DE9213438U1

DE9213438U1 - Device for limiting inrush current (soft start circuit)

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Publication number: DE9213438U1
Application number: DE9213438U
Authority: DE
Original assignee: Bsg-Schalttechnik & Co Kg 7460 Balingen De GmbH
Current assignee: Bsg-Schalttechnik & Co Kg 7460 Balingen De GmbH
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2002-10-07

Description

DIPL-ING. PETER OTTE PATENTANWALT D-7250 LeonbergDIPL-ING. PETER OTTE PATENT ATTORNEY D-7250 Leonberg

Vertreter beim Europäischen Patentamt / European Patent Attorney Tiroler StraßeRepresentative at the European Patent Office / European Patent Attorney Tiroler Straße

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Firma BSG-Schalttechnik GmbH. & Co.KG, Meisterstraße 7460 Balinqen 1Company BSG-Schalttechnik GmbH. & Co.KG, Meisterstraße 7460 Balinqen 1

Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung (Sanftanlaufschaltung)Device for limiting inrush current (soft start circuit)

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung in Form einer Sanftanlaufschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a device for limiting inrush current in the form of a soft start circuit according to the preamble of claim 1.

Schaltungen zur Einschaltstrombegrenzung sind in vielfältiger Form bekannt (DE-OS 27 46 845; DE-OS 36 01 862).Circuits for limiting inrush current are known in many forms (DE-OS 27 46 845; DE-OS 36 01 862).

Solche Einschaltstrombegrenzungs- oder auch Sanftanlaufschaltungen sind insbesondere bei induktiven Verbrauchern mit höheren Nennlasten sinnvoll, da sich bei deren Einschalten unter Umständen sehr hohe Einschaltströme ergeben, die ein Vielfaches des Nennstroms betragen. Durch SanftanlaufSchaltungen wird sichergestellt,Such inrush current limiting or soft start circuits are particularly useful for inductive consumers with higher nominal loads, since when they are switched on, very high inrush currents may arise that are many times higher than the nominal current. Soft start circuits ensure that

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daß, beispielsweise im Haushaltsbereich, Netzsicherungen nicht ansprechen, da dem jeweiligen Motor, beispielsweise Motor eines Elektrohandgeräts oder Staubsaugers, anfänglich ein sozusagen künstlich begrenzter Einschaltstrom zugeführt wird, der erst nach einiger Zeit, wenn der betreffende Elektromotor auf Touren gekommen ist und nicht mehr praktisch im Kurzschluß arbeitet, höhere Werte annimmt.that, for example in the household sector, mains fuses do not respond because the respective motor, for example the motor of an electric hand-held device or vacuum cleaner, is initially supplied with an artificially limited inrush current, which only assumes higher values after some time, when the electric motor in question has reached speed and is no longer operating in a short circuit.

Eine in der Zwischenzeit weniger gängige Lösung besteht darin, daß man im Moment des Einschaltens einen Widerstand im MotorStromkreis anordnet, der mit zunehmendem Anlauf des Motors wieder herausgeschaltet, beispielsweise überbrückt wird, wie dies der US-PS 25 70 222 bei Anwendung auf einen Staubsauger als bekannt entnommen werden kann.A solution that has become less common in the meantime is to arrange a resistor in the motor circuit at the moment of switching on, which is then switched off again as the motor starts up, for example bypassing it, as can be seen from US Pat. No. 2,570,222 when applied to a vacuum cleaner.

