DE3622093C1 - Switch arrangement for supplying a load with alternating current - Google Patents
Switch arrangement for supplying a load with alternating currentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a switch arrangement according to the preamble of claim 1.
Eine Schalteranordnung dieser Art ist aus der DE-OS 34 23 218 vorbekannt. Bei dieser wird das Verlustwärme erzeugende TRIAC- Schaltelement durch den parallel liegenden Schalter über brückt, um die Verlustwärme bei Vollast zu vermindern. Nach teilig hierbei ist, daß die Parallelschaltung aus dem TRIAC- Schaltelement und dem parallel dazu liegenden Schalter unge regelt betrieben wird.A switch arrangement of this type is from DE-OS 34 23 218 previously known. The TRIAC- Switching element through the parallel switch bridges to reduce the heat loss at full load. After Part of this is that the parallel connection from the TRIAC Switching element and the switch lying parallel to it regulates is operated.
Es sind zwar an sich Regelschalter z. B. zur Versorgung von Lötbädern bei hohen Leistungen von z. B. 3,5 kW bekannt. Nachteilig hierbei ist, daß diese Regelschalter unabhängig von der Phasenlage der Netzspannung ein- und ausschalten, wodurch sich unerwünschte Netzstörungen ergeben. Zur Ver meidung derartiger Netzstörungen ist es bei einem weiteren Regelschalter bekannt, das TRIAC-Schaltelement mit dem Haupt schalter in Reihe zu schalten. Das TRIAC-Schaltelement schaltet dabei im Nulldurchgang der Netzspannung. Jedoch besteht hierbei ebenfalls der eingangs beschriebene Nachteil, daß das TRIAC-Schaltelement mit zunehmender Leistung zunehmende Verlustleistung erzeugt, was verstärkte Kühlungsmaßnahmen erfordert.There are control switches per se, for. B. to supply Soldering baths with high performances of e.g. B. 3.5 kW is known. The disadvantage here is that these control switches are independent switch on and off from the phase position of the mains voltage, which results in undesirable network disturbances. Ver Another is to avoid such network disturbances Known control switch, the TRIAC switching element with the main switch in series. The TRIAC switching element switches thereby in the zero crossing of the mains voltage. However, there is here also the disadvantage described above that the TRIAC switching element increasing with increasing performance Power loss generates what increased cooling measures required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteranordnung der gatttungsgemäßen Art zu schaffen, die - ohne die Nachteile der verstärkten Kühlungsmaßnahmen - sowohl für hohe Leistungen, von z. B. 3,5 kW, verwendbar ist, als auch im Nulldurchgang der Netzspannung geregelt ein- und ausschaltet.The invention has for its object a Switch arrangement of the generic type to create the - without the disadvantages of the increased cooling measures - both for high performance, e.g. B. 3.5 kW, can be used, as well as regulated in and at the zero crossing of the mains voltage turns off.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Dadurch wird eine Schalteranordnung für hohe Leistungen, von z. B. 3,5 kW geschaffen, die nur im Nulldurchgang der Netzspannung geregelt ein- und ausgeschaltet wird. Hierbei dient das TRIAC-Schaltelement beim Ein- und Aus schalten zur Sicherung des Schaltens im Nulldurchgang, wohin gegen der Relaiskontakt im Betriebszustand für eine Eliminie rung der Verlustleistung des TRIAC-Schaltelementes sorgt und somit erhöhten Kühlungsaufwand überflüssig macht.The solution to this problem follows from the characteristic ones Features of claim 1. This is a switch assembly for high performances, e.g. B. 3.5 kW created only in Zero crossing of the mains voltage regulated on and off becomes. The TRIAC switching element is used here when switching on and off switch to ensure switching at zero crossing wherever against the relay contact in the operating state for an elimination The power loss of the TRIAC switching element ensures and thus eliminating the need for increased cooling.
Die erfindungsgemäße Schalteranordnung läßt sich mit beson derem Vorteil bei großen Ohm′schen Lasten und gleichzeitig ungünstigen Kühlungsbedingungen einsetzen, welche insbesondere bei Lötbädern, Lötmaschinen und dergleichen vorliegen. Hier soll eine Leistung von 3,5 kW im Nulldurchgang geschaltet werden, wobei weder der Kühlkörper des TRIAC-Schaltelementes außerhalb des Gehäuses des Reglers, des Lötbades, der Lötmaschine oder der gleichen montiert werden kann, noch die Anordnung von Lüf tungsöffnungen möglich ist.The switch arrangement according to the invention can be particularly which advantage with large ohmic loads and at the same time unfavorable cooling conditions, which in particular with solder baths, soldering machines and the like. Here a power of 3.5 kW should be switched at zero crossing, whereby neither the heat sink of the TRIAC switching element outside the Housing of the controller, the solder bath, the soldering machine or the same can be assembled, nor the arrangement of Lüf openings are possible.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.
