DE3704511A1 - Zweidraht- wechselstrom- dimmer - Google Patents
Zweidraht- wechselstrom- dimmerInfo
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
- H05B39/04—Controlling
- H05B39/08—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion 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
- H02M5/04—Conversion 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
- H02M5/22—Conversion 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
- H02M5/25—Conversion 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
- H02M5/257—Conversion 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.
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)
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)
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)
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 |
-
1986
- 1986-12-11 CA CA 525030 patent/CA1332844C/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-18 GB GB8630327A patent/GB2187899B/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-01-13 FR FR8700262A patent/FR2595838B1/fr not_active Expired
- 1987-02-13 DE DE19873704511 patent/DE3704511A1/de active Granted
- 1987-02-23 JP JP62038151A patent/JPH0658825B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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)
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 |