EP0120258B1 - Energiesparschaltung - Google Patents

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Publication number
EP0120258B1
EP0120258B1 EP84101475A EP84101475A EP0120258B1 EP 0120258 B1 EP0120258 B1 EP 0120258B1 EP 84101475 A EP84101475 A EP 84101475A EP 84101475 A EP84101475 A EP 84101475A EP 0120258 B1 EP0120258 B1 EP 0120258B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capacitor
potential
delay circuit
comparator
voltage source
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
Application number
EP84101475A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0120258A1 (de
Inventor
Walter Dipl.-Ing. Stieglbauer
Hans Ott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to AT84101475T priority Critical patent/ATE41716T1/de
Publication of EP0120258A1 publication Critical patent/EP0120258A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0120258B1 publication Critical patent/EP0120258B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/04—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current

Definitions

  • the invention relates to an energy-saving circuit for electrical devices, which should get by with a certain, relatively high power requirement when switched on with a relatively low operating power, as is specified in the preamble of claim 1.
  • a DC voltage source operates on a first capacitor arranged in parallel with the electrical device, a first switching element lying in series with the device, which is connected to a delay circuit which has a timing element.
  • a second capacitor is the timing element of the delay circuit, which determines the charging of the first capacitor, by the capacitance of the second capacitor emitting a signal after a period of time sufficient for charging the first capacitor after the voltage source has been switched on, which switches the first switching element to conduct current.
  • Such a circuit according to the generic term is known (DE-A-2929261).
  • both the charging current to the first capacitor and the operating current for the relay are drawn at a limiting resistor which supplies the reduced operating current from a DC voltage source with a single voltage level. Losses therefore constantly occur at this limiting resistor.
  • the invention has for its object to develop an energy-saving circuit of the type described, which, after switching on a circuit, first satisfies a relatively high power requirement when switched on for a certain period of time and then delivers a relatively low operating power and in which the operating current or holding current is almost zero ohmic losses is provided.
  • the above-described object is achieved by an energy-saving circuit according to claim 1.
  • the secondary winding with the larger number of turns provides the greatest part of the charge for the first capacitor at a high charging voltage.
  • the secondary winding which has the lower number of turns, is connected via the rectifier directly to the parallel circuit comprising the electrical device and the first capacitor, so that it supplies the major part of the lower operating current for the electrical device. At a lower voltage level, this secondary winding therefore ensures a high charging current in the first charging region of the second capacitor and thus a steep charging curve during the first charging time.
  • the line failure between the DC voltage source and the first capacitor is connected to the power failure detector, which is also connected to an adjustable reference potential and, if, after a comparison, the potential at the line combination is less than the reference potential, reactivates the delay circuit by using the second capacitor for discharges the duration of a reduced potential at the line link, whereby the delay circuit can then be used again according to its function.
  • the delay circuit which can be constructed in particular according to claim 2, causes, in a manner known per se, that after the voltage source is switched on, all of the energy delivered flows to the first capacitor.
  • the delay circuit keeps the first switching element arranged in series with the electrical device de-energized for an appropriately selected period of time.
  • the first capacitor supplies the inrush current, after which the operation of the electrical device is essentially supplied with operating current by the second secondary winding with the lower number of turns.
  • the direct voltage at a higher voltage level which is obtained from the secondary winding with the higher number of turns, can hardly generate any power loss.
  • both the charging current for the first capacitor and the operating current for the relay are obtained from a voltage source for a voltage level via a limiting resistor , so that even during the operation of the electrical device considerable power loss is incurred.
  • a known circuit arrangement (DE-A-3 027 183), which supplies the inrush current from a first voltage source at a higher voltage level and provides the operating current or holding current from a second source at a lower voltage level, requires its own thyristor control for the switchover. For this and for the two voltage sources, which are supplied from a network, a relatively complex circuit is required.
