DE3421519C2

DE3421519C2 -

Info

Publication number: DE3421519C2
Application number: DE3421519A
Authority: DE
Inventors: Kazumi Suita Osaka Jp Masaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1990-05-03
Also published as: GB2144281B; IT1179205B; CA1234864A; DE3421519A1; JPH0447324B2; BR8402798A; IT8448389A0; JPS60518A; FR2547689A1; FR2547689B1; GB2144281A; US4572992A; GB8415181D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Einschalt strombegrenzung für einen Wechselstrom-Verbraucher gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 oder 2.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 33 98 371 bekannt. Dabei handelt es sich um einen Schalt kreis, um stufenweise ein Magnetron mit einer Spannung zu beauf schlagen, mit einem Widerstand, um zunächst die Spannung auf eine definierte Höhe zu begrenzen, und mit einem Relais, um den sich im Magnetron aufbauenden Strom zu erfassen und das Wider standselement nach Erreichen einer vorgegebenen Stromstärke kurzzuschließen.

Es ist weiterhin aus der Literaturstelle US-IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 18, No. 2, Juli 1975, S. 596, 597 - ein Stromversor gungsschaltkreis für eine Quecksilberdampflampe bekannt, bei der beim Starten der Lampe über eine Starteinrichtung zunächst ein Lastwiderstand reduziert wird und dann - nach dem Starten der Lampe - der Lastwiderstand erhöht wird, um während der Er wärmungsphase der Lampe den Strom zu begrenzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Ein schaltstrombegrenzung für einen Wechselstrom-Verbraucher zu schaffen, in dem zur Steuerung der Einschaltstrombegrenzung der Spannungsabfall an Dioden verwendet wird, wenn diese im nicht linearen Bereich ihrer Spannungs-Strom-Charakteristik betrieben werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gemäß den kennzeichnenden Teilen des 1. oder 2. Patentanspruches gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen grundlegenden Wechselstrom-Stromkreis, worin zwei Dioden einander umgekehrt parallel geschaltet sind,

Fig. 2 eine typische Spannungs-Strom-Charakteristik einer Diode, an der eine Spannung in Durchlaßrichtung anliegt,

Fig. 3 die Wellenform des an einem im nichtlinearen Bereich ihrer Spannungs-Strom-Charakteristik betriebenen Dioden paares auftretenden Spannungsabfalls,

Fig. 4 einen Wechselstrom-Stromkreis zur Ausschaltung eines anfänglichen Überstromes in einem Glühlampen-Stromkreis, worin zwei Dioden einander umgekehrt parallel geschaltet sind, und

Fig. 5 einen anderen Wechselstrom-Stromkreis zur Vermeidung eines anfänglichen Überstromes in einem Glühlampen-Strom kreis, wobei der Ausgang einer Diodenbrücke mit einer wei teren Diode verbunden ist, die im nichtlinearen Bereich ihrer Spannungs-Strom-Charakteristik arbeitet.

In den Figuren bedeutet AC eine Wechselstromquelle, D eine Diode, F eine Schmelzsicherung, S einen Schalter, R einen Reihenwiderstand, M ein magnetisches Relais, W einen Schalt kontakt, L eine Glühlampe und Z einen sonstigen Verbraucher.

