DE4205517C2 - Stromflußgesteuerte Schaltvorrichtung - Google Patents
Stromflußgesteuerte SchaltvorrichtungInfo
- Publication number
- DE4205517C2 DE4205517C2 DE19924205517 DE4205517A DE4205517C2 DE 4205517 C2 DE4205517 C2 DE 4205517C2 DE 19924205517 DE19924205517 DE 19924205517 DE 4205517 A DE4205517 A DE 4205517A DE 4205517 C2 DE4205517 C2 DE 4205517C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- current
- voltage
- signal
- switching
- devices
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000029305 taxis Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/001—Functional circuits, e.g. logic, sequencing, interlocking circuits
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum An- bzw. Abschalten von
Geräten, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmalen. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 35 08 204 C2 bekannt.
Die Vorrichtung ist geeignet, die unterschiedlichen Funktionen verschieden
artiger, elektrisch betriebener Geräte auf einfache Weise miteinander zu
kombinieren. Zum Beispiel wird mit Hilfe der stromflußgesteuerten Schalt
vorrichtung beim Einschalten des Fernsehgerätes gleichzeitig die Fernseh
leuchte angeschaltet oder der Staubsauger beginnt, die beim Bohren erzeug
ten Schmutzpartikel abzusaugen, sobald der Schalter einer elektrisch
betriebenen Bohrmaschine betätigt wird.
Eine Schalteranordnung zum gleichzeitigen Anlegen mehrerer Verbraucher
an ein speisendes Netz ist aus der DE 35 08 204 C2 bekannt und repräsen
tiert den nächstkommenden Stand der Technik. Durch einen Stromsensor
wird der Betriebszustand eines ersten Verbrauchers überwacht und beim
Einschalten dieses Verbrauchers werden weitere Verbraucher mit dem Netz
verbunden und dadurch ebenfalls in Betrieb genommen. Zur Vermeidung
von zu großen Einschaltströmen sind Zeitverzögerungsglieder und Einschalt
strombegrenzer vorgesehen. Diese Schaltungsanordnung erfüllt weitgehend
die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Es
werden allerdings keinerlei Angaben zum Aufbau bzw. zur Schaltung des
zur Funktion zwingend erforderlichen Stromsensors gemacht.
Ein Netzfreischalter ist aus der DE 39 09 064 C2 bekannt. Dort wird
mit Hilfe einer Prüfgleichspannung ermittelt, ob ein Verbraucher eingeschal
tet wird. Wenn dies der Fall ist, wird der Verbraucherstromkreis über
Relaiskontakte mit dem Netz verbunden und bleibt so lange an das Speise
netz angeschlossen, bis der vom Verbraucher erzeugte Wechselstromfluß
unter einen Minimalwert sinkt, was in der Regel bedeutet, daß der Verbrau
cher wieder abgeschaltet worden ist. Dann wird der Verbraucherstromkreis
wieder vollständig vom Netz getrennt und es verbleibt lediglich eine stati
sche Prüfgleichspannung auf den Verbraucherleitungen. Als Stromsensor
zur Erfassung des Wechselstromflusses wird ein mit Windungen versehener
Ferritkern verwendet, der als Stromwandler wirkt. Bei dieser Anordnung
wird keine Verlustwärme durch den Stromfluß des Verbrauchers erzeugt.
Es ist bei dieser Anordnung kein Nachteil, daß die durch sprunghafte
Stromschwankungen verursachten Störspannungen nicht unterdrückt werden,
denn die Signalspannung dieses Ferritkern-Stromsensors dient lediglich
als Kriterium dafür, ob das Netz wieder freigeschaltet werden soll oder
noch nicht. Ein versehentliches, durch Störspannungen verursachtes Ein
schalten ist bei dieser Anordnung somit nicht möglich.
Stromwandler sind bekannt. Üblicherweise dienen Stromwandler zur
Messung starker Ströme und haben daher eine Primärwicklung mit wenigen
Windungen, durch die der zu messende Strom fließt und eine Sekundär
wicklung mit vielen Windungen, an die der Strommesser angeschlossen wird
(Küpfmüller, K.: Einführung in die theoretische Elektrotechnik, Springer-
Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 10. Auflage, 1973, S. 358).
Stromwandler zur Übertragung von Signalen sind ebenfalls bekannt. Bei
einer Anordnung zur Übertragung von Signalen innerhalb von Gebäuden
bilden Abschnitte der im Gebäude installierten Heizungsrohre die Primär
wicklung der für die jeweiligen Signalempfänger verwendeten Stromwandler
(DE 28 29 302 A1). Dabei werden dort zur Selektierung der niederfrequenten
Signale Resonanzkreise verwendet.
Resonanzkreise sind bekannt. Der bei der Resonanzfrequenz auftretende
hohe Impedanzwert eines Parallelresonanzkreises kann schaltungstechnisch
vorteilhaft genutzt werden (Shearme, J. N.: A Simple Maximum Selecting
Circuit. In: Electronic Engineering, June 1959, S. 353-354).
Die Selektierung von Steuersignalen einer bestimmten Frequenz mit Hilfe
von Resonanzkreisen ist ebenfalls bekannt. Resonanzkreise werden für
drahtlose Fernsteuereinrichtungen mit Ferritstäben (GB 11 45 832 A)
verwendet oder dienen zu drahtlosen Fernsteuerzwecken mit Hilfe von
rahmenförmigen Spulenanordnungen (CH 2 84 910).
Eine Schaltungsanordnung zum frequenzempfindlichen Schalten ist aus
der DE 29 52 584 C2 bekannt. Dort werden zusätzlich erzeugte Steuer
signale auf die Stromversorgungsleitung für eine Last aufgedrückt, die
mit Hilfe von Resonanzkreisen selektiert werden und zum Ein- bzw. Aus
schalten dieser Last führen. Durch die Verwendung eines zusätzlichen
Widerstandes wird die zum Schalten erforderliche Steuerleistung herabgesetzt
und die Betriebslebensdauer der Schaltungsanordnung erhöht.
Andere drahtgebundene Fernsteuerschaltungen verwenden Resonanzkreise
mit unterschiedlichen Frequenzen und sinusförmige Steuersignale, die
über Steuerleitungen jeweils den einen bzw. den anderen Resonanzkreis
erregen und damit einen batteriebetriebenen Verbraucher ein- bzw. ausschal
ten (JP 54-84187 A., In: Patents Abstracts of Japan, M-72, Sept. 11, 1979,
Vol. 3/No. 108).
Eine weitere drahtgebundene Fernsteuereinrichtung verwendet die wechsel
stromgespeisten Schienenstränge einer Spielzeugeisenbahn zur Übertragung
der Steuersignale eines Steuersenders zum gleichstrombetriebenen Antriebs
motor der Spielzeugeisenbahn, wobei je nach Phasenlage der 100 kHz-Steuer
signale mit Hilfe einer Serienresonanzkreis-Steuerschaltung entweder nur
Teile der positiven oder der negativen Halbwellen zum Gleichstrommotor
gelangen, wodurch sich die Fahrtrichtung und die Fahrgeschwindigkeit der
Spielzeugeisenbahn ergibt (US 33 84 764 A). Weitere drahtgebundene
Fernsteuereinrichtungen verwenden Serienresonanzkreise zum Kurzschließen
einer Signalfrequenz auf der Steuerleitung und bewirken dadurch einen
Schaltvorgang (DE-AS 12 46 859) oder zum selektiven Einschalten mehrerer
Verbraucher mit Hilfe von - dem Wechselstromnetz überlagerten - Steuer
signalen, deren Frequenzen jeweils deutlich von der Frequenz der Wechsel
stromquelle verschieden ist (DE 17 63 778 B2).
Schaltvorrichtungen, die ohne Steuersender auskommen und die den
Stromfluß durch ein elektrisch betriebenes Gerät zum Schalten weiterer
elektrisch betriebener Geräte verwenden, sind bekannt.
Dabei wird durch den Stromfluß durch einen Widerstand eine Steuer
spannung erzeugt, die entweder direkt, d. h. ohne weitere elektronische
Verarbeitung, mit Hilfe eines elektronischen Schalters zum Schalten eines
weiteren Verbrauchers verwendet wird (Kunst, P.: Universelle Einschalt
automatik. In: Funkschau, Heft Nr. 18, 1988, S. 96) oder die durch den
Spannungsabfall an einem Widerstand erzeugte Steuerspannung wird
elektronisch verstärkt und steuert mit einstellbarer Verzögerungszeit den
Schaltvorgang für weitere Verbraucher (Conrad Electronic GmbH,
W-8452 Hirschau: Schaltungsbeschreibung zur Master-Slave-Automatik,
Nr. 183-06-91/05, 1991, S. 16).
Eine Vorrichtung, basierend auf einem der in den oben aufgeführten
Patentschriften dargestellten Verfahren, ist nicht besser geeignet, weil
für alle Verfahren Steuersender notwendig sind, um den Schaltvorgang zu
bewirken. Eine Vorrichtung, basierend auf den beiden zuletzt genannten
Verfahren, bei denen aus dem Stromfluß durch einen den Schaltvorgang
steuernden Verbraucher mit Hilfe eines Widerstandes eine Signalspannung
gewonnen wird, ist ebenfalls nicht besser geeignet, weil durch den Strom
fluß durch den Widerstand eine - je nach Stromaufnahme - nicht zu vernach
lässigende Verlustleistung entsteht, die als Wärme wirksam wird und durch
Kühlung abgeführt werden muß und die dadurch den Anwendungsbereich
der Vorrichtung, d. h. den zulässigen Wertebereich der Stromstärke durch
einen den Schaltvorgang steuernden Verbraucher, stark einschränkt und
einen miniaturisierten Aufbau der stromgesteuerten Schaltvorrichtung
nicht zuläßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die gattungsgemäße
Vorrichtung eine geeignete Schaltung zur Ermittlung des Stromflusses
anzugeben, bei der die den Schaltvorgang steuernde Signalspannung ohne
Verlustwärme erzeugt werden kann und die eine hohe Störspannungsunter
drückung aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteran
sprüchen hervor.
Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, mit geringem technischen Auf
wand und daher sehr preiswert eine stromgesteuerte Schaltvorrichtung
aufzubauen, die geeignet ist, einen Anwender der Vorrichtung in Haushalt
und Gewerbe in die Lage zu versetzen, den gleichzeitigen Betrieb mehrerer
elektrisch betriebener Geräte, in Abhängigkeit von einem den gesamten
Betriebszustand steuernden Gerätes, zu ermöglichen. Hierzu wird die
stromflußgesteuerte Schaltvorrichtung beispielweise in das Gehäuse einer
handelsüblichen Mehrfachsteckdosenleiste mit mindestens zwei Steckdosen
integriert. Der Stromfluß durch eine Steckdose wird erfaßt und daraus das
Steuersignal abgeleitet, während die andere Steckdose über den elektro
mechanischen oder elektronischen Schalter der Schaltvorrichtung mit dem
Wechselstromnetz verbunden wird.
Die stromflußgesteuerte Schaltvorrichtung eignet sich nicht nur für die
oben exemplarisch erwähnten Anwendungsfälle, sondern ist - abhängig von
dem jeweiligen Einsatzzweck - als Grundbaustein für viele Schaltzwecke
und dafür herzustellende Geräte geeignet. So sind durch die prinzipielle
Möglichkeit, die Höhe der Stromstärke, für die der Schaltvorgang ausgelöst
werden soll und die Zeitspanne zwischen dem Beginn des Stromflusses
durch das den Schaltvorgang steuernden elektrisch betriebenen Gerätes
und dem Betätigen des die anderen Geräte mit dem Wechselstromnetz
verbindenden Schalters - wegen der elektronischen Verarbeitung des
durch den Stromfluß erlangten Steuersignals - beliebig einzustellen,
zahlreiche weitere Anwendungsfälle denkbar. Insbesondere die Ketten
schaltung mehrerer stromgesteuerter Schaltvorrichtungen eröffnet die
Möglichkeit, zeitlich verzögert, nacheinander verschiedenartige elektrisch
betriebene Geräte mit dem Wechselstromnetz zu verbinden, wobei sicher
gestellt ist, daß das Einschalten des nachfolgenden Gerätes nur erfolgen
kann, wenn das zuvor an das Wechselstromnetz geschaltete Gerät auch
tatsächlich den zum Betrieb erforderlichen Strom aufnimmt und nicht
beispielsweise aufgrund eines Defektes zuvor in dem Gerät eine eingebaute
Sicherung ausgelöst worden ist und das Gerät daher seinen Betrieb nicht
aufnehmen kann, obwohl die Betriebsspannung des Wechselstromnetzes
an diesem Gerät angelegt ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die vom Stromfluß des den Schaltvorgang steuernden elektrisch
betriebenen Gerätes abhängige Signalspannung ohne Verlustwärme mit
Hilfe eines Stromwandlers erzeugt wird, wodurch die gesamte elektronische
Schaltung der Schaltvorrichtung in Miniaturform aufgebaut werden kann,
da keine Kühlung erforderlich ist. Wenn nämlich die Signalspannung in
bekannter Weise mit Hilfe eines in den Stromkreis geschalteten Widerstandes
erzeugt wird, so entsteht in diesem Widerstand eine Verlustleistung, die
mit zunehmender Stromstärke quadratisch anwächst. Um die in Wärme
umgewandelte Verlustleistung gering zu halten, muß ein Kompromiß
gefunden werden: einerseits muß der Widerstandswert hinreichend klein
sein, damit die insgesamt auftretende Verlustleistung auch bei großen
Stromstärken gering bleibt, andererseits muß der Widerstandswert
hinreichend groß sein, denn ein zu kleiner Widerstandswert führt bei
geringen Stromstärken zu einer nicht ausreichenden Signalspannung.
Wenn die Stromaufnahme des den Schaltvorgang durch seine Stromaufnahme
steuernden elektrisch betriebenen Gerätes zuvor nicht bekannt ist, muß
der Widerstandswert und die zulässige Belastbarkeit dieses Widerstandes
für die maximal zugelassene Stromaufnahme dimensioniert werden. Daher
ist zum Betrieb einer solchen Schaltvorrichtung eine meistens recht hohe
Mindeststromstärke durch das den Schaltvorgang durch seine Strom
aufnahme steuernden elektrisch betriebenen Gerätes notwendig. Solche
Beschränkungen treten nicht auf, wenn die Signalspannung mit Hilfe
eines Stromwandlers gewonnen wird.
Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht insbesondere
darin, daß durch die Verwendung zusätzlicher, in Serie geschalteter
Kondensatoren mit solchen Kapazitätswerten, daß diese zusammen mit
der Wicklungsinduktivität des Stromwandlers einen auf die Wechselstrom
frequenz abgestimmten Resonanzkreis bilden, die Störspannungsunter
drückung sehr hohe Werte erreicht und die stromgesteuerte Schaltvorrich
tung nicht ungewollt durch der Netzspannung überlagerte Störspannungen
ausgelöst wird. Nur die der Wechselstromfrequenz entsprechenden Frequenz
anteile der Signalspannung gelangen zur weiteren Verarbeitung zum Signal
vorverstärker. Der Vorteil gegenüber dem Verfahren, die Signalspannung
mit Hilfe eines stromdurchflossenen Widerstandes zu erzeugen, besteht
darin, daß auch kleine Signalspannungen, weil sie keine oder nur noch
stark unterdrückte Störspannungsanteile aufweisen, hoch verstärkt werden
können und dadurch die erforderliche Mindeststromstärke noch geringer
gewählt werden kann. Bei den oben angegebenen, bekannten Verfahren
hingegen führen Störungen, die z. B. durch Leuchtstofflampen, Dimmer
und Elektromotoren verursacht werden können, leicht zu einer ungewollten
Auslösung des Schaltvorganges. Dieser Effekt wird um so gravierender,
wenn der Schaltvorgang erst bei einer bestimmten, einstellbaren Stromstärke
erfolgen soll. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn eine Fernsehlampe nicht
leuchten soll, solange der Fernsehempfänger bei geringer Stromaufnahme
im Zustand der Bereitschaft (stand by) verharrt und erst dann leuchten soll,
wenn dieser Fernsehempfänger beispielsweise mit Hilfe einer Fernbedienung
in den mit höherem Stromverbrauch verbundenen Normalbetrieb geschaltet
wird.
Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht insbesondere
darin, daß für den Stromwandlerresonanzkreis sehr preiswerte, gepolte
Kondensatoren verwendet werden können. Die Kapazitätswerte der zum
Aufbau des Stromwandlerresonanzkreises erforderlichen Kondensatoren
liegen wegen der geringen Netzfrequenz bei einigen Mikrofarad. Ungepolte
Kondensatoren mit solch hohen Kapazitätswerten bei gleichzeitig geringen
äußeren Abmessungen sind zwar seit einiger Zeit verfügbar, sie kosten aber
wegen des hohen technischen Aufwandes zur Herstellung dieser Konden
satoren ein Vielfaches der erheblich preisgünstigeren gepolten Kondensatoren.
Der Kostenfaktor wird noch bedeutsamer, wenn zur Impedanztransformation
mindestens zwei Kondensatoren für den Stromwandlerresonanzkreis verwendet
werden.
Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht insbesondere
darin, daß durch die Wahl der Kapazitätswerte der zum Aufbau des Strom
wandlerresonanzkreises verwendeten Kondensatoren die Signalvorverstärker
stufe zur Verstärkung der durch den Stromfluß des den Schaltvorgang
steuernden Verbrauchers gewonnenen Signalspannung auf größte Leistungs
verstärkung angepaßt werden kann. Dadurch kann der Aufwand zum
Aufbau der elektronischen Schaltung der Schaltvorrichtung sehr gering
gehalten werden. Die in Serie geschalteten Kondensatoren des Stromwandler
resonanzkreises bilden bezüglich der Eingangsimpedanz des angeschlossenen
Signalvorverstärkers einen kapazitiven Spannungsteiler. Je nach Wahl der
jeweiligen Kapazitätswerte kann eine der Eingangsimpedanz des Signalvor
verstärkers entsprechende Leistungsanpassung erfolgen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Resonanzkreisanordnung, bestehend aus einem Stromwandler und zwei in
Serie geschaltete, gepolte Kondensatoren;
Fig. 2 einen Schaltplan einer stromflußgesteuerten Schaltvorrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel für den Stromwandlerresonanzkreis ist in Fig. 1
gezeigt. Der vom Wechselstrom I durchflossene Leiterdraht D wird durch
einen Ring geführt, der aus einem ferromagnetischen Material M besteht.
Auf diesem Ring ist in der dargestellten Weise eine Spule gewickelt, die
eine Induktivität L1 besitzt. Die schematisch dargestellte Spule besitzt
i. a. mehrere hundert Windungen, die hier nicht gezeigt sind. In Fig. 1
sind lediglich einige Windungen eingezeichnet, um den prinzipiellen Wicklungs
aufbau der Spule zu verdeutlichen. Weiterhin muß der Ring aus ferro
magnetischem Material nicht notwendigerweise rund sein, sondern er kann
- sofern er ohne Luftspalt geschlossen ist - beliebig eckig, insbesondere
viereckig geformt sein. An diese Spule sind zwei gepolte Kondensatoren
mit den Kapazitätswerten C1 und C2 in der dargestellten Weise geschaltet
und bilden einen Resonanzkreis, dessen Resonanzfrequenz der Frequenz
des vom Wechselstromnetz gelieferten Wechselstromes entspricht. Der den
Draht D durchfließende Wechselstrom I induziert in der Spule eine Spannung.
Ein Teil dieser Spannung kann an den Klemmen 1 und 1′ abgegriffen und
einem Verstärker zugeführt werden, wobei die Klemme 1 auf einem
positiveren elektrischen Potential liegen muß als die Klemme 1′, damit
die gepolten Kondensatoren nicht zerstört werden.
Ein Ausführungsbeispiel für eine stromgesteuerte Schaltvorrichtung ist
in Fig. 2 anhand eines Schaltplans gezeigt. Der Stecker ST ist mit dem
Wechselstromnetz verbunden. Über eine Anschlußleitung werden die Phase L,
der Nulleiter N und der Schutzleiter PE in das Gehäuse der stromfluß
gesteuerten Schaltvorrichtung geführt. Dort befinden sich zwei Steckdosen,
nämlich MD und SD. In die Steckdose MD wird der Stecker desjenigen
elektrisch betriebenen Gerätes gesteckt, welches durch seine Wechselstrom
aufnahme den Schaltvorgang steuern soll. In die Steckdose SD wird der
Stecker des elektrisch betriebenen Gerätes gesteckt, das an das Wechsel
stromnetz an- bzw. abgeschaltet werden soll. Es hat auf die Funktion der
stromflußgesteuerten Schaltvorrichtung keinen Einfluß, ob die Zuordnung
von Phase L und Nulleiter N der in Fig. 2 gezeigten Weise entspricht,
oder ob sie miteinander vertauscht sind. Zur Erläuterung der Schaltungs
funktion wird die dargestellte Zuordnung lediglich beispielhaft ange
nommen. Der Schutzleiter PE ist mit beiden Steckdosen ohne Unterbrechung
verbunden. Der Nulleiter N wird über die Sicherung Si1 geführt und mit
beiden Steckdosen verbunden. Die Phase L wird über die Sicherung Si2
geführt und einerseits über den Stromwandler, der durch seine Induk
tivität L1 gekennzeichnet ist, zum entsprechenden Anschluß der Steck
dose MD geführt; andererseits wird die Phase L über den vom Relais R
betätigten Schalter S an den entsprechenden Kontakt der Steckdose SD
geführt.
Fließt nun ein Wechselstrom vom Stecker ST zu dem mit der Steck
dose MD verbundenen elektrisch betriebenen Gerät, so durchströmt dieser
Wechselstrom den in die Zuleitung geschalteten Stromwandler. Dieser
Wechselstrom induziert eine Signalspannung in dem Resonanzkreis, der
durch die Induktivität L1 des Stromwandlers und den beiden in Serie
geschalteten, gepolten Kondensatoren C1 und C2 gebildet wird.
Die weitere Signalverarbeitung erfolgt in bekannter Art und Weise. Der
am gepolten Kondensator C2 abgegriffene Teil dieser Signalspannung
steuert den mit dem Transistor T1 gebildeten im A-Betrieb arbeitenden,
gegengekoppelten Signalvorverstärker. Die Widerstände R1 und R2 dienen
zur Einstellung des Arbeitspunktes. Am Arbeitswiderstand R3 - welcher als
einstellbarer Widerstand ausgeführt ist, um den Schwellwert der Strom
stärke, für die der Schaltvorgang ausgelöst werden soll, einstellen zu
können - wird je nach Einstellung dieses Widerstandes ein Teil der ver
stärkten Signalspannung über den Kondensator C3 dem im B-Betrieb
arbeitenden Verstärker mit dem Transistor T2 zugeführt. Der Widerstand
R4 gewährleistet, daß der Transistor T2 bei fehlender Signalspannung
gesperrt ist. Die positiven Halbwellen der verstärkten Signalspannung
bewirken eine zyklische Erhöhung der Stromaufnahme des Transistors T2.
Am Arbeitswiderstand R5 wird dadurch eine gepulste Gleichspannung
erzeugt, deren Amplitude auf den Wert der am Kondensator C6 anliegenden
Spannung begrenzt wird. Diese gepulste Gleichspannung wird über den
Kondensator C4 den Dioden D1 und D2 zugeführt, die in bekannter Weise
am Kondensator C5 eine Gleichspannung erzeugen. Der Widerstand R6
gewährleistet, daß der Transistor T3 bei fehlendem Steuersignal gesperrt ist.
Wenn eine Signalspannung anliegt, erhöht sich die Stromaufnahme des
Transistors T3 und das Relais R schließt den Schalter S. Die Diode D3
dient als Freilaufdiode. Der Widerstand R7 und der Kondensator C6
reduzieren eine Rückwirkung eventueller Betriebsspannungsschwankungen
auf die Verstärkerstufen. Die Betriebsspannung für die elektronische
Schaltung der stromflußgesteuerten Schaltvorrichtung wird ohne Trans
formator direkt aus dem Wechselstromnetz gewonnen. Dadurch wird mit
Sicherheit ausgeschlossen, daß durch das Streufeld des Transformators in
dem Stromwandler eine Störspannung induziert wird, was insbesondere bei
einem gedrängten, miniaturisierten Aufbau der elektronischen Schaltung
zu befürchten wäre. Die Dioden D5, D6, D7 und D8 bilden einen Brücken
gleichrichter, die eine Gleichspannung zum Betrieb der elektronischen
Schaltung an den Kondensator C7 liefern. Die Diode D4 ist eine Zenerdiode
und begrenzt den Wert der Betriebsspannung. Dabei dient der Blind
widerstand des Kondensators C8 zur Begrenzung des Zenerstromes. Der
Widerstand R8 wirkt als Sicherung für den Fall, daß der Kondensator C8
im Betrieb zerstört werden sollte. Der Widerstand R8 besitzt einen geringen
Widerstandswert und ist für eine geringe Verlustleistung dimensioniert.
Im Normalbetrieb fällt über den Widerstand keine nennenswerte Spannung
ab. Damit ist auch die im Widerstand in Wärme umgesetzte Verlustleistung
vernachlässigbar gering. Für den Fall, daß der Kondensator C8 im Betrieb
defekt wird und einen Kurzschluß darstellt, liegt am Widerstand R8 nahezu
die volle Spannung des Wechselstromnetzes an und bewirkt, daß der
Widerstand explosionsartig verdampft und der Stromkreis unterbrochen wird.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum An- bzw. Abschalten von Geräten (SD), die ihre zum
Betrieb erforderliche Versorgungsenergie aus dem Wechselstromnetz (ST)
beziehen,
- - wobei das An- bzw. Abschalten dieser Geräte (SD) vom Stromfluß durch ein weiteres Gerät (MD), welches seine zum Betrieb erforderliche Versorgungsenergie ebenfalls aus dem Wechselstromnetz (ST) bezieht, abhängig ist,
- - wobei durch den Stromfluß durch dieses, den Schaltvorgang durch seine Stromaufnahme steuernde Gerät (MD) in geeigneter Weise eine Signalspannung erzeugt wird, deren Auswertung mit Hilfe einer elektroni schen Schaltung zur Betätigung eines Schalters (S) führt, der die zu schal tenden elektrisch betriebenen Geräte (SD) an das Wechselstromnetz (ST) an- bzw. abschaltet,
- - wobei die Signalspannung in Abhängigkeit vom Stromfluß durch das Gerät (MD), von dem das An- bzw. Abschalten der anderen Geräte (SD) abhängig ist, erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Erzeugung der Signalspannung mit Hilfe eines Stromwand lers (L1) erfolgt,
- - daß der Stromwandler (L1) Bestandteil eines Resonanzkreises (L1, C1, C2) ist, dessen Resonanzfrequenz der Wechselstromnetzfrequenz entspricht,
- - daß zum Aufbau des Resonanzkreises zwei in Serie geschaltete Kon densatoren (C1, C2) verwendet werden,
- - daß durch die geeignete Wahl der Kapazitätswerte dieser Kondensato ren (C1, C2) das kapazitive Spannungsteilerverhältnis so eingestellt wird, daß eine Leistungsanpassung eines die zwischen beiden Kondensatoren (C1, C2) abgegriffene Signalspannung verstärkenden Signal vorverstärkers (T1, R1, R2, R3) erfolgt und
- - daß die in Serie geschalteten Kondensatoren (C1, C2) gepolte Konden satoren sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spannungsversorgung der elektronischen Signalverarbeitungsschaltung ohne
Transformator erfolgt,
- - wobei ein Brückengleichrichter (D5, D6, D7, D8) und ein Ladekonden sator (C7) verwendet werden und zur Begrenzung dieser Spannung eine Zenerdiode (D4) verwendet und der Strom durch diese Zenerdiode durch den Blindwiderstand eines vorgeschalteten Kondensators (C8) begrenzt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle
des Brückengleichrichters ein Gleichrichter mit nur einer Diode verwendet
wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Signalvorverstärker aus einer einstufigen Transistorstufe (T1, R1, R2, R3)
besteht, die im A-Betrieb arbeitet,
- - wobei zur Einstellung des Arbeitspunktes ein Widerstand (R2) so geschaltet ist, daß er durch Gegenkopplung eine thermische Stabilisierung des Verstärkers bewirkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Arbeitswiderstand (R3) des Verstärkers ein einstellbarer Widerstand ist,
damit der zur Auslösung des Schalters (S) erforderliche Wert des Stromes (I)
eingestellt werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem
Signalvorverstärker folgende Verstärker aus einer einstufigen Transistor
stufe (T2, C3, R4, R5) besteht, die im B-Betrieb arbeitet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erweiterung des Anwendungsgebietes mehrere dieser Vorrichtungen ketten
förmig miteinander verschaltet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924205517 DE4205517C2 (de) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Stromflußgesteuerte Schaltvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924205517 DE4205517C2 (de) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Stromflußgesteuerte Schaltvorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4205517A1 DE4205517A1 (de) | 1993-08-26 |
DE4205517C2 true DE4205517C2 (de) | 1994-02-17 |
Family
ID=6452384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924205517 Expired - Fee Related DE4205517C2 (de) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Stromflußgesteuerte Schaltvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4205517C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19936214A1 (de) * | 1999-08-04 | 2001-03-15 | Niels Dernedde | Meßverfahren und -schaltung für Netzabkoppler zur Bestimmung eines Wiederaufschaltmoments für eine Netzspannung |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19601883A1 (de) * | 1996-01-19 | 1997-07-24 | Siemens Ag | Steckdose |
DE29616591U1 (de) * | 1996-09-16 | 1996-11-07 | Abelmann, Manfred, Dipl.-Ing., 12209 Berlin | Steuer- und Überwachungsgerät zur Steuerung und Überwachung von elektrischen Verbrauchern |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH284910A (de) * | 1950-07-18 | 1952-08-15 | Baumer Herbert | Vorrichtung zur Betätigung von Mechanismen von einem Fahrzeug aus. |
US3384764A (en) * | 1964-01-30 | 1968-05-21 | Gen Electric | Control signal transmitter including complementary trigger and oscillator transistors |
DE1246859B (de) * | 1965-01-02 | 1967-08-10 | Raeder & Co | Steuer- und Meldeeinrichtung, insbesondere fuer den Bergbau unter Tage |
GB1145832A (en) * | 1965-05-25 | 1969-03-19 | Gordon Mainland Beedell | Improvements relating to remote control systems |
FR1558306A (de) * | 1967-08-08 | 1969-02-28 | ||
DE2829302A1 (de) * | 1978-07-04 | 1980-01-17 | Gerhard Krause | Anordnung zur uebertragung von signalen innerhalb von gebaeuden |
US4229681A (en) * | 1978-12-29 | 1980-10-21 | Gte Products Corporation | Frequency/sensitive switching circuit |
DE3508204A1 (de) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Schaltungsanordnung zum gleichzeitigen anlegen mehrerer verbraucher an ein speisendes netz |
DE3909064A1 (de) * | 1989-03-20 | 1990-09-27 | Poelzl Helmut | Netzfreischalter |
-
1992
- 1992-02-24 DE DE19924205517 patent/DE4205517C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19936214A1 (de) * | 1999-08-04 | 2001-03-15 | Niels Dernedde | Meßverfahren und -schaltung für Netzabkoppler zur Bestimmung eines Wiederaufschaltmoments für eine Netzspannung |
DE19936214B4 (de) * | 1999-08-04 | 2005-12-22 | Niels Dernedde | Verfahren zur Bestimmung eines Wiederaufschaltmoments für eine Versorgungs-Netzspannung für einen Netzabkoppler |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4205517A1 (de) | 1993-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3903520C2 (de) | ||
DE3407067A1 (de) | Steuerschaltung fuer gasentladungslampen | |
EP2262078A1 (de) | Anordnung und Verfahren zur induktiven Energieübertragung | |
EP0380033A2 (de) | Schaltungsanordnung für ein freischwingendes Sperrwandler-Schaltnetzteil | |
WO2014032066A2 (de) | Betriebsgerät zur ansteuerung einer led-strecke | |
EP0060992A2 (de) | Prüf- und Auswerteschaltung für Näherungsschalter in Maschinensteuerungen | |
DE602004002391T2 (de) | Generator für lichtbogenschweissvorrichtung mit hochleistungsfaktor | |
DE69207215T2 (de) | Vielseitiges elektronisches Vorschaltgerät | |
WO2010055016A2 (de) | Steuerung für ein elektrisch verstellbares möbel | |
DE4205517C2 (de) | Stromflußgesteuerte Schaltvorrichtung | |
DE3719356A1 (de) | Schaltungsanordnung zum betrieb einer entladungslampe an einer niedervolt-gleichspannungsquelle | |
DE2806294A1 (de) | Einrichtung zur kontrolle des elektrischen leitungszustandes eines elektromechanischen schaltkontakts | |
DE102010024128A1 (de) | Wechselspannungssteller | |
DE2735736C3 (de) | Wechselstromschalteinrichtung | |
EP3419389B1 (de) | Phasenanschnittsteuerung | |
EP2128959A1 (de) | Spannungsadapter | |
DE102006003446A1 (de) | Speiseschaltung mit Leistungserfassung | |
DE2948938C2 (de) | ||
EP0657090B1 (de) | Automatische nullpunkterkennung | |
DE102010054381B4 (de) | Verfahren zur Stromversorgung einer Entladungslampe, Schaltungsanordnung mit einem elektronischen Vorschaltgerät und einer Entladungslampe sowie Vorschaltgerät | |
EP0657089B1 (de) | Anlaufschaltung für elektronische trafos | |
EP1126219B1 (de) | Steuerschaltung | |
DE4318996A1 (de) | Dimmbares Vorschaltgerät mit selbstschwingender Halbbrückenschaltung | |
DE2831629A1 (de) | Elektronische schaltung zur helligkeitssteuerung von leuchtquellen | |
DE1951101A1 (de) | Vorrichtung zur Feststellung von Signalen |
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 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KOSTER, NORBERT H.L., DR.-ING., 47443 MOERS, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |