EP2290147A1 - Schaltungsanordnungen zum Betreiben eines Hausgeräts - Google Patents

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EP2290147A1
EP2290147A1 EP10182550A EP10182550A EP2290147A1 EP 2290147 A1 EP2290147 A1 EP 2290147A1 EP 10182550 A EP10182550 A EP 10182550A EP 10182550 A EP10182550 A EP 10182550A EP 2290147 A1 EP2290147 A1 EP 2290147A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
circuit arrangement
coupled
arrangement according
supply network
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.)
Withdrawn
Application number
EP10182550A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Bischoff
Lothar Knopp
Thomas Ludenia
Guido Sattler
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.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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 BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2290147A1 publication Critical patent/EP2290147A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/42—Safety arrangements, e.g. for stopping rotation of the receptacle upon opening of the casing door
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/46—Devices for the automatic control of the different phases of cleaning ; Controlling devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/10—Power supply arrangements, e.g. stand-by circuits

Definitions

  • the present invention relates to circuit arrangements for operating a domestic appliance, in particular a domestic appliance for the care of laundry items, and method for operating the same.
  • domestic appliance is here understood in particular to mean an electrical appliance, preferably with an automatic program sequence, which can be used for household management and which preferably has a door, for example a washing machine, a dryer, a washer-dryer, a dishwasher or a cooking appliance.
  • the known circuit arrangements generally comprise an EMC mains filter, by means of which the supply network is protected against interference signals from the household appliance.
  • EMC electromagnetic compatibility.
  • These are, in particular, interference signals which are generated by the brushes energizing a rotor of the domestic appliance.
  • the EMC line filter usually comprises a capacitor coupling the power plug poles and a discharge resistor connected in parallel thereto. This is necessary in order to dissipate residual charges in the capacitor and thus to prevent an operator from getting an electric shock when the household appliance is switched off via the mains plug poles.
  • the need for high-resistance bleeder resistor is associated with the disadvantage that even with a switched-off household appliance, a power consumption of about 70 mW takes place.
  • the known circuit arrangements generally comprise a switching power supply with a power switch, which are usually arranged in a control panel of the domestic appliance.
  • the arrangement in particular of the power switch in the control panel has As a result, all machine flows are first led to the control panel and distributed from there via a suitable module.
  • the EMC filter is placed directly on the power input of the circuit.
  • Domestic appliances such as washing machines, dryers or clothes dryers, usually comprise an electrical contact element for locking a door.
  • This electrical contact element is used today to ensure that a motor or a safety-critical consumer can only be energized when the door is locked.
  • the motor current is passed through this door contact, which is associated with disadvantages in the design of the door lock and the wiring.
  • a circuit arrangement for a Peltier module which is suitable for use in a tumble dryer.
  • the circuit arrangement has a mains rectifier for converting a mains voltage of a supply network into a DC supply voltage and a changeover switch, which is controlled by a control unit.
  • the Peltier module In a first position of the switch, the Peltier module can be acted upon by the rectified mains voltage.
  • the Peltier module In a second position of the switch is not supplied with voltage Peltier module, but the Peltier module is connected to a consumer, the consumer can use a voltage generated by the Peltier module.
  • the object of the present invention is to provide a circuit arrangement or a method for operating a household appliance, in which measures are taken with little effort, which ensure energy-efficient, yet safe operation of the domestic appliance.
  • a circuit arrangement is designed for operating a household appliance, in particular a domestic appliance for the care of laundry items.
  • the circuit arrangement comprises a switching power supply for converting a mains voltage of a supply network into a DC supply voltage, a control unit for controlling processes of the domestic appliance, which is coupled to the switching power supply and can be supplied with the DC supply voltage, and an electrical contact element for locking a door of the domestic appliance.
  • a safety-critical electrical load for carrying out a process of the domestic appliance with the supply network via an electrical switch can be coupled, which is controlled by a connected to the electrical contact element for locking the door in series first control, wherein the first control designed to operate with direct current and can be controlled by the control unit in a closed state of the contact element.
  • this circuit arrangement and in particular by the serial circuit of the electrical contact element for locking the door with the first control for controlling the electrical switch, which is designed to operate with DC, achieved that the supply of safety-critical electrical load exclusively at locked door of the household appliance can be done.
  • this indirect use of the electrical contact element for locking the door also allows for the control of the electrical switch, on the one hand to optimize the harness of the electrical load and on the other hand, the door lock, without having to accept restrictions in operational safety.
  • the door lock must be designed exclusively for operation with direct current.
  • a second control element in particular a bipolar transistor or a field effect transistor (FET) is provided, whose control terminal is connected to the control unit, via which the current flow to the first Control is controllable.
  • FET field effect transistor
  • the contact element for locking the door via a third control can be controlled, which is controlled by the control unit in the closed state of the door.
  • the third control element which can be controlled only in the closed state of the door, is achieved in favor of security, that the safety-critical consumer in the open state of the door can not be supplied with energy.
  • the safety-critical electrical load is a motor and / or a valve for fluid metering and / or a heater and / or a pump.
  • a circuit arrangement is designed for operating a domestic appliance, in particular a domestic appliance for the care of laundry items.
  • the circuit arrangement comprises a switching power supply for converting a mains voltage of a supply network into a DC supply voltage, a control unit for controlling processes of the domestic appliance, which is coupled to the switching power supply and can be supplied with the DC supply voltage, and at least one safety-critical electrical load, which is at least indirectly coupled to the supply network is.
  • the at least one safety-critical electrical load can be coupled to the supply network on both sides via a switch which can be activated by the control unit, wherein in an off state of the household appliance the at least one safety-critical electrical load is decoupled from the supply network on both sides.
  • an essential idea is that the at least one safety-critical electrical load remains disconnected from both mains plug poles, ie from a phase conductor pole and a neutral pole of the supply network when the household appliance is switched off.
  • the connection to the network poles is understood, wherein the consumer can also have further signal inputs and signal outputs.
  • the term safety-critical consumer is understood to mean, in particular, an electrical consumer in which the risk of a short circuit to earth exists, which could lead to the unwanted switching on of the consumer when the household appliance is switched off.
  • a particularly safe operation of the domestic appliance is achieved by the circuit arrangement.
  • the domestic appliance can have a plurality of safety-critical consumers, in which case each of the electrical consumers can be coupled to the supply network on the one hand via its own switch and on the other hand, in particular to the neutral pole, via a common switch.
