederholungsraten nach Tabelle I wird von der Eigenschaft eines Binärzählers
Gebrauch gemacht, daß nach allen 2 Zählschritten derselbe Zustand der ersten weniger als n-wertigen
Bits auftritt. Beispielsweise sind die ersten drei niedrigstwertigen Bits des Zählerinhaltes alle 2 oder
8 Zählschritte O, während die ersten vier niedrigst-
4
wertigen Bits alle 2 oder 16 Zählschritte 0 sind usw. Die Vergleichseinrichtung 16·führt die Stromimpulswiederholungsrate mit Hilfe eines logischen Vergleiches der ersten weniger als n-wertigen Bits des Zählerstandes ZCM des Hauptzählers 14 aus, wobei, wie in Tabelle I gezeigt, der Wert für η durch das Steuersignal bestimmt ist, das der ausgewählten Leistungseinstellung 1-7 entspricht.
wertigen Bits alle 2 oder 16 Zählschritte 0 sind usw. Die Vergleichseinrichtung 16·führt die Stromimpulswiederholungsrate mit Hilfe eines logischen Vergleiches der ersten weniger als n-wertigen Bits des Zählerstandes ZCM des Hauptzählers 14 aus, wobei, wie in Tabelle I gezeigt, der Wert für η durch das Steuersignal bestimmt ist, das der ausgewählten Leistungseinstellung 1-7 entspricht.
Wenn festgestellt ist, daß die ersten weniger als nwertigen Bits alle in dem Zustand logisch Null sind,
erzeugt die Vergleichseinrichtung 16 ein Triggersignal, während kein Triggersignal erzeugt wird, wenn nicht
alle diese Bits in den Zustand logisch Null sind. Beispielsweise-steuert
das Steuersignal für die Leistungseinstellung 4, die eine Stromimpulswiederholungsrate von 1/2 oder 1/8
mit η = 3 erfordert, die Vergleichseinrichtung 16 so, daß·sie die. ersten weniger als 3-wertigen Bits abfragt,
womit bei jedem wiederholten Auftreten eines Zählerstandes, in dem die ersten drei niedrigstwertigen Bits
logisch Null sind, ein. Triggerimpuls abgegeben wird, was einmal alle acht Zählschritte auftritt. Da der
Hauptzähler 14 die Null-Durchgangsimpulse zählt, erzeugt
- 30 -
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die Vergleichseinrichtung 16 bei diesem Ausführungsbeispiel je acht Steuerintervalle einen Triggerimpuls.
Hiermit ist die Arbeitsweise des stationären Betriebes funktionell beschrieben. Im folgenden ist nun die
funktioneile Implementierung des"Weichstart"- und des "Sofort-EIN"-Modus ausgeführt.
Die mit "Weichstart" und "Sofort EIN" bezeichneten transienten Betriebszustände werden durch die Testeinrichtung
30 gestartet. Wie gesagt, werden diese transienten Betriebszustände ausgeführt, wenn die
Leistungseinstellung von der AUS-Einstellung in eine
andere Leistungseinstellung umgeschaltet wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß, wenn der Benutzer von dem
AUS-Betriebszustand in irgendeine andere Leistungseinstellung umschaltet, er zunächst den EIN-Betriebszustand
auswählen muß und dann eine der gewünschten Leistungseinstellungen 1-7 auswählen kann. Folglich
muß die EIN-Einstellung nur ausgewählt werden, wenn ein Wechsel von einer AUS-Einstellung in eine andere
Leistungseinstellung erfolgt. Bei der Implementierung des "Weichstart"-Modus wird von dieser Ablauffolge
Gebrauch gemacht.
Wie bereits beschrieben, überwacht die Testeinrichtung 30 die neuen, in der Zelle KB temporär gespeicherten
Abfrageergebnisse. Wenn bei KB eine "EIN"-Einstellung erkannt ist, prüft die Testeinrichtung 30 das bei PM
gespeicherte Signal, um festzustellen, ob das vorher eingegebene Steuersignal einer AUS-Einstellung entspricht,
die anzeigt, daß die Einstellung von AUS nach EIN umgeschaltet ist. Wenn das bei PM gespeicherte Signal
keine AUS-Einstellung wiedergibt, und somit angezeigt wird, daß die Leistungseinstellung nicht von einer AUS-
- 31 -
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Einstellung ausgehend umgeschaltet wird, wird die EIN-Eingabe ignoriert und der Inhalt von PM bleibt unverändert.
Wenn PM ein Steuersignal enthält, das einer AUS-Einstellung entspricht, besteht der erste Schritt
bei der Ausführung des "Weichstart"-Modus, in einem Umspeichern
des EIN-Steuersignales von KB nach PM. Der zweite Schritt erfolgt, wenn bei KB ein der Auswahl
einer Leistungseinstellung 1-7 entsprechendes Steuersignal eingegeben ist. Wenn die Testeinrichtung bei KB
ein Signal erkennt, das eine der Leistungseinstellungen 1-7 repräsentiert, prüft sie,den Inhalt von PM auf ein
Steuersignal, das einem EIN-Steuersignal entspricht.
Falls ein EIN-Steuersignal erkannt wird, gibt die Testeinrichtung 30 ein Setzsignal an das "Weichstart"-Flipflop
32 (SSL) ab, womit die Initialisierung des "Weichstart"-Modus abgeschlossen ist. Der Inhalt von
KB wird dann nach PM umgespeichert. Die Vergleichseinrichtung 16 setzt POL 24 in einem vorbestimmten zeitlichen
Muster, das den "Weichstart"-Modus kennzeichnet bzw. setzt es entsprechend dem Muster zurück.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dieses Muster identisch mit dem Code für die Leistungseinstellung
5. Folglich ist während des Betriebs im "Weichstart"-Modus die Stromimpulswiederholungsrate die gleiche wie
sie zur Leistungseinstellung 5 gehört, nämlich ein Stromimpuls
pro vier Steuerintervalle. Es wurde empirisch festgestellt, daß diese Stromimpulswiederholungsrate
eine optimale Rate ist, die zuverlässig einem kalten MoSij-öder Wolfram-Heizelement zugeführt werden kann,
ohne daß die Überstrombelastbarkeit eines üblichen Hausnetzes überschritten wird. Die Verwendung dieser
optimalen Stromimpulswiederholungsrate ermöglicht es, daß das Heizelement schnell seinen Widerstafidswert des
stationären Betriebszustand erreicht. Es ist offensichtlich, daß die Stromimpulswiederholungsrate abhängig von
- 3z -
den Auslösegrenzen der Netzüberstromschutzeinrichtungen und den Stromwerten der elektrischen Schaltungskomponenten
variieren kann.
Durch das Setzen von SSL 32 wird ein "Weichstart"-Timer
34 (SST) freigegeben. SST 34 steuert die Dauer des Betriebes im "Weichstart"-Modus, indem er eine vorbestimmte
Anzahl von Null-Durchgangsimpulsen des Null-Durchgangsdetektors 10 zählt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei der oben erwähnten Stromimpulswiederholungsrate
eine Betriebszeit im "Weichstart"-Modus von etwa 1 see verwendet. Wenn dieser vorbestiitimte
Zählerstand erreicht ist, erzeugt SST 34 ein Ausgangssignal und setzt sich zurück-. Dieses Signal setzt SSL
zurück, womit der ^Weichstart"- Modus beendet wird; außerdem setzt dieses Signal ein "Sofort EIN"-Flipflop
36 (IOL), wodurch der "Sofort EIN"-Modus initialisiert wird. IOL 36 veranlaßt, wenn es gesetzt ist, die Vergleichseinrichtung
16, unabhängig von der tatsächlich ausgewählten Leistungseinstellung, die maximale Leistungseinstellung auszuführen. Ferner gibt IOL 36 einen "Sfort
EIN"-Timer 38 (IOT) frei. IOT 38 bestimmt durch Rücksetzen
und Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Null-Durchgangsimpulsen die zeitliche Dauer des "Sofort EIN"-Modus.
Als Zeit für diesen "Sofort EIN"-Modus wurde bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 8 1/2 see mit
der beschriebenen maximalen Stromimpulswiederholungsrate gewählt. Wenn sich IOT 38 zurücksetzt, wird von
ihm ein Rücksetzsignal abgegeben, das auch IOL 36 zurücksetzt und den "Sofort EIN"-Modus beendet. Daran
anschließend arbeitet der stationäre Betriebszustand wie oben beschrieben weiter.
Falls ein Umschalten der Leistungseinstellung von einem höheren Wert auf einen niedrigeren Wert erfolgt, soll,
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wie gesagt, der "Sofort EIN"-Modus beendet werden, obwohl dieser Betriebszustand noch in der Ausführung begriffen
ist. Die Testeinrichtung 30 erbringt diese Fnnktion wie folgts Wenn ein einer Leistungseinstellung
1-7 entsprechendes Steuersignal bei KB erkannt ist, wird ein Größenvergleich zwischen dem Inhalt von KB
und PM durchgeführt. Ist die Größe des Signales bei KB kleiner als die bei PM, was anzeigt, daß die neue
Leistungseinstellung niedriger als die vorher gewählte ist, gibt die Testeinrichtung 30 ein Rücksetzsignal an
IOL 36 und beendet somit den "Sofort EIN"-Betriebszustand.
Der Inhalt von KB wird nach PM umgespeichert und es erfolgt die Ausführung der neuerlich eingegebenen
Leistungseinstellung im stationären Modus.
Um beispielhaft die Betriebsweise des Systems zu zeigen, sei angenommen, daß die letzte eingegebene Leistungseinstellung
eine AUS-Einstellung war und das Heizelement mit der Leistungseinstellung 6 arbeiten soll., Der
Benutzer betätigt zunächst die EIN-Taste und dann die Taste 6 des Tastenfeldes 5. Die Betätigung der EIN-Taste
bewirkt, daß der Signalgenerator 20 ein digital codiertes Signal erzeugt, das der EIN-Einstellung enspricht. Dieses
Steuersignal wird in der temporären Speicherzelle KB des Speichers 18 gespeichert. Die Testeinrichtung 30
reagiert auf diese Eingabe in den Speicher 18 mit einem Prüfen von PM auf ein eine AUS-Einstellung entsprechendes
Steuersignal. Da die vorhergehende Eingabe eine AUS-Einstellung war, wird das EIN-Steuersignal nach PM übertragen.
Die Betätigung der Taste 6 bewirkt, daß nunmehr der Signalgenerator 20 ein der Leistungseinstellung 6
entsprechendes Steuersignal an die Zelle KB des Speichers 18 überträgt= Nachdem die Testeinrichtung 30 erkannt hat,
daß in der Zelle KB ein einer Leistungseinstellung 1-7 entsprechendes Steuersignal vorliegt und in PM ein EIN-
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Steuersignal enthalten ist, setzt sie nunmehr SSL Die Vergleichseinrichtung 16 reagiert mit der Ausführung
der Leistungseinstellung 5 nach Tabelle I, um die gewünschte Stromimpulswiederholungsrate des "Weichstart"-Modus
von 1/4 zu erzeugen. Die Vergleichseinrichtung arbeitet in dieser Weise etwa 1 see lang, woraufhin
SST 34 abläuft, SSL 34 zurücksetzt und IOL 36 setzt, um damit den "Weichstart"-Modus zu beenden und den
"Sofort EIN"-Modus zu starten. Das Setzen von IOL 36 gibt IOT 38 frei und veranlaßt die Vergleichseinrichtung
16, die Leistungseinstellung 7 auszuführen.
Während der Dauer des "Sofort EIN"-Modus ist die Stromimpulswiederholungsrate
entsprechend der Leistungseinstellung 1, 1/1. Nach etwa 8 1/2 see läuft IOT 38 ab
und setzt IOL 36 zurück. Der "Sofort EIN"-Modus ist hiermit beendet und es folgt der stationäre Betrieb.
Im stationären Betrieb ergibt das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 16 eine Stromimpulswiederholungsrate
von 1/2, die zu der Leistungseinstellung 6 gehört.
Wenn bei dem obigen Beispiel während der Ausführung des "Sofort EIN"-Modus anschließend die Leistungseinstellung
4 eingegeben wird, reagiert die Testeinrichtung 30 auf diese neue Eingabe damit, daß sie das
Signal in der Zelle KB mit dem in der Zelle PM vergleicht. Dieser Vergleich würde zeigen, daß das Signal bei KB
kleiner ist als das von PM. Die Testeinrichtung 30 würde dann das Signal von KB nach PM übertragen und
sowohl IOL 36 als auch IOT 38 zurücksetzen, um auf diese Weise den "Sofort EIN"-Modus zu beenden und den
stationären Betrieb zu starten.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer Steuerschaltung für eine Glas-
- 35 -
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_ 35 _ 30034Π3
KeramikrHeizplatte mit einem einzelnen aus MoSi2 hergestellten
Heizelement, bei dem die Leistungssteuerung elektronisch, durch einen Mikroprozessor oder Chip der
Serie TMS 1000 erfolgt. Der TMS 1000 Mikroprozessor ist von Texas Instruments, Inc. oder anderen Firmen
erhältlich. Technische Einzelheiten dieses Chips sind der Veröffentlichung von Texas Instruments, Inc. mit .
dem Titel "TMS 1000 Series Data Manual", veröffentlicht· Dezember 1975, zu entnehmen.