  • the energy-saving circuit according to the invention on the other hand, with a simple circuit structure of the type described at the outset, the losses during operation are significantly reduced and the outlay with respect to the known source with two voltage levels is significantly reduced.
  • the mains failure detector After a mains voltage failure or after switching off the system, the mains failure detector quickly makes it operational again. After a brief switch-off of the device, a residual charge can remain on the capacitors, a residual charge on the second capacitor in the RC element of the delay circuit resulting in the delay circuit not being able to meet the requirements. Then the delay time determined by the charging time of the second capacitor would be shorter than required, so that the first capacitor could not be fully charged and the energy stored on it was not sufficient to switch on the electrical device This is prevented by the power failure detector. If a smaller potential than the reference potential at the second comparator is registered at the line connection between the source and the first capacitor, the output of the second comparator switches to reference potential.
  • a connecting line to the RC element of the delay circuit then pulls the charge off the second capacitor via a diode, so that it is completely discharged when the device is switched on again. As a result, the delay circuit is reactivated.
  • the power failure detector can be constructed in detail according to claim 3.
  • the efficiency of the energy-saving circuit can be improved if it is ensured that no operating current reaches the electrical device via the limiting resistor.
  • This can be achieved by a second switching element according to claim 4, which is arranged between the rectifier connected downstream of the secondary winding with the higher number of turns of the transformer and the ohmic resistance. The second switching element is controlled by the delay circuit.
  • the energy-saving circuit according to the invention is illustrated in the drawing.
  • An electrical device 1 which requires a high power requirement when switched on and a low operating power, is located in a rectified circuit which is fed by a low-power voltage source 4.
  • the first switching element 5 is connected via a tap between two ohmic resistors 25 and 26 to a delay circuit 6 and is controlled by the latter.
  • the delay circuit 6 contains a first comparator 9, the negative input 91 of which is connected via a voltage divider 18 to the voltage source 4 in order to generate a reference potential.
  • the positive input 92 is connected to the voltage source 4 via an RC element 10.
  • the RC element 10 is composed of an ohmic resistor 11 and a second capacitor 12, which determines the delay time with its charging time.
  • the output 93 of the first comparator 9 is at reference potential until, as a result of the charging of the second capacitor 12, the potential at the positive input 92 of the first comparator 9 exceeds the potential at the negative input 91. Then, with a delay compared to the switching on of the voltage source 4, a signal is emitted.
  • the signal is fed to the first switching element 5 via a connecting line, which then switches the supply line of the electrical device 1 to be live.
  • a power failure detector 7 is connected to a line link 19 between voltage source 4 and first capacitor 3.
  • Its output 83 is linked to the RC element 10 of the delay circuit 6 via a diode 17 which is permeable in the opposite direction.
  • Another link between the power failure detector 7 and the delay circuit 6 is a connection between the output 93 of the first comparator 9 and the positive input 82 of the second comparator 8 via a third capacitor 22 in series with an ohmic resistor 23.
  • the output 83 is at reference potential. As a result, the second capacitor 12 of the RC element 10 is discharged via the diode 17.
  • a drop in the potential at the positive input 82 of the second comparator 8 can take place due to a drop in the potential at the line connection 19, which takes place in the event of a mains voltage failure and also when the system is switched off.
  • comparators 8 and 9 The power supply for the comparators 8 and 9 is not shown for reasons of clarity. As is known, comparators continuously require an operating voltage in order to be able to work. It must not fall below a minimum operating voltage, since the comparators would otherwise have no function or their functions would be uncontrolled. A DC voltage must therefore be provided for comparators which does not drop below a minimum voltage. If the DC voltage source 15 is illustrated as a one-way rectification, a smoothing capacitor which is present in any case with regard to the supply line from the rectifier 15 to the power failure detector 7 can prevent the pulsating DC voltage from falling below the permissible value for the comparators.