  • a two-stage power supply can be ensured, with the safety-relevant components can be supplied only when needed.
  • the two-pole separation of the safety-relevant consumer from the power supply in the off state of the household appliance ensures that no unwanted booting of the consumer can occur in a short circuit to earth in the off state of the household appliance.
  • the at least one safety-critical electrical load is an engine and / or a valve and / or a heater and / or a pump of the household appliance.
  • the one switch is controllable by a control which is connected in series with an electrical contact element for locking a door of the domestic appliance, and in a closed state of the contact element can be controlled by the control unit.
  • the control is designed for operation with direct current.
  • the contact element for locking the door in the closed state of the door is controlled by the control unit. This ensures that the door can only be locked in the closed state by means of the contact element.
  • a circuit arrangement is designed for operating a domestic appliance, in particular a domestic appliance for the care of laundry items.
  • the circuit arrangement comprises a switching power supply for converting a mains voltage of a supply network into a DC supply voltage, and a control unit for controlling processes of the domestic appliance, which is coupled to the switching power supply and can be supplied with the DC supply voltage.
  • the circuit arrangement has an EMC filter for protecting the supply network against interference from the side of the household appliance, which has a connected between a phase conductor pole and a neutral pole of the supply network capacitor and a parallel connected bleeder, wherein the capacitor and the bleeder with the neutral conductor pole can be coupled via a controllable by the control unit switch.
  • this circuit arrangement ensures that the power consumption in the switched-off state of the household appliance is 0 watts. Moreover, this ensures that the grid separation of the domestic appliance is no longer as in conventional household appliances with a mechanical power switch in a control panel, but via the separate switch, which is located locally close to the EMC filter occurs. Thus, the capacitor and the associated Ableitwiderstand can also be placed behind the network separation, without undesirable worsen the effect of the EMC filter.
  • the switching power supply is on the one hand directly to the neutral pole and on the other hand coupled to the phase conductor pole via a switching power supply switch.
  • the switching power supply including the switching power supply switch is connected in parallel to the EMC filter, wherein the switching power supply switch is actuated in particular by an operator of the domestic appliance. This ensures that the machine power is not performed as usual on the control panel.
  • a domestic appliance is preferably connected by means of a plug-in device, for example by means of a so-called Schuko plug, to the supply network, which has different plug-in options.
  • a plug-in device By rotating the plug-in device, therefore, a swapping of the neutral pole and the phase conductor pole can be effected.
  • the switching power supply is directly coupled to the phase conductor pole and on the other hand to the neutral pole via a switching power supply switch.
  • the invention will be described below only for a connector layer, but it is also valid for a permutation of the poles accordingly. That is, the phase conductor becomes the neutral and vice versa.
  • a pump with a pump switch connected in series with it are connected in parallel to the capacitor and the bleeder resistor, wherein the pump can be coupled by means of the pump switch to the phase conductor pole of the supply network.
  • a heater connected in series with a heater switch are connected in parallel to the capacitor and the bleeder, wherein the heater can be coupled by means of the heater switch with the phase conductor pole of the supply network.
  • a light source for illuminating a drum interior with a light switch connected in series therewith are connected in parallel with the capacitor and the bleeder resistor, wherein the light source can be coupled to the phase conductor pole of the power supply by means of the light switch.
  • a valve unit having a valve and a triac for controlling the valve is connected in parallel to the condenser and the bleeder resistor, which can be coupled to the phase conductor pole via a switch.
  • a motor unit having a motor and a triac for controlling the motor is connected in parallel with the capacitor and the bleeder resistor, which is coupleable to the phase conductor pole via a switch.
  • the motor unit is connected in parallel with the valve unit, wherein the valve unit and the motor unit can be coupled to the phase conductor pole by means of a common switch.
  • this switch is controlled by a control, which is connected in series with a contact element for locking a door of the domestic appliance, and in a closed state of the contact element can be controlled by the control unit.
  • the control is preferably designed for operation with direct current.
  • this ensures that the two safety-critical components, the valve unit and the motor unit, on both sides of the supply network, on the one hand via the common switch and on the other hand via the capacitor and the bleeder with the neutral pole-coupling switch are separated.
  • the supply of the motor unit and the valve unit can only take place when the door of the domestic appliance is locked. Nevertheless, it is ensured that even when the door is locked, the supply of the motor unit and the valve unit is switched on only when needed.
  • the contact element for locking the door is connected in series only with the control for driving the common switch, which is designed for operation with direct current, it is ensured that no motor currents are passed through the door lock.
  • the contact element for controlling the common switch it is possible on the one hand to optimize the engine harness and on the other hand the door lock, without having to accept any restrictions of safety.
  • a further aspect of the invention relates to a method which is designed for operating a domestic appliance, in particular a domestic appliance for the care of laundry, by means of a circuit arrangement.
  • the circuit arrangement comprises a switching power supply for converting a mains voltage of a supply network into a DC supply voltage, and a control unit for controlling processes of the domestic appliance, which is coupled to the switching power supply and supplied with the DC supply voltage.
  • the supply network is protected against interference from the home appliance.
  • the EMC filter has one between a phase conductor pole and a neutral pole of the Supply network switched capacitor and a parallel connected bleeder, wherein the capacitor and the bleeder are coupled to the neutral pole via a controllable by the control unit switch.
  • a domestic appliance in particular a domestic appliance for the care of laundry items, operated by means of a circuit arrangement.
  • the circuit arrangement comprises a switching power supply for converting a mains voltage of a supply network into a DC supply voltage, and a control unit for controlling processes of the domestic appliance, which is coupled to the switching power supply and supplied with the DC supply voltage.
  • an electrical contact element for locking a door of the domestic appliance is provided, wherein a safety-critical electrical load for carrying out a process of the domestic appliance is coupled to the supply network via an electrical switch, which of a connected to the electrical contact element for locking the door in series first control is driven, wherein the first control operated with direct current and is driven in a closed state of the contact element of the control unit.
  • a method according to a further aspect of the invention is designed for operating a domestic appliance, in particular a domestic appliance for the care of laundry items, by means of a circuit arrangement.
  • the circuit arrangement has a switching power supply for converting a mains voltage of a supply network into a DC supply voltage, and a control unit, by means of which processes of the domestic appliance are controlled, and which is coupled to the switching power supply and supplied with the DC supply voltage.
  • At least one safety-critical electrical load is at least indirectly coupled to the supply network.