In Fig. 4 veranschaulicht ein Chip 40 einen Mikroprozessor
der TMS 1000 Serie, der durch die bleibende Programmierung seines ROM-Speichers für die Ausführung
des Steuerablaufes gemäß der Erfindung entsprechend verwendbar gemacht worden ist.
Das Tastenfeld 5 ist ein kapazitives Berührungstastenfeld mit einer einzigen Spalte von neun Tasten. Die
Tasten ermöglichen es einem Benutzer, zusätzlich zu den Eingäben EIN und AUS die Leistungseinstellungen
1-7 auszuwählen. Das Tastenfeld 5 arbeitet in der bekannten üblichen Weise kapazitiver Berührungstastenfelder
und ist hier nur in dem Maße beschrieben, wie es zum Verständnis der Eingabeerzeugung für das Steuersystem
erforderlich ist. Jede Taste des Tastenfeldes 5 enthält eine obere und zwei untere Flächen (nicht dargestellt)
. Die obere Fläche ist von den unteren Flächen durch ein dielektrisches Material getrennt, so daß
von der Wirkung her zwei in Serie geschaltete Kondensatoren gebildet sind. Die obere Platte bildet eine gemeinsame
Platte'für beide untere Platten. Die eine untere Platte jeder Taste ist mit einer gemeinsamen Eingangsleitung verbunden. Die andere untere Platte hat ihre
eigene Ausgangsleitung. Somit weist das Tastenfeld 5 eine Eingangsleitung, in die sich alle Tasten teilen und
- 36 -
830.033/0654
neun Ausgangsleitungen auf, von denen je eine zu einer Taste gehört. Das Tastenfeld wird durch das
Anlegen einer Abtastspannung an die Eingangsleitung periodisch abgefragt. Diese Spannung wird im wesentlichen
unverändert zu den Ausgangsleitungen aller unberührten Tasten übertragen. Das Ausgangssignal·
einer betätigten Taste unterscheidet sich jedoch, da es durch eine zusätziiche Kapazität gedämpft ist,
die von dem Anfassen des Benutzers an die obere Berührungsfläche herrührt.
Bei der Schaltung nach Fig. 4 wird der Eingabe- oder Abfrageimpuls durch den Chip 40 an seinem Ausgang RO
erzeugt. Dieser Impuls wird periodisch von RO zu dem Eingang des Tastenfeldtreibers 46 übertragen. Die
Treiberschaltung 46 ist eine gebräuchliche Treiberschaltung, die dazu verwendet wird, den von RO kommenden
Impuls zu verstärken. Der verstärkte Abfrageimpuls wird von der Treiberschaltung 46 zu der Eingangsleitung
des Tastenfeldes 5 übertragen. Auf diese Weise wird das Tastenfeld 5 nach neuen Eingaben abgefragt,
d.h. es wird mit einer durch den ROM des Chip 40 bestimmten Geschwindigkeit periodisch nach betätigten
Tasten abgefragt.
Der Ausgang des Tastenfeldes 5 ist über ein einfaches, strombegrenzendes Widerstandsnetzwerk 48 und ein kapazitives
Interface mit dem Chip 40 verbunden. Das Widerstandsnetzwerk 50 iegt nur einen großen, strombegrenzenden
Widerstand in der Größenordnung von 10 Kohm in Serie mit jeder Ausgangsieitung des Tastenfeides 5.
Das kapazitive Interface 50 dient den diversen Funktionen, wie der Priorisierung der Tastenfeldausgangssignale,
der Umcodierung des Tastenfeldausgangssignales in ein durch den Chip 40 erkennbares Digitalformat und
dem Multiplexen dieser Eingabe für den Chip 40 mit dem
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_ 37 - 3003A5
Null-Durchgangsimpuls von dem Null-Durchgangsdetektor 10, so daß der Chip 40 in die Lage gebracht wird, seine
Steuerfunktion mit den Null-Durchgängen der Netzwechselspannung
zu synchronisieren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das kapazitive Interface 50 eine integrierte Schaltung TMS 1976, die von
Texas Instruments, Inc. ohne weiteres erhältlich ist. Da die Einzelheiten dieser integrierten Schaltung in
Bezug auf die Erfindung nicht kritisch sind, ist deren Betriebsweise nur insoweit beschrieben, wie es für das
Verständnis der Erfindung notwendig ist. Einzelheiten über die Wirkungsweise dieser Schaltung als Interface
für ein kapazitives Berührungstastenfeld sind in der Texas Instruments Veröffentlichung von 1977 mit dem
Titel "TMS 1976 Capacitive Touch Keyboard Interface Manual" veröffentlicht.
Das Interface 50 enthält neun kapazitive Eingänge C1-C9,
die intern mit neun (nicht dargestellten) internen Puffern gekoppelt sind,, Jeder Eingang ist über einen
sehr großen Widerstand an eine hohe Eingangsspannung gelegt und somit mit einem hohen Potential vorgespannt.
Die internen Puffer dienen dazu, negative Übergänge, d.h. eine fallende Spannung einer extern erzeugten
Referenzspannung zu erkennen. Jeder Eingangspuffer
liefert einen Setzbefehl an sein zugehöriges internes (nicht dargestelltes) Flipflop, wenn er an seinem C-Eingang
eine Eingangsspannung erkennt, die negativer als die Referenzspannung ist. Die Ausgangssignale dieser
Flipflops werden intern an einen Codierer (nicht dargestellt) übertragen, der wiederum die Funktionen der
Priorisierung und Codierung erbringt. Der Eingangsleitung C1 ist die höchste Priorität und der Eingangsleitung
C9 die niedrigste Priorität zugeordnet. Die
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empfangene Eingabe mit der jeweils höchsten Priorität wird als 4-Bit BCD-Wort verschlüsselt und zu einem
internen Multiplexer übertragen. ·
Der Multiplexerteil des Interface 50 wird über einen mit ISR bezeichneten Eingang gesteuert. Wenn ISR auf
einem niedrigen Potential liegt, wird das BCD-Wort an die Ausgänge Y1-Y4 übertragen. Ein hohes Potential
an dem Eingang ISR setzt ohne Vorbedingung alle,in Abhängigkeit von den C-Eingangsleitungen arbeitenden
internen Flipflops zurück und hält diese Rücksetzbedingung solange aufrecht, bis der ISR-Eingang wiederum
zu einem niedrigen Potential zurückkehrt. Wenn alle Flipflops zurückgesetzt sind, ist das von ihnen erzeugte
Signal dasselbe, wie wenn keine Tasten betätigt sind. Wenn der Eingang ISR auf hohem Potential liegt,
erscheint zusätzlich das Signal des Einganges F an dem Ausgang Y1. Diese Funktion des Einganges ISR, nämlich
der Auswahl zwischen den C-Eingängen oder dem F-Eingang, ermöglicht es, daß diese Eingabe^ für den Chip
gemultiplext werden. Die Steuerung dieser Multiplex-Funktion wird über den Chip-Ausgangsanschluß RO erreicht,
der elektrisch mit. der ISR-Eingangsleitung des Interface 50 verbunden ist.
Der Chip 40 erhält von dem Interface 50 das BCD-codierte 4-Bit-Signal, das dem Abstastausgangssignal des Tastenfeldes
5 entspricht, wozu die Eingangsleitungen K1, K2, K4 und K8 mit den Ausgängen Y1- Y4 des Interface 50
elektrisch verbunden sind. Wie bereits beschrieben, verbindet der Eingang K1 den Chip 40 über den F-Eingang
des Interface 50 mit dem Null-Durchgangsdetektor 10.
Die AusgangsSignale des Chip 40 werden von den Ausgängen
00-07, RO und R4 abgegeben. Die Ausgänge 00^07 liefern
eine Anzeigeinformation für eine übliche 7-Segment-Leucht-
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3003A5
diodenanzeige 8« Die Leitung RO ist, wie bereits beschrieben, mit dem Eingang ISR des Interface 50 und
dem Eingang des Tastenfeldtreibers 46 verbunden. Außerdem liegt der Anschluß RO an dem Eingang eines üblichen Anzeigetreibers 42, der die Anzeige 8 ansteuert. Der Ausgang R4 verbindet den Chip 40 über einen normalen Triactreiber 26 mit dem Gateanschluß des Netzstromsteuertriacs 3, wobei der Triactreiber 26 in jeder bekannten Schaltung ausgeführt sein kann, die das Ausgangssignal von R4 verstärkt und den Chip 40 gegenüber der Netzleitung isoliert.
dem Eingang des Tastenfeldtreibers 46 verbunden. Außerdem liegt der Anschluß RO an dem Eingang eines üblichen Anzeigetreibers 42, der die Anzeige 8 ansteuert. Der Ausgang R4 verbindet den Chip 40 über einen normalen Triactreiber 26 mit dem Gateanschluß des Netzstromsteuertriacs 3, wobei der Triactreiber 26 in jeder bekannten Schaltung ausgeführt sein kann, die das Ausgangssignal von R4 verstärkt und den Chip 40 gegenüber der Netzleitung isoliert.
Es ist nochmals darauf hingewiesen, daß der Chip 40
zur Ausführung der Steuerfunktionen durch die bleibende Programmierung seines ROM dadurch einsatzfähig gemacht
worden ist, daß ein vorbestimmter Satz von Steuerbefehlen implementiert wurde. Die Fig. 5 bis 11 enthalten Flußdiagramme, die die in dem Mikroprozessor implementierten Steuerroutinen veranschaulichen, um die von dem Tastenfeld 5 über das Interface 50 kommenden Eingabedaten entgegenzunehmen, zu speichern, zu verarbeiten und
um Steuersignale zu erzeugen, die den Triac 3 in der
Weise triggern, daß sich die für die jeweils ausgewählte Leistungseinstellung erforderliche Stromimpulswiederholungsrate ergibt» Aufgrund dieser Diagramme kann
leicht das Programm für die bleibende Speicherung in
dem ROM des Mikroprozessors 40 geschrieben werden.
zur Ausführung der Steuerfunktionen durch die bleibende Programmierung seines ROM dadurch einsatzfähig gemacht
worden ist, daß ein vorbestimmter Satz von Steuerbefehlen implementiert wurde. Die Fig. 5 bis 11 enthalten Flußdiagramme, die die in dem Mikroprozessor implementierten Steuerroutinen veranschaulichen, um die von dem Tastenfeld 5 über das Interface 50 kommenden Eingabedaten entgegenzunehmen, zu speichern, zu verarbeiten und
um Steuersignale zu erzeugen, die den Triac 3 in der
Weise triggern, daß sich die für die jeweils ausgewählte Leistungseinstellung erforderliche Stromimpulswiederholungsrate ergibt» Aufgrund dieser Diagramme kann
leicht das Programm für die bleibende Speicherung in
dem ROM des Mikroprozessors 40 geschrieben werden.
Steuerprogramm
Das Steuerprogramm besteht aus einer Folge von in den
Flußdiagrammen nach Fig. 5 bis 11 veranschaulichten
Routinen. Jede der Routinen wird mit Ausnahme der Netzeinschaltroutine einmal während jedes Steuerintervalles
Flußdiagrammen nach Fig. 5 bis 11 veranschaulichten
Routinen. Jede der Routinen wird mit Ausnahme der Netzeinschaltroutine einmal während jedes Steuerintervalles
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BAD
durchlaufen. Der Initialisierungsdurchlauf durch dieses Programm wird durch das Anschalten der Netzspannung an
das Steuersystem gestartet, beispielsweise indem das Gerät in die Netzsteckdose eingesteckt wird. Es ist ersichtlich,
daß, solange das Gerät eingesteckt ist, die Steuerschaltung ständig unabhängig von der ausgewählten
Leistungseinstellung mit Strom versorgt ist. Nach dem Einsprung in die Netzeinschaltroutine pausiert
das Programm, um auf das Auftreten des nächsten Null-Durchgangsimpulses der Netzspannung zu warten. Beim
Erkennen ein,es Null-Durchgangssignales wird die Triggerentscheidung
für den Triac an den Triactreiber 26 durch Setzen oder Rücksetzen des Ausgangsflipflops R4
übermittelt, woraufhin dann das Programm in die Abfrageroutine zurückkehrt, um den nächsten Programmdurchlauf
zu beginnen.
Eine Beschreibung jeder Routine ist im folgenden anhand des Flußdiagrammes gegeben.
Diese Routine setzt alle internen Flipflops sowie Timer zurück und normiert die Register, wenn die Netzspannung
das erstemal eingeschaltet wird, beispielsweise, wenn das Kochgerät eingesteckt wird oder wenn die Spannung
nach einer Unterbrechung der Netzstromversorgung wiederkehrt. Diese Routine wird nur nach einer Wiederkehr der
Netzversorgung erneut angesprungen.
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BAD ORIGINAL
Abfrageroutine - Fig. 6
Diese Routine, die üblicherweise zu Beginn jedes Steuerintervalles
von der Leistungsausgangsroutine angesprungen wird, steuert die Dateneingabe von dem kapazitiven Interface
50, die Datenausgabe für das Anzeigelement 44, auf dem die auszuführende Leistungsteinstellung angezeigt
wird.
Die Dateneingabe von dem Interface 50 wird durch die folgende Befehlssequenz erbracht. Zunächst wird die Tastenfeldabfrage
durch Umschalten des Ausgangsflipflops RO nach logisch Eins (Block 100) zurückgesetzt. Hierdurch
werden die internen Eingangspuffer des Interface 50 zurückgesetzt. Daraufhin wird die Tastenfeldabfrage
durch Umschalten des Ausgangsflipflops RO nach logisch
Null (Block 104) gesetzt. Dies ermöglicht die Datenübertragung der verschlüsselten Daten des C-Einganges
an die Ausgänge Y1-Y4 des Interface 50. Schließlich werden die Daten auf diesen Leitungen gelesen und in
die temporäre Speicherzelle KB (Blöcke 106 - 107) gebracht. Nachdem die Übernahme der Dateneingabe von dem
Tastenfeld abgeschlossen ist, verzweigt das Programm in die Eingabedatenroutine. Während dieser Routine
werden die Anzeigedaten, die der gerade in der permanenten Zelle PM gespeicherten Leistungseinstellung entsprechen,
an die Anzeigeausgänge 00-07 (Block 102) übertragen.
Diese Routine bestimmt, ob die neu eingegebenen, von der Abfrageroutine entgegengenommenen und temporär bei
KB gespeicherten Daten eine leere Eingabe, d.h. keine Tastenfeldeingabe, eine AUS-Einstellung, eine EIN-Ein-
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.:,=;;-·?-- -■■-; BAD ORIGINAL
stellung oder eine Leistungseinstellung 1-7 repräsentieren.
Für den Fall, daß die neuen Daten eine leere Eingabe (Block 110) wiedergeben, bleibt der Inhalt der permanenten
Zelle PM, die das gerade auszuführende Steuersignal enthält, unverändert und das Programm verzweigt in die
Leistungssteuerroutine (Fig. 9).
Wenn die neuen Daten von KB eine AUS-Einstellung (Block
112) wiedergeben, werden sie nach PM (Block 114) übertragen,
die"Weichstart"- und "Sofort EIN"-Flipflops '
und -Timer zurückgesetzt (Block 115) und das Programm verzweigt in die Leistungssteuerroutine (Fig. 9).
Wenn die neuen Eingabedaten eine EIN-Einstellung (Block
116) repräsentieren, wird eine zusätzliche Abfrage durchgeführt, um festzustellen, ob es notwendig ist, den
"Weichstart"-Modus auszuführen. Das bei PM gespeicherte Steuerwort (Block 118) wird abgefragt, um festzustellen,
ob die vorher eingegebene Einstellung eine AUS-Einstellung war. Wenn dies der Fall ist, wird die neu
eingegebene und bei KB gespeicherte EIN-Einstellung nach PM umgespeichert (Block 120). Falls nicht, bleibt
der Inhalt von PM unverändert und das Programm verzweigt in die Leistungssteuerroutine (Fig. 9). Der letzte
Zustand zeigt an, daß die Einstellung entweder von EIN nach EIN oder von einer Leistungseinstellung 1-7
nach EIN geändert wurde, wobei dann jedoch die neue EIN-Eingabe ignoriert wird.
Wenn das neue Datum weder eine leere Eingabe noch eine AUS-, noch eine EIN-Eingabe repräsentiert, wie dies durch
den NEIN-Ausgang an dem Block 116 angezeigt ist, muß das
neue Datum eine der Leistungseinstellungen 1-7 wieder-
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geben, womit es notwendig ist, das bei PM gespeicherte Signal zu prüfen und festzustellen, ob die vorher eingegebene
Einstellung eine AUS-Eingabe war (Block 117). Bei erfüllter Bedingung bleibt der Inhalt von PM unverändert
und das Programm verzweigt in die Leistungssteuerroutine (Fig. 9). Diese Bedingung zeigt an, daß
ein Versuch gemacht wurde, von dem AUS-Zustand in eine Leistungseinstellung 1-7 umzuschalten, ohne zunächst
eine EIN-Einstellung auszuwählen. In diesen
Fällen wird die neue Leistungseinstellung ignoriert. Eine NEIN-Antwort bei Block 117 zeigt an, daß die
vorhergehende Einstellung entweder eine EIN-Einstellung oder eine Leistungseinstellung 1-7 war, womit das
Programm dann in die Eingabeyergleichsroutine (Fig. 8) übergeht.
Eingabevergleichsroutine - Fig. 8
Diese Routine wird nur angesprungen, wenn die neue Eingabe eine Leistungseinstellung 1-7 enthält. Die
Hauptaufgabe dieser Routine ist die Initialisierung des "Weichstart"-Modus und die Beendigung des "Sofort
EIN"-Modus, wenn dies angebracht ist. Diese Funktion wird in der folgenden Weise erreicht. Block 122 überprüft
PM nach einer EIN-Einstellung. Wenn PM eine EIN-Einstellung enthält, die anzeigt, daß die Leistungseinstellung von EIN nach einer der Leistungseinstellungen
1-7 umgeschaltet wurde, wird die dem "Weichstart"-Flipflop entsprechende Variable SSL gesetzt (Block 124).
Die neu eingegebene und vorübergehend bei KB gespeicherte Leistungseinstellung wird nunmehr nach PM übertragen
(Block 125) und das Programm verzweigt in die Leistungssteuerroutine.
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30033/0654
BAD ORIGINAL
Wenn festgestellt wurde, daß PM eine andere Einstellung
als eine EIN-Einstellung enthält und somit ein Wechsel
von einer auf eine andere Leistungseinstellung 1-7 angezeigt wird, ist es notwendig, zu prüfen, ob die
neu eingegebene Leistungseinstellung kleiner als die gerade ausgeführte Leistungseinstellung ist. Es sei
wiederum darauf hingewiesen, daß ein Merkmal des Steuerablaufes darin besteht, daß der "Sofort EIN"-Modus
umgehend beendet wird, wenn eine neue Leistungseinstellung eingegeben wird, die kleiner als die alte
Leistungseinstellung ist, obwohl der "Sofort EIN"-Modus noch in Ausführung begriffen ist. Wie in Tabelle I
angegeben, entsprechen die Leistungseinstellungen 1-7 einem BCD-Code, der wiederum der dezimalen Einstellungsbezeichnung entspricht. Somit wird auf den bei PM und
KB gespeicherten Signalen ein Größenvergleich durchgeführt (Block 126). Wenn das codierte Signal bei KB
kleiner ist als dasjenige bei PM, ist die neue Leistungseinstellung kleiner und IOL sowie IOT werden zurückgesetzt
(Blöcke 128 und 129). Wenn das bei KB gespeicherte Signal nicht kleiner ist als das von PM, bleiben IOL und
IQT unverändert. In jedem Falle wird das neu eingegebene und zunächst bei KB gespeicherte Signal nach PM umgespeichert
(Block 125). Das Programm geht dann in die Leistungssteuerroutine (Fig. 9).
Die Hauptfunktionen der Leistungssteuerroutine sind das Weiterschalten des Hauptzählers bei jedem Steuerintervall
und die Ausführung der "Weichstart" sowie der "Sofort EIN"-Routinen, wenn dies angezeigt ist. Nach
dem Erhöhen des Hauptzählers (Block 150), der als Ringzähler arbeitet und immer wieder von 0-63 zählt, wird
die SSL-Variable abgefragt (Block 152). Wenn die den
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" 45 "
Betrieb im "Weichstart"-Modus anzeigende SSL-Variable
gesetzt ist, wird SST weitergeschaltet (Block 154) und ihr Wert mit einer mit Zeitende bezeichneten Bezugskonstanten
mit dem Zweck verglichen, die Dauer des "Weichstart"-Modus (Block 156) zu begrenzen. Wenn
der Wert der SST-Variablen den Bezugswert übersteigt, werden die SSL- und SST-Variablen zurückgesetzt sowie
die IOL-Variable gesetzt (Blöcke 157 - 159). Bei Block
155 wird der Inhalt von MKB einem Register, das, wie weiter unten beschrieben ist, zur Ausführung des
"Sofort EIN"-Modus verwendet wird, mit dem Inhalt von PM getauscht, um die Aktion von Block 147 der
Leistungsvergleichsroutine (Fig. 10B) auszugleichen, die angesprungen wird, wenn IOL gesetzt ist. Das Programm
verzweigt dann nach Block 141 der Leistungssteuerroutine und führt unabhängig von der bei PM gespeicherten,
aktuellen Leistungseinstellung die Stromimpulswiederholungsrate für den "Weichstart"-Modus aus.
Wenn SSL nicht gesetzt ist, wird IOL abgefragt (Block 160). Wenn diese Variable gesetzt ist und somit der
Betrieb im "Sofort EIN"-Modus angezeigt wird, wird das mit MKB bezeichnete Register mit dem Code für
die höchste Leistungseinstellung geladen, der bei diesem Ausführungsbeispiel der BCD-Code für die Leistungseinstellung 7 ist (Block 161). IOT wird dann um 1 erhöht
und abgefragt, um festzustellen, ob ihr Wert ein vorbestimmtes Maximum überschritten hat (Blöcke 162,
163). Wenn dies nicht der Fall ist, werden die Inhalte
von MKB und PM ausgetauscht (Block 164), was bewirkt,
daß PM das der Leistungseinstellung 7 entsprechende Steuersignal anstelle der tatsächlichen Leistungseinstellung
enthält, womit die zu dem "Sofort EIN"-Modus gehörende Stromimpulswiederholungsrate unabhängig von
der tatsächlichen Leistungseinstellung ausgeführt wird.
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Wenn die IOT-Variable einen maximalen Stand (MAXTIME)
überschreitet, wird durch Rücksetzen von IOL und IOT
der "Sofort ΕΙΝ''τ-Modus beendet (Blöcke 165 und 166).
Um etwa 8 1/2 see zu erreichen, wird MAXTIME auf 1020
gesetzt. In jedem Falle geht das Programm dann in die Leistungsvergleichsroutine.
Diese Routine führt den Vergleich von PM und ZCM durch,
um zu prüfen, ob das Ausgangsflipflop R4 (Fig. 4) zu
setzen ist , was zu einer Triggerung des Triacs 3 in den leitenden Zustand führt,oder ob das Ausgangsflipflop
R4 zurückzusetzen ist, was zu einem Sperren des Triacs 3 bei dem nächsten Null-Durchgang führt,
um auf diese Weise die nötige Stromimpulswiederholungsrate richtig auszuführen. Die oben beschriebene Vergleichsfunktion
ist bei diesem Ausführungsbeispiel wie folgt implementiert: PM wird zunächst auf PM = 7 abgefragt,
was anzeigt, daß die Leistungseinstellung 7 ausgewählt wurde (Block 130). Falls die Bedingung erfüllt
ist, wird die POL-Variable gesetzt (Block 138, Fig. 10B) und es ist kein weiterer Vergleich notwendig,
da der Triac bei jedem Steuerintervall zu triggern ist. Falls die Bedingung nicht erfüllt ist, wird das
erste niedrigstwertige Bit (LSB) von ZCM auf eine logische Null untersucht (Block 140). Falls dieses Bit
nicht logisch Null ist, sind keine weiteren Vergleiche notwendig und POL wird zurückgesetzt (Block 139, Fig.
10B). Wenn dieses Bit jedoch logisch Null ist, wird PM nach einer 6 abgefragt (Block 131), die die Auswahl
der Leistungseinstellung 6 repräsentiert. Wenn PM = 6 ist, wird POL gesetzt. Das erste niedrigstwertige
Bit ist bei jedem zweiten Zählschritt Null; folglich wird Block 140 bei jedem zweiten Zählschritt an-
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3 O O 3 Λ ■" 3
gesprungen. Demzufolge wird, wenn die Leistungseinstellung
6 ausgewählt ist, bei jedem zweiten Zählschritt eine Entscheidung zum Triggern getroffen, die
die gewünschte Stromimpulswiederholungsrate von 1/2 erzeugt. Wenn der Inhalt von PM nicht = 6 ist, werden
die ersten zwei niedrigstwertigen Bits von ZCM auf logisch Null geprüft (Block 141). Da dieser Entscheidungsblock
nur erreicht wird, wenn die erstmniedrigstwertigen Bits in dem Zustand logisch Null vorgefunden
werden, bestimmen die Ergebnisse, ob beide, das erste und das zweite niedrigstwertige Bit logisch Null sind.