  • a jump from high to reference potential at the output 93 of the first comparator 9 can also reach the positive input 82 of the second comparator 8 via the third capacitor 22 and the ohmic resistor 23 and briefly lower the potential there even further. This jump is triggered when, when the second capacitor 12 in the RC element 10 is discharged by the second comparator 8, the potential at the second capacitor 12, which is also at the positive input 92 of the first comparator 9, falls below the potential at the negative input 91.
  • the voltage source 4 has a transformer 24 with two secondary windings 13 and 14 having different numbers of turns. The number of turns is chosen so that the induced voltages by a factor of differ about 4 to 6. Separate rectifiers 15 and 16 are connected to both secondary windings 13 and 14. The secondary winding 13 with the larger number of turns is connected to the line connection 19 via an ohmic resistor 2 which serves to limit the current. The major part of the charging current for the first capacitor 3 flows via this connection.
  • the secondary winding 13 is connected to the RC element 10 of the delay circuit 6.
  • the negative input 91 of the first comparator 9 is also connected via the voltage divider 18 and the negative input 81 of the second comparator 8 via the voltage divider 20 to the secondary winding 13 for generating the reference potentials.
  • the secondary winding 14 with the smaller number of turns is connected to the line connection 19 via the rectifier 16. It supplies the greater part of the low operating current for the electrical device 1.
  • a further development of the invention further improves the efficiency by limiting losses, and for this purpose provides a second switching element 27 which is arranged between the rectifier 15 assigned to the secondary winding 13 with the higher number of turns and the ohmic resistor 2.
  • the second switching element 27 can in particular be a pnp transistor.
  • the base of the second switching element 27 is connected to the delay circuit 6 via an ohmic resistor 29 and a zener diode 28, so that a signal from the delay circuit 6 interrupts the emitter-collector current and thus the connection between the rectifier 15 and the ohmic resistor 2 .
  • the higher voltage required only for charging the first capacitor 3 is interrupted against the reference potential of the secondary winding 13 after charging has taken place.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Energiesparschaltung für elektrische Geräte, die bei einem bestimmten, relativ hohen Leistungsbedarf bei der Einschaltung mit einer relativ niedrigen Betriebsleistung auskommen sollen, wie sie im einzelnen im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist. Eine solche Gleichspannungsquelle arbeitet auf einen zum elektrischen Gerät parallel angeordneten ersten Kondensator, wobei in Reihe zum Gerät ein erstes Schaltglied liegt, das mit einer Verzögerungsschaltung verbunden ist, die ein Zeitglied aufweist. Dabei ist ein zweiter Kondensator das Zeitglied der Verzögerungsschaltung, die das Laden des ersten Kondensators bestimmt, indem die Kapazität des zweiten Kondensators nach einer zum Laden des ersten Kondensators ausreichenden Zeitspanne ab Einschalten der Spannungsquelle die Verzögerungsschaltung ein Signal abgibt, das das erste Schaltglied stromführend schaltet. Eine derartige Schaltung nach Gattungsbegriff ist bekannt (DE-A-2929261).
  • Bei der bekannten Schaltung zur Betätigung eines Relais (DE-A-2 929 261) wird sowohl der Ladestrom zum ersten Kondensator als auch der Betriebsstrom für das Relais bei einem Begrenzungswiderstand gezogen, der aus einer Gleichspannungsquelle mit einer einzigen Spannungsebene den verminderten Betriebsstrom liefert. An diesem Begrenzungswiderstand entstehen daher ständig Verluste.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energiesparschaltung der geschilderten Art zu entwickeln, die nach Einschalten eines Stromkreises zunächst für eine bestimmte Zeitspanne einen relativ hohen Leistungsbedarf bei der Einschaltung befriedigt und danach eine relativ niedrige Betriebsleistung liefert und bei der der Betriebsstrom bzw. Haltestrom nahezu ohne ohmsche Verluste bereitgestellt wird.
  • Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Energiesparschaltung nach Anspruch 1. Die Sekundärwicklung mit der größeren Windungszahl liefert dabei den größten Teil der Ladung für den ersten Kondensator bei einer hohen Ladespannung. Die Sekundärwicklung, die die niedrigere Windungszahl aufweist, ist über den Gleichrichter direkt mit der Parallelschaltung aus elektrischem Gerät und erstem Kondensator verbunden, so daß sie den größten Teil des niedrigeren Betriebsstromes für das elektrische Gerät liefert. Diese Sekundärwicklung sorgt auf niedrigerem Spannungsniveau also für einen hohen Ladestrom im ersten Aufladungsbereich des zweiten Kondensators und damit während der ersten Aufladezeit für eine steile Ladekurve.
  • Mit der Leitungsverknüpfung zwischen Gleichspannungsquelle und erstem Kondensator ist der Netzausfalldetektor verbunden, der außerdem mit einem einstellbaren Bezugspotential in Verbindung steht und dann, wenn nach einem Vergleich das Potential an der Leitungsverknüpfung kleiner als das Bezugspotential ist, die Verzögerungsschaltung reaktiviert, indem er den zweiten Kondensator für die Dauer eines verminderten Potentials an der Leitungsverknüpfung entlädt, wodurch die Verzögerungsschaltung dann ihrer Funktion nach wieder einsetzbar ist.
  • Die Verzögerungsschaltung, die insbesondere nach Anspruch 2 aufgebaut sein kann, bewirkt in an sich bekannter Weise, daß nach dem Einschalten der Spannungsquelle die gesamte abgegebene Energie dem ersten Kondensator zufließt. Dazu hält die Verzögerungsschaltung das in Reihe mit dem elektrischen Gerät angeordnete erste Schaltglied für eine angemessen gewählte Zeitspanne stromlos. Wenn das erste Schaltglied leitend geschaltet wird, liefert der erste Kondensator den Einschaltstromstoß, wonach der Betrieb des elektrischen Gerätes im wesentlichen von der zweiten Sekundärwicklung mit der niedrigeren Windungszahl mit Betriebsstrom versorgt wird. Am strombegrenzenden Widerstand kann dabei von der Gleichspannung auf höherem Spannungsniveau, die von der Sekundärwicklung mit der höheren Windungszahl gewonnen wird, kaum Verlustleistung entstehen.
  • Bei der bekannten Einrichtung zur Betätigung eines Relais (DE-A-2 929 261) wird dagegen sowohl der Ladestrom für den ersten Kondensator als auch der Betriebsstrom für das Relais, also für das elektrische Gerät, über einen Begrenzungswiderstand von einer Spannungsquelle für ein Spannungsniveau bezogen, so daß auch während des Betriebs des elektrischen Geräts ständig erhebliche Verlustleistung anfällt. Eine bekannte Schaltungsanordnung (DE-A-3 027 183), die den Einschaltstromstoß von einer ersten Spannungsquelle auf höherem Spannungsniveau liefert und den Betriebsstrom bzw. Haltestrom aus einer zweiten Quelle auf niedrigerem Spannungsniveau bereitstellt, ist für die Umschaltung eine eigene Thyristorsteuerung erforderlich. Für diese und für die zwei Spannungsquellen, die aus einem Netz versorgt werden, ist eine verhältnismäßig aufwendige Schaltung erforderlich. Bei der Energiesparschaltung nach der Erfindung werden bei einem einfachen Schaltungsaufbau der eingangs geschilderten Art dagegen die Verluste im Betrieb deutlich gesenkt und der Aufwand hinsichtlich der bekannten Quelle mit zwei Spannungsebenen deutlich vermindert.