  • the at least one safety-critical electrical load is coupled on both sides in each case via a switch controllable by the control unit with the supply network, wherein in an off state of the household appliance, the at least one safety-critical electrical load is decoupled from both sides of the supply network.
  • Advantageous embodiments of the circuit arrangement according to the first, second or third aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the circuit arrangements of the other aspects of the invention. The same applies to the circuit arrangements of the other aspects of the invention.
  • Advantageous embodiments of the circuit arrangements are to be regarded as advantageous embodiments of the method.
  • the single figure shows a circuit arrangement for operating a domestic appliance, in particular a domestic appliance for the care of laundry items, based on the respective aspects of the invention will be explained.
  • the home appliance may be a washing machine, a dryer or a washer-dryer.
  • the circuit arrangement comprises an input 1, which is connected via two power plug poles, a phase conductor pole 2 and a neutral pole 3 to a supply network.
  • a mains voltage U N in particular 230 V.
  • the circuit arrangement has a arranged on the input 1 EMC filter, which has the task of protecting the supply network against interference from the side of the household appliance.
  • the EMC filter comprises two reactors 4, 5, which couple the phase conductor pole 2 with a filter-side phase conductor pole 2a or the neutral pole 3 with a filter-side neutral conductor pole 3a.
  • the EMC filter has a first Y capacitor 7 coupling the phase conductor pole 2 to a protective conductor pole 6, and a second Y capacitor 8 coupling the neutral conductor pole 3 to the protective conductor pole 6.
  • the EMC filter comprises a parallel to the input 1 connected capacitor 9 and a parallel connected bleeder 10.
  • the capacitor 9 and the leakage resistance 10 of the EMC filter are connected between a circuit-side phase conductor pole 2 'and a circuit-side neutral conductor pole 3'. Furthermore, the circuit-side neutral conductor pole 3 'is coupled to the filter-side neutral conductor pole 3 a via an electrical switch 11. By means of this switch 11, the capacitor 9 and the bleeder 10 of the EMC filter can be coupled to the supply network.
  • the circuit arrangement comprises a pump 12 with a pump switch 13, which are connected in parallel with the capacitor 9 or the bleeder resistor 10. Furthermore, a light source 14 for illuminating a drum interior of the domestic appliance with a light switch 15 is also connected in parallel to the bleeder resistor 10 and the capacitor 9. Moreover, a heater 16 is provided with a heater switch 17 connected in series therewith, which are connected in parallel to the capacitor 9 and the bleeder 10. The heater 16 and the pump 12 are considered in the present case as safety-critical electrical consumers.
  • the circuit arrangement comprises a switching power supply 18, by means of which the mains voltage U N is converted into a DC supply voltage, in the present case 5 or 9 volts.
  • the switching power supply 18 has an input 19 which is coupled on the one hand with the filter-side phase conductor pole 2a via a switching power supply switch 20 and on the other hand with the filter-side neutral conductor pole 3a.
  • the switching power supply switch 20 is arranged in a control panel of the domestic appliance and can be operated by an operator of the domestic appliance.
  • the circuit arrangement comprises a control unit 21, in particular a microprocessor, which is supplied by the switching power supply 18 with the DC supply voltage, in this case 5 volts.
  • the control unit 21 is designed to control processes of the domestic appliance.
  • the control unit 21 has a DC status input 22 ("door closed"), a DL status input 23 ("door locked"), an input 24 (L status input) and an on / off status Entrance 25 on.
  • the control unit 21 is coupled to a control terminal 26 of a transistor 27, the transistor 27 having two further terminal electrodes 28, 29. If the transistor 27 is actuated by the control unit 21 via the control connection 26, current flows via the control electrodes 28, 29.
  • the control electrode 28 is further coupled to a control element 30 for controlling the electrical switch 11. If the connection electrodes 28, 29 of the transistor 27 are short-circuited, the electrical switch 11 is activated. As a result, a control of the input 1 arranged on the electric switch 11 is ensured by the control unit 21.
  • control unit 21 is coupled to a second transistor 31 via its control terminal 32.
  • the second transistor 31 comprises two further connection electrodes 33, 34, which are short-circuited by the control unit 21 when the transistor 31 is actuated via the control connection 32.
  • the one terminal electrode 33 of the second transistor 31 is coupled via a control element 35 (L control element) to a DL electrical contact element 36 for locking a door of the domestic appliance, the DL electrical contact element 36, on the other hand, being supplied with the DC supply voltage generated by the switching power supply 18, in the present case 9 volts, is coupled. If the DL contact element 36 is closed to lock the door and the second transistor 31 is activated, direct current flows via the control element 35 and the two connection electrodes 33, 34.
  • the DL contact element 36 is coupled to the DL status input 23 of the control unit 21 via a DL status line 37. If the door is locked, the control unit 21 receives a signal which is evaluated with regard to the operating position of the DL contact element 36.
  • the circuit arrangement further comprises a DC contact element 38, which is closed in the closed state of the door.
  • the DC contact element 38 is connected in series with a DL control element 39 for driving the DL contact element 36, with a switch 40 and with a triac 41.
  • the DC contact element 38, the DL control element 39, the switch 40 and the triac 41 are connected in parallel to the capacitor 9 and the bleeder resistor 10.
  • the switch 40 is coupled to a DL output 42 of the control unit 21 and the triac 41 via its control electrode 41 a to a control output 43 of the control unit 21.
  • the DC contact element 38 is coupled to the DC status input 22 of the control unit 21 via a DC status line 44.
  • the circuit arrangement further comprises a valve unit including a valve 45 and a triac 46 and a motor unit with a motor 47 and a triac 48.
  • the engine 47 and the valve 45 are considered in the present case as safety-critical consumers.
  • Both the motor unit and the valve unit are connected in parallel to one another and to the capacitor 9 and the bleeder resistor 10, the two units being coupled to the circuit-side phase conductor pole 2 'via a switch 49 (L switch).
  • the switch 49 is actuated by the control element 35 and can thus be controlled only in the locked state of the door. In order to detect the closed state of the switch 49, this is coupled to the input 24 of the control unit 21 via a line 50 (L-status line). If the switch 49 is closed, the control unit 21 receives a signal which is evaluated with regard to the operating position of the switch 49.
  • the circuit arrangement can also have further electrical consumers, such as a heater 51 and / or an operating circuit 52 for a UM / AC motor.