Somit zeigt die JA-Bedingung dieses Blocks an, daß beide Bits logisch Null sind, was einmal alle vier
Zählschritte auftritt. Wenn die Bedingung erfüllt ist und entweder die Leistungseinstellung 5 ausgewählt
(Block 132) oder SSL gesetzt ist (Block 127), die den Betrieb im "Weichstart"-Modus anzeigt, wird POL gesetzt
und somit die gewünschte Stromimpulswiederholungsrate von 1/4 erzeugt. Es ist ersichtlich, daß, wenn SSL
gesetzt ist, das Programm von der Leistungssteuerroutine unmittelbar nach Block 141 verzweigt
und die Blöcke 130 und 131 überspringt. Wenn beide Bits logisch Null sind, jedoch weder SSL gesetzt, noch
die Leistungseinstellung 5 ausgewählt ist, werden die ersten drei niedrigstwertigen Bits von ZCM auf logisch
Null abgefragt, woraufhin, wenn eine logische Null gefunden ist, eine Abfrage"nach PM = 4 folgt (Block 133).
Wenn bei dem dritten niedrigstwertigen Bit keine logische Null gefunden wird, wird die Abfrage nach PM = 4
nicht ausgeführt. Dieses Abfragemuster wird solange fortgesetzt, bis zwischen der richtigen Anzahl von
niedrigstwertigen Bits von ZCM in dem Zustand logisch Null und der bei PM vorgefundenen Leistungseinstellung
eine Übereinstimmung gefunden wurde, die zu einer Triggerentscheidung führt, d.h. ein Setzen von POL und dem
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internen Flipflop, oder wenn keine Übereinstimmung gefunden wurde, die Entscheidung getroffen wird,
nicht zu triggern, d,h. POL zurückzusetzen.
Nach Abschluß der Vergleiche und dem Setzen oder Rücksetzen von POL wird IOL geprüft (Block 146). Wenn diese
Variable gesetzt ist, ist es notwendig, die- Inhalte von MKB und PM wieder auszutauschen, um.bei PM den ursprünglichen,
der tatsächlichen Leistungseinstellung entsprechenden Wert wieder herzustellen, der vor dem Austausch
vorlag, da der Austausch dazu verwendet wird, in der Leistungssteuerroutine den "Sofort EIN"-Modus
auszuführen.
Das Programm verzweigt anschließend in die Leistungsausgangsroutine
.
Die Funktionen dieser Routine ist die Synchronisierung der Triactriggerung mit den Null-Durchgängen der Netzspannung.
Beim Einsprung in diese Routine ist das Ausgangsflipflop
R4 (Fig. 4),das mit dem Triacgate in Verbindung steht, zurückgesetzt (Block 170). Das Flipflop
RO ist auf logisch Eins gesetzt (Block 171) und für den ISR-Eingang des Interface 50 (Fig. 4) wird ein
Signal mit logisch Eins erzeugt, um den F-Eingang von dem Null-Durchgangsdetektor 10 für den Eingang K1
des Chip 40 zu multiplexen. Das Steuerprogramm fragt nunmehr den Eingang K1 ab und wartet auf den Empfang
einer logischen Eins, die den Empfang eines Null-Durchgangsimpulses von dem Detektor 10 signalisiert (Blöcke
172 und 173). Beim Empfang des Null-Durchgangsimpulses wird RO nach logisch Null umgeschaltet und ISR zurückgesetzt
(Block 174) sowie POL abgefragt (Block 175).
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BAD
3003/^3
Wenn POL gesetzt ist, wird das Ausgangsflipflop R4
ebenfalls gesetzt (Block 176) und somit wird über den Triactreiber 26 (Fig. 4) dem Triacgate eine Triggerspannung
zugeführt. Wenn POL nicht gesetzt ist, bleibt das Ausgangsflipflop R4 in dem zurückgesetzten Zustand
und der Triac 3 wird nicht in den leitenden Zustand geschaltet. Das Programm springt dann in die Abfragcroutine
zurück und wiederholt den Zyklus.
Aus Kostenüberlegung stellt ein Mikroprozessor das Hauptsteuerelement in der Steuerschaltung eines bevorzugten
Ausführungsbeispieles dar. Jedoch ist die Erfindung nicht auf ein derartiges Ausführungsbeispiel
zu beschränken. Der durch das funktionale Blockdiagramm nach Fig. 3 und die Flußdiagramme nach den Fig.
5 bis 11 veranschaulichte Steuerablauf kann unter der Verwendung einer fest verdrahteten, digitalen logischen
Schaltung ausgeführt werden, wobei Schaltungsbauelemente verwendet werden, die ohne weiteres auf dem Markt verfügbar
sind.
Die Fig. 13 bis 16 und 18 veranschaulichen die logische
Schaltung eines alternativen Ausführungsbeispieles unter der Verwendung einer fest verdrahteten logischen
Schaltung anstelle eines Mikroprozessors. Bauelemente, die funktionell den bereits beschriebenen Bauelementen
entsprechen, behalten dasselbe Bezugszeichen. Die veranschaulichten
logischen Schaltungen weisen untereinander die allgemein in dem Blockdiagramm nach Fig. 3 dargestellten
Schnittstellen auf.
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Wie bei dem vorausgehenden Ausführungsbeispiel ist das Steuerintervall die Zeitspanne zwischen Vorderflanken
aufeinanderfolgender Null-Durchgangsimpulse. Die logische Schaltung wird einmal während jedes Steuerintervalles
abgearbeitet. Die Zeitsteuersignale zum Takten
der Flipflops und Register werden für die Synchronisierung des Schaltungsbetriebes innerhalb des Steuerintervalles
durch übliche Schaltungen erzeugt. Einzelheiten der Zeitsteuerschaltung sind nicht gezeigt, da
diese spezielle Schaltung kein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist und derartige Schaltungen allgemein
bekannt sind.
Bei der im folgenden beschriebenen logischen Schaltung ist die Interface-Schaltung aus Gründen der Klarheit
weggelassen, da eine solche Schaltung wiederum konventione! und bekannt ist.
Bei dem Mikroprozessor-Ausführungsbeispiel ergibt sich die zeitliche Steuerung der logischen Ereignisse von
der Natur her als Konsequenz der seriellen Arbeitsweise des Mikroprozessors. Jeder Befehl wird in einer Sequenz
ausgeführt, wobei nur ein Befehl zu einem Zeitpunkt ausgeführt werden kann. Somit arbeitet der Mikroprozessor,
wenn das Steuerintervall durch die Eingabe eines Null-Durchgangsimpulses in den Chip gestartet ist, schrittweise
die in dem ROM gespeicherten Befehle ab. Die richtige Ausführungsreihenfolge der Befehle löst das
ZeitSteuerproblem.
Bei dem Ausführungsbeispiel mit der fest verdrahteten Digital-Logik werden die Ereignisse innerhalb jedes
Steuerintervalles durch die Verwendung einer Zeitsteuer-
Q30Q33/05S4 . " 51
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3 O O 3 4 ~ 3
schaltung kontrolliert, die 6 Zeitsteuersignale von der Art abgibt, wie sie in dem Zeitsteuerdiagrairan
nach Fig, 7 gezeigt sind» Eine übliche Schaltung mit einem Zähler und einem Oszillator kann die Zeitsteuersignale
gemäß dem Zeitsteuerdiagramm nach Fig. 17 in bekannter Weise erzeugen. Da Einzelheiten einer derartigen
Schaltung nicht Bestandteil der Erfindung sind, ist die Zeitsteuerschaltung nur bezüglich ihrer Ausgangssignale
beschrieben.
Die Kurve ZCP nach Fig. 17 veranschaulicht das Ausgangssignal des Null-Durchgangsdetektors 10. Die Stromimpuls-Wiederholungsrate
dieses Null-Durchgangsimpulses beträgt 120 Impulse pro Sekunde. Die Signale TS1-TS6 werden
zur Synchronisierung des Schaltungsbetriebes innerhalb jedes Steuerintervalles verwendet. TS1 ist ein
fallender, d.h. nach minus gehender Impuls, der dem ISR-Eingang des kapazitiven Interface 50 (Fig. 13)
zugeführt wird. Der fallenderoder negative Impuls muß eine genügende zeitliche Dauer aufweisen, um lange
genug auf einem niedrigen Potential zu verweilen, damit das Tastenfeld durch TS2 abgefragt werden kann, das
dem Tastenfeldeingang (Fig. 13) zugeführt wird, und damit
die-Ergebnisse dieser Abfrage in das Speicherregister
18(1) des Speichers 18 eingelesen werden können, der
durch das TS3-Signal freigegeben ist, das in seinen Freigabeeingang (Fig. 14) eingespeist wird. Das bedeutet,
TS1 muß sich mit TS2 und TS3 überlappen. TS4 dient als Freigabesignal für das Register 18(2) des Speichers
Dieses Signal wird über ein UND-Gatter 30(2) der Testeinrichtung 30 (Fig.. 13) an den Freigabeeingang des
Registers 18(2) gelegt und über das Gatter geschaltet. Zum Aktualisieren der Ausgangssignale des "Weichstart"-Flipflops
32 und des "Sofort EIN"-Flipflops 36 (Fig. 18A)
in Abhängigkeit von den neuen Abfrageergebnissen wird
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3 O O 3 4 B
das Zeitsteuersignal TS5 den Takteingängen dieser Flipflops zugeführt. Die Vergleichseinrichtung 16
aktualisiert dann ihr Ausgangssignal entsprechend der aktualisierten Flipflopinformation. Das Zeitsteuersignal
TS6 liefert einen impuls an den Takteingang des Stromeinschaltflipflops 24 (POL, Fig.
18B), damit das Ausgangssignal dieses Flipflops freigegeben wird und es das aktualisierte Ausgangssignal
der Vergleichseinrichtung 30 wiedergibt. Sobald POL 24 getaktet ist, wartet die Schaltung auf
den nächsten Null-Durchgangsimpuls, der das nächste Steuerintervall startet. Das Ausgangssignal von POL
24 wird durch den Null-Durchgangsimpuls (Fig. 3) für den Gateanschluß 3(3) des Triacs 3 zeitlich gesteuert.
Steuersignalgenerator
Fig. 13 veranschaulicht die für die Implementierung der Funktionen des Steuersignalgenerators nach Fig.
verwendete Schaltung. Es wird wieder darauf hingewiesen, daß die Funktion des Steuersignalgenerators 20
darin besteht, ein 4-Bit-Digital-Signal zu erzeugen,
das der Leistungseinstellung entspricht, die durch die Betätigung einer Taste des Tastenfeldes 5 durch
den Benutzer ausgewählt ist. Dies wird bei der Schaltung nach Fig. 3 durch die Verwendung derselben Grundschaltelemente
erreicht, wie sie oben zusammen mit dem Mikroprozessorausführungsbeispiel beschrieben sind,
nämlich einem kapazitiven Berührungstastenfeld 5, einem Widerstandsnetzwerk 48 sowie einem kapazitiven
Interface 50. Der Unterschied besteht im wesentlichen nur darin, daß das Interface 50 zwar die Codierungs- und
Priorisierungsfunktionen wie oben beschrieben ausführt,
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03Q033/08S4
jedoch nicht, wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel, den Null-Durchgangsimpuls mit den Steuersignaldaten
multiplext. Die (nicht gezeigte) Zeitsteuerschaltung
dient dazuf für das Tastenfeld 5 ein Zeitsteuersignal TS2 und ein geeignetes Steuersignal TS 1 (Fig. 17) für
den ISR-Eingang zu erzeugen, damit das Tastenfeld 5 einmal in jedem Steuerintervall abgefragt werden kann.
Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel zeigt die Tabelle I die Beziehung zwischen der Leistungseinstellung
und dem codierten, von dem kapazitiven Interface 50 abgegebenen Digital-Signal.
Speicher
Fig. 14 zeigt die logische Schaltung zur Implementierung
des Speichers 18 und der Testeinrichtung 30 nach Fig. 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält der
Speicher 18 eine mit KB bezeichnete temoräre Speicherzelle
18(1) und eine mit PM bezeichnete permanente
Speicherzelle 18(2)„ Es ist ersichtlich, daß KB bei jedem Steuerintervall aktualisiert wird, um die Ergebnisse
jeder Tastenfeldabfrage zu speichern. PM wird jedoch nur aktualisiert, wenn eine betätigte
Taste erkannt ist. Jede dieser Speicherzellen enthält im wesentlichen ein 4-Bit- Parallel-Ein/Parallel-Aus-Speicherregister,
das unter der Bezeichnung SN74194 als integrierte Schaltung erhältlich ist.