Die neueren Schaltungen verwenden in Reihe mit der induktiven Last, deren Einschaltstrom begrenzt werden soll, üblicherweise einen Wechselspannungsschalter in Form eines sogenannten Triacs, wodurch sich aber gegebenenfalls ein Problem ergibt, das darin besteht, daß der Triac auch bei schließlich maximaler Ansteuerung durch einen vorgeschalteten, für den Sanftanlauf mit einer Zeitverzögerungsschaltung versehenen Ansteuerkreis einen, wenn auch gegebenenfalls nur geringen Phasenwinkel der Wechselspannung ungenutzt läßt, also auch im eingeschwungenen Zustand nicht die vollen Halbwellen der Speisewechselspannung zum Verbraucher durchläßt.The newer circuits usually use an AC switch in the form of a so-called triac in series with the inductive load whose inrush current is to be limited. This can, however, cause a problem in that the triac, even when it is finally driven to its maximum by an upstream control circuit equipped with a time delay circuit for soft starting, leaves a phase angle of the AC voltage unused, even if it is only a small one, and therefore does not allow the full half-waves of the AC supply voltage to pass through to the consumer even in the steady state.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache und daher auch kostengünstige Schaltung zurThe invention is based on the object of providing a particularly simple and therefore cost-effective circuit for

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Einschaltstrombegrenzung zu schaffen, die bei extrem geringem Restwinkel universell einsetzbar ist und ohne größeren Aufwand mit oder ohne zusätzliche Drehzahleinstellung realisiert werden kann.To create an inrush current limitation that can be used universally with an extremely small residual angle and can be implemented without great effort with or without additional speed adjustment.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß bei einfachem Aufbau ein Vollwellensteller mit minimalem Restwinkel möglich ist, dessen Anwendung insbesondere überall dort von Vorteil ist, wo Motoren am Netz auch ohne Regelung betrieben werden sollen, beispielsweise für Kreissägen, Winkelschleifer u. dgl.The invention solves this problem with the features of claim 1 and has the advantage that with a simple structure a full-wave controller with a minimal residual angle is possible, the use of which is particularly advantageous wherever motors are to be operated on the mains without control, for example for circular saws, angle grinders etc.

Andererseits ermöglicht die Erfindung neben einem solchen Vollgasbetrieb auch eine wirksame Leistungssteuerung, also die Realisierung in Form eines einstellbaren VoIlwellenstellers, wobei die Sanftanlaufeigenschaften voll aufrecht erhalten bleiben.On the other hand, in addition to such full-throttle operation, the invention also enables effective power control, i.e., implementation in the form of an adjustable full-wave controller, whereby the soft-start properties are fully maintained.

In vorteilhafter Ausgestaltung gelangt die Ansteuerspannung für den Triac über den üblicherweise mit seinem Steuergate verbundenen Diac über eine Vollwellen-Diodengleichrichterschaltung zu diesem, wobei im Brückenquerzweig ein spezielles Halbleiterschaltelement, vorzugsweise ein auch hohe Spannungen sicher sperrender Transistor angeordnet ist, der im Laufe der Zeit immer weiter aufgesteuert wird, so daß ein weicher Sanftanlauf ermöglicht wird. Die Zeitverzögerungsschaltung für den Sanftanlauf befindet sich dann ihrerseits im AnsteuerkreisIn an advantageous embodiment, the control voltage for the triac is fed to the triac via the diac, which is usually connected to its control gate, via a full-wave diode rectifier circuit, with a special semiconductor switching element, preferably a transistor that safely blocks high voltages, being arranged in the bridge transverse branch, which is gradually turned on over time so that a soft start is possible. The time delay circuit for the soft start is then in turn located in the control circuit.

