DE3704511A1 - Zweidraht- wechselstrom- dimmer - Google Patents

Zweidraht- wechselstrom- dimmer

Info

Publication number
DE3704511A1
DE3704511A1 DE19873704511 DE3704511A DE3704511A1 DE 3704511 A1 DE3704511 A1 DE 3704511A1 DE 19873704511 DE19873704511 DE 19873704511 DE 3704511 A DE3704511 A DE 3704511A DE 3704511 A1 DE3704511 A1 DE 3704511A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thyristor
voltage
consumer
circuit
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19873704511
Other languages
English (en)
Other versions
DE3704511C2 (de
Inventor
David G Luchaco
Charles C Houng
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lutron Electronics Co Inc
Original Assignee
Lutron Electronics Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lutron Electronics Co Inc filed Critical Lutron Electronics Co Inc
Publication of DE3704511A1 publication Critical patent/DE3704511A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3704511C2 publication Critical patent/DE3704511C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04Controlling
    • H05B39/08Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/25Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Dimmerkreis zur Steuerung des Effektivwertes einer an einen Verbraucher angelegten Wechselspannung. Im einzel­ nen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Zweidraht-Dimmerkreis zur Verwendung in Verbindung mit Blindlastkreisen, in denen ein schädlicher Lastgleich­ strom auftreten kann. Die vorliegende Erfindung umfaßt Korrektureinrichtungen zur Reduzierung eines durch den Verbraucher fließenden schädlichen Gleichstroms und Spannungskompensationseinrichtungen zur Regelung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wech­ selspannung. Weiterhin wird ein Zweidraht-Nieder­ spannungsdimmerkreis ohne Spannungskompensationseinrich­ tung, aber mit verbessertem Dämpfungsvermögen bei nied­ rigen Lastströmen geoffenbart.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf Nieder­ spannungs-Dimmersysteme anwendbar, bei denen der Ver­ braucher ein Niederspannungstransformator ist. Die Erfindung kann aber auch bei anderen Verbrauchertypen angewendet werden wie beispielsweise bei Leuchtstoffröh­ ren-Beleuchtungssystemen.
Zweidraht-Dimmerkreise sind bekannt. Eine übliche Aus­ führungsform eines Zweidraht-Dimmerkreises enthält ein Triac und einen Doppelphasensprung-Zündstromkreis, der betriebsmäßig mit dem Toranschluß des Triacs verbunden ist. Der Doppelphasensprung-Zündstromkreis verwendet einen über das Triac gekoppelten Serien-RC-Kreis und einen Zündkondensator, der mit dem RC-Kreis über ein Potentiometer und mit dem Toranschluß des Triacs über ein Diac verbunden ist. Dieser Kreis korrigiert im Hinblick auf schädliche Gleichströme, die bekanntlich durch Blindlastkreise, wie beispielsweise die Primär­ wicklung eines Niederspannungstransformators fließen, indem der Zündwinkel des Triacs in ausgewählten Halb­ perioden der Wellenform der Verbraucher-Wechselspannung in der nachfolgend beschriebenen Weise eingestellt wird. Die Gleichspannungskomponente tritt am Triac auf und damit auch an einem Schaltelement, das als "Führungskon­ densator" bekannt ist. Der Führungskondensator ist der Kondensator in dem oben erwähnten Serien-RC-Kreis. Da der Führungskondensator mit dem Zündkondensator über das Potentiometer verbunden ist, wird die Gleichspannung am Führungskondensator zur Spannung am Zündkondensator addiert und der Zündwinkel wird verändert zur Reduzie­ rung des Gleichstromes.
Während mit dem oben erwähnten Zweidraht-Dimmerkreis eine Lösung des Gleichstromproblems, das bekanntlich bei Blindlastkreisen existiert, möglich ist, besitzt der Kreis eine schlechte Spannungsregelung. Das bedeutet, daß es nicht möglich ist, den Effektivwert der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung bei Schwankungen der Speise-Wechselspannung im wesentlichen konstant zu halten. Es ist bekannt, einen derartigen Zweidraht- Dimmer so zu modifizieren, daß er eine gute Spannungsre­ gelung ermöglicht, indem der Führungskondensator durch ein Diac ersetzt wird. Der modifizierte Kreis jedoch ist nicht in der Lage im Hinblick auf das Gleichstromproblem Korrekturen vorzunehmen, sobald der Führungskondensator entfernt ist.
Es sind weiterhin Dreidraht-Dimmerkreise bekannt. In einen Dreidraht-Dimmerkreis sind zwei Drähte direkt mit der Wechselspannungsquelle verbunden und der Zündwinkel wird durch die Spannung über der Wechselspannungsquelle bestimmt. Auf diese Weise wird der Zündwinkel nicht durch über den Verbraucher fließende Gleichströme beein­ flußt. Es ist dem Durchschnittsfachmann bekannt, ein spannungsregelndes Diac in den Zündstromkreis des Drei­ draht-Dimmers einzufügen. Ein derartiger Dreidraht- Dimmer besitzt eine gute Spannungsregelung und das Gleichstromproblem tritt nicht auf. Dreidraht-Dimmer jedoch sind unerwünscht, weil drei Drähte (Wechsel­ spannungsanschluß, neutraler Anschluß und Verbraucheran­ schluß) zu jeder Wanddose geführt werden müssen, so daß zusätzliche Installationskosten erforderlich sind.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, die Mängel der Einrichtung nach dem Stand der Technik zu überwinden und einen Zweidraht-Dimmer zu schaffen, der sowohl einen Kreis zur Spannungsregelung als auch einen Kreis zur Gleichstromkorrektur enthält.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Der erfindungsgemäße Dimmerkreis zur Verwendung in Verbindung mit Blindlastkreisen, wie beispielsweise einem Niederspannungs-Transformator, besitzt lediglich ein Paar von Drähten zur Verbindung der Schaltung in Serie mit dem Verbraucher und einer Wechselspannungs­ quelle. Erste und zweite leitend steuerbare Thyristo­ ren sind betriebsmäßig an das Paar von Drähten ange­ schlossen, und von einem Steuerkreis werden Steuersignale einem Toranschluß des ersten Thyristors zugeführt zum Zünden des ersten Thyristors bei einem Zündwinkel, der durch die momentane Größe der Wechselspannung bestimmt ist, die am Steuerkreis anliegt. Der zweite Thyristor wird erst leitend gesteuert, nachdem die Stärke des Verbraucherstroms durch den ersten Thyristor einen ausgewählten Wert überschreitet. Der erste Thyristor wird nichtleitend gesteuert, nachdem der zweite Thyri­ stor leitend gesteuert wurde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers werden als Thyristoren Triacs verwendet, es ist jedoch auch mög­ lich, anti-parallelgeschaltete siliziumgesteuerte Gleichrichter oder andere geeignete Vorrichtungen zu verwenden.
In dem Kreis zur Regelung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung ist eine Spannungskompensationeinrichtung angeordnet. Bei der geoffenbarten Ausführungsform besteht die Spannungskom­ pensationseinrichtung aus einem Diac mit einer solchen negativen Widerstandscharakteristik, daß die durch das Diac dem Steuerkreis zugeführte Spannung den Zeitverlauf der Steuersignale ändert und damit den Zündwinkel der Triacs, wenn Schwankungen in der Speisewechselspannung auftreten, wodurch der Effektivwert der an den Verbrau­ cher angelegten Wechselspannung im wesentlichen konstant bleibt. Dieser Kompensationseffekt tritt auf, solange der Wert der Speisewechselspannung größer ist als die Kippspannung des Diac.
Der Kreis enthält außerdem eine Korrektureinrichtung zur Korrektur von Asymmetrien in der Wellenform der Verbrau­ cher-Wechselspannung, welche durch den über den Ver­ braucher fließenden Gleichstrom hervorgerufen werden. Ein durch den Verbraucher fließender Gleichstrom kann ein Voreilen oder Nacheilen des Zündwinkels in der positiven oder negativen Halbperiode der Wellenform der Verbraucherwechselspannung bewirken in Abhängigkeit von der Größe und Richtung des Gleichstroms. Auf diese Weise wird die Wellenform der Verbraucher-Wechselspannung asymmetrisch. Die Korrektureinrichtung korrigiert die Asymmetrien durch Vorwärts- oder Rückwärtssetzen des Zündwinkels in aufeinanderfolgenden Halbperioden bis die Wellenform der Verbraucher-Wechselspannung im wesentli­ chen symmetrisch ist, wodurch der durch den Verbraucher fließende schädliche Gleichstrom reduziert wird.
In der geoffenbarten Ausführungsform weist die Korrek­ tureinrichtung eine Serienkombination aus einem Wider­ stand und einem Korrekturkondensator auf, die über den Dimmerkreis verbunden sind. Der Korrekturkondensator lädt sich auf einen Spannungspegel auf, der die Größe und Richtung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms anzeigt. Ein Rückkopplungszweig addiert die Spannung am Korrekturkondensator zu der Spannung am Zündkondensator, der betriebsmäßig mit dem Toranschluß des ersten Triacs verbunden ist. In jeder der aufeinan­ derfolgenden Haltperioden der Wellenform der Verbrau­ cher-Wechselspannung wird der Zündwinkel um einen Betrag vor- oder zurückgesetzt (im Hinblick auf den Zündwinkel der vorhergehenden Halbperiode entgegengesetzter Polari­ tät), welcher durch die Größe und Polarität der Spannung am Korrekturkondensator gegeben ist.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Korrekturkon­ densator in Serie mit dem die Spannung kompensierenden Diac angeordnet. Der Korrekturkondensator wird durch den durch das die Spannung kompensierende Diac fließen­ den Strom auf einen Spannungspegel aufgeladen, der die Größe und Richtung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms anzeigt. Die Spannung am Korrekturkondensa­ tor wird in Serie mit der Spannung am Diac angelegt zur effektiven Einstellung der Spannung am Zündkondensator, wodurch der Zündwinkel in jeder der aufeinanderfolgenden Halbperioden vor- oder zurückgesetzt wird.