  • Nach einem Netzspannungsausfall oder nach Ausschalten der Anlage wird diese durch den Netzausfalldetektor rasch wieder betriebsbereit. Nach einem kurzzeitigen Ausschalten des Gerätes kann auf den Kondensatoren eine Restladung verbleiben, wobei eine Restladung auf dem zweiten Kondensator im RC-Glied der Verzögerungsschaltung zur Folge hat, daß die Verzögerungsschaltung den Anforderungen nicht genügen könnte. Dann wäre die durch die Aufladezeit des zweiten Kondensators bestimmte Verzögerungszeit kleiner als vorausgesetzt, so daß der erste Kondensator nicht vollständig aufgeladen werden könnte und die auf ihm gespeicherte Energie nicht ausreichte, um das elektrische Gerät einzuschalten. Durch den Netzausfalldetektor wird das verhindert. Wenn an der Leitungsverknüpfung zwischen Quelle und erstem Kondensator ein kleineres Potential als das Referenzpotential am zweiten Komparator registriert wird, schaltet der Ausgang des zweiten Komparators auf Bezugspotential. Eine Verbindungsleitung zum RC-Glied der Verzögerungsschaltung zieht dann über eine Diode die Ladung vom zweiten Kondensator ab, so daß er beim erneuten Einschalten des Gerätes vollständig entladen ist. Die Verzögerungsschaltung ist dadurch reaktiviert. Der Netzausfalldetektor kann dabei im einzelnen nach Patentanspruch 3 aufgebaut sein.
  • Der Wirkungsgrad der Energiesparschaltung läßt sich noch verbessern, wenn dafür gesorgt wird, daß keinerlei Betriebsstrom über den Begrenzungswiderstand zum elektrischen Gerät gelangt. Das läßt sich durch ein zweites Schaltglied nach Patentanspruch 4 erreichen, das zwischen dem der Sekundärwicklung mit der höheren Windungszahl des Transformators nachgeschalteten Gleichrichter und dem ohmschen Widerstand angeordnet ist. Das zweite Schaltglied wird dabei von der Verzögerungsschaltung gesteuert.
  • Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
  • In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Energiesparschaltung veranschaulicht.
  • Ein elektrisches Gerät 1, das einen hohen Leistungsbedarf beim Einschalten und eine niedrige Betriebsleistung benötigt, befindet sich in einem gleichgerichteten Stromkreis, der von einer leistungsschwachen Spannungsquelle 4 gespeist wird. Ein erstes Schaltglied 5, im besonderen ein npn-Transistor, ist in Reihe mit dem Gerät 1, ein erster Kondensator 3 parallel zu dem Gerät 1 geschaltet. Das erste Schaltglied 5 ist über einen Abgriff zwischen zwei ohmschen Widerständen 25 und 26 mit einer Verzögerungsschaltung 6 verbunden und wird von dieser gesteuert.
  • Die Verzögerungsschaltung 6 beinhaltet einen ersten Komparator 9, dessen negativer Eingang 91 über einen Spannungsteiler 18 mit der Spannungsquelle 4 zur Erzeugung eines Referenzpotentials verbunden ist. Der positive Eingang 92 steht über ein RC-Glied 10 mit der Spannungsquelle 4 in Verbindung. Das RC-Glied 10 setzt sich aus einem ohmschen Widerstand 11 und einem zweiten Kondensator 12 zusammen, der mit seiner Aufladezeit die Verzögerungsdauer bestimmt. Der Ausgang 93 des ersten Komparators 9 liegt auf Bezugspotential bis infolge des Aufladens des zweiten Kondensators 12 das Potential am positiven Eingang 92 des ersten Komparators 9 das Potential am negativen Eingang 91 überschreitet. Dann wird, gegenüber dem Einschalten der Spannungsquelle 4 verzögert, ein Signal abgegeben. Über eine Verbindungsleitung wird das Signal dem ersten Schaltglied 5 zugeleitet, das dann die Versorgungsleitung des elektrischen Gerätes 1 stromführend schaltet.