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für diesen Transistor oder Halbleiterschalter, wobei ferner Mittel vorgesehen sind, die sicherstellen, daß diese üblicherweise einen Kondensator zur Speicherung umfassende Zeitverzögerungsschaltung im eingeschwungenen Zustand ständig nachgeladen wird, so daß der Quertransistor im Brückenzweig sicher mit dem erforderlichen Basisstrom versorgt wird und die Ansteuerschaltung für den Triac daher in der Lage ist, diesen unter allen Umständen, sobald dies gewünscht wird, über die gesamte jeweilige Halbwelle der speisenden Netzwellenspannung auch durchzusteuern.for this transistor or semiconductor switch, wherein means are also provided to ensure that this time delay circuit, which usually includes a capacitor for storage, is constantly recharged in the steady state, so that the cross transistor in the bridge branch is reliably supplied with the required base current and the control circuit for the triac is therefore able to control it under all circumstances, as soon as this is desired, over the entire respective half-wave of the supplying mains voltage.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Zuordnung einer weiteren Halbbrücke zur Ansteuerschaltung für den Quertransistor, so daß sich im Endeffekt eine Doppelbrücke ergibt, die sicherstellt, daß die der Erfindung zugrunde liegende Sanftanlaufschaltung auch tatsächlich als Vollwellensteller wirkt, gegebenenfalls als einstellbarer Vollwellensteller.The measures listed in the subclaims enable advantageous further developments and improvements of the invention. It is particularly advantageous to assign a further half-bridge to the control circuit for the cross transistor, so that in the end a double bridge is obtained which ensures that the soft start circuit on which the invention is based actually works as a full-wave controller, if necessary as an adjustable full-wave controller.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Vollwellensteller mit Sanftanlauf, der so ausgelegt ist, daß nach der anfänglichen Einschaltstrombegrenzung beide Halbwellen der speisenden Wechselspannung praktisch ohne jedenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. They show: Fig. 1 a full-wave controller with soft start, which is designed so that after the initial inrush current limitation, both half-waves of the supplying alternating voltage can be switched on practically without any

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Restwinkel zur Last durchgeschaltet werden können undresidual angle can be switched through to the load and

Fig. 2 den Vollwellensteller der Fig. 1, ebenfalls in diskretem Schaltungsaufbau mit einigen zusätzlichen Schaltungselementen, wodurch sich eine Einstellbarkeit des Vollwellenstellers mit aufrechterhaltendem Sanftanlauf ergibt.Fig. 2 shows the full-wave controller of Fig. 1, also in a discrete circuit design with some additional circuit elements, which results in an adjustability of the full-wave controller with maintained soft start.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, in den Ansteuerkreis für den Triac eine Vollbrücken-Diodenschaltung anzuordnen, in deren Querzweig das den Sanftanlauf ermöglichende, daher von einem Zeitglied anfänglich in seinem Schaltverhalten beeinflußte Halbleiter-Schaltelement angeordnet ist, wobei in weiterer Ergänzung durch zusätzliche Schaltungsmittel, bevorzugt in Form einer weiteren Halbbrücke, auch sichergestellt ist, daß im eingeschwungenen Zustand die ständige Nachladung des Zeitglieds zur sicheren Versorgung des im Brückenquerzweig angeordneten Halbleiterschaltelements in beiden Wechselstromhalbwellen sichergestellt ist.The basic idea of the invention is to arrange a full-bridge diode circuit in the control circuit for the triac, in the transverse branch of which the semiconductor switching element is arranged, which enables the soft start and is therefore initially influenced in its switching behavior by a timing element, whereby in further addition, additional switching means, preferably in the form of another half-bridge, also ensure that in the steady state the constant recharging of the timing element is ensured in order to ensure the reliable supply of the semiconductor switching element arranged in the bridge transverse branch in both alternating current half-waves.

In Fig. 1 sind die Netzanschlußklemmen mit A, A' bezeichnet, während die zum Verbraucher, üblicherweise einem Motor führenden Anschlußklemmen mit B, B' bezeichnet sind, wobei sich in üblicher Weise eine gemeinsame Netz/-Motoranschlußklemme A/B ergibt.In Fig. 1, the mains connection terminals are marked A, A', while the connection terminals leading to the consumer, usually a motor, are marked B, B', whereby a common mains/motor connection terminal A/B usually results.