Zur genaueren Erläuterung der Erfindung wird in den Zeichnungen eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform dargestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß diese Erfindung durch die genauen Anordnungen und darge­ stellten apparativen Ausgestaltungen nicht begrenzt ist.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines bekannten Zweidraht- Niederspannungs-Dimmerkreises;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines bekannten Dreidraht- Niederspannungs-Dimmerkreises;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungs­ form eines Zweidraht-Niederspannungs-Dimmerkrei­ ses gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm einer anderen Aus­ führungsform eines Zweidraht-Niederspannungs- Dimmerkreises gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform eines Zweidraht-Niederspannungs- Dimmerkreises gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm eines Zweidraht- Dimmerkreises nach dem Stand der Technik; die
Fig. 7, 8 und 9 zeigen Spannungswellenformen, darge­ stellt zum Zweck der Beschreibung der Wirkungs­ weise der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm eines bekannten Dreidraht-Zweitriac-Dimmerkreises;
Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm eines Zweidraht- Niederspannungs-Zweitriac-Dimmerkreises ohne Spannungskompensationskreis nach der vorlie­ genden Erfindung.
In den Zeichnungen werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In Fig. 1 ist in einem Block­ schaltbild ein übliches Zweidraht-Niederspannungs-Dim­ mersystem dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Dimmersystem 10 besitzt einen Zweidraht-Dimmerkreis 12, der lediglich ein Paar von Drähten 26, 28 aufweist, die den Kreis in Serie mit der Primärwicklung 20 eines Transformators 23 und einer Speise-Wechselspannungs­ quelle 19 verbinden. Der Dimmerkreis 12 besitzt ein Triac 16 sowie einen mit diesem betriebsmäßig verbundenen Steuerkreis 14 zur Zuführung von Steuersignalen an das Tor 17 zur selektiven Leitendsteuerung des Triacs 16. Wie aus dem Stand der Technik gut bekannt, steuert der Zeitverlauf der Steuersignale und somit der Zündwinkel des Triacs den Effektivwert der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung. Der in Fig. 1 dargestellte Dimmerkreis 12 steuert die Niederspannung an einer mit der Sekundärwicklung 22 verbundenen Lampe 24.
Wie bekannt, wird der Zündwinkel des Triacs 16 durch den momentanen Wert der Spannung am Steuerkreis 14 und damit an den Drähten 26, 28 gesteuert. Auf diese Weise kann der Zündwinkel durch magnetisierende Gleichströme beein­ flußt werden, die durch die Primärwicklung 20 des Trans­ formators 23 fließen. Die Größe dieser Gleichströme kann bedeutsam werden und die weiter unten beschrieben Pro­ bleme verursachen.
Der problematische Gleichstrom kann durch eine Anzahl von Faktoren hervorgerufen sein. Wenn beispielsweise die Lampe 24 oder ein anderer mit der Sekundärwicklung 22 des Transformators 23 verbundener Verbraucher durch­ brennen (also ein offener Stromkreis werden), kann die Größe des durch die Primärwicklung 20 fließenden mag­ netisierenden Gleichstromes signifikant verglichen mit dem Effektivwert des durch die Primärwicklung 20 fließenden Wechselstroms werden. Zusätzlich ist es denkbar, daß die Zufuhr von Wechselstromleistung zum Kreis 10 plötzlich unterbrochen werden könnte zu einem Zeitpunkt, in dem die Wellenform der Wechselspannung bei oder nahe bei 0 liegt nach einer positiven oder negati­ ven Halbperiode. Wenn in dem Augenblick des Wiederein­ setzens der Wechselstromleistung die Wellenform der Wechselspannung wiederum bei oder nahe bei 0 einer Halb­ periode der gleichen Polarität liegt, die beim Aussetzen der Leistung vorhanden war, kann das magnetische Mate­ rial im Kern des Transformators 23 gesättigt werden und bewirken, daß der Transformator den Strom in eine Rich­ tung leichter leitet als in der anderen Richtung. Dieses verzögert den Zündwinkel des Triacs 16 in einer Halbperiode der Wellenform der Wechselspannung (siehe Fig. 9), was den Transformator 23 veranlasst, noch stärker zu polarisieren. Die Rückkopplungsnatur dieser Erscheinung führt zu dem Gleichstromproblem.
Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild ein bekanntes Dreidraht-Niederspannungs-Dimmersystem 30. Das System 30 besitzt einen Dreidraht-Dimmerkreis 32 mit zwei Drähten 46 und 48, die direkt mit der Wechselspannungsquelle 39 verbunden sind. Die Drähte 48 und 50 sind mit der Pri­ märwicklung eines Transformators 41 verbunden zur Zufüh­ rung einer Niederspannung zu einer Lampe 44 über die Sekundärwicklung 42. Der Dimmerkreis 32 enthält ein Triac 36 und einen Steuerkreis 34, der dem Tor 37 des Triacs 36 Steuersignale zuführt. Im Gegensatz zu dem Steuerkreis 14 gemäß Fig. 1 ist der Steuerkreis 34 direkt an die Speise-Wechselspannung angeschlossen. Daher wird der Zündwinkel der Steuersignale nicht durch irgendeinen Gleichstrom beeinflußt, der durch die Pri­ märwicklung 40 des Transformators 41 fließen kann. Der Dreidraht-Dimmerkreis nach Fig. 2 ist jedoch nicht nur teurer herzustellen als der Zweidraht-Dimmerkreis nach Fig. 1, sondern Dreidrahtdimmer machen es notwendig, daß drei anstelle von zwei Drähten zu allen Wanddosen ge­ führt werden müssen, so daß die mit der Einrichtung eines Dreidraht-Dimmers verbundenen Kosten anwachsen.
Fig. 6 zeigt schematisch einen bekannten Zweidraht- Dimmerkreis 52. Der in Fig. 6 dargestellte Kreis 52 verwendet einen Typ eines Steuerkreises zur Erzeugung von Steuersignalen, der als "Doppelphasensprung-Zünd­ kreis" bekannt ist. Der Doppelphasensprung-Zündkreis besitzt einen Widerstand 54, einen Führungskondensator 56, einen Potentiometer/Trimm-Kreis 58, einen Zündkon­ densator 60 und ein Diac 62. Die Wirkungsweise dieses Kreises ist in der Technik gut bekannt.
Der Zweidraht-Dimmerkreis nach Fig. 6 besitzt nicht die oben diskutierten Probleme hinsichtlich des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms, wenn die Charak­ teristik des Triacs 64 nach bestimmten Kriterien ausge­ wählt ist, die weiter unten beschrieben werden. Wenn eine Gleichspannungskomponente am Triac 64 auftritt, erscheint diese auch am Führungskondensator 56. Wenn der Führungskondensator 56 über den Potentiometer/Trimm- Kreis 58 mit dem Zündkondensator 60 verbunden ist, korrigiert die Gleichspannung am Führungskondensator 56 den Zündwinkel des Triacs 64 in ausgewählten Halbperio­ den der Wellenform der Verbraucher-Wechselspannung. Die Wirkung der Veränderung des Zündwinkels auf diese Weise und eine Erklärung wie dies das Gleichstromproblem löst, wird weiter unten offenbart werden.
Während eine geeignete Auswahl der Charakteristik des Triacs 64 sicherstellt, daß bei dem Kreis nach Fig. 6 das weiter oben beschriebene Gleichstromproblem nicht auftritt, besitzt dieser Kreis einen anderen Nachteil. Der Kreis nach Fig. 6 ist nicht fähig, den Mittelwert der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung bei Schwankungen der Speisewechselspannung im wesentlichen konstant zu halten. Eine derartige spannungsregelnde Eigenschaft ist bei einem Zweidraht-Gleichstromkompen­ sierenden-Dimmer wünschenswert.
Es wurden schon früher Versuche unternommen, den Kreis nach Fig. 6 so zu modifizieren, daß er die gewünschte spannungsregelnde Funktion ausübt. Eine derartige Modi­ fikation besteht darin, den Führungskondensator 56 durch ein Diac zu ersetzen, so daß die dem Potentiometer/ Trimm-Kreis 48 während des Zeitraums, in dem das Diac leitet, aufgeprägte Spannung in der Weise variiert, daß der Zündwinkel modifiziert wird zur Kompensation der Veränderung der Speisewechselspannung. Diese Modifika­ tion führt bei einem Zweidraht-Dimmer dazu, daß er spannungsregelnd arbeitet solange die Wechselspannung sich nicht bis unter die Kippspannung des Diacs ändert. Aber der aus dieser Modifikation erhaltene Dimmer ist nicht fähig, den durch den Verbraucher fließenden Gleichstrom zu korrigieren, weil die Modifikation eine Entfernung des Führungskondensators 56 notwendig macht. Die nachfolgende Erörterung erklärt, warum dies so ist. In der nachfolgenden Erörterung ist der Ausdruck "mo­ difizierter Kreis" für den Kreis nach Fig. 6 gebraucht, um darauf hinzuweisen, daß er in der oben beschriebenen Weise durch Ersetzen des Führungskondensators 56 durch ein Diac modifiziert worden ist.
Anhand der in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Wellen­ formen sind Beziehungen zwischen der Speisewechsel­ spannung (74, 74′, 74′′), der Verbraucherwechselspannung (76, 76′, 76′′), dem Verbraucherwechselstrom (78, 78′, 78′′) und der am Triac liegenden Wechselspannung (80, 80′, 80′′) dargestellt. Wie in jeder der Fig. darge­ stellt, wird die Verbraucherwechselspannung (76, 76′, 76′′) durch das Triac 64 in wohlbekannter Weise zer­ hackt, um eine Spannung mit einem gewünschten Mittelwert zu erhalten. Wie ebenfalls in der Technik wohl bekannt, führt die Einstellung des Zündwinkels am Triac 64 zu einer entsprechenden Einstellung des Mittelwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung.
Fig. 7 zeigt verschiedene Wellenformen der Speisewech­ selspannung 74, der Verbraucher-Wechselspannung 76 und des Verbraucherstroms 78 bei einer reinen Widerstandsbe­ lastung, die an den modifizierten Kreis der Fig. 6 angeschlossen sein kann. Wie man sieht, liegen alle Wellenformen im wesentlichen in Phase und sind symme­ trisch einschließlich der Wellenform 80, welche die Wechselspannung am Triac 64 darstellt. Aus diesem Grunde ist die Funktion des Kreises nach Fig. 6 akzeptabel, wenn er mit einer reinen Widerstandslast betrieben wird.
Fig. 8 zeigt die gleichen Wellenformen, die entstehen, wenn der modifizierte Kreis nach Fig. 6 mit einem Ver­ braucher verbunden wird, der zum größten Teil Wider­ standskomponenten, aber bis zu einem gewissen Grade induktive Komponenten aufweist. Wie dargestellt, bewirkt die induktive Komponente eine Wellenform 78′ für den Wechselstrom, die in bezug auf die Wellenform 76′ der Verbraucherwechselspannung leicht phasenversetzt ist. Alle Wellenformen sind aber symmetrisch. Aus diesem Grunde ist der modifizierte Kreis nach Fig. 6 auch akzeptabel, wenn die induktiven Komponenten des Verbrau­ chers klein sind.
Fig. 9 zeigt, warum der modifizierte Kreis von Fig. 6 nicht akzeptabel ist bei einer Verwendung mit Verbrau­ chern, die sowohl eine Widerstandskomponente als auch eine wesentliche induktive Komponente besitzen, wie beispielsweise ein Transformator als Verbraucher. Wie­ derum ist der Verbraucherwechselstrom 78′′ gegenüber der Wellenform 76′′ der Verbraucherwechselspannung leicht phasenverschoben. Sättigung des magnetischen Materials im Verbraucher (Transformator) kann dazu führen, daß der Verbraucher den Strom in einer Richtung leichter leitet als in der anderen und dadurch bewirkt, daß der Verbrau­ cherwechselstrom 78′′ während des Zeitabschnittes, in dem die Verbraucherwechselspannung 76′′ abnimmt, auf einen abnorm hohen Wert anwächst an einer Stelle, die in Fig. 9 mit 84 bezeichnet ist. Da das Triac 64 eine stromempfindliche Vorrichtung ist, wird es solange nicht nichtleitend bis die Verbraucherspannung 76′′ genügend abgesunken ist, um den Verbraucherwechselstrom 78′′ unter den Haltestrom des Triacs zu drücken und damit das Triac nichtleitend zu steuern, wie dies in Fig. 9 mit "a" angedeutet ist. Der sich ergebende Effekt besteht, wie in Fig. 9 dargestellt, darin, daß der Gleichstrom dazu führt, daß der Zündwinkel des Triacs 64 während der wiederkehrenden positiven oder negativen Halbperiode wesentlich verschoben ist, was dazu führt, daß der Wert des Verbraucherwechselstromes auf abnorme Werte an­ wachsen kann.
Da dieses Phänomen nur während der wiederkehrenden positiven oder negativen Halbperiode auftritt und nicht über den Zeitabschnitt einer vollen Periode (man ver­ gleiche t 1 mit t 2 in Fig. 9) wird die Wellenform76′′ asymmetrisch. Wie ebenfalls in Fig. 9 dargestellt, bewirkt die Verschiebung des Zündwinkels während der wiederkehrenden Halbperioden, daß die Wechselspannung 80′′ am Triac 64 in einer Halbperiode größer ist als in der vorhergehenden Halbperiode entgegengesetzter Polari­ tät. Weiterhin kann gesehen werden, daß die Spannung am Triac 64 während der positiven Halbperiode kleiner ist als die Spannung während der negativen Halbperiode. Dies bedeutet, daß die am Verbraucher anliegende Spannung während positiver Halbperioden größer ist als während negativer Halbperioden, da die Verbraucherspannung gleich ist der Differenz zwischen der Speisespannung und der Spannung am Triac und beide Halbperioden der Speise­ wechselspannung im wesentlichen gleiche Mittelwerte besitzen. Wenn die Primärwicklung des Transformators, an dem die Verbraucherspannung anliegt, eine Spannung erhält, bei der der positive Wert größer ist als der negative Wert, tritt Sättigung in Richtung des positiven Stromes auf, was zur Folge hat, daß der Maximalstrom 84 noch weiter anwächst. Man sieht also, daß eine kleine Asymmetrie bei der Verbraucherspannung durch deren Einfluß auf die leitenden Zeitabschnitte des Dimmers einen positiven Rückkopplungseffekt auslöst, der zu einer fortlaufenden Verschlimmerung dessen führt, was zunächst nur eine kleine Anfangsstörung war, bis ein sehr viel größerer Wert des Maximalstroms 84 auftritt. Es muß davon ausgegangen werden, daß, wenn man zuläßt, daß der Maximalwert 84 des Verbraucherwechselstroms 78′′ unkontrolliert anwächst, eine Sicherung durchbrennen kann, oder ein Kreisunterbrecher öffnet, oder wenn die Temperaturen genügend hoch werden, Feuergefahr auftreten kann.
Die obige Erörterung dient lediglich erläuternden Zwecken und es wird darauf hingewiesen, daß das Gleich­ stromproblem, obwohl sein Auftreten während der positi­ ven Halbperioden beschrieben wurde, genau so gut während der negativen Halbperioden auftreten kann. Auf jeden Fall kann, wenn der Zündwinkel soweit notwendig, während der ausgewählten positiven oder negativen Halbperioden, in welchen ein Gleichstromproblem auftritt, beschleunigt oder verzögert wird, der potentiell schädliche Gleich­ strom eleminiert werden. Mit anderen Worten, wenn die Wellenform der an den Verbraucher angelegten Wechsel­ spannung symmetrisch gehalten werden kann, oder in solcher Weise verändert wird, daß anstelle der oben beschriebenen positiven Rückkopplung eine negative Rückkopplung auftritt, so tritt das erwähnte Gleich­ stromproblem nicht auf. Ein Dimmerkreis zur Erfüllung dieser Funktion wird nachfolgend beschrieben:
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines Dimmerkreises nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in Fig. 6, so besitzt auch der Dimmerkreis nach Fig. 3 ein Hochfrequenzentstörkreis mit einem Widerstand 84, einem Kondensator 86 und einem Induktor 87. Dieser Hochfre­ quenzentstörkreis ist kein Teil der vorliegenden Erfin­ dung. Weiterhin besitzt der Dimmerkreis einen Steuer­ kreis mit einem Potentiometer/Trimm-Kreis 92, einem Diac 96 und einem Zündkondensator 94, der betriebsmäßig mit dem Toranschluß eines ersten Triacs 98 und einem An­ schluß des Potentiometer/Trimm-Kreises 92 verbunden ist. Ein Widerstand 101 liegt in Serie zum Triac 98 und ein zweites im Dimmerkreis angeordnetes Triac 99 ist mit seinem Toranschluß mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 101 und dem ersten Triac 98 gekoppelt. Im Gegensatz zur Verwendung eines einzigen Triacs ver­ bessert die Verwendung von zwei Triacs 98, 99 die Funk­ tionsfähigkeit des Dimmerkreises bei niedrigen Verbrau­ cherströmen, wenn die Triacs in einer Weise ausgewählt werden, wie sie nachfolgend beschrieben wird:
Die RC-Serienkombination des Widerstandes 88, des Poten­ tiometer/Trimm-Kreises 92 und des Kondensators 94 ver­ sorgt das Tor des Triacs 98 mit zeitlich festgelegten Steuersignalen. Bekanntlich wird der Zeitablauf der Steuersignale (und damit des Zündwinkels) zumindestens teilweise durch die Einstellung des Potentiometers im Kreis 92 bestimmt. Zusätzlich besitzt der Kreis eine Spannungskompensationsvorrichtung 90, welche den Mittel­ wert der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung im wesentlichen konstant hält und eine Korrekturvorrich­ tung 100, 102 und 104 zur Korrektur von Asymmetrien in der Wellenform der an den Verbraucher angelegten Wech­ selspannung zur Eliminierung des oben erörterten Gleich­ stromproblems.
Wie dargestellt, weist die Spannungskompensationsvor­ richtung 90 ein Diac auf, das betriebsmäßig mit dem Steuerkreis und insbesondere mit dem anderen Anschluß 91 des Potentiometer/Trimm-Kreises 92 und dem Widerstand 88 verbunden ist. Das Diac 90 hat eine Kippspannnung, die dem Steuerkreis und insbesondere dem Potentiometer/ Trimm-Kreis 92 zugeführt wird, wenn das Diac sich im leitenden Zustand befindet. Der Steuerkreis spricht auf die vom Diac 90 gelieferte Kippspannung und auf Schwan­ kungen der Speisewechselspannung an zur Einstellung des Zeitablaufs der Steuersignale und damit des Zündwinkels, der Triacs 98 und 99, und der Mittelwert der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung wird im wesentli­ chen konstant gehalten. Wie bei dem modifizierten Kreis nach Fig. 6 regelt dieser Kreis die Verbraucherwechsel­ spannung, solange die Schwankungen der Speisewechsel­ spannung nicht unter die Kippspannung des Diacs 90 führen.
