DE3242040A1 - Switch arrangement for switching an electrical load on and off - Google Patents
Switch arrangement for switching an electrical load on and offInfo
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Abstract
Description
Beschreibung: Description:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zum Ein-und Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere zum Ein- und Ausschalten eines von einer Wechselspannungsquelle gespeisten Heizelementes für Kunststoffspritszgießformen, mit einem in Abhängigkeit von einem Steuersignal gesteuerten Relais mit einem Schaltkontakt im Verbraucherstromkreis.The invention relates to a switching arrangement for switching on and off an electrical consumer, in particular for switching on and off one of an AC voltage source fed heating element for plastic injection molds, with a relay controlled as a function of a control signal with a switching contact in the consumer circuit.
Zum Schalten größerer Verbraucherströme in Abhängigkeit von einem Steuersignal verwendet man üblicherweise ein Relais oder ein Halbleiterschaltelement, beispielsweise einen Thyristor.For switching larger consumer flows depending on one Control signal one usually uses a relay or a semiconductor switching element, for example a thyristor.
Ein Relais hat den Vorteil, daß der Steuerstromkreis vom Verbraucherstromkreis galvanisch getrennt ist und daß der Spannungsabfall am Schaltkontakt im Verbraucherstromkreis verhältnismäßig gering ist. Nachteilig ist jedoch, daß beim Schalten hoher Ströme und höherer Spannungen am Schaltkontakt Funkenüberschläge bzw. ein Lichtbogen auftritt, wodurch das Kontaktmaterial stark erwärmt wird und ein Kontaktabbrand auftritt. Die Lebensdauer dieser Schaltkontakte hängt folglich von der Höhe der zu schaltenden Ströme und Spannungen sowie der Schalthäufigkeit ab. Bei den kontaktlosen Halbleiterschaltelementen ist dagegen die Lebensdauer von der Schaltzahl praktisch unabhängig. Allerdings haben lialbleiterschaltelemente den Nachteil, daß im stromführenden Zustand ein verhältnismäßig hoher Spannungsabfall an deren Schaltstrecke meßbar ist und demzufolge bei höheren Verbraucherströmen am Halbleiterschaltelement eine hohe Verlustleistung entsteht, die in Wärme umgesetzt wird und durch Kühlkörper abgeführt werden muß, damit das Halbleiterschaltelement nicht durch thermische Oberlastung zerstört wird.A relay has the advantage that the control circuit is separate from the consumer circuit is galvanically isolated and that the voltage drop at the switching contact in the consumer circuit is relatively low. However, it is disadvantageous that when switching high currents and higher voltages at the switching contact arcing or an electric arc occurs, whereby the contact material is heated strongly and a contact erosion occurs. The service life of these switching contacts therefore depends on the amount of the switching contacts Currents and voltages as well as the switching frequency. With the contactless semiconductor switching elements on the other hand, the service life is practically independent of the number of operations. However Semiconductor switching elements have the disadvantage that in the current-carrying state a relatively high voltage drop can be measured at the switching path and consequently with higher consumer currents on the semiconductor switching element, a high power loss arises, which is converted into heat and has to be dissipated through a heat sink, so that the semiconductor switching element is not destroyed by thermal overload.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand eine Schaltanordnung zu schaffen, die zum Schalten hoher Ströme und Spannungen geeignet ist, auch bei hoher Schaltzahl eine lange Lebensdauer aufweist und die einen möglichst geringen*Spannongsabfall an der Schaltstrecke im Verbraucherstromkreis ha . Ekne solche Schaltanordnung soll insbesondere zur Ansteuerung eines Heizelementes in Kunststoffspritzgießformen geeignet ein, das zur Konstanthaltung der Temperatur mit einer Schalti;requenz von 10-30 Schaltvorgängen pro Minute an eine Netzspannungsquelle angeschlossen wird und dann einen Strom in der Größenordnung von 10-20 A aufnimmt.The invention is based on the object with as little effort as possible to create a switching arrangement which is suitable for switching high currents and voltages is, even with a high number of operations, has a long service life and the one possible low * tension drop at the switching path in the consumer circuit ha. Ekne such switching arrangement should particularly suitable for controlling a heating element in plastic injection molds one that keeps the temperature constant with a switching frequency of 10-30 Switching operations per minute is connected to a mains voltage source and then draws a current of the order of 10-20 A.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß prallel zu dem Schaltkontakt des Relais in den Verbraucherstromkreis die Schaltst-reck eines Halbleiterschaltelementes geschaltet ist und daß das Halblelterschaltelement beim Einschalten des Verbrauchers zeitlich vor dem Relais in den stromführenden Zustand und/oder beim Abschalten des Verbrauchers zeitlich nach dem Relais in den stromsperrenden Zustand geschaltet wird.This object is achieved according to the invention in that parallel to the switching contact of the relay in the consumer circuit the switching distance of a Semiconductor switching element is switched and that the Halblelterschaltelement when Switching on the consumer before the relay is energized and / or when the consumer is switched off after the relay in the current blocking State is switched.
Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, daß die Vorteile eines kontaktlosen Halbleiterschaltelementes und eines elektromechanisches Schaltelementes in bestmöglicher Weise vereint und gleichzeitig deren Nachteile vermieden werden, wenn man den Veptrauchrstrom zeitversetzt derart über das Halbleiterschalt¢lement bzw. den Relaisschaltkontakt führt, daß allein das Halbleiterschaltelement den Ein- bzw. Ausschaltstromstoß führt, wohingegen während der überwiegenden Einschaltzeit des Verbrauchers dessen Betriebsstrom über den Relaisschaltkontakt geführt wird.The invention is based on the knowledge that the advantages of a contactless semiconductor switching element and an electromechanical switching element combined in the best possible way while avoiding their disadvantages, if the Veptrauchrstrom is staggered in time via the semiconductor switching element or the relay switching contact leads that only the semiconductor switching element is the or breaking current surge, whereas during the predominant turn-on time of the consumer whose operating current is routed via the relay switch contact.
Wird beim Einschalten des Verbrauchers zuerst das Halbleiterschaltelement durchgesteuert, liegt beim verzögerten Schalten des Relais an denen S¢haltlcont-akt-lediglich noch die Durchlaßspannung des Halbleiterschaltelementes, die bei Verwendung von Thyristoren bei etwa 16-VaXt 1,6 Volt liegt. dadurch werden die Schaltkontakte des Relais geschont. Andererseits führt das Halbleiterschaltelement den hohen Verbraucherstrom nur kurzzeitig, sodaß eine unzulässig hohe Erwärmung nicht auftritt und in den meisten Fällen auf zusätzliche Maßnahmen zur Wärmeabfuhr verzichtet werden kann.When the load is switched on, the semiconductor switching element is the first controlled through, is only due to the delayed switching of the relay on which S ¢ haltlcont-akt- nor the forward voltage of the semiconductor switching element when using from Thyristors is around 16-VaXt 1.6 volts. this causes the switching contacts of the Relay protected. On the other hand, the semiconductor switching element carries the high consumer current only briefly, so that inadmissibly high heating does not occur and in most of them In some cases, additional measures for heat dissipation can be dispensed with.
Entsprechendes gilt auch beim Abschalten d;S Verbrauchers, wenn man zunächst den Schaltkontakt des Relais öffnet und erst mit einer kurzen Zeitverzögerung das Halbleiterschaltelement sperrt. Das bestmögliche Ergebnis erhält man natürlich dann, wenn man sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten den Schaltstrom durch das Halbleiterashaltelement steuert, dies also zeitlich vor dem Relais in Gen strojuführenden Zustand steuert bzw. beim Abschalten ds Verbrauchers zeitlich nach dem Relais in den stromsperrenden Zustand schal-tet.The same applies when switching off the consumer, if one first the switching contact of the relay opens and only after a short time delay the semiconductor switching element blocks. Of course, you get the best possible result then when you switch the switching current both when switching on and when switching off controlled by the semiconductor holding element, so this time before the relay in Gen strojuführenden state controls or when switching off the consumer time switches to the current blocking state after the relay.