In Reihe mit dem Verbraucher, der im folgenden lediglich noch als Motor (nicht dargestellt) bezeichnet wird,In series with the consumer, which is referred to below as the motor (not shown),

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ist ein Triac Xl geschaltet, der über einen üblichen Diac D7 an seinem Steuergate angesteuert wird, so daß er in beiden Halbwellen der speisenden Netzwechselspannung zum Motor durchschaltet.A Triac Xl is connected, which is controlled via a conventional Diac D7 at its control gate, so that it switches through to the motor in both half-waves of the supplying mains AC voltage.

Der Ansteuerkreis für den Triac umfaßt in für sich gesehen bekannter Weise eine Zeitverzogerungsschaltung, die sich um den Zeitkondensator Cl gruppiert - diese Zeitverzogerungsschaltung wirkt im vorliegenden Fall jedoch nur indirekt auf das Steuergate des Triacs Xl, nämlich über eine Vollbrücken-Diodenschaltung, bestehend aus den Dioden Dl mit D5, die den einen Brückenkreis bilden, sowie D2 mit D6, die den anderen Brückenkreis bilden; in diesem Falle ist der Brückenguerzweig durch die Schaltungspunkte Pl und P2 definiert, während die "Brückeneinspeisepunkte" als P3, P3' bezeichnet sind, zum besseren Verständnis.The control circuit for the triac comprises, in a manner known per se, a time delay circuit, which is grouped around the time capacitor Cl - in the present case, however, this time delay circuit only acts indirectly on the control gate of the triac Xl, namely via a full-bridge diode circuit, consisting of the diodes Dl with D5, which form one bridge circuit, and D2 with D6, which form the other bridge circuit; in this case, the bridge cross branch is defined by the circuit points Pl and P2, while the "bridge feed points" are designated as P3, P3' for better understanding.

Aus der Schaltungsdarstellung der Fig. 1 wird daher erkennbar, daß sich im Brückenquerzweig P1/P2 ein Halbleiterschaltelement befindet, dargestellt und realisiert als Transistor Ql, dessen Kollektor über einen Widerstand R5 mit dem einen Schaltungspunkt Pl und dessen Emitter unmittelbar an den anderen Schaltungspunkt P2 des Brückenquerzweigs angeschaltet ist. Parallel zur Kollektoremitterstrecke des Transistors Ql ist ein Widerstand R7 geschaltet.From the circuit diagram in Fig. 1 it can be seen that there is a semiconductor switching element in the bridge transverse branch P1/P2, shown and implemented as a transistor Ql, whose collector is connected via a resistor R5 to one circuit point Pl and whose emitter is connected directly to the other circuit point P2 of the bridge transverse branch. A resistor R7 is connected in parallel to the collector-emitter path of the transistor Ql.

Der Ladestrom für den Transistor Ql wird von der schon erwähnten Zeitverzogerungsschaltung zur Verfügung gestellt, bestehend aus dem Zeitkondensator Cl, dem als Entladewiderstand der Widerstand R2 parallelgeschaltetThe charging current for the transistor Ql is provided by the time delay circuit already mentioned, consisting of the time capacitor Cl, with which the resistor R2 is connected in parallel as a discharge resistor

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ist, der nach einem eventuellen Ausschalten für ein rasches Entladen von Cl sorgt, um einen erneuten Sanftanlauf sicherzustellen.which ensures rapid discharge of Cl after a possible switch-off in order to ensure a renewed soft start.

Der Zeitkondensator C3 ist über die Widerstände R3 bzw. R6 mit der Basis bzw. dem Emitteranschluß des Transistors Ql verbunden; parallel zur Basis und Emitter ist noch ein Widerstand R4 geschaltet.The timing capacitor C3 is connected to the base and emitter terminals of the transistor Q1 via resistors R3 and R6, respectively; a resistor R4 is also connected in parallel to the base and emitter.