Das Register 1 8 (1) empfängt und speichert das Steuersignal
von dem Steuersignalgenerator 20. Das Steuersignal wird durch das Zeitsteuersignal TS3 nach dem
Zeitsteuerdiagramm von Fig. 17 in das Register 18(1)
eingelesen. Das Ausgangssignal des Registers 18(1) wird durch die.Testeinrichtung in der unten beschriebenen
Weise überprüft. Wenn entsprechende Bedingungen
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033/06 5 4 .
BAD ORIGINAL
erfüllt sind, gibt ein Ausgangsignal der Testeinrichtung 30 das Register 18(2) dadurch frei, daß es einen
Impuls zu dem Freigabeeingang (E) des Registers 18(2) sendet, so daß das Umspeichern des codierten Steuersignales
von dem Register 18(1) in das Register (2) freigegeben wird. Hierdurch bleibt der Inhalt des
Registers 18(1) unverändert.
Die Testeinrichtung 30 ermöglicht es, daß das neue, temporär in dem Register 18(1) gespeicherte Signal nur
dann in das Register 18(2) umgespeichert werden kann, wenn (1) das neue gespeicherte Signal eine AUS-Einstellung
ist; oder (2) das neue Signal eine EIN-Einstellung ist und das alte in dem Register 18(2) gespeicherte
Signal eine AUS-Einstellung; oder (3) das neue Signal
eine der Leistungseinstellungen 1-7,während das alte
Signal keine AUS-Einstellung ist. Zusätzlich setzt die Testeinrichtung 30 SSL 32 und IOL 36 zurück, wenn in
dem Register 18(2) eine AUS-Eingabe gespeichert ist. Aufgrund der Bedingung (1) wird eine AUS-Einstellung
immer in das Register 18(2) übertragen; die Bedingung (2) stellt sicher, daß eine EIN-Einstellung vor einer
der Leistungseinstellungen 1-7 ausgewählt werden muß, wenn, ausgehend von einer AUS-Einstellung, umgeschaltet
wird und die Bedingung U) stellt ferner sicher, daß eine EIN-Einstellung ignoriert wird, wenn das alte
Signal eine der Leistungseinstellungen von 1-7 ist; schließlich gestattet die Bedingung (3) den Wechsel
von einer auf eine andere Leistungseinstellung 1-7. Es ist ersichtlich, daß eine leere Eingabe, die einer
Bedingung entspricht, in der keine Taste betätigt ist, von der Natur her dadurch ausgeschlossen ist, daß die
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3 O O 3 Λr 3
Freigabe, des Register 18(2) nur, wie beschrieben, unter
den Bedingungen (1), (2) oder (3) gestattet ist.
Die Testeinrichtung 30 dieses Ausführungsbeispieles ist anhand des Logikdiagrairanes nach Fig. 14 beschrieben.
Der Ausgang eines UND-Gatters 30(1) liegt an dem Freigabeeingang des Registers 18(2). Wenn das Ausgangs-.signal
des UND-Gatters 30(1) logisch Eins ist, wird das in dem Register 18(1) enthaltene Signal in das Register
18(2) übernommen. Das UND-Gatter 30(1) dient der Synchronisierung der Freigabe des Registers 18(2) mit
dem Zeitsteuersignal TS4 (Fig. 17), indem dieses Signal mit dem Ausgangssignal·· eines ODER-Gatters 30(2) logisch
UND-verknüpft wird, wobei das Ausgangssignal des ODER-Gatters 30(1) in dem Zustand logisch Eins ist, wenn
eine der Bedingungen (1), (2) oder (3) erfüllt ist. Das Vorliegen eines AUS-Signales (1000) in dem Register 18(1)
wird durch ein UND-Gatter 30(3) erkannt, dessen Eingangs-Signale die vier Ausgangssignale des Registers 18(1)
sind. Die Eingänge des Gatters 30(3), die den drei letzten niedrigwertigsten Bits des Signales aus dem
Register 18(1) entsprechen, sind invertiert. Somit ist das Ausgangssignal des UND-Gatters 30(3) logisch Eins,
wenn ein AUS-Signal, das durch das Signal (1000) wiedergegeben ist, in dem Register 18(1) gespeichert ist. Das
Ausgangssignal des Gatters 30(3) liegt über Gatter 30(2) und 30(1) an dem Freigabeeingang des Registers 18(2).
Das Vorhandensein eines EIN-Signales in dem Register 18(1)
wird durch ein UND-Gatter 30(4) erkannt, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Registers 18(1) verbunden sind. Diejenigen
Eingangsanschlüsse des Gatters 30(4), die dem zweiten und dem dritten niedrigstwertigen Bit des
Signales aus dem Register 18(1) entspricht, sind invertiert. Folglich ist das Ausgangssignal des Gatters 30(4)
logisch Eins, wenn ein EIN-Signal (1001) in dem Register 18(1
030033/06S4 _, " 56 "
BAD ORIGINAL
gespeichert ist. Das Ausgangssignal des Gatters 30(4) liegt über Gatter 30(6), 30(2) und 30(1) an dem Freigabeeingang
des Registers 18(2). Ein AUS-Signal in dem Register 18(2) wird durch ein UND-Gatter 30(5)
festgestellt, dessen Eingänge an den vier Ausgängen des Registers 18(2) liegen. Hierbei sind diejenigen
Eingänge des Gatters 30(5) invertiert, die den drei niedrigstwertigen Bits des Registers 18(2) entsprechen.
Somit ist das Ausgangssignal des Gatters 30(5) logisch Eins, wenn ein Ausgangssignal (1000) in dem Register
18(2) gespeichert ist. Das UND-Gatter 30(6) verknüpft das Ausgangssignal des Gatters 30(4) mit dem Ausgangssignal
des Gatters 30(5). Somit ist das Ausgangssignal des Gatters 30(6) gleich logisch Eins, wenn das neue
Signal in dem Register 18(1) ein EIN-Signal und das
in dem Register 18(2) gespeicherte, alte Signal ein AUS-Signal ist. Das Ausgangssignal des Gatters 30(6)
liegt über die Gatter 30(2) und 30(1) an dem Freigabeeingang des Registers 18(2).
Das Vorhandensein eines Signales in.dem Register 18(1),
das einer der Leistungseinstellungen 1-7 entspricht, wird durch Gatter 30(7) und 30(8) erkannt. Ein ODER-Gatter
30(7) liegt mit seinen Eingängen an den den drei niedrigstwertigen Bits entsprechenden Ausgängen
desJRegisters 18(1). Hieraus folgt, daß das Ausgangssignal des Gatters 30(7) für jedes Signal in dem
Register 18(1), das keine binäre Null darstellt, logisch Eins ist. Das UND-Gatter 30(8) verknüpft das Ausgangssignal
des ODER-Gatters 30(7) mit einem invertierten, dem höchstwertigen Bit des Registers 18(1) entsprechenden
Eingangssignal. Wie inJTabelle I gezeigt, ist das höchstwertige Bit für die Einstellungen EIN· und AUS
gleich logisch Eins und für die Leistungseinstellungen 1-7
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030033/0654
3 O G 3 4 F 3
logisch Null. Demzufolge ist das Ausgangssignal des
Gatters 30(8) logisch Eins, wenn das Signal in dem Register 18(1) eine der Leistungseinstellungen zwischen
1 und 7 entspricht, während es sonst logisch Null ist. Das UND-Gatter 30(9) verknüpft das Ausgangssignal des
Gatters 30(8) mit dem invertierten Ausgangssignal des Gatters 30(5). Als Folge hiervon ist das Ausgangssignal
des Gatters 30(9) gleich logisch Eins, wenn das Ausgangssignal des Gatters 30(8) logisch Eins
und das Ausgangssignal des Gatters 30(5) logisch Null ist, womit angezeigt ist, daß das in dem Register 18(1)
enthaltene Signal einer der Leistungseinstellungen 1-7 entspricht und das in dem Register 18 (2) gespeicherte
Signal keine AUS-Einstellung·wiedergibt. Das Ausgangssignal
des Gatters 30(9) liegt über die Gatter 30(2) und 30(1) an dem Freigabeeingang des Registers 18(2).
Die Testeinrichtung 30 setzt SSL 32 (Fig. 18A)zurück, wenn
(a) das Register 18(1) ein einer Leistungseinstellung 1-7 entsprechendes Signal enthält und (b) in dem
Register 18(2) ein EIN-Signal gespeichert ist. Die Bedingung (a) wird durch eine logische Eir.s an dem
Ausgang des UND-Gatters 30(8) erkannt, wie dies oben beschrieben ist.
Die Bedingung (b) wird durch ein UND-Gatter 30(10) festgestellt, dessen Eingänge an den Ausgängen des
Registers 18(2) liegen, wobei die dem zweiten und dem dritten niedrigstwertigen Bit entsprechenden Eingangsleistungen
invertiert sind, so daß das Ausgangssignal des Gatters 30(10) nur dann logisch Eins ist,
wenn das in dem Register 18(2) gespeicherte Signal ein EIN-Signal (1001) ist. Die Ausgangssignale der
Gatter 30(8) und 30(10) sind durch ein UND-Gatter 30(11)
miteinander logisch UND-verknüpft. Der mit 30 (a) be-
. - 58 -
• . 030033/06S4
zeichnete Ausgang des UND-Gatters 30(11) ist mit
dem Setzeingang von SSL 32 (Fig. 18A) verbunden.
Somit wird SSL 32 zum Setzen eine logischen Eins zugeführt, wenn die obigen Bedingungen (a) und (b)
erfüllt sind.
Wenn das in dem Register 18(1) gespeicherte Signal einer kleineren Leistungseinstellung entspricht als
das durch das im Register 18(2) wiedergegebene Signal, setzt die Testeinrichtung 30 IOL 36 (Fig. 18A) zurück.
Dies wird durch einen Komparator 30(12) erreicht, der einen Größenvergleich der Inhalte der beiden Register
18(1) und 18(2) durchführt.
Bei der Schaltung nach Fig. 14 wird diese Funktion durch den Komparator 30 (1 2) ,· UND-Gatter 30(5), 30(8) sowie
Gatter 30(13) - 30(15) erbracht. Der Komparator 30(12), der ein gebräuchlicher 4-Bit-Komparator mit der Typenbezeichnung
SN 7485 ist, führt ständig einen Inhaltsvergleich der Register 18(1) und 18(2) aus. Wenn der
Wert des Inhalts des Registers 18(1) kleiner als der Wert des Inhalts des Registers 18(2) ist, was immer
dann geschieht, wenn die neu eingegebene Leistungseinstellung kleiner als die vorher eingegebene Leistungseinstellung ist, ist das Ausgangssignal· des Komparators
30(12) logisch Eins. Dieses Ausgangssignal liegt an dem UND-Gatter 30(15), das dieses Ausgangssignal mit den
Ausgangssignalen der UND-Gatter 30(8) und 30(14) miteinander UND-verknüpft. Wie gerade beschrieben, ist das Ausgangssignal
des UND-Gatters 30(8) logisch Eins, wenn der Inhalt des Registers 18(1) einer der Leistungseinstellungen 1-7 entspricht. Das Ausgangssignal des
UND-Gatters 30(14), das das invertierte höchstwertige Bit des Registers 18(2) mit dem Ausgangssignal des ODER-Gatters
30(13) verknüpft, ist entsprechend logisch Eins,
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030033/G6S4
wenn das Register 18(2) ein Signal enthält, das einer der Leistungseinstellungen 1-7 entspricht, wobei durch
das ODER-Gatter 30(13) die drei niedrigstwertigen Bits des Registers 18(2) zusammengeodert werden. Folglich
schaltet das Gatter 30(15) die Ergebnisse des Vergleiches über das ODER-Gatter 30(16) für den Rücksetzeingang
von IOL 36 (Fig. 3) durch,immer wenn die Register 18(1)
und 18(2) einen einer Leistungseinstellung 1-7 entsprechenden Code enthalten. Wenn die obige Bedingung
erfüllt ist und die in dem Register 18(1) enthaltene Leistungseinstellung 1-7 kleiner ist als die des Registers
18(2), ist das Ausgangssignal des Gatters 30(15) und folglich das mit 30 (c) bezeichnete Ausgangssignal des
Gatters 30(16) logisch Eins, was zu einem Rücksetzen von IOL 36 führt.
Das Ausgangssignal des Gatters 30(5) liegt außerdem über das ODER-Gatter 30(16) an dem Rücksetzeingang von IOL
36. Demzufolge wird IOL 36 in ähnlicher Weise zurückgesetzt, wenn in dem Register 18(2) eine AUS-Einstellung
(1000) gespeichert" ist.
Schließlich wird das mit 30 (b) bezeichnete Ausgangssignal· des Gatters 30(5) unmittelbar in den Rücksetzeingang
von SSL 32 eingespeist. Hieraus folgt, daß SSL 32 zurückgesetzt wird, wenn in dem Register 30(2)
ein AUS-Signal gespeichert ist.