  • the heater 51 can be used for example in a washer-dryer.
  • the switching power supply switch 20 is closed by an operator, the mains voltage U N is applied to the input 19 of the switched-mode power supply 18. Subsequently, the control unit 21 is supplied with the DC supply voltage, in the present case 5 volts. The control unit 21 can now control the transistor 27 via the control terminal 26, so that the electrical switch 11 is closed by means of the control element 30. The electrical switch 11 is formed with the associated control element 30 present as a relay.
  • the drum interior of the household appliance can be illuminated.
  • the DC contact element 38 closes, which is detected by the control unit 21 via the DC status line 44.
  • the switch 40 is then closed via the output 42 of the control unit 21 and the triac 41 is activated via its control connection 41a.
  • the DL contact element 36 is closed to lock the door via the associated DL control 39.
  • the DL contact element 36 with the DL control element 39 are presently designed as a bistable relay.
  • the control unit 21 receives a signal at the DL status input 23 via the DL status line 37, which signal indicates the closed position of the DL contact element 36.
  • the second transistor 31 is now actuated by the control unit 21 via its control terminal 32.
  • DC current flows via the connection electrodes 33, 34 as well as via the control element 35 and the DL contact element 36 for locking the door.
  • the switch 49 is thus closed, wherein the control unit 21 subsequently receives a signal via the input 24 and via the associated line 50, which signal is evaluated with regard to the operating state of the switch 49. If the switch 49 is closed, the possibility is granted to drive the motor 47 via the triac 48 or the valve 45 via the associated triac 46.
  • the present circuit arrangement is characterized with 0 watts power consumption in the off state. This is achieved in that the network separation of the domestic appliance is not done with a mechanical power switch in the control panel but via the electrical switch 11 locally close to the EMC filter.
  • the capacitor 9 and the bleeder 10 can be placed behind the grid separation without unduly deteriorating the effect of the EMC filter.
  • the safety-relevant components can only be supplied when needed.
  • the supply z. B. the engine is switched on only when needed.
  • the supply can be made only when the door is locked.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, mit einem Schaltnetzteil (18) zum Wandeln einer Netzspannung (UN) eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, mit einer Steuereinheit (21) zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts, welche mit dem Schaltnetzteil (18) gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgbar ist, und mit einem elektrischen Kontaktelement (36) zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts, wobei ein sicherheitskritischer elektrischer Verbraucher (45, 47) zum Ausführen eines Prozesses des Hausgeräts mit dem Versorgungsnetz über einen elektrischen Schalter (49) koppelbar ist, welcher von einem mit dem elektrischen Kontaktelement (36) zur Verriegelung der Tür in Reihe geschalteten ersten Steuerelement (35) ansteuerbar ist, wobei das erste Steuerelement (35) zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt und in einem geschlossenen Zustand des Kontaktelements (36) von der Steuereinheit (21) ansteuerbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, und Verfahren zum Betreiben derselben.
  • Unter dem Begriff Hausgerät wird hier insbesondere ein elektrisches Gerät, vorzugsweise mit einem automatischen Programmablauf, verstanden, welches zur Haushaltsführung eingesetzt werden kann und welches vorzugsweise eine Tür aufweist, wie beispielsweise eine Waschmaschine, ein Trockner, ein Waschtrockner, ein Geschirrspüler oder ein Gargerät.
  • Derartige Schaltungsanordnungen zum Betreiben von Hausgeräten sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Die bekannten Schaltungsanordnungen umfassen im Allgemeinen einen EMV-Netzfilter, mittels welchem das Versorungsnetz gegen Störsignale von Seiten des Hausgeräts geschützt wird. "EMV" steht für elektromagnetische Verträglichkeit. Es handelt sich dabei insbesondere um Störsignale, welche durch die einen Rotor des Hausgeräts bestromenden Bürsten entstehen. Um die Ausbreitung der Störsignale ins Versorgungsnetz zu vermeiden, umfasst der EMV-Netzfilter üblicherweise einen die Netzsteckerpole koppelnden Kondensator sowie einen parallel dazu geschalteten Ableitwiderstand. Dieser ist notwendig, um Restladungen im Kondensator abzuleiten und somit zu verhindern, dass eine Bedienperson bei ausgeschaltetem Hausgerät über die Netzsteckerpole einen Stromschlag bekommen könnte. Die Notwendigkeit des hochohmigen Ableitwiderstands ist dabei mit dem Nachteil verbunden, dass selbst bei einem ausgeschalteten Hausgerät eine Leistungsaufnahme von ca. 70 mW stattfindet.
  • Überdies umfassen die bekannten Schaltungsanordnungen in der Regel ein Schaltnetzteil mit einem Netzschalter, welche üblicherweise in einer Bedienblende des Hausgeräts angeordnet sind. Die Anordnung insbesondere des Netzschalters in der Bedienblende hat zur Folge, dass alle Maschinenströme zunächst zur Bedienblende geführt und von dort über eine geeignete Baugruppe verteilt werden. Somit wird der EMV-Filter direkt am Netzeingang der Schaltungsanordnung angeordnet.
  • Heutzutage werden alle Aktuatoren, also die sicherheitskritischen Verbraucher, wie beispielsweise eine Pumpe, ein Ventil oder ein Motor, derart ausgebildet, dass sie bei einem eingeschalteten Hausgerät mit dem Versorgungsnetz gekoppelt sind. Durch eine Ansteuerung werden diese unmittelbar in Betrieb gesetzt. Dabei besteht ein Nachteil darin, dass im Falle eines möglichen Kurzschlusses gegen Erde die sicherheitskritischen Verbraucher eingeschaltet werden, obwohl sich das Hausgerät selbst im ausgeschalteten Zustand befindet.
  • Hausgeräte, wie Waschmaschinen, Trockner oder Waschtrockner, umfassen in der Regel ein elektrisches Kontaktelement zur Verriegelung einer Tür. Dieses elektrische Kontaktelement wird heute genutzt, um sicherzustellen, dass ein Motor bzw. ein sicherheitskritischer Verbraucher nur bei verriegelter Tür bestromt werden kann. Dabei wird der Motorstrom über diesen Türkontakt geführt, was mit Nachteilen in der Auslegung des Türverschlusses und der Verkabelung verbunden ist.
