DE3428989C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Kleingerät wie es Gegenstand des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 4 ist.

Geräte dieser Art sind aus der DE-PS 23 25 256, insb. Fig. 1, 5 oder der AT-PS 2 58 419 bekannt. Bei dem Gerät nach der vorgenannten AT-PS ist außerdem bekannt, die Stromversor­ gung für die Phasenanschnittsteuerung über einen eige­ nen am Netz liegenden Transformator mit nachgeschaltetem Gleichrichter vorzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne einen derarti­ gen eigenen Transformator für die Stromversorgung des Pha­ senanschnittsteuerbausteins auszukommen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 oder 4 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Mitverwendung einer vorhandenen Antriebswicklung als Primärwicklung ergibt sich ein besonders geringer Aufwand und auch ein sehr geringes Bauvolumen, da die Sekundärwicklung mit ihrer geringen Windungszahl ein vernachlässigbares Bauvolumen darstellt. Da beim Einschalten, wegen des noch sperrenden Halbleiterschalters, noch keine Spannung in der Sekundärwick­ lung induziert wird, erfolgt kurzzeitig die Versorgung der An­ steuerschaltung über eine Hilfsspannung.

Der gemäß Anspruch 2 für die Hilfsspannung vorgesehene Vorwi­ derstand ist nur im Anlaufmoment wirksam und kann von seiner Belastbarkeit und damit in seinem Bauvolumen sehr klein ge­ halten werden. Nach dem ersten Ansteuern des elektronischen Schalters durch die Ansteuerschaltung übernimmt dann die Se­ kundärwicklung die Stromversorgung der Ansteuerschaltung.

Durch das Anschließen des Vorwiderstandes zwischen der An­ triebswicklung und dem elektronischen Schalter dient die An­ triebswicklung gleichzeitig noch als Vorwiderstand, so daß da­ durch insbesondere die Dauerverlustleistung an dem Vorwider­ stand erheblich reduziert werden kann.

Bei Ausbildung der Stromversorgung als Spartransformator ist keine separate Sekundärwicklung erforderlich und damit ein noch weiter verringerter Aufwand vorhanden.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch nä­ her erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektromotorischen An­ triebes mit Steuereinrichtung,

Fig. 2 ein Schaltbild eines elektromotorischen Antriebes mit Steuereinrichtung und

Fig. 3 ein gegenüber Fig. 2 etwas abgewandeltes Ausfüh­ rungsbeispiel einer Schaltung.

In dem Blockschaltbild gem. Fig. 1 sind von einem elek­ trischen Kleingerät, beispielsweise einem Rasierapparat, durch den Block 1 der elektromotorische Antrieb mit sei­ nen Antriebswicklungen 2 dargestellt.

Der Antrieb ist insbesondere durch einen Schwinganker­ motor gebildet. In Reihe mit dem Antrieb ist ein elek­ tronischer Halbleiterschalter 3 geschaltet. Die Reihen­ schaltung aus Antriebswicklungen und Halbleiterschalter ist an das Versorgungsnetz mit den Klemmen 4 und 5 ange­ schlossen. In dem Block 6 befindet sich eine an sich bekannte Ansteuerschaltung, insbesondere mit einem Pha­ senanschnitt-Steuerbaustein 7. Dieser steht in Steuer­ verbindung mit dem Halbleiterschalter 3. Mit Hilfe des Phasenanschnittsteuerbausteines 7 kann der Phasenanschnitt­ winkel des insbesondere durch einen Triac 8 gebildeten Halbleiterschalters 3 in Anpassung an unterschiedliche Netzspannungen verändert werden. Dabei wird mit steigender Netzspannung der Phasenanschnittwinkel vergrößert.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Schaltung im Bereich des Blockes 1 und 3 (Fig. 1) detaillierter wie­ dergegeben. Dabei ist erkennbar, daß bei der Antriebswick­ lung 2 zwei Teilwicklungen 2a und 2b parallel geschaltet sind. Diese Wicklungen sind so dimensioniert, daß sie bei der kleinsten an den Klemmen 4 und 5 anzuschließenden Wechselspannung, direkt an dieser betrieben werden könnten. In Reihe mit der Wicklung 2 ist der Triac 8 geschaltet, der eine Steuerverbindung 9 zu dem Block 6 mit dem Phasenan­ schnittsteuerbaustein 7 aufweist.