Den Grundgedanken der Erfindung könnte man etwa in der Weise realisieren, daß man auf ein Steuersignal :htn in einer Schaltstufe Steuerimpulse für das albleite:rschltelement und das Relais derart auslöst, daß zVnAchst das Halbleiterschaltelement durchgesteuert wird, kurzzeitig späte-t dann das Relais erregt wird und danach wieder das Halbletttrschaltelement gesperrt wird. Das Halbleiterschaltelement ist also während des größten Teils der Einschaltzeit des Verbrauchers gesperrt und wird durch einen Steuerimpuls erst zum Abschalten des Verbrauchers wieder kurzzeitig eingeschaltet, um den Relaisschaltkontakt beim Schalten des Relais zu überbrücken. Eine solche Schaltstufe zur Auslösung der verschiedenen Steuerimpulse ist aber sehr aufwendig.The basic idea of the invention could be implemented as that on a control signal: htn in a switching stage control pulses for the albleite: rschltelement and the relay trips in such a way that the semiconductor switching element is switched on next is, briefly late-t then the relay is energized and then again the half-door switching element is blocked. The semiconductor switching element is therefore during most of the time Switch-on time of the consumer is blocked and is only activated by a control pulse for Switch off the consumer again briefly switched on to the relay switching contact to be bridged when switching the relay. Such a switching stage to trigger the different control impulses is very complex.
Einfacher und kostengünstiger ist eine Ausführung gemäß einer vorteilhaften.we-iterbildung der Erfindung, bei der dem Halbleiterschaltelement während der gesamten Einschaltzeit des Verbrauchers eine Stezerspannuag derart zuführt, daß dessen Schaltstrecke durchgesteuert ist. Verwendet man ein Relais, dessen Ansprechs-pannung hdher ist als die Ansprechspannung des Halbleiterschaltelementes, kann das zeitversetzte Schalten durch die Ausgangsspannung einer Schaltstufe erreicht werden, die parallel dem'- Relais und dem Halbleiterschaltelement als Steuerspannung zugeführt wird. Dazu muß diese Schaltstufe am Ausgang eine ansteigende Spannung abgeben, wenn der Verbraucher eingeschaltet werden soll 1.1 >.während mit einer abfallenden Spannung der Verbraucher abgeschaltet wird. Ein solcher Spannungsverlauf kann sehr- einfach durch einen Kondensator realisiert werden der über einen Widerstand aufgeladen bzw. entladen wird.An embodiment according to an advantageous further development is simpler and more cost-effective of the invention, in which the semiconductor switching element during the entire switch-on time of the consumer supplies a Stezerspannuag in such a way that its switching path is through-controlled is. If a relay is used, the response voltage of which is higher than the response voltage of the semiconductor switching element, the time-shifted switching by the output voltage a switching stage can be achieved, the parallel dem'- relay and the semiconductor switching element is supplied as control voltage. For this purpose, this switching stage must have an increasing output at the output Deliver voltage when the consumer is to be switched on 1.1> .during with a falling voltage, the consumer is switched off. Such a tension curve can be implemented very easily with a capacitor or a resistor is charged or discharged.
Zusätzlich und insbesondere kann die Erfindung entsprechend dem Hauptanspruch,fakultativ ergänzt durch Merkmale aus den Unteransprüchen, auch im kombinatorischen Zusammenwirken zur Lösung der vorbezeichneten Aufgabe dienen.In addition and in particular, the invention according to the main claim can be optional supplemented by features from the subclaims, also in combinatorial interaction serve to solve the above-mentioned task.
Die Erfindung und Weit-ere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend anhand des in der Zeichnung d-argestellten Ausführungsbeispieles -nftr erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild und Fig. 2 ein Diagramm mit dem zeitlichen Ablauf verschiedener Spannungen und Schaltzustände.The invention and further advantageous developments are described below explained with reference to the embodiment shown in the drawing d -nftr. The figures show: FIG. 1 a basic circuit diagram and FIG. 2 a diagram with the temporal Sequence of different voltages and switching states.
