DE3741775A1

DE3741775A1 - Steuerschaltung fuer heissluftgeraete

Info

Publication number: DE3741775A1
Application number: DE19873741775
Authority: DE
Inventors: Karl-Diether Dipl Ing Nutz
Original assignee: Telefunken Electronic GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1989-06-22

Description

Steuerschaltungen für Heißluftgeräte werden beispiels weise bei Haartrocknern verwendet. Bei Haartrocknern kommt es bekanntlich darauf an, daß die Heißluft, die vom Haartrockner geliefert wird, eine bestimmte Tempe ratur (z. B. 87°C) nicht überschreitet und daß die Steuerschaltung einen möglichst geringen Raum einnimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer schaltung für Heißluftgeräte anzugeben, die möglichst genau steuerbar ist, die dafür sorgt, daß die Heißluft eine bestimmte Temperatur nicht überschreitet, und die derart ausgebildet ist, daß sie einen möglichst gerin gen Raum einnimmt. Diese Aufgabe wird bei einer Steuer schaltung für Heißluftgeräte nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs beispiel erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Steuerschaltung für Heißluftge räte, die die Heizleistung sowie die Drehzahl eines Motors steuert. Der Motor stellt in Abhängigkeit von der eingestellten Drehzahl einen gewünschten Luftstrom zur Verfügung. Als Leistungsbauelement für die Steue rung der Heizleistung ist ein Triac 1 vorgesehen. Die gewünschte Heizleistung wird durch Tastschalter (2, 3) eingestellt wobei der Tastschalter 2 für eine wärmere Einstellung und der Tastschalter 3 für eine kältere Einstellung dient. Im Ausführungsbeispiel der Figur liegt der Tastschalter 2 zwischen dem Pluspotential (+U _g) und dem Steuereingang 6 und der Tastschalter 3 zwischen dem Minuspotential und dem Steuereingang 6.

Gemäß der Fig. 1 ist dem Tastschalter 2 ein Widerstand 4 und dem Tastschalter 3 ein Widerstand 5 parallel ge schaltet. Das am Steuereingang 6 anliegende Potential wird in einer Auswertelogik 7 ausgewertet. Die Eingangs schaltung, die durch die Tastschalter 2 und 3, die Wi derstände 4 und 5 und die Auswertelogik 7 gebildet wird, bezeichnet man als Tristate-Programmiereingang. Die Einzelheiten dieser Eingangsschaltung zeigt die Fig. 2. In Übereinstimmung mit der Fig. 1 befinden sich am Eingang der Schaltung der Fig. 2 die Tastschalter T+ und T-, die in der Fig. 1 mit 2 bzw. 3 bezeichnet sind. Parallel zu diesen Tastschaltern sind, ebenfalls in Übereinstimmung mit der Fig. 1, die Widerstände R 1 bzw. R 2 geschaltet, die in der Fig. 1 mit 4 bzw. 5 bezeichnet sind. Die Auswertelogik 7 besteht gemäß der Fig. 2 aus zwei Komparatoren K 1 und K 2. Je ein Eingang dieser beiden Komparatoren erhält das Potential des Steuereingangs 6, während der andere Eingang des Kompa rators K 1 über den Widerstand R 3 mit dem Pluspotential +U _s und der andere Eingang des Komparators K 2 über den Widerstand R 5 mit dem Minuspotential verbunden ist. Zwischen die Widerstände R 3 und R 5 ist der Widerstand R 4 geschaltet. Bei der Schaltung der Fig. 2 liegt zwi schen dem Tastschalter T+ und dem Pluspotential +U _s ein Widerstand, der mit R 6 bezeichnet ist.