  • An eine Leitungsverknüpfung 19 zwischen Spannungsquelle 4 und erstem Kondensator 3 ist ein Netzausfalldetektor 7 angeschlossen. Dieser beinhaltet einen zweiten Komparator 8, dessen positiver Eingang 82 mit der Leitungsverknüpfung 19 über einen ohmschen Widerstand 21 und dessen negativer Eingang 81 mit der Spannungsquelle 4 über einen Spannungsteiler 20 in Verbindung steht. Sein Ausgang 83 ist über eine in Gegenrichtung durchlässige Diode 17 mit dem RC-Glied 10 der Verzögerungsschaltung 6 verknüpft. Eine weitere Verknüpfung des Netzausfalldetektors 7 mit der Verzögerungsschaltung 6 ist eine Verbindung zwischen dem Ausgang 93 des ersten Komparators 9 und dem positiven Eingang 82 des zweiten Komparators 8 über einen dritten Kondensator 22 in Reihe mit einem ohmschen Widerstand 23.
  • Wenn das Potential am positiven Eingang 82 des zweiten Komparators 8 kleiner ist als das Potential am negativen Eingang 81, liegt der Ausgang 83 auf Bezugspotential. Dadurch wird der zweite Kondensator 12 des RC-Gliedes 10 über die Diode 17 entladen.
  • Ein Absinken des Potentials am positiven Eingang 82 des zweiten Komparators 8 kann aufgrund eines Absinkens des Potentials an der Leitungsverknüpfung 19 erfolgen, was bei einem Netzspannungsausfall wie auch beim Ausschalten der Anlage erfolgt.
  • Die Stromversorgung für die Komparatoren 8 und 9 ist der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Komparatoren benötigen bekanntlich dauernd eine Betriebsspannung, um arbeiten zu können. Sie darf eine Mindestbetriebsspannung nicht unterschreiten, da die Komparatoren sonst funktionslos oder in ihren Funktionen unkontrolliert würden. Für Komparatoren ist daher eine Gleichspannung bereitzustellen, die nicht unter eine Mindestspannung absinkt. Wenn die Gleichspannungsquelle 15 als Einweggleichrichtung veranschaulicht ist, so kann ein hinsichtlich der Versorgungsleitung vom Gleichrichter 15 zum Netzausfalldetektor 7 ohnehin vorhandener Glättungskondensator verhindern, daß die pulsierende Gleichspannung den für die Komparatoren zulässigen Wert unterschreitet.
  • Auch ein Sprung von High nach Bezugspotential am Ausgang 93 des ersten Komparators 9 kann über den dritten Kondensator 22 und den ohmschen Widerstand 23 den positiven Eingang 82 des zweiten Komparators 8 erreichen und das Potential dort kurzzeitig noch weiter herabzusetzen. Dieser Sprung wird ausgelöst, wenn beim Entladen des zweiten Kondensators 12 im RC-Glied 10 durch den zweiten Komparator 8 das Potential am zweiten Kondensator 12, das auch am positiven Eingang 92 des ersten Komparators 9 liegt, das Potential am negativen Eingang 91 unterschreitet.
  • Es wird somit gewährleistet, daß der Kondensator 12 auch dann vollständig entladen wird, wenn die Netzspannung kurz nach dem Ansprechen des Netzausfalldetektors 7 zurückkehrt.
  • Die Spannungsquelle 4 weist einen Transformator 24 mit zwei differierende Windungszahlen aufweisenden Sekundärwicklungen 13 und 14 auf. Die Windungszahlen sind dabei so gewählt, daß die induzierten Spannungen um einen Faktor von etwa 4 bis 6 differieren. An beide Sekundärwicklungen 13 und 14 sind separate Gleichrichter 15 und 16 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 13 mit der größeren Windungszahl ist über einen der Strombegrenzung dienenden ohmschen Widerstand 2 mit der Leitungsverknüpfung 19 verbunden. Über diese Verbindung fließt der größte Teil des Ladestromes für den ersten Kondensator 3.
  • Darüber hinaus steht die Sekundärwicklung 13 mit dem RC-Glied 10 der Verzögerungsschaltung 6 in Verbindung. Auch der negative Eingang 91 des ersten Komparators 9 ist über den Spannungsteiler 18, und der negative Eingang 81 des zweiten Komparators 8 über den Spannungsteiler 20, mit der Sekundärwicklung 13 zur Erzeugung der Referenzpotentiale verbunden.