Der Hauptzähler 14 nach Fig„ 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als 8-Bit-Ringzähler ausgeführt, der die von dem
Null-Durchgangsdetektor 10 (Fig. 3) erzeugten Null-Durchgangsimpulse zählt. Der 8-Bit-Hauptzähler 14 wird durch
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0.30033/0654
BAD ORIGINAL
Hintereinanderschalten zweier 4-Bit-Binärzähler gebildet,
wie dies in Fig. 15 dargestellt ist. Die Ausgänge (A-D) des Zählers 14(1) ergeben das erste bis
vierte niedrigstwertige Bit des Hauptzählers 14, während die Ausgänge (E-F) des Zählers 14(2) das fünfte
und sechste niedrigstwertige Bit erzeugen. Das Ausgangssignal des Null-Durchgangsdetektors 10 wird in
den Takteingang des Zählers 14(1) eingeschleift. Die unten beschriebene Vergleichseinrichtung 16
empfängt die den ersten sechs niedrigstwertigen Bits des Zählerstandes entsprechenden Ausgangssignale 14A-14F.
Die Zähler 14(1) und 14(2) sind unter der Typenbezeichnung SN 74 93 erhältliche integrierte Schaltungen.
Wie inFig. 16 veranschaulicht, enthält die Vergleichseinrichtung 16 bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen
ein Netzwerk logischer Gatter 16(4) (a) - 16 (4) (f), die als Zählgatter bezeichnet sind und irJAbhängigkeit
von den ersten sechs niedrigstwertigen Bits des Ausgangssignales des Hauptzählers 14 arbeiten; ein üblicher
BCD-Dezimaldecoder 16(1) mit vier Eingangs- und zehn Ausgangsleitungen arbeitet abhängig von dem Ausgangssignal
des Registers 18(2) des Speichers 18; und schließlich ist ein Netzwerk aus als Vergleichsgatter
bezeichneten logischen Gattern 16(2) (a) - 16(2) (f) vorgesehen, die in Abhängigkeit der Ausgangssignale
der Zählgatter und des Decoders arbeiten. Die. Ausgangssignale der Vergleichsgatter 16(2)(a)-16(2)(f) werden
über logische Gatter 16 (5)-16 (7) in POL 24 (Fig. 3)
eingespeist. Logische Gatter 16(8) und 16(9) koppeln die Ausgangssignale von SSL 34 und IOL 36 (Fig. 3) in
noch zu beschreibender Weise in die Vergleichseinrichtung ein.
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030033/0654
Vor der ausführlichen Beschreibung der Schaltung nach Fig. 16 ist es zweckmäßig, die Funktion der Vergleichseinrichtung des Steuersystems nach Fig, 3 und die Art
und Weise, in der die Funktion erbracht wird, nochmals kurz zu erläutern. Die Funktion der Vergleichseinrichtung
16 nach Fig. 3 besteht in der Feststellung, ob während des laufenden Steuerintervalles der Triac 3
(Fig. 1, 3) in dem nächsten Steuerintervall in den leitenden Zustand umgeschaltet werden soll oder nicht.
Aus Fig. 3 kann entnommen werden, daß das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 16 über POL 24,das
UND-Gatter 28 und den Triactreiber 26 an dem Gateanschluß des Triacs 3 liegt» Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung
16 gleich·logisch Eins ist, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel POL 24 gesetzt
(das Ausgangssignal von POL 24 ist gleich logisch Eins, wenn das Flipflop gesetzt ist). Beim Auftreten des
nächsten Null-Durchganges der Netzspannung wird von dem Null-Durchgangsdetektor ein Null-Durchgangsimpuls
erzeugt, der mit Hilfe des UND-Gatters 28 mit dem Ausgangssignal von POL 24 verknüpft wird und bewirkt, daß
das Ausgangssignal des UND-Gatters 28 gleich logisch Eins wird. Wenn dieses Ausgangssignal des UND-Gatters
28,das logisch Eins ist, über den Triactreiber 26 verstärkt und dem Gateanschluß des Triacs 3 zugeführt
wird, wird dieser in den leitenden Zustand geschaltet. Wenn hingegen das Äusgangssignal der Vergleichseinrichtung
16 logisch Null ist, wird POL 24 zurückgesetzt (das Ausgangssignal ist dann logisch Null), womit das
Ausgangssignal des UND-Gatters 28 ebenfalls logisch Null ist. Folglich wird dem Gateanschluß des Triacs
■kein Triggersignal zugeführt und dieser wird beim Auftreten des nächsten Null-Durchgangs der Netzspannung in
den nichtleitenden Zustand überführt. Hieraus ergibt sich, daß die Rate, mit der das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung
16 nach logisch Eins umschaltet, die
§30033/0654
- 62 -
- 62 Stromimpulswiederholungsrate bestimmt.
. Bei diesem Ausführungsbeispiel, ebenso wie bei dem vorhergehenden,
ermöglicht es die Vergleichseinrichtung 16, daß eine Stromimpulswiederholungsrate von 1/2 durch
Triggerung des Triacs 3 ausgeführt wird, wenn die ersten η-niedrigstwertigen Bits des Haupttaktes 14 alle gleich
logisch Null sind. Beispielsweise erfordert die Leistungseinstellung 4 eine Stromimpulswiederholungsrate von 1/8
oder 1/2n mit η = 3. Die gewünschte Stromimpulswiederholungsrate
von 1/8 wird dadurch erreicht, daß der Triac 3 immer dann getriggert wird, wenn die ersten drei niedrigs
wertigen Bits des Haupttaktes 14 logisch Null sind, was einmal alle acht Zählschritte auftritt..
Bei der Schaltung nach Fig. 16 stellt der Decoder 16.(1)
die auszuführende Leistungseinstellung fest; die Zählgatter 16(4) (a)- 16(4) (f) geben an, wieviele der niedrigstwertigen
Bits bei jedem Zählerstand des Hauptzählers 14 null sind; und schließlich bestimmen die Vergleichsgatter
16(2) (a)-16 (2)(f) , ob die Verknüpfung der Leistungseinstellung und der niedrigstwertigen Bits des betreffenden
Zählerstandes ein Umschalten des Triacs 3 (Fiq.3) in den leitenden Zustand erfordern.
Durch die Decodierung des Ausgangssignales des Registers 18(2) von Speicher 18 (Fig. 13) identifiziert der Decoder
16(1) die Leistungseinstellung. Wie bereits gesagt,
speichert das Register 18(2) ein der auszuführenden Leistungseinstellung entsprechendes BCD-Signal. Bei dem
Decoder 16(1) ist jeweils eine Ausgangsleitung eindeutig einer der Leistungseinstellungen 1-7 zugeordnet. Die
Ausgangsleitungen 1-7 entsprechen den Leistungseinstellungen 1-7.(bei diesem Ausführungsbeispiel werden die
Leitungen O, 8 und 9 nicht verwendet). Die Leistungseinstellung 1-7, die durch das codierte Eingangssignal
030033/0654
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des Decoders 16(1) dargestellt ist, wird durch eine logische Null auf der zugehörigen Decoderausgangsleitung
1-7 gekennzeichnet. Alle übrigen Ausgangsleitungen 1-7 sind logisch Eins. Wenn das codierte Eingangssignal
beispielsweise der Leistungseinstellung 3 entspricht, ist das Ausgangssignal des Decoders 16(1)
an seinem Anschluß 3 gleich logisch Null, während die Ausgangssignale an den übrigen Anschlüssen alle logisch
Null sind. Somit identifiziert derjenige Ausgangsanschluß des Decoders 16(1), dessen Zustand logisch Null
ist, die in dem Register 18(2) jeweils gespeicherte Leistungseinstellung 1-7. Der Decoder 16(1) ist ein
üblicher BCD-Dezimaldecoder mit vier Ein- und zehn Ausgängen,der unter der Typenbezeichnung SN 7442 ohne
weiteres erhältlich ist.
Der Inhalt des Hauptzählers 14 wird in der folgenden Weise durch die Zählgatter 1 4 (4) (a)-14 (4) (f) verarbeitet.
Das Eingangssignal auf den Leitungen 14(a)-14(f),
die von dem Hauptzähler 14 kommen,' führen die ersten
sechs niedrigstwertigen Bits des Zählerstandes. Das Gatter 16(4) (a) ist ein Inverter, dessen Ausgangssignal
logisch Eins ist, wenn das niedrigstwertige Bit logisch Null ist. Das Ausgangssignal des Inverters 16(4) (a)
wird mit Hilfe des UND-Gatters 16(4)(b) mit dem invertierten Eingangssignal von der Leitung 14(b) derart
verknüpft, daß das Ausgangssignal des UND-Gatters 16(4) (b) nur dann logisch Eins ist, wenn die ersten zwei niedrigstwertigen
Bits logisch Null sind. In ähnlicher Weise ist das Ausgangssignal des UND-Gatters 16(4)(b) mit dem invertierten
Eingangssignal auf der Leitung 14(c) mit Hilfe des UND-Gatters 16(4) (c) verknüpft und bewirkt, daß das
Ausgangssignal des UND-Gatters 16(4)(c) nur dann logisch Eins ist, wenn die ersten drei niedrigstwertigen Bits
logisch Null sind. Dieses Muster wiederholt sich für die Gatter 16(4) (d)-16(4) (f) .
- 64 -
Q30033/06B4
Die Vergleichsgatter 16(2)(a)-16(2)(f) werden dazu verwendet, die einzelnen Ausgangssignale der Zählgatter
16(4) (a)-16(4) (f) mit den invertierten Ausgangssignalen
6-1 des Decoders 16(1) zu verknüpfen, d.h. das UND-Gatter 16(2) (a) verknüpft das Ausgangssignal
des Gatters 16(4)(a) mit dem invertierten Ausgangssignal von Anschluß 6 des Decoders 16(1);
das UND-Gatter 16(2)(b) verknüpft das Ausgangssignal des Gatters 16(4)(b) mit dem invertierten Ausgangssignal
von Anschluß 5 des Decoders 16(1) usw. Jedes der UND-Gatter 16 (2) (a)-16 (2) (f) kann als eindeutig
derjenigen speziellen Leistungseinstellung 1-7 zugeordnet betrachtet werden, die durch das Ausgangssignal
von dem Decoder 16(1) repräsentiert ist. Höchstens einesder Ausgangssignale der UND-Gatter 16 (2) (a)-16(2) (f)
kann während eines Steuerintervalles logisch Eins sein, wobei das Ausgangssignal dieser Gatter 16(2) (a)-16(2) (f)
nur dann logisch Eins ist, wenn das zu dieser Leistungseinstellung gehörige Muster der niedrigstwertigen Bits
auftritt, dem das jeweilige, vergleichende UND-Gatter 16 (2) (a)-16 (2) (f) zugeordnet ist. Wenn beispielsweise
die Leistungseinstellung 3 ausgeführt werden soll, ist das Ausgangssignal an Anschluß 3 des Decoders 16(1)
logisch Null, während die Ausgangssignale an seinen übrigen Ausgängen logisch Eins sind. Folglich ist das
Ausgangssignal des Decoders 16(1) hinter dem invertierten
Eingang des Gatters 16(2) (d) logisch Eins, während die invertierten Eingangssignale der übrigen, den Vergleich
durchführenden UND-Gatter 16(2) (a)-16(2) (c) logisch Null sind. Daraus ergibt sich, daß die Ausgangssignale
aller anderen Vergleichsgatter 16 (2) (a)-16 (2) (c)
als dem Vergleichsgatter 16(2) (d), unabhängig von dem Zählerstand/ logisch Null bleiben. Das Ausgangssignal·
des Gatters 16(2) (d) wird jedoch nur dann logisch Eins, wenn die ersten vier niedrigstwertigen Bits des Hauptzählers
14 logisch Null sind, wobei dies durch eine
030033/0654
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logische Eins an dem Ausgang des Gatters 16(4) (d) angezeigt wird. Als Folge hiervon ist bei der Leistungseinstellung 3 das Ausgangssignal des Gatters 16(2) (d)
einmal alle 16 Zählerschritte logisch Eins.
Das ODER-Gatter 16(5) odert die Ausgangssignale der Gatter 16(2) (a)-16(2) (f) zusammen und dementsprechend
ist sein Ausgangssignal immer logisch Eins, wenn das Ausgangssignal eines der Gatter 16(2) (a)-16(2) (f)
logisch Eins ist. Es ist an dieser Stelle ersichtlich, daß insoweit die Beschreibung dieser Schaltung auf die
Ausführung der Leistungseinstellungen 1-6 beschränkt ist. Zu der Leistungseinstellung 7 gehört eine Stromimpulswiederholungsrate
von -1/1. Demgemäß muß das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 16 beim Arbeiten
im stationären Zustand bei der Leistungseinstellung 7 bei jedem Zählschritt logisch Eins sein. Dies wird
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den Anschluß des Ausganges 7 des Decoders 16(1) an das ODER-Gatter
16(5) über das ODER-Gatter 16(9) erreicht. Das
Ausgangssignal des ODER-Gatters 16(9) wird immer, wenn
eine logische Null an seinem invertierten "ingang erscheint, logisch Eins. Folglich wird das Ausgangssignal
des ODER-Gatters 16(5) immer dann logisch Eins, wenn die Leistungseinstellung 7 auszuführen ist.