  • Ferner ist aus DE 10 2005 060 041 A1 eine Schaltungsanordnung für ein Peltiermodul bekannt, das für die Verwendung in einem Wäschetrockner geeignet ist. Die Schaltungsanordnung weist einen Netzgleichrichter zum Wandeln einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung und einen Umschalter auf, der von einer Steuereinheit angesteuert wird. In einer ersten Stellung des Umschalters kann das Peltiermodul mit der gleichgerichten Netzspannung beaufschlagt werden. In einer zweiter Stellung des Umschalters wird nicht Peltiermodul mit Spannung versorgt, sondern das Peltiermodul wird mit einem Verbraucher verbunden, wobei der Verbraucher eine vom Peltiermodul erzeugte Spannung nutzen kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung beziehungsweise ein Verfahren zum Betreiben eines Hausgeräts bereitzustellen, bei welcher mit geringem Aufwand Maßnahmen getroffen werden, die ein energieeffizientes und dennoch sicheres Betreiben des Hausgeräts gewährleisten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 15 gelöst.
  • Eine Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, ausgebildet. Die Schaltungsanordnung umfasst ein Schaltnetzteil zum Wandeln einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, eine Steuereinheit zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts, welche mit dem Schaltnetzteil gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgbar ist, sowie ein elektrisches Kontaktelement zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts. Dabei ist ein sicherheitskritischer elektrischer Verbraucher zum Ausführen eines Prozesses des Hausgeräts mit dem Versorgungsnetz über einen elektrischen Schalter koppelbar, welcher von einem mit dem elektrischen Kontaktelement zur Verriegelung der Tür in Reihe geschalteten ersten Steuerelement ansteuerbar ist, wobei das erste Steuerelement zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt und in einem geschlossenen Zustand des Kontaktelements von der Steuereinheit ansteuerbar ist.
  • In vorteilhafter Weise wird durch diese Schaltungsanordnung, und insbesondere durch die serielle Schaltung des elektrischen Kontaktelements zur Verriegelung der Tür mit dem ersten Steuerelement zur Ansteuerung des elektrischen Schalters, welches zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt ist, erreicht, dass die Versorgung des sicherheitskritischen elektrischen Verbrauchers ausschließlich bei verriegelter Tür des Hausgeräts erfolgen kann. Darüber hinaus wird durch diese indirekte Nutzung des elektrischen Kontaktelements zur Verriegelung der Tür auch zur Steuerung des elektrischen Schalters ermöglicht, einerseits den Kabelbaum des elektrischen Verbrauchers und andererseits den Türverschluss zu optimieren, ohne Einschränkungen in der Betriebssicherheit hinnehmen zu müssen. So muss der Türverschluss ausschließlich zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt sein.
  • In einer Ausführungsform ist ein zweites Steuerelement, insbesondere ein bipolarer Transistor oder ein Feldeffekttransistor (FET) vorgesehen, dessen Steueranschluss mit der Steuereinheit verbunden ist, über welchen der Stromfluss zu dem ersten Steuerelement steuerbar ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der den sicherheitskritischen Verbraucher mit dem Versorgungsnetz koppelnde elektrische Schalter von Seiten der Steuereinheit des Hausgeräts besonders zuverlässig angesteuert werden kann. Insbesondere durch den Feldeffekttransistor wird ein praktisch verlustloses Betreiben des elektrischen Schalters gewährleistet.
  • Vorzugsweise ist das Kontaktelement zur Verriegelung der Tür über ein drittes Steuerelement ansteuerbar, welches im geschlossenen Zustand der Tür von der Steuereinheit ansteuerbar ist. Durch das dritte Steuerelement, welches ausschließlich im geschlossenen Zustand der Tür angesteuert werden kann, wird zugunsten der Sicherheit erreicht, dass der sicherheitskritische Verbraucher im offenen Zustand der Tür nicht mit Energie versorgt werden kann.
  • Vorzugsweise ist der sicherheitskritische elektrische Verbraucher ein Motor und/oder ein Ventil für Fluiddosierung und/oder eine Heizung und/oder eine Pumpe.
  • Eine Schaltungsanordnung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, ausgebildet. Die Schaltungsanordnung umfasst ein Schaltnetzteil zum Wandeln einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, eine Steuereinheit zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts, welche mit dem Schaltnetzteil gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgbar ist, und mindestens einen sicherheitskritischen elektrischen Verbraucher, welcher mit dem Versorgungsnetz zumindest mittelbar gekoppelt ist. Ein Grundgedanke besteht darin, dass der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher beidseitig jeweils über einen von der Steuereinheit ansteuerbaren Schalter mit dem Versorgungsnetz koppelbar ist, wobei in einem ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher beidseitig von dem Versorgungsnetz entkoppelt ist.
  • Mit anderen Worten besteht ein wesentlicher Gedanke darin, dass der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher von beiden Netzsteckerpolen, also von einem Phasenleiter-Pol sowie einem Neutralleiter-Pol, des Versorgungsnetzes im ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts entkoppelt verbleibt. Mit beidseitiger Kopplung wird somit insbesondere der Anschluss an die Netzpole verstanden, wobei der Verbraucher darüber hinaus auch weitere Signaleingänge und Signalausgänge aufweisen kann. Unter dem Begriff sicherheitskritischer Verbraucher wird hierbei insbesondere ein elektrischer Verbraucher verstanden, bei welchem die Gefahr eines Kurzschlusses gegen Erde besteht, was zum ungewollten Einschalten des Verbrauchers im ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts führen könnte. In vorteilhafter Weise wird durch die Schaltungsanordnung ein besonders sicheres Betreiben des Hausgeräts erreicht. Insbesondere kann das Hausgerät eine Mehrzahl von sicherheitskritischen Verbrauchern aufweisen, wobei in diesem Fall jeder der elektrischen Verbraucher mit dem Versorgungsnetz einerseits über einen eigenen Schalter und andererseits, insbesondere mit dem Neutralleiter-Pol, über einen gemeinsamen Schalter koppelbar sein können. Hierdurch kann eine zweistufige Stromversorgung gewährleistet werden, wobei die sicherheitsrelevanten Komponenten nur bei Bedarf versorgt werden können. Durch die zweipolige Trennung des sicherheitsrelevanten Verbrauchers von dem Versorgungsnetz im ausgeschalteten Zustand des Hausgerät wird sichergestellt, dass kein ungewünschtes Hochfahren des Verbrauchers bei einem Kurzschluss gegen Erde im ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts auftreten kann.