In dem in Fig. 1 dargestellten Stromkreis fließt ein Wechsel strom von einer Wechselstromquelle AC zu einem Verbraucher Z über einen Leistungsschalter S ₁ und ein Paar umgekehrt zueinander parallelgeschalteter Dioden D ₁ und D ₂. Nach der Spannungs-Strom-Charakteristik der Fig. 2 beginnt der Strom I _F durch das Diodenpaar D ₁ und D ₂ zu fließen, wenn die Spannung V _F einen bestimmten Wert erreicht, und steigt sodann nichtlinear mit der angelegten Spannung an. Der Strom I _F nimmt einen konstanten Wert an, wenn die Spannung V _F etwa 1 Volt erreicht. Bei vielen Dioden findet dieser Übergang des Stromes I _F zu einem konstanten Wert bei einer Spannung V _F im Bereich von 0,7 bis 1,0 Volt statt. Fließt ein Wechselstrom durch das Diodenpaar D ₁ und D ₂, so tritt daran ein beträchtlicher Spannungsabfall auf bei einer angelegten Spannung zwischen 0 und 1 Volt, wohingegen der Spannungsabfall bei über 2 Volt vernachlässigbar ist. Auf diese Weise entsteht zwischen den Dioden nach Fig. 3 eine Rechteckwellenspannung in der Größe von 0,7 bis 0,8 Volt. Dieser Spannungsabfall wird von einer Einrichtung A wahrge nommen, um in Abhängigkeit davon Stromsteuermittel Q in dem Wechselstrom-Stromkreis zu steuern.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Wechselstrom-Stromkreis gelangt eine an dem Diodenpaar D ₁ und D ₂ anliegende Spannung mit einer Wellenform nach Fig. 3 an die Magnetwicklung eines Relais M, um einen Schaltkontakt W zu betätigen und damit einen Schalter S ₂ zu schließen. Dieser Wechselstrom-Strom kreis bildet eine Ausführungsform der Erfindung, worin ein Schließen des Leistungsschalters S ₁ einen Wechselstrom durch das Diodenpaar D ₁ und D ₂, einen Reihenwiderstand R und eine Schmelzsicherung F zu einer Glühlampe L fließen läßt. Hat beispielsweise der Reihenwiderstand R 90 Ohm und der Glühfaden der kalten Glühlampe L bei Raumtemperatur 10 Ohm, dann erreicht der in dem Stromkreis fließende Strom bei Anlegen eines Wechselstromes von 100 Volt 1 Ampere. Dieser Strom heizt die Glühlampe L auf. Gleichzeitig gelangt der Spannungsabfall an dem Diodenpaar D ₁ und D ₂ an das Relais M, um den Schaltkontakt W zu betätigen und damit den Schalter S ₂ zu schließen. Auf diese Weise werden der Reihenwiderstand R und die Schmelzsicherung F kurzgeschlos sen, und die Glühlampe erhält ihre volle Nennspannung. So wird ein Überstrom an dem kalten Glühfaden mit Hilfe des Reihenwiderstandes R vermieden. Die Schmelzsicherung F soll den Stromkreis unterbrechen, falls es einmal zu einer Fehlbetätigung kommen sollte.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Wechselstrom-Stromkreis unter Verwendung einer Diodenbrücke fließt ein Wechselstrom von der Wechselstromquelle AC zu einer Glühlampe L über einen Leistungsschalter S ₁, einen Reihenwiderstand R, eine Schmelzsicherung F und die Diodenbrücke aus den Dioden D ₁, D ₂, D ₃ und D ₄. In dieser Schaltung ist mit dem Ausgang der Diodenbrücke eine weitere Diode, D ₅, derart verbunden daß sie die Diodenbrücke kurzschließen kann. Wird die Diode D ₅ im nichtlinearen Bereich ihrer Spannungs-Strom-Charak teristik betrieben, so tritt daran ein beträchtlicher Spannungsabfall auf, der sich der Magnetwicklung des Relais M mitteilt, um den Schalter S ₂ zu schließen. Hierdurch werden wiederum der Reihenwiderstand R und die Schmelzsiche rung F kurzgeschlossen, wodurch die Glühlampe L ihre volle Nennspannung erhält.

Da bei den Schaltungen nach den Fig. 4 und 5 der Schalt kontakt W des Relais M erst kurze Zeit nach dem Schließen des Leistungsschalters S ₁ betätigt werden sollte, wird er durch ein passendes Gewicht offen gehalten, um sein Schließen zumindest ¹/₁₀₀ s zu verzögern. Eine andere Mög lichkeit zur Erzielung einer solchen Verzögerung ist in Fig. 5 mit den Verzögerungsschaltmitteln R ₁ und C gezeigt.

Bei den Schaltungen nach den Fig. 1 und 4 wurde bei einem Strom zwischen 0,2 und 10 Ampère an dem Diodenpaar D ₁ und D ₂ ein Spannungsabfall von 0,7 bis 0,8 Volt fest gestellt. Bei der Schaltung nach Fig. 5 unter Verwendung einer Diodenbrücke betrug der Spannungsabfall an der Diode D ₅ bei einem Stromfluß von 0,2 bis 10 Ampère 0,7 bis 0,8 Volt. Mit einer starken Leistungsdiode läßt sich also ein annähernd konstanter Spannungsabfall selbst bei einem Strom von bis zu einigen Hundert oder gar einigen Tausend Ampères erreichen.

Wie vorausgehend beschrieben, kann man den Spannungsabfall an einer Diode, die im nichtlinearen Bereich ihrer Span nungs-Strom-Charakteristik betrieben wird, als Steuer- oder Anzeigesignal oder zur Gewinnung einer magnetischen Kraft für die Regelung oder zur Anzeige in verschiedenar tigen Anordnungen verwenden aufgrund der Diodeneigenschaft, daß dieser Spannungsabfall von der Größe des hindurchflie ßenden Stromes weitgehend unabhängig ist. Diese Steuerungs- oder Anzeigemöglichkeit ist verwendbar beispielsweise in einem Glühlampen-Stromkreis oder einem elektrischen Motor stromkreis, um einen anfänglichen Überstrom zu reduzieren oder sogar gänzlich auszuschalten wie auch, um die Größe des Stromes anzuzeigen.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung für einen Wechselstrom-Verbraucher, der mit einem Leistungsschalter und einem Reihenwiderstand in Reihe geschaltet ist, und mit einem Relais, dessen Schaltkontakte dem Reihenwiderstand parallel ge schaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in die Reihenschal tung antiparallele Dioden (D 1, D 2) geschaltet sind, zu denen die Magnetwicklung des Relais (M) parallel geschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung für einen Wechselstrom-Verbraucher, der mit einem Leistungsschalter und einem Reihenwiderstand in Reihe geschaltet ist, und mit einem Relais, dessen Schaltkontakte dem Reihenwiderstand parallel ge schaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in die Reihenschal tung eine Diodenbrücke (D 1-D 4) mit nachfolgender Diode (D 5) geschaltet ist, wobei die Magnetwicklung des Relais (M) zu der nachfolgenden Diode (D 5) parallel geschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Magnetwicklung des Relais (M) mit den Dioden (D 1, D 2; D 5) über einen Zeitkonstantenschaltkreis verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrom-Verbraucher eine Glühlampe ist.