Die Schaltanordnung nach Fig. 1 dient zum Ein- und Ausschalten des elektrischen Verbrauchers 10, der aus einer nicht näher dargestellenten Wechselspannungsquelle gespeist wird, die an die Klemmen 11 und 12 angeschlossen wird. Im Verbraucherstromkreis liegt der Schaltkontakt 20 eines Relais 21.The switching arrangement according to FIG. 1 is used to switch the electrical load 10, from an alternating voltage source not shown in detail which is connected to terminals 11 and 12. In the consumer circuit is the switching contact 20 of a relay 21.
In einem gestrichelt umrahmten Block sind wesentliche Elemente eines sogenannten Halbleiter- Relais 30 dargestellt, das serienmäßig hergestellt wird. Als Halbleiterschaltelementedienen bei dieser Ausführung zwei antiparallel geschaltete Thyristoren 31 und 32, deren Schaltstrecke parallel zum Schaltkontakt 20 des Relais 21 geschaltet ist. Parallel dazu liegt außerdem ein RC-Glied mit dem Widerstand 33 und dem Kondensator 34, damit auch induktive Lasten geschaltet werden können. Die beiden Thyristoren 31 und 32 werden von einer Steuerlogik 35 gezündet.In a block framed by dashed lines are essential elements of a so-called semiconductor relay 30 shown, which is mass-produced. In this version, two anti-parallel connected semiconductor switching elements are used Thyristors 31 and 32, the switching path of which is parallel to the switching contact 20 of the relay 21 is switched. There is also an RC element with the resistor in parallel 33 and the capacitor 34, so that inductive loads can also be switched. The two thyristors 31 and 32 are triggered by a control logic 35.
Diese Steuerlogik 35 wird von einem Nullspannungsschalter 36 so angesteuert, daß die Thyristoren 31 und 32 beim Nulldurchgang der Wechselspannung gezündet werden, sofern an den Eingangsklemmen 37 und 38 des Halbleiter-Relais 30 eine Steuerspannung anliegt, die größer ist als Ansprechspannung des Halbleiter-Relais 30. Diese Ansprechspannung liegt bei einer bekannten Ausführung bei 3 Volt. Ist einer der Thyristoren gezündet, ist an den Ausgangsklemmen 39 und 40 nur noch die Durchlaßspannung in Höhe von etwa 1,6 Volt meßbar und der Verbraucherstromkreis ist geschlossen.This control logic 35 is controlled by a zero voltage switch 36 so that that the thyristors 31 and 32 are triggered at the zero crossing of the alternating voltage, provided that a control voltage is applied to the input terminals 37 and 38 of the semiconductor relay 30 is present, which is greater than the response voltage of the semiconductor relay 30. This response voltage in a known version is 3 volts. If one of the thyristors is triggered, is at the output terminals 39 and 40 only the forward voltage in the amount of about 1.6 volts can be measured and the consumer circuit is closed.
Die Steuerspannung für das lialbleiter-Relais 30 wird an den Ausgangsklemmen 50 und 51 einer Schaltstufe 52 abgegriffen, deren Eingangsklemmen 53 und 54 ein impulsförmiges Steuersignal zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieser Schaltstufe wird außerdem als Steuerspannung dem Relais 21 zugeführt. Die Schaltstufe 52 enthält einen Widerstand 55 sowie einen Kondensator 56, die in Reihe geschaltet an die Eingangsklemmen 53 und 54 angeschlossen sind. Die Konde1satorspannung wird an den Ausgangsklemmen 50 und 51 abgegriffen.The control voltage for the semiconductor relay 30 is applied to the output terminals 50 and 51 of a switching stage 52 are tapped, the input terminals 53 and 54 of which are a pulsed control signal is supplied. The output signal of this switching stage is also fed to the relay 21 as a control voltage. the Switching stage 52 includes a resistor 55 and a capacitor 56 which are connected in series are connected to the input terminals 53 and 54. The capacitor voltage becomes tapped at output terminals 50 and 51.