  • Vorzugsweise ist der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher ein Motor und/oder ein Ventil und/oder eine Heizung und/oder eine Pumpe des Hausgeräts.
  • In einer Ausführungsform ist der eine Schalter von einem Steuerelement ansteuerbar, welches mit einem elektrischen Kontaktelement zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts in Reihe geschaltet ist, und in einem geschlossenen Zustand des Kontaktelements von der Steuereinheit ansteuerbar ist. Bevorzugt ist das Steuerelement zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt. Durch diese Serienschaltung des den einen Schalter ansteuerbaren Steuerelements mit dem elektrischen Kontaktelement zur Verriegelung der Tür wird erreicht, dass der sicherheitskritische elektrische Verbraucher ausschließlich bei verriegelter Tür versorgt werden kann. Darüber hinaus wird durch die zweiseitige Entkopplung des elektrischen Verbrauchers von dem Versorgungsnetz sichergestellt, dass auch bei verriegelter Tür die Versorgung des sicherheitskritischen Verbrauchers ausschließlich bei Bedarf zugeschaltet wird. Weil das elektrische Kontaktelement zur Verriegelung der Tür ein Bestandteil eines Steuerkreises zum Ansteuern des einen Schalters ist, werden keine Maschinenströme durch das Kontaktelement geführt. Durch diese indirekte Nutzung des Kontaktelements zur Verriegelung der Tür und außerdem zum Ansteuern des Schalters ist eine Optimierung einerseits des Kabelbaums des elektrischen Verbrauchers und andererseits des Türverschlusses möglich. Dabei werden keine Einschränkungen der Sicherheit getroffen. Insbesondere durch die Auslegung des Kontaktelements zum Betrieb mit Gleichstrom wird eine bauteilreduzierte sowie kostenreduzierte Auslegung des Türverschlusses ermöglicht.
  • Vorzugsweise ist das Kontaktelement zur Verriegelung der Tür im geschlossenen Zustand der Tür von der Steuereinheit ansteuerbar. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Tür erst im geschlossenen Zustand mittels des Kontaktelements verriegelt werden kann.
  • Eine Schaltungsanordnung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, ausgebildet. Die Schaltungsanordnung umfasst ein Schaltnetzteil zum Wandeln einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, sowie eine Steuereinheit zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts, welche mit dem Schaltnetzteil gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgbar ist. Die Schaltungsanordnung weist einen EMV-Filter zum Schutz des Versorgungsnetzes gegen Störsignale von Seiten des Hausgeräts auf, welcher einen zwischen einem Phasenleiter-Pol und einem Neutralleiter-Pol des Versorgungsnetzes geschalteten Kondensator und einen parallel dazu geschalteten Ableitwiderstand aufweist, wobei der Kondensator und der Ableitwiderstand mit dem Neutralleiter-Pol über einen von der Steuereinheit ansteuerbaren Schalter koppelbar sind.
  • In vorteilhafter Weise wird durch diese Schaltungsanordnung erreicht, dass die Leistungsaufnahme im ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts 0 Watt beträgt. Überdies wird hierdurch gewährleistet, dass die Netztrennung des Hausgeräts nicht mehr wie bei herkömmlichen Hausgeräten mit einem mechanischen Netzschalter in einer Bedienblende, sondern über den separaten Schalter, welcher örtlich dicht beim EMV-Filter angeordnet ist, erfolgt. Somit kann der Kondensator und der zugehörige Ableitwiderstand auch hinter der Netztrennung angeordnet werden, ohne die Wirkung des EMV-Filters unerwünscht zu verschlechtern.
  • Vorzugsweise ist das Schaltnetzteil einerseits direkt mit dem Neutralleiter-Pol und andererseits mit dem Phasenleiter-Pol über einen Schaltnetzteilschalter koppelbar. Insbesondere ist das Schaltnetzteil einschließlich des Schaltnetzteilschalters parallel zu dem EMV-Filter geschaltet, wobei der Schaltnetzteilschalter insbesondere von einer Bedienperson des Hausgeräts betätigbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass der Maschinenstrom nicht wie üblicherweise über die Bedienblende geführt wird.
  • Ein Hausgerät wird vorzugsweise mittels einer Steckeinrichtung, beispielsweise mittels eines so genannten Schuko-Steckers, mit dem Versorgungsnetz verbunden, welcher unterschiedliche Steckmöglichkeiten aufweist. Durch ein Verdrehen der Steckeinrichtung kann daher ein Vertauschen des Neutralleiter-Pols und des Phasenleiter-Pols bewirkt werden. Bei einer solchen Vertauschung der Pole ist das Schaltnetzteil direkt mit dem Phasenleiter-Pol und andererseits mit dem Neutralleiter-Pol über einen Schaltnetzteilschalter koppelbar. Die Erfindung wird im Weiteren nur für eine Steckerlage beschrieben, sie ist aber entsprechend auch für eine Vertauschung der Pole gültig. Das heißt, der Phasenleiter wird zum Neutralleiter und umgekehrt.
