DE4106967C1 - LV current monitor e.g. for halogen lamp illumination system - has response delay circuit receiving output signal from comparator for below stipulated load recognition - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromwächter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Strom­ wächter ist beispielsweise aus der DE 89 12 486 U1 bekannt. Der bekannte Stromwächter ist beispiels­ weise für Beleuchtungseinrichtungen und insbeson­ dere für die Verwendung bei Niedervolt-Halogen­ beleuchtungen vorgesehen, die an unisolierte Zu­ leitungsdrähte angeschlossen sind. Diese frei­ liegenden Leitungen können durch elektrisch lei­ tende Gegenstände versehentlich miteinander oder zur Erde kurzgeschlossen werden, so daß eine Überhitzung und damit eine Brandgefahr auftreten kann. Weiterhin können durch schlechte Kontakte lokale Überhitzungen auftreten, die ebenfalls eine Brandgefahr heraufbeschwören.

Zur Abhilfe weisen die gattungsgemäßen Strom­ wächter Komparatoren auf, die innerhalb eines be­ stimmten Bereiches eine Überlast oder eine Unterlast erkennen und die Verbraucher abschalten, sobald die Stromaufnahme den festgelegten Toleranzbereich ver­ läßt und eine Überlast oder eine Unterlast erkannt wird.

Bei der Handabschaltung des Verbrauchers bzw. der Verbraucher tritt eine Unterlast auf, da der Strom auf 0 zurückgeht. Folgerichtig schalten die Unter­ last-Komparatoren die Schaltstufe, so daß vor der nächsten Einschaltung des Verbrauchers zunächst am Stromwächter von Hand eine Rücksetzung erfolgen muß.

Physisch werden die Stromwächter üblicherweise im Bereich der Hausverteilung, beispielsweise im Sicherungskasten, angeordnet. Da herkömmliche Strom­ wächter nur durch eine Unterbrechung der Betriebs­ spannung erkennen, daß eine Handabschaltung vorge­ nommen wurde, ist es schaltungstechnisch erforder­ lich, diese zwischen dem Handschalter und dem Verbraucher bzw. dem Transformator anzuordnen. Dies bedeutet, daß vom im Bereich der Hausverteilung angeordneten Stromwächter Leitungen zum Schalter und dann wieder zurück zum Stromwächter verlaufen müssen, so daß, abgesehen vom Schutzleiter, eine vieradrige Verkabelung notwendig wird.

Insbesondere beim nachträglichen Anbringen derarti­ ger Halogenbeleuchtungssysteme und dem entsprechen­ den nachträglichen Einbau eines Stromwächters in die vorhandene Verkabelung bedeutet dies einen un­ erwünscht großen Installationsaufwand. Es müssen nämlich zusätzliche Kabel verlegt werden, so daß ggf. Maurerarbeiten anfallen. Aufgrund der Größe und der Abmessungen derartiger Stromwächter ist deren Anordnung im Bereich des Schalters oder des Transformators, also im sichtbaren Bereich für Kun­ den oder Besucher oder Bewohner, unerwünscht, so daß aus diesen ästhetischen Gründen die physische Anordnung des Stromwächters im Bereich der Hausverteilung vorgesehen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gat­ tungsgemäßen Stromwächter dahingehend zu verbessern, daß der Stromwächter physisch und auch schal­ tungstechnisch vor dem Handschalter der Verbraucher angeordnet werden kann.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die Ausbildung eines gattungsgemäßen Stromwächters nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, zwei Unterlast-Komparatoren vorzusehen, von denen einer eine extreme Unterlast erkennt, bei der keine Brand­ gefahr besteht, weil nämlich der Strom gleich oder nahezu gleich 0 ist. Gegenüber einer Unterlast, die lediglich außerhalb des Toleranzfensters liegt, läßt ein derartiger Wert für den Stromfluß auf eine Handabschaltung schließen. In diesem Fall soll die Schaltstufe des Stromwächters nicht ausgelöst werden, so daß nach einer Handabschaltung der Strom­ wächter nicht zurückgesetzt werden muß.

Besonders vorteilhaft kann eine derartige Schaltung dadurch aufgebaut sein, daß das Ausgangssignal der normalen Unterlasterkennung verzögert an ein logi­ sches Und-Gatter geleitet wird. Das Signal des zu­ sätzlichen Unterlast-Komparators für die Handab­ schaltung hingegen wird am Ausgang der Abfall-Verzögerungsschaltung negiert und dem zweiten Eingang des logischen Und-Gatters zugeführt. Der Ausgang dieses Gatters steuert dann die Schalt­ stufe des Stromwächters an.