Regelschalter sind an sich bekannt. Auch sind die Merkmale des Anspruches 2 teilweise und die Merkmale des Anspruches 4 aus der DE-Zeitschrift "Elektor", Juni 1982, Heft 6, S. 37-41, bekannt, jedoch nicht im Zusammenhang mit der ge regelt betriebenen Parallelschaltung aus dem TRIAC-Schalt element und dem weiteren Schalter, mit der daraus resultie renden speziellen Schaltfolge.Control switches are known per se. Also the characteristics of claim 2 partially and the features of claim 4 from the DE magazine "Elektor", June 1982, issue 6, S. 37-41, known, but not in connection with the ge controls operated parallel connection from the TRIAC switch element and the other switch with which this results special switching sequence.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles einer Schalteranordnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on one in the drawings illustrated embodiment of a switch arrangement explained in more detail. It shows
Fig. 1 ein Blockschaltbild, Fig. 1 is a block diagram,
Fig. 2 eine konkrete Ausführungsform und Fig. 2 shows a specific embodiment and
Fig. 3 ein Funktionsdiagramm. Fig. 3 is a functional diagram.
Die Schaltungsanordnung für hohe Leistungen, von z. B. 3,5 kW, dient insbesondere zur Ein- und Ausschaltung des Heizstrom kreises von Lötbädern, Lötmaschinen oder dergleichen. Hier sind Regelstrecken mit Zeitkonstanten in der Größenordnung von mindestens einigen Sekunden bis zu einigen Minuten gege ben.The circuit arrangement for high performance, from z. B. 3.5 kW, is used in particular to switch the heating current on and off circle of solder baths, soldering machines or the like. Here are controlled systems with time constants of the order of magnitude from at least a few seconds to a few minutes ben.
Die Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Bauelement 1 zur Temperaturerfassung eines nicht näher dargestellten Löt bades einer Lötmaschine mittels eines Temperaturfühlers 2. Dem Bauelement 1 ist ein Verknüpfungspunkt 3 nachgeschaltet, in welchem der mittels des Temperaturfühlers 2 bestimmte Ist wert mit dem gewünschten Sollwert der Lötbadtemperatur ver glichen wird. Ein nachgeschalteter Regeler 4 dient zum Nachregeln der Temperatur des Lötbades bzw. zur Ein- und Aus schaltung des Heizelementes des Lötbades. Dieser Regler 4 lie fert das Stellsignal 9. Dem Regler 4 sind in einer Parallel schaltung ein Relaiskontakt 5 und ein TRIAC-Schaltelement 6 mit Nullspannungsdetektor 13 nachgeschaltet, denen jeweils ein Einschalt-Verzögerungsglied 7 bzw. ein Ausschalt- Verzögerungsglied 8 vorgeschaltet sind. Diese Parallel schaltung aus Schaltrelais 5 und TRIAC-Schaltelement 6 ist in Reihe mit dem Hauptschalter 14 der Schalteranordnung zur Ein- und Ausschaltung des Heizstromkreises des Lötbades ge schaltet. Die Schalteranordnung dient für hohe Leistungen von z. B. 3,5 kW. Fig. 1 is a block diagram of a device 1 for detecting the temperature of a solder bath, not shown a soldering machine by means of a temperature sensor. 2 The component 1 is a connection point 3 downstream, in which the actual value determined by means of the temperature sensor 2 is compared with the desired setpoint of the solder bath temperature. A downstream controller 4 is used to readjust the temperature of the solder bath or to switch the heating element of the solder bath on and off. This controller 4 produces the control signal 9 . The controller 4 are connected in a parallel circuit, a relay contact 5 and a TRIAC switching element 6 with zero voltage detector 13 , each of which has an on-delay element 7 and an off-delay element 8 connected in series. This parallel circuit of switching relay 5 and TRIAC switching element 6 is connected in series with the main switch 14 of the switch arrangement for switching the heating circuit of the soldering bath on and off. The switch arrangement is used for high powers such. B. 3.5 kW.
Die Fig. 2 zeigt eine konkrete Schalteranordnung, bestehend aus dem in Reihe geschalteten Hauptschalter 14 mit Heizelement 10 und der Parallelschaltung aus Relaiskontakt 5 und TRIAC- Schaltelement 6, welchen jeweils das Einschalt-Verzögerungs element 7 bzw. das Ausschalt-Verzögerungselement 8 vorgeschaltet sind. Fig. 2 shows a concrete switch arrangement consisting of the series switch 14 with heating element 10 and the parallel connection of relay contact 5 and TRIAC switching element 6 , which are each the switch-on delay element 7 and the switch-off delay element 8 upstream.
Der Parallelschaltung aus TRIAC-Schaltelement 6 und Relais kontakt 5 ist eine Schutzschaltung parallel geschaltet, die aus einer Parallelschaltung eines Varistors 11 und eines Siebgliedes 12 gebildet ist, das wiederum aus einem Wider stand und einem mit diesem in Reihe geschalteten Kondensator gebildet ist.The parallel circuit of TRIAC switching element 6 and relay contact 5 is connected in parallel with a protective circuit which is formed from a parallel circuit of a varistor 11 and a filter element 12 , which in turn was made up of an opponent and a capacitor connected in series with it.