  • In einer Ausführungsform sind eine Pumpe mit einem in Reihe dazu geschalteten Pumpenschalter parallel zu dem Kondensator und dem Ableitwiderstand geschaltet, wobei die Pumpe mittels des Pumpenschalters mit dem Phasenleiter-Pol des Versorgungsnetzes koppelbar ist. Vorzugsweise sind eine Heizung mit einem in Reihe dazu geschalteten Heizungsschalter parallel zu dem Kondensator und dem Ableitwiderstand geschaltet, wobei die Heizung mittels des Heizungsschalters mit dem Phasenleiter-Pol des Versorgungsnetzes koppelbar ist. Bevorzugt sind eine Lichtquelle zur Ausleuchtung eines Trommelinnenraums mit einem in Reihe dazu geschalteten Lichtschalter parallel zu dem Kondensator und dem Ableitwiderstand geschaltet, wobei die Lichtquelle mittels des Lichtschalters mit dem Phasenleiter-Pol des Versorgungsnetzes koppelbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass insbesondere die sicherheitskritischen Komponenten, wie die Pumpe und die Heizung, beidseitig, einerseits über den Schalter und andererseits über den Heizungsschalter bzw. Pumpenschalter, von dem Versorgungsnetz getrennt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist eine Ventileinheit mit einem Ventil und einem Triac zur Steuerung des Ventils parallel zu dem Kondensator und dem Ableitwiderstand geschaltet, welche mit dem Phasenleiter-Pol über einen Schalter koppelbar ist. Vorzugsweise ist eine Motoreinheit mit einem Motor und einem Triac zur Steuerung des Motors parallel zu dem Kondensator und dem Ableitwiderstand geschaltet, welche mit dem Phasenleiter-Pol über einen Schalter koppelbar ist. Insbesondere ist die Motoreinheit parallel zu der Ventileinheit geschaltet, wobei die Ventileinheit und die Motoreinheit mit dem Phasenleiter-Pol mittels eines gemeinsamen Schalters koppelbar sind. Vorzugsweise ist dieser Schalter von einem Steuerelement ansteuerbar, welches mit einem Kontaktelement zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts in Reihe geschaltet ist, und in einem geschlossenen Zustand des Kontaktelements von der Steuereinheit ansteuerbar ist. Das Steuerelement ist bevorzugt zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt. In vorteilhafter Weise wird hierdurch erreicht, dass die beiden sicherheitskritischen Komponenten, die Ventileinheit und die Motoreinheit, beidseitig von dem Versorgungsnetz, einerseits über den gemeinsamen Schalter und andererseits über den den Kondensator und den Ableitwiderstand mit dem Neutralleiter-Pol koppelnden Schalter, getrennt werden. Überdies wird sichergestellt, dass die Versorgung der Motoreinheit und der Ventileinheit erst dann erfolgen kann, wenn die Tür des Hausgeräts verriegelt ist. Nichtsdestotrotz wird gewährleistet, dass auch bei verriegelter Tür die Versorgung der Motoreinheit und der Ventileinheit ausschließlich bei Bedarf zugeschaltet wird. Weil das Kontaktelement zur Verriegelung der Tür lediglich mit dem Steuerelement zur Ansteuerung des gemeinsamen Schalters in Reihe geschaltet ist, welches zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt ist, wird erreicht, dass keine Motorströme über den Türverschluss geführt werden. Mit dieser indirekten Nutzung des Kontaktelements zur Steuerung des gemeinsamen Schalters ist es möglich, einerseits den Motorkabelbaum und andererseits den Türverschluss zu optimieren, ohne Einschränkungen der Sicherheit hinnehmen zu müssen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren, welches zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, mithilfe einer Schaltungsanordnung ausgelegt ist. Dabei umfasst die Schaltungsanordnung ein Schaltnetzteil zum Wandeln einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, sowie eine Steuereinheit zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts, welche mit dem Schaltnetzteil gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgt wird. Mittels eines EMV-Filters wird das Versorgungsnetz gegen Störsignale von Seiten des Hausgeräts geschützt. Der EMV-Filter weist dabei einen zwischen einem Phasenleiter-Pol und einem Neutralleiter-Pol des Versorgungsnetzes geschalteten Kondensator und einen parallel dazu geschalteten Ableitwiderstand auf, wobei der Kondensator und der Ableitwiderstand mit dem Neutralleiter-Pol über einen von der Steuereinheit ansteuerbaren Schalter gekoppelt werden.
  • Bei einem Verfahren gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Hausgerät, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, mithilfe einer Schaltungsanordnung betrieben. Dabei umfasst die Schaltungsanordnung ein Schaltnetzteil zum Wandeln einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, sowie eine Steuereinheit zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts, welche mit dem Schaltnetzteil gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgt wird. Überdies ist ein elektrisches Kontaktelement zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts vorgesehen, wobei ein sicherheitskritischer elektrischer Verbraucher zum Ausführen eines Prozesses des Hausgeräts mit dem Versorgungsnetz über einen elektrischen Schalter gekoppelt wird, welcher von einem mit dem elektrischen Kontaktelement zur Verriegelung der Tür in Reihe geschalteten ersten Steuerelement angesteuert wird, wobei das erste Steuerelement mit Gleichstrom betrieben und in einem geschlossenen Zustand des Kontaktelements von der Steuereinheit angesteuert wird.
  • Ein Verfahren gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, mithilfe einer Schaltungsanordnung ausgelegt. Dabei weist die Schaltungsanordnung ein Schaltnetzteil zum Wandeln einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, sowie eine Steuereinheit, mittels welcher Prozesse des Hausgeräts gesteuert werden, und welche mit dem Schaltnetzteil gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgt wird. Mit dem Versorgungsnetz wird mindestens ein sicherheitskritischer elektrischer Verbraucher zumindest mittelbar gekoppelt. Dabei wird der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher beidseitig jeweils über einen von der Steuereinheit ansteuerbaren Schalter mit dem Versorgungsnetz gekoppelt, wobei in einem ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher beidseitig von dem Versorgungsnetz entkoppelt wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltungsanordnungen der jeweils anderen Aspekte der Erfindung anzusehen. Entsprechendes gilt auch für die Schaltungsanordnungen der anderen Aspekte der Erfindung. Vorteilhafte Ausführungen der Schaltungsanordnungen sind als vorteilhafte Ausführungen der Verfahren anzusehen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
  • Die einzige Figur zeigt eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, anhand der die jeweiligen Aspekte der Erfindung erläutert werden.
  • Das Hausgerät kann eine Waschmaschine, ein Trockner oder ein Waschtrockner sein.
  • Die Schaltungsanordnung umfasst einen Eingang 1, welcher über zwei Netzstecker-Pole, einen Phasenleiter-Pol 2 sowie einen Neutralleiter-Pol 3 an ein Versorgungsnetz angeschlossen ist. Somit liegt zwischen dem Phasenleiter-Pol 2 und dem Neutralleiter-Pol 3 eine Netzspannung UN an, insbesondere 230 V.
  • Die Schaltungsanordnung weist einen an dem Eingang 1 angeordneten EMV-Filter auf, welcher die Aufgabe hat, das Versorgungsnetz gegen Störsignale von Seiten des Hausgeräts zu schützen. Hierzu umfasst der EMV-Filter zwei Drosseln 4, 5, welche den Phasenleiter-Pol 2 mit einem filterseitigen Phasenleiter-Pol 2a beziehungsweise den Neutralleiter-Pol 3 mit einem filterseitigen Neutralleiter-Pol 3a koppeln. Des Weiteren weist der EMV-Filter einen den Phasenleiter-Pol 2 mit einem Schutzleiter-Pol 6 koppelnden ersten Y-Kondensator 7 sowie einen den Neutralleiter-Pol 3 mit dem Schutzleiter-Pol 6 koppelnden zweiten Y-Kondensator 8 auf. Überdies umfasst der EMV-Filter einen parallel zum Eingang 1 geschalteten Kondensator 9 sowie einen parallel dazu geschalteten Ableitwiderstand 10.