Der Tristate-Programmiereingang der Fig. 2 funktioniert wie folgt. Im Normalzustand (beide Tasten offen) hat das Potential des Steuereingangs 6 den Wert U _s/2 unter der Voraussetzung, daß die Widerstände R 1 und R 2 den gleichen Widerstandswert haben. Dies bedeutet, daß die Ausgänge Q+ bzw. Q- der Komparatoren K 1, K 2 den Zustand "0" annehmen. Überschreitet das Potentional am Steuer eingang 6 den Wert des Potentials (U 2), welches zwi schen den Widerständcn R 3 und R 4 bzw. am Minus-Eingang des Komparators K 1 liegt, schaltet der Ausgang Q+ des Komparators K 1 nach "1". Unterschreitet das Potential am Steuereingang 6 den Wert des Potentials (U 1), wel ches zwischen den Widerständen R 4 und R 5 und damit am Plus-Eingang des Komparators K 2 liegt, so schaltet der Ausgang Q- des Komparators K 2 nach "1".

Der Auswertelogik 7 ist ein Zähler 8 nachgeschaltet, der hochzählt, wenn der Tastschalter 2 für eine wärmere Einstellung gedrückt wird und der rückzählt, wenn der Tastschalter 3 für weniger Wärme gedrückt wird. Je hö her die Zählerstellung des Zählers 8 ist, desto größer ist der vom Digital-Analogwandler 9 abgegebene Strom, der durch den Widerstand R 2 fließt, und umgekehrt. Die Auswertelogik 7 und der Zähler 8 sind beispielsweise im IC U 229 B realisiert. Der vom Digital-Analogwandler 9 gelieferte Konstantstrom, der der gewünschten Wärme (Heizleistung) entspricht, ruft am Istwertgeber 10 eine Spannung hervor, die der Heißlufttemperatur entspricht. Denn der Istwertgeber 10 ist ein temperaturabhängiger Widerstand, der beim Heißluftgerät (Fön) im Heißluft kanal angeordnet ist. Wird der von der Temperatur der Heißluft abhängige Widerstand 10 vom Ausgangsstrom des Digital-Analogwandlers 9 durchflossen, so erzeugt er eine Spannung, die von der Heißlufttemperatur abhängig ist. Diese Spannung wird mittels des Komparators 11 mit einer Referenzspannung verglichen. Die Referenzspannung ist gemäß der Fig. 3 eine Rampenspannung 12. Die Ram penspannung 12 der Fig. 3 wird dadurch erzeugt, daß ein Nulldetektor 13 bei jedem Nulldurchgang der Netz spannung ein Taktsignal erzeugt und ein Zähler 14 die vom Nulldetektor 13 gelieferten Taktsignale hochzählt und ein Digital-Analogwandler 15 ein dem Zählerstand des Zählers 14 entsprechenden Strom erzeugt, der am Widerstand R 1 die Referenz-Rampenspannung 12 der Fig. 3 erzeugt. Unterschreitet die am Komparator 11 anlie gende Referenzspannung die ebenfalls am Komparator 11 anliegende Temperaturspannung 27, die der Heißlufttem peratur entspricht und von einem temperaturabhängigen Widerstand geliefert wird, so gibt der Komparator 11 an die Vollwellenlogik 16 (z. B. U 217 B) ein Signal. Nach Erhalt dieses Signals sorgt die Vollwellenlogik 16 da für, daß die Leistungszufuhr zum Heizkörper des Heiß luftgerätes abgeschaltet wird. Diese Abschaltung er folgt jedoch nicht innerhalb einer Periode der Netzspan nung 26 und damit nicht unmittelbar nach Ansteuerung durch das Komparatorsignal, wenn das Komparatorsignal innerhalb der Periode der Netzspannung 26 an die Voll wellenlogik gelangt, sondern das Abschalten der Lei stungszufuhr für den Heizkörper erfolgt während eines Nulldurchgangs der Netzspannung, um im Versorgungsnetz möglichst geringe Rückwirkungen zu erzeugen. Diese Scho nung des Versorgungsnetzes bewirkt die Vollwellenlogik 16 dadurch, daß sie nur ganze Perioden schaltet. Wird die Rampenspannung 12 umgekehrt größer als die Tempera turspannung 27, so schaltet der Komparator 11 ein Si gnal an die Vollwellenlogik 16, welches bewirkt, daß zum nächstsinnvollen Zeitpunkt (Nulldurchgang) der Heiz körper des Heißluftgerätes Leistungszufuhr erhält. Die Kurve 28 der Fig. 3 zeigt den Verlauf des Ausgangs signals (Ausgangsspannung) des Komparators 11.

Bei der Motorsteuerung des Heißluftgerätes ist die Ein gangsschaltung im Prinzip dieselbe wie bei der Heizkör persteuerung, so daß auch der Tristate-Programmierein gang der Motorsteuerung der Schaltung der Fig. 2 ent spricht. Am Eingang dieser Schaltung sind gemäß der Fig. 1 ebenfalls zwei Tastschalter (17, 18) vorhanden, weiterhin ein Tristate-Eingang mit den Widerständen 19 und 20 sowie einer Auswertelogik 21, die je nach Ta stendruck ein Vor- oder Rückwärtszählen eines Zählers 22 bewirkt. Ein Drücken des Tastschalters 17 bewirkt ein Höherzählen des Zählers 22 und damit eine höhere Motordrehzahl, während ein Drücken des Tastschalters 18 ein Rückzählen und damit eine langsamere Drehzahl des Lüftermotors bewirkt. Im Falle der Motordrehzahlstel lung vergleicht ein Komparator 23 die Zählerstände des Zählers 22 und eines Rampenzählers 24, der vom Null detektor 13 angesteuert wird, direkt miteinander. Der Komparator 23 steuert das Leistungsbauelement 25 für den Motor, welches im Ausführungsbeispiel ein Transi stor ist. Da der Rampenzähler 22 im Ausführungsbeispiel nur bis 3 zählen kann und auch der Rampenzähler 24 nur 4 Zustände kennt, gibt es im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 nur vier unterschiedliche Motordrehzahlen (0, 1, 2, 3). Der Rampenzähler 22 zählt bis 3 (1, 2, 3). Wenn der Sollwertzähler 24 auf Null steht, wird der Motor überhaupt nicht angesteuert. Steht der Sollwert zähler 24 auf 1, so bekommt der Motor ein Drittel der möglichen Leistung. Steht der Sollwertzähler 24 auf 2, so erhält der Motor zwei Drittel der möglichen Leistung, und steht der Sollwertzähler 24 auf 2, so erhält der Motor die volle Leistung, was gleichbedeutend mit maxi maler Motordrehzahl und maximaler Luftfördermenge ist.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht, liefert der Nullde tektor 13 der Schaltung der Fig. 1 das Taktsignal für die beiden Leistungsstellersysteme, d. h. für das Heiz leistungssystem und das Motordrehzahlsteuersystem. Beim Heizleistungssystem stellt die Vollwellenlogik 16 si cher, daß gemäß der Fig. 3 (oben) immer nur ganze Pe rioden der Netzspannung an den Heizkörper geschaltet werden. Die Steuerung der Leistung des Heizkörpers er folgt somit durch eine Vollwellen-Periodengruppensteue rung, wobei gemäß der Fig. 3 stets eine Periodengruppe lang Leistungszufuhr erfolgt, dann die Leistung für eine bestimmte Periodengruppe ausgeschaltet wird und dann der Heizkörper erneut wieder mit Leistung beauf schlagt wird. Bei der Fig. 3 erfolgt aus Darstellungs gründen die Leistungszufuhr nur während einer Dauer von zwei Perioden, während die Pause nur eine Periodendauer beträgt. In der Praxis wird beispielsweise 3 Perioden lang Leistung geliefert, während die Pause zwischen den Leistungszufuhren beispielsweise 8 Perioden beträgt.

Die Fig. 4 zeigt im unteren Teil die Drehzahlsteuerung des Lüftermotors des Heißluftgerätes. Nach der Fig. 4 werden dem Motor gleichgerichtete Halbperioden der Netz spannung zur Verfügung gestellt, und zwar je nach Zäh lerstand des Zählers (in Abhängigkeit vom Drücken der Tasten 17, 18) während der Dauer von 3 Halbperioden entweder 1 Halbperiode, 2 Halbperioden oder 3 Halbpe rioden.