  • Die Sekundärwicklung 14 mit der kleineren Windungszahl ist über den Gleichrichter 16 mit der Leitungsverknüpfung 19 verbunden. Sie liefert den größeren Teil des niedrigen Betriebsstromes für das elektrische Gerät 1.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung verbessert den Wirkungsgrad weiterhin, indem sie Verluste begrenzt, und sieht dazu ein zweites Schaltglied 27 vor, das zwischen dem der Sekundärwicklung 13 mit der höheren Windungszahl zugeordneten Gleichrichter 15 und dem ohmschen Widerstand 2 angeordnet ist. Das zweite Schaltglied 27 kann insbesondere ein pnp-Transistor sein. Die Basis des zweiten Schaltgliedes 27 steht über einen ohmschen Widerstand 29 und eine Zenerdiode 28 mit der Verzögerungsschaltung 6 in Verbindung, so daß ein Signal der Verzögerungsschaltung 6 den Emitter-Kollektor-Strom und damit die Verbindung zwischen dem Gleichrichter 15 und dem ohmschen Widerstand 2 unterbricht. Dadurch wird die nur zum Laden des ersten Kondensators 3 benötigte höhere Spannung gegen Bezugspotential der Sekundärwicklung 13 nach erfolgtem Laden unterbrochen.

Claims (4)

1. Energiesparschaltung für elektrische Geräte (1), die bei einem bestimmten, relativ hohen Leistungsbedarf bei der Einschaltung mit einer relativ niedrigen Betriebsleistung auskommen sollen, wozu das elektrische Gerät (1) mit einer leistungsschwachen Gleichspannungsquelle (4) verbunden ist und parallel zu einem ersten Kondensator (3) sowie in Reihe zu einem ersten Schaltglied (5) liegt, das mit einer einen zweiten Kondensator (12) als Zeitglied aufweisenden Verzögerungsschaltung (6) verbunden ist und von dieser gesteuert wird, indem nach einer durch die Kapazität des zweiten Kondensators (12) bestimmbaren, zum Laden des ersten Kondensators (3) ausreichenden Zeitspanne ab dem Einschalten der Spannungsquelle (4) ein von der Verzögerungsschaltung (6) abgegebenes Signal das erste Schaltglied (5) stromführend schaltet, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Gleichspannungsquelle (4) einen Transformator (24) mit zwei in ihrer Windungszahl unterschiedlichen Sekundärwicklungen (13, 14) enthält, die zusammen mit jeweils nachgeschalteten Gleichrichtern (15, 16) aus der zugeführten Netzspannung zwei in ihrer Höhe um einen Faktor von etwa 4 bis 6 differierende Gleichspannungen formen,
- daß die Sekundärwicklung (13), die die größere Windungszahl aufweist, über den ihr nachgeschalteten Gleichrichter (15) und über einen der Strombegrenzung dienenden ohmschen Widerstand (2) mit der Parallelschaltung aus elektrischem Gerät (1) und erstem Kondensator (3) verbunden ist, so daß sie den größten Teil der Ladung für den ersten Kondensator (3) liefert,
-daß die Sekundärwicklung (14), die die niedrigere Windungszahl aufweist, über den Gleichrichter (16) direkt mit der Parallelschaltung aus elektrischem Gerät (1) und erstem Kondensator (3) verbunden ist, so daß sie den größten Teil des niedrigeren Betriebsstromes für das elektrische Gerät (1) liefert
- und daß mit einer Leitungsverknüpfung (19) zwischen Gleichspannungsquelle (4) und erstem Kondensator (3) ein Netzausfalldetektor (7) verbunden ist, der außerdem mit einem einstellbaren Bezugspotential in Verbindung steht und dann, wenn nach einem Vergleich das Potential an der Leitungsverknüpfung (19) kleiner als das Bezugspotential ist, die Verzögerungsschaltung (6) reaktiviert, indem er den zweiten Kondensator (12) für die Dauer eines verminderten Potentials an der Leitungsverknüpfung (19) entlädt, wodurch die Verzögerungsschaltung (6) dann ihrer Funktion nach wieder einsetzbar ist.
2. Energiesparschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (6) einen ersten Komparator (9) beinhaltet, dessen negativer Eingang (91) mit der Spannungsquelle (4) über einen Spannungsteiler (18) zur Erzeugung eines Referenzpotentials verbunden ist und dessen positiver Eingang (92) mit der Spannungsquelle (4) über ein RC-Glied (10), bestehend aus einem ohmschen Widerstand (11) und einem zweiten Kondensator (12), der mit seiner Aufladezeit die Verzögerungsdauer bestimmt, in Verbindung steht, wobei nach dem Einschalten der Spannungsquelle (4) der Ausgang (93) des ersten Komparators (9) auf Bezugspotential liegt bis infolge des Aufladens des zweiten Kondensators (12) das Potential am positiven Eingang (92) des ersten Komparators (9) das Potential am negativen Eingang (91) überschreitet und am Ausgang (93) dann ein verzögertes Signal an das erste Schaltglied (5) abgebbar ist.
3. Energiesparschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- daß der Netzausfalldetektor (7) einen zweiten Komparator (8) aufweist, dessen negativer Eingang (81) mit der Spannungsquelle (4) über einen Spannungsteiler (20) zur Erzeugung eines Referenzpotentials verbunden ist, dessen positiver Eingang (82) mit der Leitungsverknüpfung (19) über einen ohmschen Widerstand (21) in Verbindung steht und dessen Ausgang (83) mit dem RC-Glied (10) der Verzögerungsschaltung (6) über eine in Gegenrichtung durchlässige Diode (17) verbunden ist, wobei nach einem Absinken der Netzspannung, das ein Absinken des Potentials an der Leitungsverknüpfung (19) und des Potentials am positiven Eingang (82) des zweiten Komparators (8) unter das Referenzpotential zur Folge hat, der Ausgang (83) des zweiten Komparators (8) so lange auf Bezugspotential liegt, wie das Potential am positiven Eingang (82) das Potential am negativen Eingang (81) unterschreitet, wodurch die Ladung des zweiten Kondensators (12) des RC-Gliedes (10) über die Diode (17) ableitbar ist,
- und daß der positive Eingang (82) des zweiten Komparators (8) außerdem mit dem Ausgang (93) des ersten Komparators (9) über einen dritten Kondensator (22) 'und einen ohmschen Widerstand (23) in Verbindung steht, wobei nach einem Wiederanstieg der Netzspannung, erfolgend bevor im RC-Glied (10) der zweite Kondensator (12) vollständig entladen ist, ein am Ausgang (93) des ersten Komparators (9) auftretender Sprung von High nach Bezugspotential über den dritten Kondensator (22) und den ohmschen Widerstand (23) dem positiven Eingang (82) des zweiten Komparators (8) zuführbar ist, der dort so lange das Potential auf einen Wert kleiner als das Referenzpotential am negativen Eingang (81) reduziert, bis der zweite Kondensator (12) vollständig entladen ist.
4. Energiesparschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß ein zweites Schaltglied (27) zwischen dem der Sekundärwicklung (13) mit der höheren Windungszahl des Transformators (24) nachgeschalteten Gleichrichter (15) und dem ohmschen Widerstand (2) angeordnet ist,
- und daß das zweite Schaltglied (27) über einen ohmschen Widerstand (29) und eine Zenerdiode (28) mit der Verzögerungsschaltung (6) so verbunden ist, daß ein Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung (6) den Emitter-Kollektor-Strom durch das zweite Schaltglied (27) unterbricht.
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