Im Kreis nach Fig. 3 enthält die Korrekturvorrichtung eine Serienkombination aus einem Widerstand 100 und einem Korrekturkondensator 102, die in der dargestellten Weise mit dem Dimmerkreis verbunden sind. Der Korrektur­ kondensator 102 wird auf einen Spannungswert aufgeladen, der die Größe und Richtung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms anzeigt. Die Spannung am Korrek­ turkondensator 102 wird mit der Spannung am Zündkonden­ sator 94 gekoppelt mittels eines Rückkopplungswiderstan­ des 104. Auf diese Weise wird die Spannung am Zündkon­ densator 94 verändert, wodurch der Zündwinkel der Triacs 98 und 99 in der nächstfolgenden Halbperiode verändert wird. Der Prozeß der Spannungsrückkopplung zum Zündkon­ densator 94 setzt sich in den folgenden Halbperioden der Wellenform der Verbraucherwechselspannung fort bis die Wellenform im wesentlichen symmetrisch geworden ist, d.h. bis der Gleichstrom im wesentlichen eliminiert ist. Die in Fig. 3 dargestellte Doppel-Triac-Konfiguration überwindet mehrere bei Dimmerkreisen mit nur einem Triac auftretende Probleme. Bei einem Dimmerkreis mit nur einem Triac muß das Triac für einen maximalen Verbrau­ cherstrom ausgelegt sein und hat damit einen relativ hohen Haltestrom. Wenn der Verbraucherstrom unter den Haltestrom sinkt, fällt das Triac aus dem leitenden Zustand und die Energiezufuhr zum Verbraucher wird abgeschaltet. Deshalb kann kein Dimmer mit Verbraucher­ strömen unterhalb des Haltestroms betrieben werden. Weiterhin sind die Halteströme für die beiden Richtungen des Stromflusses durch ein Triac nicht die gleichen. Diese Asymmetrie kann bei Niederspannungsdimmern, bei denen der Verbraucher eine wesentliche induktive Kompo­ nente besitzt, beispielsweise in Form eines Nieder­ spannungstransformators, zu ernsten Problemen führen, indem sie ausreichend ist, den oben erwähnten positiven Rückkopplungsmechanismus zu aktivieren, der beim Betrieb von bekannten Zweidraht-Niederspannungs-Dimmerkreisen auftritt.
Bei dem Kreis nach Fig. 3 werden, wie oben erwähnt, dem Tor des ersten Triacs 98 Steuersignale zugeführt. Daher wird das Triac 98 leitend, wenn seinem Tor ein Steuer­ signal zugeführt wird und eine ausreichend große Spannung am Triac 98 anliegt. Das Triac 99 wird leitend gesteuert, wenn der Strom durch das Triac 98 und den Widerstand 101 einen Spannungsabfall am Widerstand 101 erzeugt, der ausreicht, um das Triac 99 zu zünden. Dieser Spannungsabfall beträgt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nominell 1 Volt. Wenn das Triac 99 sich ganz im leitenden Zustand befindet, ist die Spannung zwischen der Anode und dem Tor des Triacs 99 im wesentlichen 0 und durch das Triac 98 fließt kein signi­ fikanter Strom mehr. Wenn der Strom durch das Triac 98 unter den Haltestrom absinkt, schaltet das Triac 98 ab und das Triac 99 übernimmt den vollen Verbraucherstrom des Dimmerkreises.
Wenn der Verbraucherstrom durch das Triac 98 niedrig genug ist, ist der Spannungsabfall am Widerstand 101 nicht groß genug, um das Triac 99 in der oben beschrie­ benen Weise in den leitenden Zustand zu steuern. In diesem Falle wird das Triac 98 nicht wie oben durch das Triac 99 abgeschaltet, sondern übernimmt den vollen Verbraucherstrom bis der Verbraucherstrom groß genug wird, um das Triac 99 leitend zu steuern.
Der Vorteil der Verwendung von zwei Triacs liegt, wie oben beschrieben, in der Möglichkeit, die Charakteristi­ ken der Triacs 98 und 99 unabhängig sowohl für Bereiche niedrigen als auch für Bereiche hohen Verbraucherstroms auszuwählen. Ein anderer Vorteil liegt in der Möglich­ keit, die Grenzen zwischen derartigen Betriebsbereichen durch Auswahl eines geeigneten Wertes für den Widerstand 101 zu definieren. Der erste Faktor, der die Charakte­ ristik des Triacs 99 bestimmt, ist die maxiale Verbrau­ cherstromstärke des Dimmerkreises, d.h. das Triac 99 muß in der Lage sein, den maximalen Verbraucherstrom zuver­ lässig zu leiten. Ein weiterer Faktor der Charakte­ ristik, der ausgewählt werden muß, ist der Haltestrom für jedes Triac. Der Haltestrom eines Triacs verändert sich stark innerhalb verschiedener Muster des gleichen Triactyps und außerdem mit der Temperatur und der Strom­ stärke. Im folgenden werden Überlegungen zusammenge­ stellt, die in Betracht gezogen werden müssen, wenn Triacs zur Verwendung in dem Kreis nach Fig. 3 ausge­ wählt werden. Die problematischste Betriebsbedingung eines Zweidraht-Niederspannungs-Dimmers, der einen Transformator als Verbraucher vertreibt, tritt auf, wenn der Transformator unbelastet ist. Unter dieser Bedingung ist der Strom durch das leitende Triac (im typischen Fall das Triac 98 in Fig. 3) sehr niedrig und kann für jede Halbperiode des Verbraucherwechselstromes nur wenig größer sein als der Haltestrom. In einem solchen Fall kann, wenn der Verbraucherstrom abzusinken beginnt, wie es gegen Ende jeder Halbperiode geschieht, das Triac aus dem leitenden Zustand fallen, bevor der Nulldurchgang der Verbraucherwechselspannung auftritt. Der Winkel, bei dem das Triac aus dem leitenden Zustand herausfällt, kann in der positiven und der negativen Halbperiode deutlich verschieden sein, wegen der oben erwähnten Asymmetrie des Haltestroms. Das Ergebis dieser unter­ schiedlichen leitenden Zustände in jeder Halbperiode besteht darin, daß der Transformator eine Gleich­ spannungskomponente sieht und als Ergebnis davon in die Sättigung getrieben wird.
Der Haltestrom eines Triacs ist im allgemeinen in der Größenordnung von 1/1000 der maximalen Stromstärke. Daher wird bei einem Triac mit 25 A Maximalstrom bei­ spielsweise ein Haltestrom von etwa 25 mA erwartet. Sogar dieser relativ niedrige Haltestrom kann ernsthafte Sättigungsprobleme am Transformator hervorrufen, denn der magnetisierende Spitzenstrom eines kleinen Nieder­ spannungstransformators kann in der Größenordnung von nur 40 oder 50 mA liegen. Wenn man ein Triac mit 0,8 A Maximalstrom verwenden könnte, wäre der Haltestrom in der Größenordnung von 0,8 mA, was relativ unbedeutend im Vergleich mit dem magnetisierenden Strom ist. Ein Triac mit 0,8 A Maximalstrom kann aber den erwünschten vollen Verbraucherstrom oder Einschaltstöße, die bei Dimmern üblich sind, nicht vertragen.
Wenn bei dem Kreis nach Fig. 3 der Wert des Widerstandes 101 zu ungefähr 5 Ohm gewählt wird, leitet nur das Triac 98, wenn der Verbraucherspitzenstrom kleiner als etwa 200 mA ist, d.h. es sind 200 mA erforderlich, um 1 Volt Spannungsabfall an einem Widerstand von 5 Ohm zu erzeu­ gen und dadurch das Triac 99 leitend zu steuern. Daher kann das Triac 98 für einen relativ niedrigen maximalen Verbraucherstrom ausgelegt sein, womit es, wie oben beschrieben, einen sehr niedrigen Haltestrom aufweist. Wenn der Verbraucherstrom über 200 mA anwächst, schaltet das Triac 99 ein und das Triac 98 schaltet ab, wie oben beschrieben. Das Triac 99 übernimmt den vollen Verbrau­ cherstrom und sein relativ höherer Haltestrom ist bei diesen höheren Verbraucherströmen unwesentlich.
Das obige Beispiel, bei dem das Triac 98 auf 0,8 A und das Triac 99 auf 25 A ausgelegt ist, zeigt eine typische Auslegung. Der für den Widerstand 101 ausgewählte Wert hängt von den tatsächlichen Stromstärken ab, sollte aber im allgemeinen so gewählt werden, daß bei einem Strompe­ gel von etwa 1/10 bis 1/2 der maximalen Stromstärke des Triacs 98 sich ein Spannungsabfall von 1 V ergibt. Dies stellt sicher, daß niedrige Verbraucherströme nur durch das Triac 98 geleitet werden und daß hohe Verbraucher­ ströme durch das Triac 99 geleitet werden.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Kreises nach der vorliegenden Erfindung. Wiederum besitzt ein Hochfrequenz-Entstörkreis einen Widerstand 106, einen Kondensator 108 und einen Induktor 116. Ein Steuerkreis zur Zuführung von Steuersignalen zum Toranschluß eines ersten Triacs 124 besitzt einen Widerstand 110, einen Potentiometer/Trimm-Kreis 118, ein Diac 120 und einen Zündkondensator 122. Wie weiter oben ist in Serie mit dem ersten Triac 124 ein Widerstand 127 geschaltet. Ein zweites Triac 125 ist mit dem Dimmerkreis verbunden und sein Toranschluß ist mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 127 und dem Triac 124 verbunden. Die Triacs 124 und 125 sind in der gleichen Weise ausgewählt wie die Triacs 98 und 99 bei dem oben beschriebenen Aus­ führungsbeispiel.