Der Zähltaktgenerator der Fig. 1 hat die Aufgabe, in bestimmten Zeitabständen in Abhängigkeit von der Netz frequenz (z. B. alle 120 Millisekunden) einen Takt zu erzeugen. In Abhängigkeit von diesem Takt werden die Zählerstände der Sollwertzähler in diesem Takt so lange verändert, so lange man auf der jeweiligen Steuertaste verharrt.

Claims

1. Steuerschaltung für Heißluftgeräte mit einer Steuer schaltung zur Regelung der Heizleistung und mit einer Steuerschaltung zur Stellung der Drehzahl eines Motors zur Steuerung des Luftstromes, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Steuerschaltung zur Regelung der Heizleistung einen Tastschalter zur Erhöhung der Heizleistung und einen Tastschalter zur Reduzierung der Heizleistung aufweist, daß eine Auswertelogik vorgesehen ist, die Potentialänderungen auswertet, die durch Betätigung der Tastschalter bedingt werden, daß die Auswertelogik ei nen Zähler ansteuert, der hochzählt, wenn die Heizlei stung erhöht werden soll, und der rückwärtszählt, wenn die Heizleistung reduziert werden soll, daß ein Digi tal/Analogwandler vorgesehen ist, der den Zählerstand des Zählers in einen vom Zählerstand des Zählers abhän gigen Strom umwandelt, daß ein temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen ist, der von dem vom Digital/ Analogwandler gelieferten Strom durchflossen wird und eine Spannung erzeugt, die von der Heißlufttemperatur abhängig ist, daß ein Komparator vorgesehen ist, der die von der Heißlufttemperatur abhängige Spannung mit einer rampenförmigen Referenzspannung vergleicht, und
- daß eine Vollwellenlogik vorgesehen ist, die in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des Komparators dem Heizkör per des Heißluftgerätes elektrische Leistung zuführt wird und dafür sorgt, daß das Zuschalten von elektri scher Leistung bzw. das Abschalten der Leistung während eines Nulldurchganges der Netzspannung erfolgt.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Steuerschaltung zur Stellung der Motordreh zahl einen Tastschalter für schnellere Motordrehzahl und einen Tastschalter für langsamere Motordrehzahl aufweist, daß eine Auswertelogik vorgesehen ist, die Potentialänderungen auswertet, die durch Betätigung der Tastschalter bedingt werden, daß die Auswertelogik ei nen Zähler ansteuert, der hochzählt, wenn die Motordreh zahl erhöht werden soll, und der rückwärtszählt, wenn die Motordrehzahl erniedrigt werden soll, daß ein Ram penzähler vorgesehen ist, der von einem Nullpunktdetek tor angesteuert wird, und daß ein Komparator vorgesehen ist, der die Zählerstände beider Zähler miteinander vergleicht und ein Ausgangssignal liefert, welches das Leistungsbauelement für den Motor steuert.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Auswertelogik einen ersten und einen zweiten Komparator aufweist, daß je ein Eingang der beiden Komparatoren von einem Steuereingang ange steuert wird, der zwischen den beiden Tastschaltern liegt, von denen der eine mit einem Pluspotential und der andere mit einem Minuspotential verbunden ist, und daß der andere Eingang des ersten Komparators über ei nen Widerstand mit dem Pluspotential und der andere Eingang des zweiten Komparators über einen Widerstand mit dem Minuspotential verbunden sind.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß parallel zu den Tastschaltern Widerstände vor gesehen sind.

5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Rampen spannung ein Nulldetektor vorgesehen ist, der bei jedem Nulldurchgang der Netzspannung ein Taktsignal erzeugt, daß dem Nulldetektor ein Zähler nachgeschaltet ist, der die vom Nulldetektor gelieferten Signale hochzählt, und daß ein Digital/Analogwandler vorgesehen ist, der ein dem Zählerstand des Zählers entsprechenden Strom lie fert und an einem Widerstand die Rampenspannung erzeugt.