Die Aufladung des Zeitkondensators Cl erfolgt über einen Widerstand Rl und eine mit der kombinierten Netz/-Motoranschlußklemme A/B verbundenen Diode D4, wobei als weitere Schaltungselemente noch eine Diode D3 vorgesehen ist, die mit ihrer Kathode mit der Kathode der Diode D4 und damit mit dem einen Anschluß des Ladewiderstands Rl verbunden ist, während ihr anderer Anschluß am Brückenschaltungspunkt P3 liegt, der über einen Widerstand R8 mit dem Ansteuerdiac D7 für den Triac Xl verbunden ist und im übrigen über einen Kondensator C2 als Wechselstromwiderstand am anderen Netzanschlußpunkt A' liegt.The time capacitor Cl is charged via a resistor Rl and a diode D4 connected to the combined mains/motor connection terminal A/B, whereby a diode D3 is also provided as a further circuit element, which is connected with its cathode to the cathode of the diode D4 and thus to one connection of the charging resistor Rl, while its other connection is at the bridge circuit point P3, which is connected via a resistor R8 to the control diaphragm D7 for the triac Xl and is also connected via a capacitor C2 as an alternating current resistor to the other mains connection point A'.

Die Wirkungsweise einer solchen Schaltung ist dann wie folgt: Ergibt sich am kombinierten Netz/Motoranschluß A/B positive Halbwellenspannung, dann fließt ein positiver Ladestrom über D 4 und den Widerstand R1 zum Zeitkondensator Cl und lädt diesen (allmählich) auf, so daß der Transistor Ql zunehmend aufgesteuert wird und sich hierdurch auch zunehmend der Querzweig der Diodenbrücke Dl, D5; D6, D2 öffnet.The operation of such a circuit is as follows: If a positive half-wave voltage is produced at the combined mains/motor connection A/B, then a positive charging current flows via D 4 and the resistor R1 to the time capacitor Cl and charges it (gradually) so that the transistor Ql is increasingly turned on and as a result the transverse branch of the diode bridge Dl, D5; D6, D2 also increasingly opens.

In der einen Halbwelle der Wechselspannung fließt daherIn one half-wave of the alternating voltage,

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Brückenstrom vom Brückenanschluß P3' (vom Netz/Motoranschluß A/B über die Motorwicklung kommend, also zum Motoranschlußpunkt B' gelangend) über die Diode Dl, die Kollektoremitterstrecke des Transistors Ql zum Schaltungspunkt P2 und von diesem über die Diode D2 zum Schaltungspunkt P3, nach Maßgabe der Aufsteuerung des Transistors Ql über sein vorgeschaltetes Zeitglied.Bridge current from the bridge connection P3' (coming from the mains/motor connection A/B via the motor winding, thus reaching the motor connection point B') via the diode Dl, the collector-emitter path of the transistor Ql to the circuit point P2 and from there via the diode D2 to the circuit point P3, depending on the control of the transistor Ql via its upstream timing element.

In der anderen Wechselstrom-Halbwelle, in welcher eine positive Halbwelle am Netzanschlußpunkt A' ansteht, könnte dann allerdings kein positiver Ladestrom zum Zeitkondensator Cl über die Diode D4 fließen, so daß, um die ständige Nachladung des Zeitkondensators Cl auch in dieser Halbwellenphase sicherzustellen, der positive Spannungsimpuls über den Kondensator C2, die als zusätzliche Halbbrücke wirkende Diode D3 zum Ladewiderstand Rl und zum Zeitkondensator Cl gelangt und von diesem über den Widerstand R6 und die Diode D6 zur Motoranschlußklemme B' abfließt und von dieser über die Motorwicklung zum kombinierten Netzanschluß A/B.In the other alternating current half-wave, in which a positive half-wave is present at the mains connection point A', no positive charging current could flow to the time capacitor Cl via the diode D4, so that, in order to ensure the constant recharging of the time capacitor Cl in this half-wave phase as well, the positive voltage pulse passes through the capacitor C2, the diode D3 acting as an additional half-bridge to the charging resistor Rl and to the time capacitor Cl and from there flows via the resistor R6 and the diode D6 to the motor connection terminal B' and from there via the motor winding to the combined mains connection A/B.

Man erkennt, daß sich hierdurch eine ständige Nachladung des Kondensators Cl ergibt, der auf diese Weise in die Lade versetzt wird, den Transistor Ql sicher mit dem erforderlichen Basisstrom zur vollständigen Durchsteuerung im eingeschwungenen Zustand zu versorgen.It can be seen that this results in a constant recharging of the capacitor C1, which is thus placed in the position to safely supply the transistor Q1 with the required base current for complete control in the steady state.

Wie schon erwähnt sorgt der Parallelwiderstand R2 zum Zeitkondensator Cl für dessen rasche Entladung bei einem eventuellen Ausschalten, während der Widerstand R7 parallel zur Kollektoremitterstrecke des Transistors Ql für einen minimalen Phasenwinkel sorgt, da im erstenAs already mentioned, the parallel resistor R2 to the time capacitor Cl ensures its rapid discharge in the event of a possible switch-off, while the resistor R7 parallel to the collector-emitter path of the transistor Ql ensures a minimal phase angle, since in the first

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Moment der Transistor Ql vollständig sperrt, so daß überhaupt kein Strom fließen könnte. Die Widerstände R3 und R4 dienen der Dimensionierung des Basisstroms, während der Widerstand R6 wegen der unerwünschten Totzeit benötigt wird, da durch diesen der Fußpunktdes Zeitkondensators Cl hochgelegt wird.At this moment the transistor Ql is completely blocked so that no current can flow at all. The resistors R3 and R4 are used to dimension the base current, while the resistor R6 is needed because of the undesirable dead time since it raises the base point of the timing capacitor Cl.

Die Schaltung der Fig. 2 entspricht in wesentlichen Punkten der Schaltung der Fig. 1 mit der Ausnahme, daß es sich bei dieser um einen einstellbaren Vollwellensteller mit Sanftanlauf handelt, wobei gleiche Komponenten, die auch die gleiche Funktion ausfüllen, auch in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.The circuit in Fig. 2 corresponds in essential points to the circuit in Fig. 1 with the exception that this is an adjustable full-wave controller with soft start, whereby the same components which also fulfill the same function are also provided with the same reference numerals in Fig. 2.

Der Unterschied zur Darstellung der Fig. 2 besteht darin, daß in Reihe mit dem Kollektorwiderstand R5 des Brückenquerzweig-Transistors Ql ein Potentiometer P geschaltet ist und der Widerstand R7 als Trimmpotentiometer R7' ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Kollektorstrom über das Potentiometer P auch im eingeschwungenen Zustand so zu begrenzen, daß beliebige Drehzahlen zwischen einer minimalen Drehzahl oder Leerlaufdrehzahl und der maximalen Drehzahl, bei welcher das Potentiometer P vollkommen herausgeschaltet ist, erzielt werden können, wobei das Trimmpotentiometer R7' dem Abgleich des minimalen Phasenwinkels dient. Es ist daher möglich, einen angeschlossenen Verbraucher, beispielsweise Winkelschleifer oder Staubsauger auch in der Leistung, d.h. in seiner abgegebenen Drehzahl von außen zu manipulieren, wenn die Einstellung des Potentiometers P von außen zugänglich ist, ohne daß auf einen effektiven und preisgünstigen SanftanlaufThe difference to the representation in Fig. 2 is that a potentiometer P is connected in series with the collector resistor R5 of the bridge shunt transistor Q1 and the resistor R7 is designed as a trim potentiometer R7'. In this way, it is possible to limit the collector current via the potentiometer P even in the steady state so that any speed between a minimum speed or idle speed and the maximum speed at which the potentiometer P is completely switched off can be achieved, with the trim potentiometer R7' serving to adjust the minimum phase angle. It is therefore possible to manipulate the power of a connected consumer, for example an angle grinder or vacuum cleaner, from the outside, i.e. in its output speed, if the setting of the potentiometer P is accessible from the outside, without having to forego an effective and inexpensive soft start.

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verzichtet zu werden braucht.needs to be waived.

Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die Ansprüche und insbesondere der Hauptanspruch Formulierungsversuche der Erfindung ohne umfassende Kenntnis des
Stands der Technik und daher ohne einschränkende Präjudiz sind. Daher bleibt es vorbehalten, alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale sowohl einzeln für sich als auch
in beliebiger Kombination miteinander als erfindungswesentlich anzusehen und in den Ansprüchen niederzulegen sowie den Hauptanspruch in seinem Merkmalsgehalt zu reduzieren.Finally, it is pointed out that the claims and in particular the main claim are attempts to formulate the invention without comprehensive knowledge of the
State of the art and therefore without restrictive prejudice. Therefore, all features shown in the description, the claims and the drawing are reserved, both individually and
in any combination with one another as essential to the invention and to be set out in the claims and to reduce the feature content of the main claim.

Claims

DIPL-ING. PETER OTTE PATENT ATTORNEY D-7250 Leonberg Representative at the European Patent Office / European Patent Attorney Tiroler Straße 2545/ot/wi 15.9.92 Company BSG-Schalttechnik GmbH. & Co.KG, Meisterstraße 19 Balingen 1 Protection claims

1. Device for limiting the inrush current (soft start circuit), if necessary also as an adjustable full-wave controller for controlling the power of a connected consumer, in particular of devices driven by an electric motor (angle grinders, vacuum cleaners, drills, etc.), with an alternating current switch (triac) in series with the consumer, in whose control circuit a timer is arranged, characterized in that the control circuit for the triac (Xl) contains a full bridge circuit (Dl, D5; D6, D2) for converting the mains alternating voltage into a (pulsating) direct voltage suitable for connecting the triac, with a semiconductor switch (transistor Ql) in the bridge shunt branch with variable conductivity behavior, the time-delayed switching of which ensures the soft start, the timer being in the control line for the semiconductor switch (transistor Ql) and being designed in such a way that in the steady state a

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constant recharging of the element determining the time delay (capacitor Cl) takes place in both alternating current half-waves.

2. Device according to claim 1, characterized in that the full bridge circuit formed from diodes (Dl, D5; D2, D6) is located between the connection point (P3) for the triac (Xl) and the motor connection terminal (B'), whereby in each alternating current half-wave the control current for the triac flows via the bridge cross-member designed as a transistor (Ql).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a time capacitor (Cl) is arranged in the input of the transistor (Ql) in the bridge branch, which determines the base current for controlling the transistor (Ql) by its charge state and is connected to the base and emitter of the transistor (Ql) via series resistors (R3 and R6), a discharge resistor (R2) being connected in parallel to the time capacitor (Cl).

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the supply of both positive alternating current half-waves from a first mains connection (A/B) or the second mains connection (A') to charge the time capacitor (Cl) takes place via a first rectifier diode (D4) and a second diode (D3) connected to the other mains connection (A') via a capacitor (C2), with the continuation of the current path from the time capacitor (Cl) via one of the series resistors (R6) to a circuit point (P2) (emitter

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connection point of the transistor Ql) and via the bridge diode (D6) to the other motor connection terminal (B+) and via the motor winding to the first mains connection (A/B).

5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that parallel to the semiconductor section controllable by the behavior of the time capacitor (Cl) in the bridge transverse branch, a resistor (R7) is arranged for setting a minimum phase angle when the transverse branch is completely blocked and in order to realize an adjustable full-wave controller, the collector resistor (R5) is designed as a potentiometer or a potentiometer (P) is connected upstream of it.

6. Device according to claim 5, characterized in that the parallel resistor (R7) in the bridge transverse branch is designed as a trimming potentiometer to enable adjustment of the minimum phase angle.