Ein Diac 112 ist mit dem Steuerkreis und insbesondere mit dem Potentiometer/Trimm-Kreis 118, wie dargestellt, verbunden. Ein Korrekturkondensator 114 ist zwischen das Diac 112 und eine Seite des Dimmerkreises in der darge­ stellten Weise geschaltet. Ein Widerstand 113 verbindet die andere Seite des Dimmerkreises mit der Verbindung zwischen dem Diac 112 und dem Korrekturkondensator 114. Wie im obigen Beispiel liefert das Diac 112 eine kompen­ sierte Kippspannung an den Steuerkreis und insbesondere den Potentiometer/Trimm-Kreis 118, wenn sich das Diac im leitenden Zustand befindet. Der Steuerkreis spricht auf Schwankungen der Speisewechselspannung und auf die Kippspannung an zur Einstellung des Zündwinkels der Steuersignale und hält den Mittelwert der an den Ver­ braucher angelegten Wechselspannung im wesentlichen konstant. Wie im obigen Beispiel bleibt der Mittelwert der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung so­ lange konstant wie die Wechselspannung nicht unter die Kippspannung des Diacs herunter schwankt. Das Diac 112 übernimmt also bei dem Kreis nach Fig. 4 die spannungs­ regelnde Funktion.
Bei dem Kreis nach Fig. 1 enthält die Korrekturvorrich­ tung einen Kondensator 114, einen Widerstand 110, ein Diac 112 und einen Widerstand 113. Der durch den Wider­ stand 110, das Diac 112 und den Widerstand 113 fließende Strom lädt den Kondensator 114 auf einen Spannungswert auf, der die Größe und Richtung des durch den Verbrau­ cher fließenden Gleichstroms anzeigt. Die Spannung am Korrekturkondensator 114 wird in Serie zum Diac 112 gelegt und stellt so die am Zündkondensator 122 über den Potentiometer/Trimm-Kreis 118 liegende Spannung ein. Die Veränderung der am Zündkondensator 122 über den Poten­ tiometer/Trimm-Kreis 118 anliegende Spannung korrigiert den Zündwinkel in jeder aufeinanderfolgenden Halb­ periode. Dadurch werden Asymmetrien in der Wellenform der Wechselspannung ausgeglichen und der Gleichstrom im wesentlichen eliminiert.
Der Wert des bei dem Kreis nach Fig. 3 verwendeten Korrekturkondensators 102 und der Wert des bei dem Kreis nach Fig. 4 verwendeten Kondensators 114 muß groß genug sein, so daß nur eine relativ kleine Wechselstromimpe­ danz auftritt. Vorzugsweise sollten die Korrekturkonden­ satoren 102, 114 so ausgelegt sein, daß sie für Wechsel­ strom im wesentlichen einen Kurzschluß darstellen. Auf diese Weise sollte an den Korrekturkondensatoren 102, 114 nur eine kleine Brummspannung liegen.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist im wesentlichen identisch mit der Ausführungsform nach Fig. 4 mit der Ausnahme, daß der Kreis nach Fig. 5 zwei Elektrolyt- Kondensatoren 138, 140 verwendet, sowie zwei Dioden 134, 136 zum Ersatz für den Kondensator 114. Diese Modifika­ tion macht es möglich, die räumliche Größe des Kreises minimal zu halten und erlaubt seine Anordnung in einer üblichen Wanddose. Im übrigen ist auf diesem Kreis die obige Erörterung bezüglich der Auswahl der Triacs an­ wendbar.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Zwei­ draht-Niederspannungs-Dimmerkreis vorgesehen ohne spannungskompensierende Einrichtungen, aber mit ver­ bessertem Dämpfungsvermögen bei niedrigen Verbraucher­ strömen und einer verbesserten Widerstandsfähigkeit gegenüber dem oben erörterten Gleichstromproblem. Ein derartiger Kreis enthält Doppeltriacs, die gemäß den oben erörterten Kriterien ausgewählt sind.
In Fig. 10 ist ein bekannter Dreidraht-Dimmerkreis dargestellt mit drei Drähten 160, 162, 164 zu seinem Anschluß an eine Wechselspannungsquelle 146 und einem Verbraucher 152. Wie dargestellt, ist der Verbraucher 152 ein Niederspannungstransformator mit einer Primär­ wicklung 154 und einer Sekundärwicklung 156, die an eine Glühlampe 158 angeschlossen ist. Der Kreis 142 enthält zwei Triacs 148, 150 und einen, wie dargestellt, in Serie zum Triac 148 geschalteten Widerstand 151. Das Tor des Triacs 148 erhält Steuersignale von einem Steuer­ kreis 144. Das Tor des Triacs 150 ist betriebsmäßig an die Verbindung des Widerstandes 151 mit dem Triac 148 angeschlossen. Es ist im Zusammenhang mit dem Aufbau des Dreidraht-Dimmerkreises 142 bekannt, die Triacs 148, 150 nach den oben erörterten Kriterien auszuwählen. Wie im übrigen bereits erwähnt, sind Dreidraht-Dimmerkreise der in Fig. 10 dargestellten Bauart unerwünscht, weil zu jeder Wanddose drei Drähte laufen müssen und daher die Installationskosten anwachsen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zweidraht- Niederspannungs-Dimmerkreis vorgeschlagen, welcher zwei nach den oben erörterten Kriterien ausgewählte Triacs enthält. Ein derartiger Kreis ist in Fig. 11 dargestellt und dort allgemein mit 166 bezeichnet. Der Kreis 166 korrigiert den Gleichstrom, ist aber zu einer Spannungs­ regelung nicht in der Lage aus den gleichen Gründen, wie sie in Verbindung mit dem in Fig. 6 dargestellten Kreis 52 beschrieben wurden. Der Kreis 166 besitzt nur ein Paar von Drähten 172, 174 zu seiner Verbindung in Serie mit einer Wechselspannungsquelle und einem Verbraucher. Wie bei den oben beschriebenen Kreisen, kann der Ver­ braucher ein Niederspannungstransformator sein. Weiter­ hin kann der Kreis 166 mit kleineren Modifikationen als Dimmer für eine Leuchtstoffröhre verwendet werden und in Serie mit einem Ballastkreis geschaltet sein.
Wie die oben beschriebenen Kreise enthält auch der Kreis 166 ein Hochfrequenz-Entstörfilter mit einem Kondensator 168, einem Widerstand 170 und einem Induktor 176, die, wie dargestellt, miteinander verbunden sind. Das Hoch­ frequenz-Entstörfilter stellt keinen Teil der vorliegen­ den Erfindung dar. Der Kreis 166 enthält weiterhin eine Serien-RC-Kombination, nämlich einen Widerstand 170 und einen Kondensator 168, die über ein Paar von Drähten 172, 177 durch den Induktor 176 betriebsmäßig mitein­ ander gekoppelt sind. Die Verbindung des Widerstandes 170 mit dem Kondensator 168 ist betriebsmäßig an eine Seite 179 eines Potentiometer/Trimm-Kreises 180 ange­ schlossen. Die andere Seite 181 des Potentiometer/ Trimm-Kreises 180 ist betriebsmäßig mit einem Diac 184 verbunden, das in Serie zum Tor des Triacs 176 liegt. Ein Kondensator 182 ist betriebsmäßig zwischen den Potentiometer/Trimm-Kreis 180 und die Verbindung zwi­ schen dem Kondensator 178 und dem Induktor 176, wie dargestellt, geschaltet. Das Triac 186 ist betriebsmäßig in Serie zum Widerstand 188 geschaltet und mit dem Paar von Drähten 172, 174 über den Induktor 176 verbunden. Das Triac 190 ist, wie dargestellt, betriebsmäßig über den Induktor 176 an das Paar von Drähten 172, 174 ange­ schlossen und sein Toranschluß ist betriebsmäßig an die Verbindung zwischen dem Widerstand 188 und dem Triac 186 angeschlossen. Die Triacs 186, 190 sind vorzugsweise in einer Weise ausgewählt, wie sie weiter oben beschrieben ist und ihre Funktionsweise ist ebenfalls weiter oben beschrieben worden.
Der Kreis nach Fig. 11 korrigiert den Gleichstrom, aber besitzt keine Spannungsregelung. Der Kreis nach Fig. 11 weist jedoch ein größeres Dämpfungsvermögen bei niedri­ gen Verbraucherströmen auf, aus Gründen, die weiter oben beschrieben wurden. Weiterhin wird durch die Verwendung von zwei Triacs im Kreis nach Fig. 11, das normalerweise bei einem eine wesentliche induktive Komponente enthal­ tenden Verbraucher auftretende Problem vermieden.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen Ausführungs­ formen verkörpert sein, ohne von ihrem Grundgedanken oder ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen und es wird in diesem Zusammenhang als Anzeichen für den Umfang der Erfindung mehr als auf die vorstehende Beschreibung, auf die Patentansprüche verwiesen.

Claims (48)

1. Zweidraht-Wechselstrom-Dimmer der Bauart, die bidi­ rektionale elektronische Schaltglieder aufweist, mit einem Steuereingangskreis zum selektiven Leitendsteuern der elektronischen Schaltglieder mittels dem Steuerein­ gangskreis zugeführter, sich zeitlich wiederholender Steuersignale, zum Steuern des Effektivwertes einer an einen Verbraucher angelegten Wechselspannung mit einem Schaltkreis zur Regelung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung und zur Reduzie­ rung schädlichen Gleichstroms, der durch Verbraucher hervorgerufen wird, die sowohl Widerstandskomponenten als auch induktive Komponenten enthalten, gekennzeichnet durch folgende Einrichtungen:
  • a) Eine erste Einrichtung (102) zur Erzeugung eines Signals, dessen Wert einen durch den Verbraucher fließenden Gleichstrom anzeigt;
  • b) eine auf das durch die erste Einrichtung erzeugte Signal ansprechende zweite Einrichtung (94-104) zur Justierung des Zeitablaufs der Steuersignale während ausgewählter Halbperioden der Wellenform der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung zur Reduzierung des durch den Verbraucher fließen­ den Gleichstroms; und
  • c) eine dritte Einrichtung (90-92) zur Justierung des Zeitablaufs der Steuersignale zur Kompen­ sation von Schwankungen der dem Dimmer zugeführ­ ten Wechselspannung und damit zur Regelung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung.
2. Dimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen ersten Kondensator (102) aufweist, sowie eine Vorrichtung (100) zum Aufladen des ersten Kondensators (102) auf eine Gleichspannung, deren Größe und Polarität die Größe und Richtung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms anzeigt.
3. Dimmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schaltglieder eine Thyristorschaltung (98-99) enthalten und der Steuereingangskreis durch einen Toranschluß der Thyristorschaltung gegeben ist und der Dimmer einen betriebsmäßig mit dem Toranschluß gekoppelten zweiten Kondensator (94) aufweist zur Zufüh­ rung der Steuersignale und zum Leitendsteuern der Thy­ ristorschaltung, wenn der zweite Kondensator (94) auf eine vorgegebene Spannung aufgeladen wurde.
4. Dimmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Thyristorschaltung einen ersten und zweiten Thy­ ristor (98-99) enthält, von denen jeder eine Haltestrom­ charakteristik besitzt, wobei die Haltestromcharakteri­ stik des ersten Thyristors (98) wesentlich kleiner ist als die Haltestromcharakteristik des zweiten Thyristors (99).
5. Dimmer nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen in Serie zu einem Hauptanschluß des ersten Thyristors (98) geschalteten Widerstand (101), wobei das Tor des ersten Thyristors (98) die Steuersignale erhält, das Tor des zweiten Thyristors (99) an eine Verbindung des Wider­ standes (101) mit dem Hauptanschluß des ersten Thyri­ stors (98) angekoppelt ist, der zweite Thyristor (99) leitend gesteuert wird, wenn die Spannung am Widerstand (101) einen vorgegebenen Wert überschreitet und der erste Thyristor (98) nichtleitend gesteuert wird, nach­ dem der zweite Thyristor (99) leitend gesteuert wurde.
6. Dimmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung einen Rückkopplungskreis (104) aufweist zur Koppelung der am ersten Kondensator (102) liegenden Gleichspannung, mit der am zweiten Kondensator (94) liegenden Spannung zur Veränderung der am zweiten Kondensator (94) liegenden Spannung und dadurch zur Änderung des Zeitablaufs der Steuersignale.
7. Dimmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung ein betriebsmäßig mit dem ersten Kondensator (102) gekoppeltes Diac (96) aufweist, welches im leitendem Zustand eine Kippspannung besitzt, von der mindestens ein Teil an dem zweiten Kondensator (94) anliegt.
8. Dimmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung Vorrichtungen zur Zuführung der Gleichspannung des ersten Kondensators (102) zum Diac (96) aufweist zur effektiven Veränderung der dem zweiten Kondensator (94) zugeführten Spannung und dadurch zur Änderung des Zeitablaufs der Steuersignale.
9. Dimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Niederspannungs-Transformator ist.
10. Dimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Ballastkreis ist.
11. Dimmer nach den Ansprüchen 3, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Thyristorschaltung (98-99) Triacs enthält.
12. Dimmer nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste und zweite Thyristor (98, 99) jeweils durch ein erstes und zweites Triac gebildet ist.
13. Schaltung zur Steuerung des Effektivwertes einer an einen teilweise Widerstandskomponenten und teilweise induktive Komponenten enthaltenden Verbraucher angeleg­ ten Wechselspannung, gekennzeichnet durch folgende Schaltungsteile:
  • a) Lediglich ein Paar von Drähten zur Verbindung der Schaltung in Serie mit dem Verbraucher und einer Wechselspannungsquelle;
  • b) erste bidirektionale elektronische Schaltglieder (98-99, 124-125), die betriebsmäßig über das Paar von Drähten angeschlossen sind und einen Steuereingangskreis zum selektiven Leitend­ steuern der ersten elektronischen Schaltglieder zum Anlegen von Wechselspannung an den Ver­ braucher;
  • c) einen Steuerkreis (92-96, 118-120) der be­ triebsmäßig mit dem Steuereingangskreis ver­ bunden ist und auf die momentane Größe der Wechselspannung anspricht, die an dem Paar von Drähten anliegt zur wiederholten Leitend­ steuerung der ersten elektronischen Schaltglieder in vorgegebenen Zeitabschnitten, die einen Zündwinkel definieren;
  • d) eine Spannungskompensationsvorrichtung (90-112) zur Regulierung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung;
  • e) eine Korrekturvorrichtung (102, 114) zum Korri­ gieren von Asymmetrien in der Wellenform der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung.
14. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskompensationsvorrichtung zweite spannungsempfindliche bidirektionale elektronische Schaltglieder (90, 112) enthält, mit einer Kippspannung, die dem Steuerkreis während leitender Zeitabschnitte der zweiten elektronischen Schaltglieder zugeführt wird, wobei der Steuerkreis auf die Kippspannung und auf die Schwankungen der Speisewechselspannung anspricht zur Justierung des Zündwinkels und dadurch zur Regulierung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung.
15. Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten elektronischen Schaltglieder eine Thyri­ storschaltung (98, 99) und die zweiten elektronischen Schaltglieder eine Diac-Schaltung (90, 112) enthalten.
16. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtung einen Kondensator (102, 114) enthält, der betriebsmäßig mit dem Steuerkreis verbunden ist, zur Justierung des Zündwinkels der ersten elektronischen Schaltglieder während aufeinanderfolgen­ der Halbperioden der Wellenform der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung.
17. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten elektronischen Schaltglieder einen ersten und zweiten Thyristor (98-99, 124-125) aufweisen, von denen jeder einen Toranschluß sowie einen ersten und zweiten Hauptanschluß besitzt, wobei der erste Hauptan­ schluß des ersten Thyristors (98, 124) betriebsmäßig mit einem Draht des Paares von Drähten verbunden ist, wäh­ rend ein erster Widerstand (101, 127) den zweiten Haupt­ anschluß des ersten Thyristors (98, 124) betriebsmäßig mit dem anderen Draht des Paares von Drähten verbindet, die Hauptanschlüsse des zweiten Thyristors (99, 125) betriebsmäßig mit dem Paar von Drähten direkt verbunden sind, der Toranschluß des ersten Thyristors (98, 124) Steuersignale vom Steuerkreis erhält und der Toranschluß des zweiten Thyristors (99, 125) betriebsmäßig mit einer Verbindung zwischen dem ersten Widerstand (101, 127) und dem zweiten Hauptanschluß des ersten Thyristors (98, 124) verbunden ist.
18. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Thyristor (98-99, 124-125) jeweils eine Haltestromcharakteristik besitzen, wobei die Haltestromcharakteristik des ersten Thyristors (98, 124) wesentlich kleiner ist als die Haltestromcharak­ teristik des zweiten Thyristors (99, 125).
19. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Thyristor (98-99, 124-125) jeweils eine maximale Stromstärke besitzen, wobei die maximale Stromstärke des ersten Thyristors (98, 124) weniger als etwa 1/10 der maximalen Stromstärke des zweiten Thyristors (99-125) beträgt.
20. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Thyristor (98, 124) eine maximale Strom­ stärke besitzt und der Wert des ersten Widerstandes (101, 127) so gewählt ist, daß am ersten Widerstand eine Spannung von etwa 1 Volt abfällt, wenn der durch ihn fließende Strom zwischen 1/10 bis 1/2 der maximalen Stromstärke liegt.
21. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis eine justierbare Steuervorrichtung (92, 118) aufweist zur manuellen Einstellung des Zünd­ winkels zur Veränderung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung.
22. Schaltung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die justierbare Steuervorrichtung ein Potentiometer (92, 118) aufweist und der Steuerkreis weiterhin ein erstes Diac (96, 120) enthält, welches in Serie zwischen einen ersten Anschluß des Potentiometers (92, 118) und den Toranschluß des ersten Thyristors (98, 124) geschal­ tet ist, sowie einen ersten Kondensator (94, 122), der betriebsmäßig zwischen (i) die Verbindung des ersten Diac (96, 120) mit dem ersten Anschluß des Potentiome­ ters (92, 118) und (ii) einem Draht des Paares von Drähten geschaltet ist.
23. Schaltung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskompensationsvorrichtung ein zweites Diac (90, 112) enthält, mit einem ersten Anschluß, der betriebsmäßig mit einem zweiten Anschluß des Potentiome­ ters (92, 118) verbunden ist und das im leitenden Zu­ stand eine Kippspannung besitzt, die während der leiten­ den Zeitabschnitte am Potentiometer anliegt, wobei der Steuerkreis auf die Kippspannung und auf Schwankungen der Speisewechselspannung anspricht zur Justierung des Zündwinkels und dadurch zur Regulierung des Effektivwer­ tes der Wechselspannung, die mit einem durch die Ein­ stellung des Potentiometers (92, 118) gegebenen Wert am Verbraucher anliegt.
24. Schaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtung einen zweiten Kondensator (114) aufweist, der wirksam zwischen einen ersten An­ schluß des zweiten Diac (112) und einen Draht des Paares von Drähten eingeschaltet ist.
25. Schaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Widerstand (113) enthält, der betriebsmäßig zwischen (i) die Verbindung des zweiten Kondensators (114) mit dem zweiten Anschluß des zweiten Diac (112) und (ii) einen Draht des Paares von Drähten eingeschaltet ist, zum Aufladen des zweiten Kondensators (114) auf eine Spannung, welche die Größe und Richtung eines durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms anzeigt, wobei die Spannung am zweiten Kondensator (114) effektiv die Kippspannung des zweiten Diac (112) ein­ stellt und dadurch den Zündwinkel in ausgewählten Halb­ perioden der Wellenform der am Verbraucher anliegenden Wechselspannung verändert, zur Reduzierung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms.
26. Schaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Serienschaltung eines zweiten Widerstandes (100) und eines zweiten Kondensators (102) enthält, die betriebsmäßig an das Paar von Drähten angeschlossen ist, sowie einen Rückkopplungskreis (104) von der Verbindung des zweiten Kondensators (102) mit dem zweiten Widerstand (100) zur Verbindung des ersten Kondensators (94) mit dem ersten Diac (96) zum Aufladen des zweiten Kondensators (102) auf eine Spannung, welche die Größe und Richtung eines durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms anzeigt, wobei die Spannung am zweiten Kondensator (102) die Spannung verändert, die normalerweise durch den ersten Kondensator (94) am ersten Diac (96) anliegt und dadurch den Zündwinkel in ausgewählten Halbperioden der Wellenform der am Verbrau­ cher anliegenden Wechselspannung verändert, zur Reduzie­ rung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms.
27. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Niederspannungstransformator ist.
28. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Ballastkreis ist.
29. Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Thyristorschaltung Triacs enthält.
30. Schaltung nach einem der Ansprüche 17 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Thyristor (98-99, 124-125) jeweils durch ein erstes und ein zweites Triac gebildet sind.
31. Schaltung zur Regelung des Effektivwertes einer an einen Verbraucher angelegten Wechselspannung und zur Reduzierung eines schädlichen Gleichstroms, der durch Verbraucher verursacht wird, welche sowohl eine Wider­ standkomponente als auch eine induktive Komponente enthalten, gekennzeichnet durch folgende Schaltungstei­ le:
  • a) Lediglich ein Paar von Drähten zur Verbindung der Schaltung in Serie mit dem Verbraucher und einer Wechselspannungsquelle;
  • b) einen ersten Thyristor (98, 124) mit einem Tor­ anschluß und einem ersten und zweiten Hauptan­ schluß, wobei der erste Hauptanschluß betriebs­ mäßig mit einem Draht des Paares von Drähten verbunden ist, während ein Widerstand (101, 122) den zweiten Hauptanschluß mit dem anderen Draht des Paares von Drähten betriebsmäßig verbindet;
  • c) einen zweiten Thyristor (99, 125) mit einem Paar von Hauptanschlüssen, die direkt betriebs­ mäßig mit dem Paar von Drähten verbunden sind und einem Toranschluß, der betriebsmäßig mit einer Verbindung zwischen dem Widerstand (101, 122) und dem zweiten Hauptanschluß des ersten Thyristors (98, 124) verbunden ist;
  • d) einen Steuerkreis, der betriebsmäßig mit dem Toranschluß des ersten Thyristors (98, 124) und mit dem Paar von Drähten verbunden ist und einen ersten Kondensator (94, 122) sowie ein Potentiometer (92, 118) in einer RC-Serienkom­ bination enthält, zum selektiven Zünden und Leitendsteuern des ersten und zweiten Thyristors (98-99, 124, 125) bei Zündwinkeln, die mindestens teilweise bestimmt sind durch die Einstellung des Potentiometers (92, 118), wobei die Zündung und Leitendsteuerung des zweiten Thyristors (99, 125) erfolgt, wenn die Spannung am Widerstand (101, 122) einen ausgewählten Wert überschreitet und der erste Thyristor (98, 124) nichtleitend gesteuert wird, nachdem der zweite Thyristor (99, 125) leitend gesteuert wurde und der Effektivwert der am Verbraucher anliegenden Wechselspannung dadurch verändert ist, in Abhängigkeit von der Einstellung des Potentiometers (92, 118);
  • e) ein im Kreis angeordnetes Diac (96, 120), das eine Kippspannung aufweist, wobei das Diac seine Kippspannung der RC-Serienkombination aus dem Potentiometer (92, 118) und dem ersten Konden­ sator (94, 122) während der Zeitabschnitte, in dem das Diac leitend ist, überlagert und den Zündwinkel justiert zur Kompensation von Schwan­ kungen der Speisewechselspannung und dadurch zur Regulierung des Effektivwertes der am Ver­ braucher anliegenden Wechselspannung;
  • f) einen zweiten Kondensator (102, 114), der be­ triebsmäßig verbunden ist mit einem Kreis zur Aufladung mit einer Gleichspannung, die die Größe und Richtung eines durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms anzeigt;
  • g) eine Vorrichtung, die auf die am zweiten Konden­ sator (102, 114) anliegende Gleichspannung an­ spricht zur Änderung des Zündwinkels während ausgewählter Halbperioden der Wellenform der am Verbraucher anliegenden Wechselspannung und damit zur Reduzierung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms.
32. Schaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die am zweiten Kondensator (102) anliegende Gleichspannung ansprechende Vorrichtung zur Veränderung des Zündwinkels einen Rückkopplungszweig (104) aufweist zur Addition der am zweiten Kondensator (102) anliegen­ den Spannung, zu jeder am ersten Kondensator (94) anlie­ genden Spannung.
33. Schaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die am zweiten Kondensator (114) anliegende Gleichspannung ansprechende Vorrichtung zur Veränderung des Zündwinkels eine Einrichtung (112) aufweist zur Addition der am zweiten Kondensator (114) anliegenden Spannung zu der am Diac (120) anliegenden Spannung zur Veränderung der an die RC-Serienkombination des Poten­ tiometers (118) mit dem ersten Kondensator (94) angeleg­ ten Spannung.
34. Schaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Niederspannungstransformator ist.
35. Schaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Ballastkreis ist.
36. Schaltung nach einem der Ansprüche 31 bis 35, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Thyristor (98-99, 124-125) jeweils durch ein erstes und zweites Triac gebildet sind.
37. Verfahren zur Regelung des Effektivwertes der an einen Verbraucher angelegten Wechselspannung und zur Reduzierung schädlichen Gleichstroms, der durch Verbrau­ cher hervorgerufen wird, die sowohl Widerstandskomponen­ ten als auch induktive Komponenten enthalten, mit einem Zweidraht-Wechselstrom-Lampendimmer der Bauart, die bidirektionale, elektronische Schaltglieder aufweist, mit einem Steuereingangskreis zum selektiven Leitend­ steuern der elektronischen Schaltglieder mittels dem Steuereingangskreis zugeführter, sich zeitlich wiederho­ lender Steuerimpulse zum Steuern des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) Erzeugung eines Signals, dessen Wert einen durch den Verbraucher fließenden Gleichstrom anzeigt,
  • b) Justierung des Zeitablaufs der Steuersignale in Abhängigkeit von dem in Schritt a) erzeugten Sig­ nal während aufeinanderfolgender Halbperioden der Wellenform der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung zur Reduzierung des durch den Verbraucher fließenden Gleichstroms;
  • c) Justierung des Zeitablaufs der Steuersignale zur Kompensation von Schwankungen der dem Dimmer zuge­ führten Wechselspannung und damit zur Regelung des Effektivwertes der an den Verbaucher ange­ legten Wechselspannung.
38. Niederspannungs-Dimmer, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) Lediglich ein Paar von Drähten (172, 174) zur Verbindung der Schaltung in Serie mit dem Ver­ braucher und einer Wechselspannungsquelle;
  • b) einen ersten Thyristor (186), der wirksam in Serie zu einem Widerstand (188) mit dem Paar von Drähten (172, 174) verbunden ist und einen Tor­ anschluß besitzt, der betriebsmäßig mit einem Steuerkreis verbunden ist, welcher Steuersignale zur Einstellung des Effektivwertes der an den Verbraucher angelegten Wechselspannung erzeugt;
  • c) einen zweiten Thyristor (190), der betriebsmäßig direkt mit dem Paar (172, 174) von Drähten ver­ bunden ist und einen Toranschluß besitzt, der betriebsmäßig mit einer Verbindung zwischen dem Widerstand (188) und dem ersten Thyristor (186) verbunden ist, wobei bei relativ niedrigen durch den Dimmer fließenden Verbraucherströmen der erste Thyristor (196) leitend gesteuert ist und der zweite Thyristor (190) im wesentlichen nicht­ leitend gesteuert ist, während bei relativ hohen durch den Dimmer fließenden Verbraucherströmen der erste Thyristor (186) im wesentlichen nicht­ leitend gesteuert ist, während der zweite Thyri­ stor (190) leitend gesteuert ist.
39. Dimmer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Thyristor (186, 190) jeweils eine Haltecharakteristik besitzen, wobei die Halte­ charakteristik des ersten Thyristors (186) wesentlich kleiner ist als die Haltecharakteristik des zweiten Thyristors (190).
40. Dimmer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Thyristor (186, 190) jeweils eine maximale Stromstärke besitzen, wobei die maximale Stromstärke des ersten Thyristors (186) weniger als etwa 1/10 der maximalen Stromstärke des zweiten Thyristors (190) beträgt.
41. Dimmer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den ersten Thyristor (186) fließende Verbrau­ cherstrom am Widerstand (188) eine Spannung erzeugt und der zweite Thyristor (190) nur dann leitend gesteuert wird, wenn die Spannung am Widerstand (188) einen ausge­ wählten Wert überschritten hat.
42. Dimmer nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Widerstandes (188) so gewählt ist, daß am Widerstand eine Spannung abfällt, die ungefähr gleich dem besagten ausgewählten Wert ist, wenn der durch ihn fließende Verbraucherstrom zwischen 1/10 und 1/2 der maximalen Stromstärke des ersten Thyristors (186) liegt.