Fig. 2 zeigt im einzelnen folgende Zeitdiagramme: Fig. 2A gibt den zeitlichen Verlauf des Steuersignales an den Eingansklemmen 53 und 54 wieder. Im Zeitraum zwischen TO und T3 möge an diesen Klemmen eine Gleichspannung von 24 Volt anliegen. FIG. 2 shows the following timing diagrams in detail: FIG. 2A shows the Time course of the control signal at the input terminals 53 and 54 again. in the The period between TO and T3 should have a DC voltage of 24 volts at these terminals issue.
Fig. 2B zeigt den Spannungsverlauf an den Ausgangsklemmen 50 und 51 der Schaltstufe 52. Diese Spannung dient als Steuerspannung für das Relais 21 und das Halbleiter-Relais 30. Fig. 2B shows the voltage profile at the output terminals 50 and 51 of the switching stage 52. This voltage is used as the control voltage for the relay 21 and the semiconductor relay 30.
Fig. 2C soll verdeutlichen, daß in dem Zeitraum zwischen T1 und T5 das Halbleiter-Relais durchgesteuert sein kann. Fig. 2C is intended to illustrate that in the period between T1 and T5 the semiconductor relay can be activated.
Fig. 2D läßt erkennen, daß das Relais 21 in dem Zeitraum zwischen T2 und T4 erregt ist. 2D shows that the relay 21 is in the period between T2 and T4 are energized.
Fig 2E zeigt schließlich den Spannungsverlauf an den Klemmen 39 und 40 und damit auch den Spannungsverlauf am Schaltkontakt 20 des Relais 21. Finally, FIG. 2E shows the voltage profile at terminals 39 and 40 and thus also the voltage curve at the switching contact 20 of the relay 21.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird im folgenden die Funktion der Schaltanordnung nach Fig. 1 näher erläutert: Zunächst ist der Verbraucherstromkreis unterbrochen und der Kondensator 56 entladen. An den Klemmen 39 und 40 ist der Verauf der Wechselspannung meßbar, aus dem der Verbraucher gespeist werden soll. Wird nun zum Zeitpunkt TO eine Gleichspannung an die Eingangsklemmen 53 und 54 angelegt, wird der Kondensator 5G iiber den Widerstand 55 aufgeladen. Zum Zeitpunkt T1 wird eine Kondensatorspannung von beispielsweise 3 Volt erreicht. Diese Spannung möge der Ansprechspannung des Halbleiter-Relais 30 entsprechen. Beim Nulldurchgang der Wechselspannung an den Klemmen 39 und 40 wird folglich über den Nullspannungsschalter 36 und die Steuerlogik 35 einer der Thyristoren gezündet. Damit wird der Verbraucherstromkreis geschlossen und an den Klemmen 39 und 40 ist lediglich noch die Durchlaßspannung des Thyristors in Höhe von etwa 1,6 Volt meßbar.Referring to Fig. 2, the function of the switching arrangement Explained in more detail according to Fig. 1: First of all, the consumer circuit is interrupted and the capacitor 56 discharges. The sale is at terminals 39 and 40 the AC voltage measurable from which the consumer is to be fed. Now becomes the Time TO, a DC voltage is applied to the input terminals 53 and 54 the capacitor 5G is charged via the resistor 55. At time T1, a Capacitor voltage of, for example, 3 volts. This tension may the Response voltage of the semiconductor relay 30 correspond. At the zero crossing of the alternating voltage at the terminals 39 and 40 is consequently over the zero voltage switch 36 and the Control logic 35 ignited one of the thyristors. This becomes the consumer circuit closed and at the terminals 39 and 40 only the forward voltage is left of the thyristor in the amount of about 1.6 volts measurable.
Zum Zeitpunkt T2 erreicht die Kondensatorspannung die Ansprechspannung des Relais 21 von etwa 20 Volt. Damit wird das Relais 21 erregt und der Schaltkontakt 20 schließt. Die Spannung an den Klemmen 39 und 40 fällt praktisch auf den Wert Null.At time T2, the capacitor voltage reaches the response voltage of relay 21 of about 20 volts. So that the relay 21 is energized and the switching contact 20 closes. The voltage at terminals 39 and 40 practically drops to the value Zero.