Die für den Phasenanschnittsteuerbaustein 7 notwendige Ver­ sorgungsspannung in Höhe von etwa 10-15 Volt wird bei den Anschlüssen 10 und 11 zugeführt. Zur Glättung ist über die­ se Anschlüsse 10 und 11 ein Kondensator C geschaltet. Erfindungsgemäß ist für die Stromversorgung der Ansteuer­ schaltung ein Transformator 12 vorgesehen, dessen Primär­ wicklung durch die Teilwicklung 2a der Arbeitswicklung 2 gebildet ist. Die Sekundärwicklung 13 ist mit einem Ende an die Wechselstromklemme 5 bzw. den Anschluß 11 der An­ steuerschaltung angeschlossen, während das andere Ende über eine Diode D2 zur Gleichrichtung, an den Anschluß 10 der Ansteuerschaltung angeschlossen ist. Durch die Mitver­ wendung der Antriebswicklung als Primärwicklung für den Transformator 12 ergibt sich insgesamt ein nur sehr geringer Platzbedarf. Außerdem tritt praktisch keine zusätzliche Erwärmung auf.

Wird das Gerät durch Schließen des Schalters 14 einge­ schaltet, so ist der im Arbeitsstromkreis liegende Triac noch gesperrt, so daß keine Spannung in der Se­ kundärwicklung 13 induziert wird. In diesem Zustand er­ folgt die Stromversorgung der Ansteuerschaltung 6 über eine Hilfsspannung, die über einen Vorwiderstand R1 aus der Netzspannung gewonnen wird. Da über die­ sen Widerstand R1 jedoch nur eine sehr kurzzei­ tige Versorgung der Ansteuerschaltung 6 erfolgen muß, kann er hinsichtlich seiner Belastbarkeit sehr klein ausgelegt werden. Über den Widerstand R1 und die Diode D1 erfolgt die Versorgung der Ansteuerschaltung so lange, bis die Spannung am Ladekondensator C den für den sicheren Betrieb des Phasenanschnittsteuerbausteines 7 notwendigen Wert erreicht hat und der Steuerbaustein dann über die Steuerverbindung 9 einen Steuerimpuls an den Triac 8 liefern kann. Dadurch wird der Triac 8 lei­ tend und es fließt durch die Antriebswicklung 2 ein Strom, so daß dann in der Sekundärwicklung 13 eine Span­ nung induziert wird. Diese Spannung dient dann nach Gleichrichtung durch die Diode D2 zur Versorgung der Ansteuerschaltung 6.

Der Widerstand R1 könnte in Abweichung zu der in Fig. 2 gezeigten Schaltung direkt an die mit A bezeichnete Sei­ te der Antriebswicklung 2 geschaltet sein. Im Ausführungs­ beispiel ist er jedoch zwischen der Arbeitswicklung 2 und dem Triac 8 angeschlossen. Dadurch hat man den Vorteil, daß die Antriebswicklung 2 gleichzeitig noch als Vorwider­ stand mit verwendet wird. Insbesondere kann dadurch die Dauerverlustleistung des Vorwiderstandes R1 so weit re­ duziert werden, daß nur noch eine sehr geringe Baugröße für diesen Widerstand erforderlich ist. Für Rasierappa­ rate mit Schwingankerantrieb hat es sich gezeigt, daß für den Widerstand R1 eine Belastbarkeit von 0,15 Watt ausreicht. Bei Verwendung eines Vorwiderstandes zur Dauerstromversorgung der Ansteuerschaltung 6 müßte für den dann vorgesehenen Vorwiderstand eine Belastbarkeit von etwa 4 Watt gewählt werden.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Stromversorgung für die Ansteuerschaltung aus einer Kombination von ei­ nem für die Dauerversorgung vorgesehenen Transformator 12 und einem Vorwiderstand R1 zur Erzeugung einer Start- Hilfsspannung, kann das Bauvolumen und auch die Erwärmung erheblich reduziert werden, was insbesondere bei elektri­ schen Kleingeräten von wesentlicher Bedeutung ist.