Das TRIAC-Schaltelement 6 ist mit einem Optokoppler mit Nullspannungsdetektor 13 gekoppelt, der in nicht näher darge stellter Weise in die Schalteranordnung integriert ist. Bei Ver wendung eines Optokopplers mit Nullspannungsdetektor entfällt der Nullspannungsdetektor 13.The TRIAC switching element 6 is coupled to an optocoupler with zero voltage detector 13 , which is integrated in a manner not shown in the switch arrangement. When using an optocoupler with zero voltage detector, the zero voltage detector 13 is omitted.
In einer konkreten Ausführungsform sind das TRIAC-Schalt element 6 aus einem BT-139 der Firma VALVO, der Optokoppler aus einem MCP 3040 der Firma Motorola und der Relaiskontakt 5 aus einem AZ 735 der Firma Zettler gebildet.In a specific embodiment, the TRIAC switching element 6 is formed from a BT-139 from VALVO, the optocoupler from an MCP 3040 from Motorola and the relay contact 5 from an AZ 735 from Zettler.
Die Wirkungsweise der voranstehend beschriebenen Schalteranordnung für hohe Leistungen kann anhand der Fig. 3 näher erläutert werden. Hier sind oben die Wechselstrom-Netzfrequenz von üblicherweise 50 Hz, darunter die Ein- und Ausschaltzu stände des Stellsignals 9, des TRIAC-Schaltelementes 6 und des Relaiskontaktes 5 dargestellt. Nach dem Einschalten des Stellsignals 9 wird das TRIAC-Schaltelement 6 im nächsten Nulldurchgang der Netzspannung gezündet. Die maximale Einschalt-Verzögerung beträgt eine Netzhalbwelle, d. h. bei der Netzfrequenz 50 Hz genau 10 ms. Der Relaiskontakt 5 wird unter Wirkung des Einschalt-Verzögerungsgliedes 7 erst um einige Netzvollwellen verzögert zugeschaltet. Damit wird der Netzstrom vom Relaiskontakt 5 übernommen. Im TRIAC- Schaltelement 6 fällt also keine Verlustleistung mehr an.The mode of operation of the switch arrangement for high powers described above can be explained in more detail with reference to FIG. 3. Here are the AC mains frequency of usually 50 Hz, including the ON and OFF states of the control signal 9 , the TRIAC switching element 6 and the relay contact 5 are shown. After switching on the control signal 9 , the TRIAC switching element 6 is ignited in the next zero crossing of the mains voltage. The maximum switch-on delay is one mains half-wave, ie exactly 10 ms at the mains frequency 50 Hz. The relay contact 5 is switched on is delayed under the action of the on-delay member 7 only by a few full-wave network. The mains current is thus taken over by relay contact 5 . In the TRIAC switching element 6 , there is no longer any power loss.
Beim Ausschalten läuft der Vorgang in umgekehrter Reihen folge ab. Sobald das Stellsignal 9 ausschaltet, wird zunächst der Relaiskontakt 5 ausgeschaltet und erst um einige Netzvollwellen später, verzögert durch das Ausschalt-Verzögerungsglied 8, wird das TRIAC-Schaltelement 6 ausgeschaltet.When switching off, the process takes place in reverse order. As soon as the control signal 9 switches off, the relay contact 5 is first switched off and the TRIAC switching element 6 is switched off only after a few mains waves later, delayed by the switch-off delay element 8 .
Das TRIAC-Schaltelement 6 gewährleistet somit das Ein- und Ausschalten der Schalteranordnung im Nulldurchgang der Netz spannung. Durch den Relaiskontakt 5 wird gewährleistet, daß die Verlustleistung im TRIAC-Schaltelement 6 nur während des Ein- und Ausschaltvorganges nur für jeweils wenige Vollwellen anfällt. Aus den vorhandenen Umgebungs- und Kühlbedingungen ergibt sich bei vorgegebener Last eine maximal zulässige Schaltfrequenz.The TRIAC switching element 6 thus ensures the switching on and off of the switch arrangement in the zero crossing of the mains voltage. The relay contact 5 ensures that the power loss in the TRIAC switching element 6 only occurs for a few full waves only during the switching on and off process. The available switching and cooling conditions result in a maximum permitted switching frequency for a given load.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863622093 DE3622093C1 (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Switch arrangement for supplying a load with alternating current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863622093 DE3622093C1 (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Switch arrangement for supplying a load with alternating current |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3622093C1 true DE3622093C1 (en) | 1987-11-19 |
Family
ID=6304164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863622093 Expired DE3622093C1 (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Switch arrangement for supplying a load with alternating current |
Country Status (1)
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- 1986-06-27 DE DE19863622093 patent/DE3622093C1/en not_active Expired
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
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