Bei Wiedereinschalten der Last wird eine sofortige Abschaltung durch die Unterspannungserkennung da­ durch verhindert, daß der Rücksprung des Ausgangs­ signales des Handabschaltungskomparators auf den Wert 0 so lange verzögert wird, bis der Laststrom die notwendige Höhe zum Rücksetzen der Unterlaster­ kennung erreicht hat.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung ausführ­ licher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der bisherigen Anordnung gattungs­ gemäßer Stromwächter.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung ähnlich Fig. 1, jedoch mit der Installation eines erfindungsgemäßen Stromwächters.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschalt­ bild zur Verdeutlichung der Funk­ tionsweise des erfindungsgemäßen Stromwächters nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Hausverteilung angedeutet, die beispielsweise in Form des wohnungsüblichen Siche­ rungskastens ausgebildet sein kann. Innerhalb dieses Bereiches ist der Stromwächter angeordnet. Der Haus­ verteilung nachgeschaltet ist ein Handschalter, der das Ein- oder Ausschalten der Verbraucher ermög­ licht, wobei den Verbrauchern beispielsweise im Fall einer Niedervolt-Halogenbeleuchtungsanlage ein Transformator vorgeschaltet ist.

Während der Neutralleiter N direkt dem Transforma­ tor zugeführt wird, muß die Phase L zunächst zum Handschalter, anschließend vom Handschalter als zweite Zuleitung zum Stromwächter und schließlich vom Stromwächter dann zum Transformator verlaufen. Eine vieradrige Verkabelung zwischen der Hausver­ teilung und dem Handschalter bzw. der zugehörigen Abzweigdose ist erforderlich. Dabei ist der Hand­ schalter gewöhnlich im Bereich der Beleuchtungsan­ lage angeordnet, zumindest im selben Raum, während die Hausverteilung oft in einem davon weit entfern­ ten Raum untergebracht ist.

In Fig. 2 ist demgegenüber die Einbaumöglichkeit des neuen Stromwächters schematisch dargestellt, wobei die zweiadrige Zuleitung von der Hausverteilung zum Handschalter in der Form beibehalten werden kann, wie sie für übliche Beleuchtungsanlagen oder andere Verbraucher ohnehin vorhanden ist. Die Phase L und der Neutralleiter N gehen eingangsseitig in den Stromwächter hinein und gehen ausgangsseitig vom Stromwächter über lediglich zwei Leitungen zum Handschalter, wobei, wie in Fig. 2 angedeutet, der Handschalter alternativ auch direkt im Transforma­ torgehäuse untergebracht sein kann.

In Fig. 3 sind neben einem Meßwertaufnehmer 1 Ein­ stellmittel 2 zur Festlegung der Ober- und Unter­ grenzen des Toleranzfensters sowie eine Mittenan­ zeige vorgesehen. Weiterhin sind drei im allge­ meinen übliche Komparatoren 4 vorgesehen, von denen der erste Komparator 4a Kurzschlüsse erkennt, wenn der Strom den Nennwert des Transformators über­ schreitet. In diesem Fall steuert der Komparator 4a besonders schnell eine Schaltstufe 5 an, die den Verbraucher abschaltet.

Ein weiterer Komparator 4b als Überlast-Erkennung aktiviert die Schaltstufe 5, wenn der Strom dem ein­ gestellten, auf die Beleuchtungsanlage abgestimmten oberen Sollwert überschreitet.

Ein dritter üblicher Komparator 4c als Unterlast­ erkennung ist vorgesehen, um die Schaltstufe 5 an­ zusteuern, wenn der gemessene Strom unterhalb des unteren Sollwertes liegt. Das Ausgangssignal dieser Unterlasterkennung, also des Komparators 4c, wird zunächst einer Ansprech-Verzögerungsschaltung 6 zugeführt und dann mit der entsprechenden Verzöge­ rung einem logischen Und-Gatter 7. Der Ausgang des logischen Und-Gatters 7 steuert die Schaltstufe 5 an.

Ein zusätzlicher Komparator 8 zur Erkennung einer Handabschaltung reagiert auf einen Stromfluß von I = 0 oder nahe 0, wobei das Ausgangssignal dieses Komparators 8 negiert wird und als zweiter Eingang dem logischen Und-Gatter 7 zugeführt wird. Vor der Negierung wird dieses Ausgangssignal durch eine Ab­ fall-Verzögerung 9 geführt.

Im Normalbetrieb oder bei einer normalen Unterlast, bei der der Strom nicht gleich oder nahe 0 ist, gibt der Komparator 8 also ständig ein 0-Signal ab, das aufgrund der Negierung dem logischen Und-Gatter 7 jedoch als Signal 1 zugeführt wird. Die Unterlast bewirkt ein Ausgangssignal des Komparators 4c als Signal 1, wobei dieses Signal 1 mit einer Verzöge­ rung durch die Verzögerungsschaltung 6 dem Gatter 7 zugeführt wird, so daß beide Eingangssignale dieses Gatters = I sind und das Gatter die Schaltstufe 5 ansteuert.

Wird jedoch eine Handabschaltung des Verbrauchers vorgenommen, so erzeugt der Komparator 4c, wie im vorhergehenden Fall, ein Schaltsignal = 1 für die Schaltstufe 5, welches aufgrund der Ansprech-Ver­ zögerungsschaltung 6 jedoch noch nicht sofort am Gatter 7 anliegt. Der Komparator 8 hingegen rea­ giert schnell mit einem Schaltsignal = 1 darauf, daß der Strom gleich 0 ist. Dieses Schaltsignal wird negiert und liegt als 0-Signal dem Gatter 7 an. Da beide Eingänge als 0 dem Gatter anliegen, gibt das Gatter 7 ein Null-Signal ab. Wenn anschließend das Schaltsignal des Komparators 4c dem Logikgatter 7 zugeführt wird, ist die logische Und-Bedingung nicht erfüllt, so daß in diesem Fall die Schalt­ stufe 5 nicht angesteuert wird. Nach einer Hand­ abschaltung der Verbraucher ist demzufolge eine Rücksetzung des Stromwächters nicht erforderlich, da die Schaltstufe nicht ausgelöst wurde.

Beim Einschalten der Verbraucher nach einer Hand­ abschaltung ist es ebenfalls unerwünscht, daß die Schaltstufe 5 anspricht. Dies könnte in der Phase geschehen, in der der Strom noch nicht seinen Soll­ wert erreicht hat.

Während dieser Einschaltphase sprechen die Kompara­ toren 4c der Unterlasterkennung und 8 der Handab­ schalterkennung an. Das Ausgangssignal des Kompara­ tors 4c ist = 1, wird jedoch aufgrund der Ansprech­ verzögerung 6 zunächst auf 0 gehalten und liegt also während der unmittelbar ersten Zeit nach dem Ein­ schalten dem logischen Und-Gatter 7 als Nullsignal an.

Das Ausgangssignal des Komparators 8, welches eben­ falls 1 ist, wird negiert und liegt als 0-Signal dem zweiten Eingang des logischen Und-Gatters 7 an. Eine Auslösung der Schaltstufe 5 erfolgt daher nicht, da die entsprechende Bedingung am Gatter 7 nicht ge­ geben ist.

Claims (2)

1. Stromwächter mit einer von Komparatoren zur Überlast- und Unterlasterkennung gesteuerten Schaltstufe zum Abschalten der angeschlos­ senen Verbraucher, gekennzeichnet durch eine Ansprech-Verzögerungsschaltung (6), über die das Ausgangssignal des Komparators (4c) zur Unterlasterkennung geführt wird sowie durch einen zusätzlichen Komparator (8), der bei einer Unterlast mit keinem oder sehr geringem Stromfluß (I = 0 oder I nahe 0) eine Auslö­ sung der Schaltstufe (5) verhindert, wobei das Ausgangssignal des zusätzlichen Kompara­ tors (8) über eine Abfall-Verzögerungsschal­ tung (9) geführt wird.

2. Stromwächter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Signalausgang der Abfall- Verzögerungsschaltung (9) negiert und einem logischen Und-Gatter (7) zugeführt wird, wo­ bei das Ausgangssignal der Ansprech-Verzöge­ rungsschaltung (6) ebenfalls als Eingangssig­ nal dem logischen Und-Gatter (7) zugeführt wird, dessen Ausgang mit der Schaltstufe ver­ bunden ist.