Fig. 3 zeigt noch eine abgewandelte Ausführungsvariante einer Schaltung, bei der der Transformator 12a insbeson­ dere unter Einbeziehung der Arbeitswicklung 2 als Spar­ transformator ausgebildet ist. Dazu ist an der einen Antriebswicklung 2a eine Anzapfung 15 so vorgesehen, daß zwischen dieser Anzapfung und dem Punkt A der Antriebs­ wicklung 2 die zur Versorgung der Ansteuerschaltung 6 notwendige Spannung ansteht. Diese wird über die Diode D2 gleichgerichtet und dem Anschluß 10 der Ansteuerschaltung 6 zugeführt. Auch hierbei erfolgt für die Startphase eine Versorgung der Ansteuerschaltung 6 über eine Hilfsspannung, die von der an den Klemmen 4 und 5 anliegenden Netzspan­ nung abgenommen und über den Vorwiderstand R1 und die Diode D1 an den Anschluß 10 geführt wird. Bei dieser Schal­ tungsvariante wird die Antriebswicklung 2 nicht als Vor­ widerstand für den Widerstand R1 mitbenutzt, so daß die­ ser geringfügig größer dimensioniert werden müßte. Anderer­ seits ergibt sich hier jedoch der Vorteil, daß keine sepa­ rate Sekundärwicklung bei dem Transformator 12a erforderlich ist.

Erwähnt sei noch, daß durch die elektronische Einstellein­ richtung auf einfache Weise eine stufenlose Spannungsanpas­ sung für das zu betreibende elektrische Kleingerät beispiels­ weise im Bereich von 100 bis 240 Volt möglich ist.

Claims (6)

1. Elektrisches Kleingerät mit einem an einem Wechselstrom­ netz betreibbaren elektromotorischen Antrieb, vorzugswei­ se einem Schwingankermotor, wobei der Antrieb über einen elektronischen Schalter an die Wechselspannung anschalt­ bar ist und eine Phasenanschnittsteuerung des elektroni­ schen Schalters derart vorgesehen ist, daß bei hoher Wechselspannung der Stromflußwinkel klein und bei kleiner Wechselspannung der Stromflußwinkel groß ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Antriebswicklung (2a) gleichzeitig als Primärwicklung eines Transformators (12) vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung (13) über eine erste Diode (D₂) die Vorrichtung zur Phasenanschnittsteuerung (7) speist und daß für die Startphase eine Hilfsspannung für die Strom­ versorgung der Phasenanschnittsteuerung vorgesehen ist (Fig. 2).

2. Kleingerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß ein Vorwiderstand (R₁) mit einer in Reihe geschal­ teten zweiten Diode (D₁) zwischen einer Speisespannungs­ quellenklemme (10) der Phasenanschnittsteuerung (7) und dem Verbindungspunkt von Antriebswicklung (2a) und elektroni­ schem Schalter (8) vorgesehen ist (Fig. 2).

3. Kleingerät nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet daß der Vorwiderstand aus einem Ohm'schen oder einem ka­ pazitiven, gegebenenfalls aus einer Reihenschaltung aus einem Ohm′schen und einem kapazitiven Widerstand besteht.

4. Elektrisches Kleingerät nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 dadurch gekennzeichnet daß mindestens eine Antriebswicklung (2a) eine Anzapfung (15) aufweist und als Spartransformator über eine erste Diode D₂) zur Speisung der Phasenanschnittsteuerung (7) vorgesehen ist und daß für die Startphase eine Hilfsspannung für die Stromversorgung der Phasenanschnittsteuerung (7) vorgese­ hen ist (Fig. 3).

5. Kleingerät nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet daß ein Vorwiderstand (R₁) mit einer in Reihe geschalte­ ten zweiten Diode (D₁) zwischen einer Speisespannungsquellenklemme (10) der Phasenausschnittsteuerung (7) und der­ jenigen Wechselspannungsklemme (5) vorgesehen ist, die gleichzeitig unmittelbar mit dem elektronischen Schalter (8) verbunden ist (Fig. 3).

6. Kleingerät nach Anspruch 1 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (8) ein Triac ist.