Im folgenden ist die Implementierung des "Weichstart"-
und des "Sofort EIN"-Modus in die Vergleichseinrichtung 16 beschrieben» Wie bereits ausgeführt ist, soll in dem
"Weichstart"-Modus, wenn SSL 32 gesetzt ist, eine vorbestimmte
Stromimpulswiederholungsrate unabhängig von der ausgewählten Leisturigseinstellung ausgeführt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel, ebenso wie bei dem Mikroprozessor gesteuerten Ausführungsbeispiel, wird
die der Leistungseinstellung 5 entsprechende Stromimpulswiederholungsrate von 1/4 ausgeführt, wenn der "Weichstart"-Modus
abläuft.
930033/0654 - 66 -
Das mit 32(a) bezeichnete Eingangssignal für die Vergleichseinrichtung 16, das von SSL 32 herkommt
(Fig. 18A), ist logisch Eins, wenn dieses Flipflop gesetzt ist und logisch Null, wenn das Flipflop zurückgesetzt
ist. Folglich ist das Ausgangssignal des ODER-Gatters
16(8), das das invertierte Ausgangssignal von SSL 32 mit dem Ausgangssignal am Anschluß 5 des Decoders
16(1) zusammenodert, logisch Null, wenn entweder
SSL 32 gesetzt oder wenn die Leistungseinstellung 5 ausgewählt ist. Demgemäß ist das Ausgangssignal des
zu der Leistungseinstellung 5 gehörigen Gatters 16(2) (b) logisch Eins, wenn die ersten zwei niedrigstwertigen
Bits Null sind und entweder SSL 32 gesetzt oder die Leistungseinstellung 5 auszuführen ist.
Um im "Weichstart"-Modus die tatsächliche Leistungseinstellung 1-7 zu unterdrücken, verknüpft das UND-Gatter
.16.(6) das Ausgangssignal des Gatters 16(5) mit dem invertierten Ausgangssignal von SSL 32. Hieraus
ergibt sich, daß, wenn SSL 32 gesetzt ist, das Ausgangssignal des Gatters 16(6) unabhängig von dem Ausgangssignal
des Gatters 16(5) logisch Null ist. Die Folge davon ist, daß für die Ankopplung des Ausgangssignales
des Gatters 16(2) (b) an den Ausgang der Vergleichseinrichtung 16 über das ODER-Gatter 16(7) ein alternativer
Signalweg erzeugt ist.
Wie bereits gesagt, wird beim Betrieb im "Sofort EIN"-Modus eine der Leistungseinstellung 7 entsprechende
Stromimpulswiederholungsrate von 1/1 unabhängig von der tatsächlich ausgewählten Leistungseinstellung ausgeführt.
Dies wird bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel wie folgt erreicht. Das mit 36 (a) bezeichnete Ausgangssignal
von IOL 36 ist logisch Eins, wenn dieses Flipflop gesetzt ist und logisch Null, wenn es zurückgesetzt
ist. Das Ausgangssignal von IOL 36 wird mit dem
030033/0654 " 67 "
invertierten Ausgangssignal von Leitung 7 des Decoders
16(1) zusammengeodert, wobei dieser Ausgang des Decoders
16(1) der Leistungseinstellung 7 entspricht. Folglich ist das Ausgangssignal des Gatters 16(9) und
dementsprechend das Ausgangssignal des Gatters 16(5) logisch Eins, wenn entweder IOL 36 gesetzt ist oder
die Leistungseinstellung 7 ausgeführt werden soll.
Wie bereits beschrieben, werden zur Initialisierung, zeitlichen Bestimmung und Beendigung des "Weichstart"-
und des "Sofort EIN"-Modus Flipflops und Timer verwendet. Zusätzlich wird POL 24 verwendet, um das Ausgangssignal
der Vergleichseinrichtung 16 zu speichern und dieses Ausgangssignal an den Gateanschluß des Triacs
3 (Fig. 3) anzulegen.
Fig. 18A zeigt denjenigen Teil der Steuerschaltung, der
bei diesem Ausführungsbeispiel SSL 32,SST 34, IOL 36 und 1OT 38 enthält. SSL 32 und IOL 36 sind gebräuchliche
J-K-Flipflops, die unter der Bezeichnung SN 7470 als
integrierte Schaltungen erhältlich sind.
Wie in den Fig= 14, 16 und 18A gezeigt, liegt der J-Eingang
von SSL 32 an dem Ausgang 30 (a) des Gatters 30(8) der Testeinrichtung 30. Der Q-Ausgang von SSL 32 liegt
über die Leitung 32 (a) an einem Eingang des Gatters 16(8) der Vergieichseinrichtung 16. Ferner liegt der Q-Ausgang
an SST 34.
Wenn beim Betrieb die Testeinrichtung 30 feststellt, daß die Ausführung des "Weichstart"-Modus erforderlich
ist, erscheint an dem Ausgang des Gatters 30(8) der Testeinrichtung 30 (Fig. 13) eine logische Eins. Der
3ÖÖ33/0654
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Q-Ausgang von SSL 32 schaltet in der Folge dann auf eine logische Eins um, wenn SSL 32 durch das Zeitsteuersignal
TS5 (Fig. 17) getaktet wird, wobei das Ausgangssignal solange logisch Eins bleibt, bis über
den K-Eingang von SSL 32 eine logische Eins durchgetaktet wird. Beim Zurücksetzen schaltet der Ausgang
von SSL 32 auf logisch Null um und bleibt logisch Null, bis der "Weichstart"-Modus nachfolgend wieder
benötigt wird.
SST 34 steuert die Dauer des Betriebes im "Weichstart"-Modus,
indem er eine vorbestimmte Anzahl von Null-Durchgangs impulsen zählt, wenn er durch den gesetzten
Zustand von SSL 32 freigegeben ist, und sowohl sich als auch SSL 32 anschließend zurücksetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel
ist eine Zeitspanne von etwa 1 see erforderlich. Diese Zeitspanne wird durch Hintereinanderschaltung
zweier 4-Bit-Zähler 34(1) und 34(2) erreicht, die als.8-Bit-Zähler arbeiten, wobei ein Ausgang 34(3),
der dem höchstwertigen Bit des Zählerstandes entspricht, verwendet wird, um SSL 32 und die Zähler 34(1) und
34(2) zurückzusetzen. Bei dem 128. Zählschritt erscheint eine logische Eins an dem Ausgang 34(3) und bewirkt,
daß über die UND-Gatter-32 (1) und 34(5) die Zähler 34(1)
und 34(2) sowie SSL 32 beim Auftreten des nächsten ZeitSteuersignales TS5 zurückgesetzt werden. Die Frequenz
der Null-Durchgangsimpulse beträgt 120 Hz. Somit nähert das Zählen von 128 Impulsen in ausreichender Weise die
gewünschte 1-sec-Zeitspanne an.
Die Zählung der Null-Durchgangsimpulse durch die Zähler 34(1) und 34(2) von SST 34 wird durch das Ausgangssignal·
von SSL 32 freigegeben, das mit Hiife eines UND-Gatters
34(4) mit dem Ausgangssignal des Null-Durchgangsdetektors 10 (Fig. 3) logisch UND-verknüpft wird. Folglich werden
die Null-Durchgangsimpulse über das Gatter 34(4) zu dem
030033/0654
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3003A53
— ό 3 ~~
Takteingang des Zählers 34(1) durchgeschaltet, wenn SSL 32 gesetzt ist, während sie gesperrt werden, wenn
SSL 32 zurückgesetzt ist.
Beim Auftreten eines der folgenden Ereignisse werden
SSL 32 und die Zähler 34(1) sowie 34(2) von SST 34 zurückgesetzt; Das Zählen einer vorbestimmten Anzahl
von Zählschritten oder die Eingab einer AüS-Einstellung
in das Register 18(2) (Fig. 14). Das ODER-Gatter 32(1)
verbindet für den K-Eingang von SSL 32 das Ausgangssignal
30(b) der Testeinrichtung 30 mit dem Ausgangssignal auf der Leitung 34(3), die dem höchstwertigen Bit
des Zählers 34(2) entspricht. Folglich führt entweder eine logische Eins an dem Ausgang 30(b), die die Eingabe
einer AUS-Einstellung anzeigt, oder eine logische Eins an dem Ausgangsanschluß 34(3), die das Auftreten
des 129. Zählschrittes anzeigt, zu einer logischen Eins an dem Ausgang des Gatters 32(1)} womit SSL 32 zurückgesetzt
wird.
Eine logische Eins an dem Ausgang des Gatters 32(1) setzt ferner die Zähler 34(1) und 34(2) synchron mit
dem Zeitsteuersignal TS5 (Fig. 17) zurück. Das Ausgangssignal des Gatters 32(1) liegt über UND-Gatter 34(5)
an den Rücksetzeingängen des Zählers 34(1) und 34(2), wobei das UND-Gatter 34(5) das Ausgangssignal des Gatters
32(1) mit dem Zeitsteuersignal TS5 verknüpft. Eine logische Eins an dem Ausgang des Gatters 34(5) setzt
die Zähler 34(1) und 34(2) zurück.
Die Funktionsweise von IOL 36 und IOT 38 ist ähnlich der
von SSL 32 und SST 34, die oben beschrieben ist. IOL wird durch eine logische Eins an dem Ausgang 34(3)
des Zählers 34(2) gesetzt. Das Setzen von IOL 36 gibt IOT 38 dadurch frei, daß über ein UND-Gatter 38(1)
Null-Durchgangsimpulse zu dem Eingang von IOT 38 durchge-
Θ3003370654 - 7o -
BAD ORIGiNAL
schaltet werden. Von 4-Bit-Zählern 38 (2)-38 (4), die
hintereinandergeschaltet als 12-Bit-Zähler arbeiten,
wird eine vorbestimmte Anzahl von Null-Durchgangsimpulsen
gezählt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die gewünschte Dauer des "Sofort EIN"-Modus von 8 1/2 see durch das
Zählen von 1024 Null-Durchgangsimpulsen angenähert. Alle 1024 Zählschritte schaltet das zweite höchstwertige
Bit des 12-Bit-Zählers nach logisch Eins. Der diesem
Bit entsprechende Ausgang 38(5) ist über ein ODER-Gatter 36(1) mit dem K-Eingang von IOL 36 verbunden.
Beim Auftreten des 1024. Zählschrittes wird deshalb IOL 36 zurückgesetzt. Das UND-Gatter 38(1) sperrt dann
solange weitere Null-Durchgangslmpulse für IOT 38, bis
IOL 36 erneut gesetzt ist. IOL 36 wird ferner durch eine logische Eins an dem Ausgang 30 (c) der Testeinrichtung
30 (Fig. 14) zurückgesetzt, die die Auswahl einer kleineren Leistungseinstellung signalisiert und
die über ein ODER-Gatter 36(1) in den K-Eingang von IOL 36 eingeschleift ist. Durch die Ankopplung des
Ausgangssignales des UND-Gatters 36(1) an die Rücksetz--eingänge
jeder der Zähler 38 (2)-38 (4) von IOT 38 über das UND-Gatter 38(6) werden diese Zähler zurückgesetzt.
Das UND-Gatter 38(6) synchronisiert das Rücksetzen der Zähler 38 (2)-38 (4) mit dem Zeitäteuersignal TS5,
indem es das Ausgangssignal des Gatters 36(1) mit dem Zeitsteuersignal TSS verknüpft.
Die Zähler 34(1) und 34(2) sowie 38 (2)-38 (4), die für SST 34 und IOT 38 verwendet werden, sind die gleichen,
wie die Zähler 14(1) und 14(2), wie sie bei dem Hauptzähler 14 nach Fig. 14 beschrieben sind.
Fig. 18B zeigt weitere Einzelheiten von POL 24. Das Flipflop selbst ist ein J-K-Flipflop, wie es für das "Weichstart"-
und das "Sofort EIN"-Flipflop beschrieben ist. Das Ausgangssignal 16 (a) des Gatters 16(7) der Vergleichs-
030033/0654 - 71 -
einrichtung 16. (Fig. 16) liegt unmittelbar an dem J-Eingang von POL 24 und über eine Inverter 24(1) an
dem K-Eingang. Das Zeitsteuersignal TS6 (Fig. 17) wird dem Takteingang zugeführt.