Obwohl dem Halbleiter-Relais 30 weiterhin eine Steuerspannung derart zugeführt wird, daß die Thyristoren gezündet werden könnten, bleiben diese Thyristoren stromlos, da deren Schaltstrecke zwischen Anode und Kathode durch den geschlossenen Schaltkontakt 20 überbrückt ist. Im Zeitraum zwischen T2 und T4 fließt also der Verbraucherstrom ausschließlich über den Schaltkontakt 20 und das Halbleiter-Relais wird thermisch nicht belastet.Although the semiconductor relay 30 continues to have a control voltage like this is supplied that the thyristors could be triggered, these thyristors remain de-energized, since their switching path between anode and cathode is closed by the Switching contact 20 is bridged. In the period between T2 and T4, the flows Consumer current exclusively via the switching contact 20 and the semiconductor relay is not thermally stressed.
Zum Zeitpunkt T3 verschwindet das Steuersignal an den Eingangsklemmen 53 und 54. Dies hat zunächst noch keinen Einfluss auf das Schaltverhalten, da das Relais 21 erregt bleibt, bis zum Zeitpunkt T4 dessen altespannung unterschritten wird. Die Haltespannung liegt bei etwa 14 Volt, ist also geringer als die Ansprechspannung. Zum Zeitpunkt T4 fällt das Relais 21 ab.At time T3, the control signal at the input terminals disappears 53 and 54. Initially, this has no effect on the switching behavior, as the Relay 21 remains energized until the voltage drops below its old voltage at time T4 will. The holding voltage is around 14 volts, which is less than the response voltage. At time T4, relay 21 drops out.
Da dem Halbleiter-Relais weiterhin eine ausreichende Steuerspannung zur Durchsteuerung der Thyristoren zugeführt wird, übernehmen nun wieder diese Thyristoren den Verbraucherstrom. Erst zum Zeitpunkt T5 ist die Kondensatorspannung auf einen Wert abgefallen, der der Ausschaltspannung des l-lalbleiter-Relais entspricht. Diese Ausschaltspannung möge bei 1 Volt liegen.Since the semiconductor relay continues to have a sufficient control voltage is supplied to control the thyristors, these thyristors take over again the consumer flow. Only at time T5 is the capacitor voltage at one The value that corresponds to the switch-off voltage of the semiconductor relay has dropped. These The switch-off voltage may be 1 volt.
Dann wird das Halbleiter-Relais 30 in denl stromsperrenden Zustand geschaltet und der Verbraucherstroinkreis ist endgültig unterbrochen. An den Klemmen 39 und 40 ist wieder der Verlauf der Wechselspannung meßbar.Then the semiconductor relay 30 is in the current blocking state switched and the consumer dry circuit is finally interrupted. At the terminals 39 and 40 the course of the alternating voltage can again be measured.
Insgesamt ist also aus Fig. 2 zu entnehmen, daß beim Einschalten des Verbrauchers 10 das Halbleiterschaltelement, nämlich einer der Thyristoren 31 oder 32 zum Zeitpunkt T1 und damit zeitlich vor dem Relais, das zum Zeitpunkt T2 erregt wird, in den stromführenden Zustand schaltet. Beim Abschalten des Verbrauchers fällt dagegen zum Zeitpunkt T4 zunächst das Relais 21 ab und erst zum Zeitpunkt T5 wird das Halbleiterschaltelement in den stromsperrenden Zustand geschaltet. Aus Fig. 2C entnimmt man, daß dem Halbleiter-Relais während der gesamten Einschaltzeit des Verbrauchers zwischen T1 und T5 eine Steuerspannung derart zugeführt wird, daß einer der Thyristoren sofort leitet, wenn der Schaltkontakt 20 öffnet. Man erkennt weiterhin, daß sich die Verzögerungszeiten zwischen T1 und T2 bzw. zwischen T4 und T5 aus einer Steuerspannung ableiten lassen, wobei der Effekt ausgenutzt wird, daß das elektromechanische Relais 21 eine höhere Ansprechspannung bzw. Abfallspannung als das Ifalbleiter-Relais 30 aufweist.Overall, it can be seen from Fig. 2 that when you turn on the Load 10 the semiconductor switching element, namely one of the thyristors 31 or 32 at time T1 and thus before the relay that energizes at time T2 is switched to the live state. When switching off the consumer falls on the other hand, at time T4, relay 21 first turns off and only becomes deactivated at time T5 the semiconductor switching element switched to the current-blocking state. From Fig. 2C it can be seen that the semiconductor relay during the entire switch-on time of the Consumers between T1 and T5 a control voltage is supplied such that one the thyristors immediately conducts when the switching contact 20 opens. You can still see that the delay times between T1 and T2 or between T4 and T5 result from a Let derive control voltage, whereby the effect is used that the electromechanical Relay 21 has a higher response voltage or dropout voltage than the semiconductor relay 30 has.
Diese Verzögerungszeiten sind von dem Wert des Widerstandes 55 und der Kapazität des Kondensators 56 ängig. Da auch ein Halbleiterschaltelement nicht völlig verzögerungsfrei schaltet, sollte die Verzögerungszeit zwischen T1 und T2 größer sein als die Einschaltzeit des Halbleiterschaltelementes. Dadurch wird sichergestellt, daß der Schaltkontakt 20 erst schließt, wenn die Spannung an den Klemmen 39 und 40 auf die Durchlaßspannung abgefallen ist. Beim Ausschalten des Verbrauchers sollte die Verzögerungszeit zwischen T4 und T5 größer sein als die Umschlagzeit des Relaisschaltkontaktes, damit der Verbraucherstromkreis allein über das IIalbleiterschaltelement geöffnet wird. Bevorzugt wird eine Ausführung, bei der diese Verzögerungszeiten der Periodendauer der Wechselspannung entsprechen, weil dann auch der Schaltkontakt des Relais jeweils beim Nulldurchgang der Wechselspannung schaltet und damit geringstmöglich beansprucht wird.These delay times depend on the value of resistor 55 and the capacitance of the capacitor 56 ängig. There is also no semiconductor switching element switches completely instantaneously, the delay time should be between T1 and T2 be greater than the switch-on time of the semiconductor switching element. Through this it is ensured that the switching contact 20 only closes when the voltage is applied the terminals 39 and 40 has dropped to the forward voltage. When switching off of the consumer, the delay time between T4 and T5 should be greater than the turnover time of the relay switching contact, so that the consumer circuit alone is opened via the semiconductor switching element. An embodiment is preferred in which these delay times correspond to the period of the alternating voltage, because then also the switching contact of the relay when the alternating voltage crosses zero switches and is thus used as little as possible.
Aus der vorstehenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird deutlich, daß an dem Schaltkontakt des Relais kein Kontaktabbrand mehr auftreten kann. Die Lebensdauer des elektromechanischen Relais ist daher wesentlich größer und nur noch von der mechanischen Beanspruchung etwa der Kontaktfeder abhängig. Durch die kurzen Einschaltzeiten der Halbleiterschaltelemente wird eine unzulässige Erwärmung wirksam verhindert und Kühlkörper können in fast allen Fällen eingespart werden. Damit kann diese Schaltanordnung in kleine Gehäuse eingebaut werden. Die Schaltanordnung eignet sich daher besonders für Anwendungsfällen in Regelkreisen, in denen der Verbraucher oft ein- und ausgeschaltet wird.From the above description of what is shown in the drawing Embodiment it is clear that no contact erosion on the switching contact of the relay more can occur. The life of the electromechanical relay is therefore essential larger and only dependent on the mechanical stress of the contact spring, for example. Due to the short switch-on times of the semiconductor switching elements, an impermissible Heating is effectively prevented and heat sinks can be saved in almost all cases will. This switching arrangement can thus be built into small housings. the Switching arrangement is therefore particularly suitable for applications in control loops, in which the consumer is often switched on and off.
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19823242040 DE3242040A1 (en) | 1982-11-13 | 1982-11-13 | Switch arrangement for switching an electrical load on and off |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3242040A1 true DE3242040A1 (en) | 1984-05-17 |
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ID=6178061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823242040 Ceased DE3242040A1 (en) | 1982-11-13 | 1982-11-13 | Switch arrangement for switching an electrical load on and off |
Country Status (1)
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