43. Dimmer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis eine RC-Serienkombination (170-178) enthält, die betriebsmäßig mit dem Paar (172, 174) von Drähten und einem Potentiometer (180) verbunden ist zur einstellbaren Steuerung der Periode der Steuersignale, wobei das Potentiometer (180) betriebsmäßig mit einem Diac (184) in Serie mit dem Tor des ersten Thyristors (186) verbunden ist und mit einem Kondensator (182), der betriebsmäßig mit dem Potentiometer (180) und einem Draht (174) des Paares von Drähten verbunden ist.
44. Dimmer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Niederspannungstransformator ist.
45. Dimmer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Ballastkreis ist.
46. Dimmer nach einem der Ansprüche 38 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Thyristor (186, 190) jeweils durch ein erstes und zweites Triac gebildet sind.
47. Niederspannungs-Zweidraht-Dimmer, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) Lediglich ein Paar von Drähten (172, 174) zur Ver­ bindung der Schaltung in Serie mit dem Ver­ braucher und einer Wechselspannungsquelle;
  • b) einen ersten Thyristor (186), der betriebsmäßig in Serie zu einem Widerstand (188) mit dem Paar von Drähten (172, 174) verbunden ist und einen Toranschluß besitzt, der betriebsmäßig mit einem Steuerkreis verbunden ist, welcher Steuersignale zur Einstellung des Effektivwertes der den den Verbraucher angelegten Wechselspannung erzeugt;
  • c) einen zweiten Thyristor (190), der betriebsmäßig direkt mit dem Paar von Drähten (172, 174) ver­ bunden ist und einen Toranschluß besitzt, der be­ triebsmäßig mit einer Verbindung zwischen dem Widerstand (188) und dem ersten Thyristor (186) verbunden ist, wobei bei relativ niedrigen durch den Dimmer fließenden Verbraucherströmen der erste Thyristor (186) leitend gesteuert ist und der zweite Thyristor (190) im wesentlichen nicht­ leitend gesteuert ist, während bei relativ hohen, durch den Dimmer fließenden Verbraucherströmen der erste Thyristor (186) im wesentlichen nicht­ leitend gesteuert ist, während der zweite Thyri­ stor (190) leitend gesteuert ist, wobei der erste und der zweite Thyristor (186, 190) je­ weils eine maximale Stromstärke besitzen und die maximale Stromstärke des ersten Thyristors (186) weniger als etwa 1/10 der maximalen Stromstärke des zweiten Thyristors (190) beträgt und der erste und zweite Thyristor (186, 190) jeweils eine Haltestromcharakteristik besitzen, wobei die Haltestromcharakteristik des ersten Thyristors (186) wesentlich kleiner ist als die Haltestrom­ charakteristik des zweiten Thyristors (190) und der durch den ersten Thyristor (186) fließende Verbraucherstrom am Widerstand (188) eine Spannung erzeugt und der zweite Thyristor (190) nur dann leitend gesteuert wird, wenn die Spannung am Widerstand (188) einen ausgewählten Wert überschritten hat, wobei der Wert des Wider­ standes (188) so gewählt ist, daß am Widerstand eine Spannung abfällt, die ungefähr gleich dem besagten ausgewählten Wert ist, wenn der durch ihn fließende Verbraucherstrom zwischen 1/10 und 1/2 der maximalen Stromstärke des ersten Thyri­ stors (186) liegt;
  • d) der Steuerkreis enthält eine RC-Serienkombination (170, 178), die betriebsmäßig mit dem Paar von Drähten (172, 174) und einem Potentiometer (180) verbunden ist, zur einstellbaren Steuerung der Periode der Steuersignale, wobei das Potentio­ meter (180) betriebsmäßig mit einem Diac (184) in Serie mit dem Tor des ersten Thyristors (186) verbunden ist und mit einem Kondensator (182), der betriebsmäßig mit dem Potentiometer (180) und einem Draht (174) des Paares von Drähten verbunden ist.
48. Dimmer nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Thyristor (186, 190) jeweils durch ein erstes und zweites Triac gebildet sind.
DE19873704511 1986-03-13 1987-02-13 Zweidraht- wechselstrom- dimmer Granted DE3704511A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US83930486A 1986-03-13 1986-03-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3704511A1 true DE3704511A1 (de) 1987-09-24
DE3704511C2 DE3704511C2 (de) 1990-11-22

Family

ID=25279376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873704511 Granted DE3704511A1 (de) 1986-03-13 1987-02-13 Zweidraht- wechselstrom- dimmer

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPH0658825B2 (de)
CA (1) CA1332844C (de)
DE (1) DE3704511A1 (de)
FR (1) FR2595838B1 (de)
GB (1) GB2187899B (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4965509A (en) * 1989-02-13 1990-10-23 Lutron Electronics Co., Inc. Quasi-constant gate drive circuit
FR2671930B1 (fr) * 1991-01-21 1993-04-16 Legrand Sa Gradateur de courant pour charge de puissance, avec pertes de filtrage reduites.
AU721986B2 (en) * 1996-03-08 2000-07-20 H.P.M. Industries Pty Limited Controlled switching device
FR2762725B1 (fr) * 1997-04-29 1999-07-16 Sgs Thomson Microelectronics Gradateur de puissance
AUPS131202A0 (en) * 2002-03-25 2002-05-09 Clipsal Integrated Systems Pty Ltd Circuit arrangement for power control
US7570031B2 (en) * 2006-03-17 2009-08-04 Lutron Electronics Co., Inc. Method and apparatus for preventing multiple attempted firings of a semiconductor switch in a load control device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3346874A (en) * 1964-02-07 1967-10-10 Gen Electric Power control circuits
CH496282A (de) * 1968-01-15 1970-09-15 Auco Nv Vorrichtung zur Steuerung des Effektivwertes eines Wechselstromes
US3872374A (en) * 1967-10-04 1975-03-18 Electronic Controls Corp Power control timing circuits with power line compensation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2633071C3 (de) * 1976-07-22 1980-10-16 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Regelanordnung für einen Wechselstromsteller
GB2040121B (en) * 1978-11-21 1983-05-11 Redring Electric Ltd Power control circuits
FR2550027B3 (fr) * 1983-07-26 1985-10-25 Thomson Csf Circuit de commande en angle de phase de triac sur charge inductive

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3346874A (en) * 1964-02-07 1967-10-10 Gen Electric Power control circuits
US3872374A (en) * 1967-10-04 1975-03-18 Electronic Controls Corp Power control timing circuits with power line compensation
CH496282A (de) * 1968-01-15 1970-09-15 Auco Nv Vorrichtung zur Steuerung des Effektivwertes eines Wechselstromes

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: "der Elektromeister + Deutsches Elektro- handwerk"/de Bd.48, 1973, H.19, S.1403-1405 *
DE-Z.: "Elektronik" 1968, H.4, S.105-110 *
DE-Z.: "Funk-Technik" 1972, Nr.20, S.741-743,746 *
Patents Abstracts of Japan zu 60-190 160 veröffentlicht 27.9.1985 *

Also Published As

Publication number Publication date
GB2187899A (en) 1987-09-16
FR2595838B1 (fr) 1988-08-12
FR2595838A1 (fr) 1987-09-18
GB2187899B (en) 1990-03-21
JPS62213092A (ja) 1987-09-18
CA1332844C (en) 1994-11-01
DE3704511C2 (de) 1990-11-22
GB8630327D0 (en) 1987-01-28
JPH0658825B2 (ja) 1994-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3407067C2 (de) Steuerschaltung für Gasentladungslampen
DE69818941T2 (de) Vorschaltgerät
DE2505453A1 (de) Helligkeitssteuerungsschaltung
DE3112411A1 (de) "beleuchtungssteuersystem"
DE3903520A1 (de) Hochfrequenz-energieversorgungsschaltung fuer gasentladungslampen
DE2155205A1 (de) Elektrischer Schaltkreis
DE69727662T2 (de) Leistungssteuereinheit
DE19708783C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Betriebsverhaltens von Gasentladungslampen
DE2936063A1 (de) Dimmerschaltkreis
DE102009021403B4 (de) Vorrichtung zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben nach dem Siemens-Verfahren
DE3412416A1 (de) Vorschaltgeraet fuer gasentladungslampen mit steuerbarer lichtleistung
DE3235197C2 (de)
EP0003528B1 (de) Elektronische Einrichtung zur Helligkeitsregulierung einer elektrischen Gasentladungslampe ohne Glühkathode
DE3704511C2 (de)
DE2929818A1 (de) Regelschaltung fuer ein netzgeraet
EP0026260B1 (de) Vorrichtung zum Regeln der Spannung zwischen zwei Leitern eines Wechselstromversorgungsnetzes für rasch wechselnde Last
DE1563917B2 (de) Vorrichtung zur Erzielung von in ihren spektralen Eigenschaften beliebig zu verändernden Beleuchtungsmöglichkeiten
EP0391360A1 (de) Vorschaltgerät für eine direkt geheizte Entladungslampe
EP0588273A1 (de) Verfahren zum elektronischen Dimmen und Dimmer zur Durchführung des Verfahrens
DE2315497A1 (de) Helligkeitssteuerschaltung fuer gasentladungslampen
DE2604914C3 (de) Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer Entladungslampe
DE2826979A1 (de) Energieversorgungs-regelschaltung
DE939519C (de) Schaltungsanordnung zur Regelung, insbesondere Konstanthaltung einer Gleichspannung
EP0224227B1 (de) Phasenanschnittsteuerung zum Betrieb eines ohmschen Verbrauchers an Netzwechselspannung
DE1589218C (de) Schaltungsanordnung zur Helhgkeits Steuerung von Leuchtstofflampen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee