DE3032031A1 - Geblaeseschaltung. - Google Patents

Description

• Gebläseschal tung
• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Gebläse zur Kühlung der Bauelemente einer elektronischen Schaltig mit Leistungsstufen.
• Die. Bauelemente solcher Schaltungen, insbesondere ihre Leistungsstufen, entwickeln wegen des nie idealen Wirkungsgrades Wärme, die eine starke Temperaturerhöhung der betroffenen und der benachbarten Bauteile, z.B. durch Strahlung, bewirken. Die Abfuhr der Stauwärme, insbesondere bei geschlossenen Geräten, ist ein großes end Problem. Im Bereich der Leistungsstufen von Verstärkerschaltungen treten dabei im allgemeinen kritische Temperaturspitzen auf.
• Es ist bekannt, die zu kühlenden Bauteile mit sogenannten Kühlkörpern zu versehen, um die Oberfläche zu vergrößern und den Wärmewiderstand zur Luft zu verringern. Häufig reicht dies jedoch nicht aus, deshalb setzt man zusätzlich ein Gebläse ein, welches für verstärkte Luftzirkulation zu sorgen hat. Das Geräusch eines solchen Gebisses (unter Umständen auch seine begrenzte Lebensdauer) erlaubt es in vielen Fällen nicht, dieses ständig mitlaufen zu lassen.
• Es sind Schaltungen bekannt, die ein derartiges Gebläse in Abhängigkeit' der Temperatur des zu kühlenden Bauteiles ein-und ausschalten. Ebenso ist bekannt, ein Gebläse in Abhängigkeit der Temperatur des Kühl körpers oder der umgebenden Luft in seiner Drehzahl zu steuern, indem die Stromversorgung über einen Heißleiter pder über eine Schaltungsanordnung mit der Wirkung eines Heißtleiters geführt wird.
• Solche Regelanordnungen haben den Nachteil, daß sie erst nach dem Aufheizen der zu kühlenden Bauteile wirksam werden. Die analoge Regelung produziert überdies noch Verlustwärme durch den Spannungsabfall im Stellglied, die zusätzlich abgeführt werden muß. Schaltungsanordnungen mit Wechselstromversorgung und Phasenanschnittssteuerung (Thyristor) sind aber bereits sehr aufwendig und erfordern besondere Maßnahmen zur Funkentstörung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen zu vermeiden und die Kühlleistung des Gebläses dem Grad der Erwärmung der Bauelemente möglichst verzögerungsfrei anzupassen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einschaltdauer und/oder Drehzahl des Gebläseantriebs aus der einer Leistungsstufe entnommenen Leistung abgeleitet wird. Eine einfache vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, einen Anteil'dieser Leistung unmittelbar zur Energieversorgung eines Gebläsemotors zu verwenden.-Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Kühl-leistung des Gebläses der Größe der durch die leisturgsstufe gehenden Leistung und damit auch der Verlustleistung angepaßt ist. Besonders vorteilhaft ist diese Anpassung bei veränderlicher Belastung der Leistungsstufe, insbesondere bei NF-Verstärkern zur Lautsprecheransteuerung.
• Bei höherer Verlustleistung~, d.h. bei. großer Lautstärke, stört das Laufgeräusch des Gebläses praktisch nicht, während bei kleiner Verlustle-#tung, d.h. bei geringer Lautstärke, auch auf die zusätzliche Gebläsekühlung verzichtet werden kann. Somit entsteht in den Zeiträumen der geringen Lautstärke kein Gebläsegeräusch.
• Die Einschaltdauer ist dadurch optimal kurz, und es kann u.U.
• ein einfaches und damit billiges Gebläse verwendet werden. Daneben wird, wie angedeutet, eine Geräuschbelastungs-Kühlwirkungsanpassung erzielt.
• Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen.
• Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung nach Fig.1 mit einem Brückengleichrichter, Fig. 3- eine Schaltungsanordnung für einen Zwei-Kanal -Verstärker und Fig. 4 eine Schaltungsanordnung nach Fig.3 mit Brückenglei chri chtern.
• Fig.1 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem Gebläsemotor 3, dessen Laufrad 2 einen Luftstrom über die auf einem Kühl körper 1 angeordneten elektronischen Bauelemente treibt. Die Antriebsenergie für den Gebläsemotor 3 ist Teil der Ausgangsleistung einer Leistungsstufe und wird z.B. am Lautsprecheranschluß 6 eines Verstärkers abgezweigt. Bei den Leistungsklassen, bei denen eine Gebläsekühlung vorteilhaft ist, verschlechtert sich der Gesamtwirkungsgrad für das Nutzsignal dadurch nur geringfügig.
• Ober einen Widerstand 7 und eine Gleichrichterdiode 8 wird der Kondensator 9 aufgeladen, dem der Gebläsemotor 3 parallel-geschaltet ist. Mit dem Widerstand 7 wird die dem Gebläsemotor 3 bei maximaler Lautstärke angebotene Spannung begrenzt, während über den Kondensator 9 die kurzzeitig auftretenden Laustärkespitzen geglättet werden, da sie für die Verlustleistung nicht wesentlich sind. Dies verhin-dert, daß der Gebläsemotor 3 zu häufig anlaufen bzw. in extrem kurzer Zeit hochlaufen muß.
• Hierdurch verlängert sich die Motorlebensdauer.
• Fig.2 zeigt die Schaltungsanordnung nach Fig.1 mit einem Brükkengleichrichter 8. Bei gleicher Klemmenspannung wird die Motorspannung dann etwa doppelt so groß sein, wobei die Werte für den Vorwiderstand 7 und den Kondensator 8 dieser Veränderung, d.h.
• die Antriebsleistung des Gebläsemotors 3 der Verlustleistung der elektronischen Bauelemente, angepaßt ist. Der Widerstand 7 ist als Potentiometer ausgebildet, kann aber auch als Kaltleiterz.B.
• ein Glühlämpchen sein. Durch den Kaltleiter wird erreicht, daß der Gebläsemotor 3 schon bei mittleren Ausgangsleistungen mit der Kühlung einsetzt, ~ohne.daß der Motor bei ~der Grenzleistung des Verstärkers überlastet wird. Weiter kann die Einschaltdauer und/oder Drehzahl des Gebläses durch die Anordnung eines spannungsabhängigen Widerstandes, einer Z-Diode oder eines VDR-Widerstandes parallel zum Motoranschluß beeinflußt werden.
• Fig.3 zeigt eine Schaltungsanordnung für einen Zweikanal-Verstärker, bei dem aus den beiden'Kanälen 6; 16 die Antriebsenergie für den Gebläsemotor 3 abgezweigt wird. Dabei wird jeweils vom Kanal mit der höhe'ren Lautstärke und damit größeren Verlustleistung der Kondensator 9 aufgeladen, ohne daß eine Verdoppelung der Ge'bläseleistung durch gleichzeitige Ansteuerung beider Kanäle auftritt. Die Gebiäseleistung richtet sich nach der Spitzenspannung des jeweils höher ausgesteuerten Kanals.
• y.
• Fig. zeigt die Schaltungsanordnung nach Fig. mit Brückengleichrichtern. Die Vorwiderstände 7; 17 sind, wie in Fig.2 beschriebein, als Kaltleiter ausgebildet.
• Als Gebläsemotor wird ein kollektorbehafteter Gleichstrommotor verwendet. Dieser ist preiswert, hat jedoch beschränkte Lebensdauer. Gerade dies kann man aber mit Hilfe der Erfindung in Kauf nehmen,.da die echte Betriebszeit des Gebläses bei ihr nur ein Bruchteil der Betriebsze'it der Schaltung ist.
• Die die Leistu#gsstufe.verlassende Leistung ist zwar ein Maß für die Verlustleistung und auch für die Kühl leistung. Jedoch kann eine Ausgangsspannung oder ein Spannungsabfall in der Schaltung dafür auch wiederum ein Maß sein. Ein solches "Nutzsignal", das ein Maß für die maßgebliche Verlustleistung ist, kann z.B. an anderer Stelle der Schaltung als eine (dem Nutzsignal entsprechende) Spannung' ausgekoppelt werden und zur Ansteuerung der Gebläseschaltung dienen, die die Einschaltzeit und/oder Drehzahl des Gebläsemotors in der beschriebenen Art und Weise bewirkt.
• Zusammenfassung Die Erfindung sieht vor, ein kleines, Geräusche verursachendes Gebläse (2) zur Belüftung einer elektronischen Schal--tung (1) mit Leistungsstufen, insbesondere im Phonobereich, in Abhängigkeit von deren Aussteuerung zu betreiben, um dadurch eine optimale, ze;i'tlich wechselnde Anpassung von nötiger Kühlungsintensität (mit Betriebsgeräusch des Gebläses) und von geringer Kühlintensität bei kleiner Lautstärke (mit schwach oder nicht laufendem Gebläse) in einfachster Weise zu erhalten (Fig.1).

Claims (9)

1. Schutzansprüche 1.Schaltungsanordnung für ein Gebläse zur Kühlung der Bauelemente einer elektronischen Schaltung mit Leistungsstufen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einschaltdauer und/oder Drehzahl des Gebläseantriebs aus der durch eine Leistungsstufe gehenden Leistung abgeleitet wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmter Anteil dieser Leistung unmittelbar zur Energieversorgung eines Gebläsemotors (3) verwendet wird.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung (6) eines NE-Verstärkers als Maß für diese Leistung benutzt wird.
4. 4. Schaltungs#nordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung einer Leistungsstufe über einen Widerstand <7) und einen Gleichrichter (8) einen Kondenc##tÜ# (9) auflädt und daß der Gebläsemotor (3) dem Kondensator (9) parallelgeschaltet ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannungen eines Mehrkanalverstärkers über je einen Widerstand (7; 17) und je einen Gleichrichter (8; 18) einen Kondensator (9) aufladen und daß der Gebläsemotor (3) dem Kondensator (9) parallelgeschaltet ist.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (8; 18) ein Brückengleichrichter ist.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (7; 17) einstellbar ist.
8. 8. Schaltungsanordnung- nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (7; 17) ein Kaltleiter, vorzugsweise ein Glühlämpchen'ist.
9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (9) ein spannungsabhängiger Widerstand, vorzugsweise. ein VDR-Widerstand oder eine Z-Diode (wo), geschaltet ist.

   lo. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläsemotor (3) ein Gleichstromkollektormotor ist.