Wenn beim Betrieb ein Signal logisch Eins der Vergleichseinrichtung 16 POL 24 setzt, erscheint an dem Q-Ausgang
dieses Flipflops eine logische Eins, die eine logische Eins an einem Eingang des Gatters 28 erzeugt. Diese
logische Eins wird bei dem Auftreten des nächsten Null-Durchgangsimpulses, der dem anderen Eingang des UND-Gatters
28 zugeführt wird, zu dem Triactreiber 26 durchgeschaltet· und triggert somit den Triac 3 synchron mit
dem Null-Durchgang der Netzspannung. Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung logisch Null ist,
steht an dem J-Eingang eine logische Null und an dem K-Eingang von POL 24 eine logische Eins an, womit das
Flipflop zurückgesetzt wird, (und der Q-Ausgang nach . logisch Null umgeschaltet wird). An einem Eingang des
UND-Gatters 28 liegt daraufhin eine logische Null und es wird beim Auftreten des nächsten Null-Durchgangsimpulses
kein Signal zu dem Triactreiber 26 durchgeschaltet. Der Triac..3 bleibt somit während des nächsten
Steuerintervalles nichtleitend.'
Die beschriebenen, erläuternden Äusführungsbeispiele verwenden als Steuerintervall die Dauer einer Halbschwingung
ο Jedoch ist es ohne weiteres ersichtlich, daß in ähnlicher Weise als Steuerintervall eine VoIlschwingung
verwendet werden kann. In diesem Falle dauern die zugeführten Stromimpulse eine Vo11schwingung der
Netzspannung an, anstatt nur eine Halbschwingung. Der Vorteil der Verwendung eines einer Halbschwingung entsprechenden
Steuerintervalles besteht darin, daß ein zweckmäßiger Bereich von Kochtemperaturen mit einer
maximalen Ausschaltzeit zwischen aufeinanderfolgenden
- 72 -
Θ30033/0654
BAD ORIGINAL
Stromimpulsen erzeugt werden kann, der 63 Halbschwingunge; umfaßt. Um etwa denselben Bereich von Kochtemperaturen
mit Vollschwingungssteuerintervallen zu erzeugen, sind die Ausschaltzeiten zwischen Stromimpulsen bei den jeweiligen
Leistungseinstellungen mit Ausnahme der 100%-Einstellung zweimal so groß wie in dem Halbschwingungsfall.
Folglich ist die Belastung der Schaltungskomponentei die von Überströmen herrührt, bei der Verwendung von Voll-Schwingungssteuerintervallen
etwas größer. Außerdem ist während des Betriebs im "Weichstart"-Modus mit HaIbschwingungszyklen
die Belastung der Schaltungskomponenten kleiner, da die dem kalten Heizelement zugeführten Stromimpulse
nur die Hälfte dessen sind, was bei der VoIlschwingungslösung
an Stromimpulsen zugeführt werden würde.
Der Nachteil der Halbschwingungslösung für die Stromimpulswiederholungsrate
besteht bei dem hier beschriebener Ausführungsbeispiel darin, daß die Stromimpulse mit Ausnahme
der maximalen Leistungseinstellung immer dieselbe Polarität aufweisen und somit ein Strom mit einer Gleichspannungskomponente
dem Netz entnommen wird. Offensichtlich wird diese Gleichspannungskomponente vermieden, wenn
ein Vollschwingungssteuerintervall verwendet wird.
030033/0654
Leerseite
Claims (19)
1.) Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung
eines zum Anschluß an ein Hauswechselstromnetz ausgelegten
Widerstandsheizelementes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Benutzereingabe (5) zur manuellen Auswahl
von Leistungseinstellungen {AUS, EIN, 1-7) aus einer Vielzahl möglicher Leistungseinstellungen
(AUS,EIN,1-7) sowie eine Steuerbaugruppe (4) vorgesehen
sind, durch die dem Heizelement (1) abhängig von der
durch den Eenutzer jeweils ausgewählten Leistungseinstellung (AUS,EIN,1-7) Stromimpulse mit fester
Dauer zuführbar sind, und daß eine Zeitsteuerung (10,14, 16, 18, 20, 24) enthalten ist, mit der der
zeitliche Abstand zwischen den Stromimpulsen als Funktion der ausgewählten Leistungseinstellung (AUS,
EIN, 1-7) veränderbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerung (10, 14, 16, 18, 20,
24) einen Signalgenerator (20) zur Erzeugung von den Leistungseinstellungen (AUS,EIN,1-7) entsprechenden
digitalen Steuersignalen und zur Erzeugung von Null-Durchgangsimpulsen bei oder in der Nähe jedes
Null-Durchganges der Netzspannung einen Null-Durchgangsdetektor (10), an den ein Binär-Zähler (14) angeschlossen
ist, der sich jeweils nach einer vorbestimmten Anzahl von gezählten Null-Durchgangsimpulsen
zurücksetzt, sowie eine mit dem Zähler (14) verbundene
030033/06Si..
■"■ " -. · - — 2 —
Vergleichseinrichtung (16, 24) enthält, die sich mit
unterschiedlicher Rate wiederholende Muster des Zählerinhaltes erkennt, und daß jeder Leistungseinstellung
(1-7) ein anderes Muster des Zählerstandes zugeordnet ist und dem Heizelement (1) Stromimpulse mit
der Wiederkehrrate des Musters zugeführt werden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichseinrichtung (16, 24) bei jedem Auftreten eines sich wiederholenden Musters
das Vorliegen eines zugehörigen digitalen Steuersignales abfragt und abhängig von dem gleichzeitigen
Auftreten eines Musters und eines zugehörigen Steuersignales eines Stromimpuls abgibt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stromimpuls die Dauer einer Halbschwingung der Netzspannung aufweist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder ausgewählten Leistungseinstellung (1-7) die Zeit■zwischen zwei Stromimpulsen
konstant ist.
6. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung eines Widerstandsheizelementes in Abhängigkeit von der
durch den Benutzer aus einer Vielzahl möglicher Leistung einstellungen ausgewählten Leistungseinstellung, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (4) vorhanden ist, durch die die Rate mit der Stromimpulse
fester Länge abhängig von der ausgewählten Leistungseinstellung (1-7) dem Widerstandsheizelement (1) zugeführt
werden, steuerbar ist.
- 3-
030033/0654
3003ΛΓ-3
7. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung eines Widerstandsheizelementes eines Haushaltskochgerätes,
bei dem das Widerstandsheizelement, abhängig
von einer durch den Benutzer aus einer Vielzahl möglicher diskreter Leistungseinstellungen ausgewählten Leistungseinstellung mit pulsierender elektrischer Energie versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ane Zeitsteuerschaltung (10, 14, 16, 18, 20, 24) vorhanden
ist, die dem Heizelement (1) Stromimpulse konstanter Länge zuführt und bei der die Pause zwischen zwei
Stromimpulsen eine Funktion der ausgewählten Leistungseinstellung (1-7) ist.
von einer durch den Benutzer aus einer Vielzahl möglicher diskreter Leistungseinstellungen ausgewählten Leistungseinstellung mit pulsierender elektrischer Energie versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ane Zeitsteuerschaltung (10, 14, 16, 18, 20, 24) vorhanden
ist, die dem Heizelement (1) Stromimpulse konstanter Länge zuführt und bei der die Pause zwischen zwei
Stromimpulsen eine Funktion der ausgewählten Leistungseinstellung (1-7) ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß
bei jeder Leistungseinstellung (1-7) die
■ Zeitsteuerschaltung (10, 14, 16, 18, 20, 24) die
Pause zwischen zwei Stromimpulsen minimiert.
Pause zwischen zwei Stromimpulsen minimiert.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerschaltung (10, 14, 16,
18, 20, 24) für jede der Leistungseinstellungen (1-7) Pausen mit jeweils gleicher Länge erzeugt.
18, 20, 24) für jede der Leistungseinstellungen (1-7) Pausen mit jeweils gleicher Länge erzeugt.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerschaltung (10, 14,
16, 18, 20, 24) zur Erzeugung eines zu der jeweils
ausgewählten Leistungseinstellung (AUS, EIN, 1-7)
gehörigen digitalen Steuersignales einen Signalgenerator (20), an den ein Speicher (18) zum Abspeichern des Steuersignales angeschlossen ist, und
einen Zähler (14) enthält, der so geschaltet ist, daß er sich immer wieder nach einer vorbestimmten Anzahl von gezählten Impulsen der Stromversorgung zurücksetz tf und daß an den Zähler (14) und an den Speicher (18) eine Vergleichseinrichtung (16, 24) angeschlossen ist, durch die eine Vielzahl sich jeweils mit unter-
ausgewählten Leistungseinstellung (AUS, EIN, 1-7)
gehörigen digitalen Steuersignales einen Signalgenerator (20), an den ein Speicher (18) zum Abspeichern des Steuersignales angeschlossen ist, und
einen Zähler (14) enthält, der so geschaltet ist, daß er sich immer wieder nach einer vorbestimmten Anzahl von gezählten Impulsen der Stromversorgung zurücksetz tf und daß an den Zähler (14) und an den Speicher (18) eine Vergleichseinrichtung (16, 24) angeschlossen ist, durch die eine Vielzahl sich jeweils mit unter-
/ 0 6 S 4 BAD ORIGINAL
schiedlichen Raten wiederholender Muster des Zählerstandes erkennbar ist, von denen jedes eindeutig
einer Leistungseinstellung (1-7) zugeordnet ist und die beim Vorliegen eines einer Leistungseinstellung
(1-7) entsprechenden Steuersignales in dem Speicher (18) und der Erkennung eines zu der Leistungseinstellung
(1-7) gehörigen Musters dem Heizelement (1) einen Stromimpuls zuführt.
11. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung eines Widerstandsheizelementes eines Haushaltskochgerätes,
bei dem das Heizelement abhängig von einer durch den' Benutzer aus einer Vielzahl möglicher diskreter
Leistungseinstellungen ausgewählten Leistungseinstellung mit Wechselstrom aus einer Stromversorgung
versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Benutzereingabe (5) zur Eingabe der Leistungseinstellungen
(AUS,EIN,1r7) vorhanden ist, mit der ein an einen Speicher (18) angeschlossener Signalgenerator
(20) zur Erzeugung eines zu der jeweiligen Leistungseinstellung (AUS,EIN,1-7) gehörigen und in dem Speicher
(18) abgespeicherten digitalen Steuersignales verbunden
ist, daß ein Null-Durchgangsdetektor (10) vorgesehen ist, der bei jedem Null-Durchgang der Wechselspannung
der Stromversorgung einen Null-Durchgangsimpuls erzeugt, der in einen Zähler (14) eingespeist
wird, der sich jeweils nach dem Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Null-Durchgangsimpulsen zurücksetzt
und daß an den Zähler (14) und an den Speicher (18) eine Vergleichseinrichtung (16, 24) angeschlossen
ist, die eine Vielzahl sich mit unterschiedlicher Rate wiederholender und eindeutig einer jeweiligen
Leistungseinstellung (1-7) zugeordneter Muster des Zählerstandes erkennt und beim Vorliegen eines der
Leistungseinstellung (1-7) entsprechenden und in dem Speicher (18) abgespeicherten Steuersignales und dem
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3003 4 r. 3
Auftreten des zu der Leistungseinstellung (1-7) gehörigen Musters einen Stromimpuls an das Heizelement
(1) abgibt»
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes zu einer Leistungseinstellung (1-7) gehörige Muster in jeweils gleichen Zeitabständen
auftritt.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Stromimpulse an die Vergleichseinrichtung (16) ein Flipflop (24) angeschlossen
ist, das bei der Erkennung des zu der ausgewählten Leistungseinstellung (1-7) gehörigen Musters
gesetzt und beim Verschwinden des Musters synchron mit dem Null-Durchgangsimpuls zurückgesetzt wird, und
daß mit dem Flipflop (24) eine Schalteinrichtung (3, 26, 28) verbunden ist, die das Heizelement (1) bei
gesetztem Flipflop (24)mit der Stromversorgung verbindet und bei rückgesetztem Flipflop (24) von der
Stromversorgung trennt,
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalteinrichtung (3, 26, 28) einen Triac (3) mit zwei Hauptanschlüssen und einem Gateanschluß
(3(3)) enthält.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalteinrichtung (3, 26, 28) ein Gatter (28) enthält, dem das Ausgangssignal des
Flipflops (24) und die Null-Durchgangsimpulse zugeführt werden, derart, daß die Null-Durchgangsimpulse
zu dem Gateanschluß (3(3)) des Triacs (3). bei gesetztem Flipflop (24). durchgelassen und bei rückgesetztem
Flipflop (24) gesperrt werden und daß der Triac (3) bei der Zufuhr der Null-Durchgangsimpulse zu seinem
Ö30Q33/Q654~BADOR1G1NAL
Gateanschluß (3(3)) in den leitenden Zustand umgeschaltet wird.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , 6, 7 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) eine schnelle thermische Reaktion aufweist und ein
Material mit verhältnismäßig niedrigem Widerstand bei Raumtemperatur und verhältnismäßig hohem Widerstand
bei den Arbeitstemperaturen enthält.
17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizelement (1) aus MoSi- besteht.
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet
; daß das Heizelement (1) aus Wolfram besteht.
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stromimpulse eine volle Schwingu der Wechselspannung der Stromversorgung umfaßt.
030Q33/0654 "
BAD ORIGINAL
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