  • Der Kondensator 9 und der Ableitwiderstand 10 des EMV-Filters sind zwischen einem schaltungseitigen Phasenleiter-Pol 2' und einem schaltungsseitigen Neutralleiter-Pol 3' geschaltet. Ferner ist der schaltungsseitige Neutralleiter-Pol 3' mit dem filterseitigen Neutralleiter-Pol 3a über einen elektrischen Schalter 11 gekoppelt. Mittels dieses Schalters 11 sind der Kondensator 9 und der Ableitwiderstand 10 des EMV-Filters mit dem Versorgungsnetz koppelbar.
  • Die Schaltungsanordnung umfasst eine Pumpe 12 mit einem Pumpenschalter 13, welche parallel zu dem Kondensator 9 bzw. dem Ableitwiderstand 10 geschaltet sind. Des Weiteren ist eine Lichtquelle 14 zur Ausleuchtung eines Trommelinnenraums des Hausgeräts mit einem Lichtschalter 15 ebenfalls parallel zu dem Ableitwiderstand 10 und dem Kondensator 9 geschaltet. Überdies ist eine Heizung 16 mit einem in Reihe dazu geschalteten Heizungsschalter 17 vorgesehen, welche parallel zu dem Kondensator 9 und dem Ableitwiderstand 10 geschaltet sind. Die Heizung 16 sowie die Pumpe 12 werden vorliegend als sicherheitskritische elektrische Verbraucher betrachtet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass alle oben genannten Verbraucher 12, 14, 16 mit den jeweiligen Schaltern 13, 15, 17 derart geschaltet sind, dass die Verbraucher zweiseitig, einerseits über den elektrischen Schalter 11 und andererseits über den jeweiligen Schalter 13, 15, 17, mit dem Versorgungsnetz koppelbar sind.
  • Die Schaltungsanordnung umfasst ein Schaltnetzteil 18, mittels welchem die Netzspannung UN in eine Versorgungsgleichspannung, vorliegend 5 bzw. 9 Volt gewandelt wird. Das Schaltnetzteil 18 weist einen Eingang 19 auf, welcher einerseits mit dem filterseitigen Phasenleiter-Pol 2a über einen Schaltnetzteilschalter 20 und andererseits mit dem filterseitigen Neutralleiter-Pol 3a gekoppelt ist. Der Schaltnetzteilschalter 20 ist dabei in einer Bedienblende des Hausgeräts angeordnet und kann von einer Bedienperson des Hausgeräts betätigt werden.
  • Des Weiteren umfasst die Schaltungsanordnung eine Steuereinheit 21, insbesondere einen Mikroprozessor, welche von Seiten des Schaltnetzteils 18 mit der Versorgungsgleichspannung, vorliegend mit 5 Volt, versorgt wird. Die Steuereinheit 21 ist zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts ausgebildet. Die Steuereinheit 21 weist einen DC-Status-Eingang 22 ("Door Closed"), einen DL-Status-Eingang 23 ("Door Locked"), einen Eingang 24 (L-Status-Eingang) sowie einen On/Off-Status-Eingang 25 auf. Überdies ist die Steuereinheit 21 mit einem Steueranschluss 26 eines Transistors 27 gekoppelt, wobei der Transistor 27 zwei weitere Anschlusselektroden 28, 29 aufweist. Wird der Transistor 27 über den Steueranschluss 26 von der Steuereinheit 21 angesteuert, so fließt über die Steuerelektroden 28, 29 Strom. Die Steuerelektrode 28 ist des Weiteren mit einem Steuerelement 30 zur Ansteuerung des elektrischen Schalters 11 gekoppelt. Werden die Anschlusselektroden 28, 29 des Transistors 27 kurzgeschlossen, so wird der elektrische Schalter 11 angesteuert. Hierdurch wird eine Ansteuerung des am Eingang 1 angeordneten elektrischen Schalters 11 von der Steuereinheit 21 gewährleistet.
  • Außerdem ist die Steuereinheit 21 mit einem zweiten Transistor 31 über seinen Steueranschluss 32 gekoppelt. Der zweite Transistor 31 umfasst zwei weitere Anschlusselektroden 33, 34, welche bei einer Ansteuerung des Transistors 31 über den Steueranschluss 32 von Seiten der Steuereinheit 21 kurzgeschlossen werden. Die eine Anschlusselektrode 33 des zweiten Transistors 31 ist über ein Steuerelement 35 (L-Steuerelement) mit einem elektrischen DL-Kontaktelement 36 zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts gekoppelt, wobei das elektrische DL-Kontaktelement 36 andererseits mit der von dem Schaltnetzteil 18 erzeugten Versorgungsgleichspannung, vorliegend 9 Volt, gekoppelt ist. Wird das DL-Kontaktelement 36 zur Verriegelung der Tür geschlossen und der zweite Transistor 31 angesteuert, so fließt über das Steuerelement 35 sowie die beiden Anschlusselektroden 33, 34 Gleichstrom. Um den verriegelten Zustand der Tür erkennen zu können, ist das DL-Kontaktelement 36 mit dem DL-Status-Eingang 23 der Steuereinheit 21 über eine DL-Status-Leitung 37 gekoppelt. Wird die Tür verriegelt, so bekommt die Steuereinheit 21 ein Signal, welches im Hinblick auf die Betriebsstellung des DL-Kontaktelements 36 ausgewertet wird.
  • Die Schaltungsanordnung umfasst ferner ein DC-Kontaktelement 38, welches im geschlossenen Zustand der Tür geschlossen wird. Das DC-Kontaktelement 38 ist in Reihe mit einem DL-Steuerelement 39 zur Ansteuerung des DL-Kontaktelements 36, mit einem Schalter 40 sowie mit einem Triac 41 geschaltet. Vorliegend sei angemerkt, dass das DC-Kontaktelement 38, das DL-Steuerelement 39, der Schalter 40 und der Triac 41 parallel zu dem Kondensator 9 und dem Ableitwiderstand 10 geschaltet sind. Außerdem ist der Schalter 40 mit einem DL-Ausgang 42 der Steuereinheit 21 sowie der Triac 41 über seine Steuerelektrode 41 a mit einem Kontroll-Ausgang 43 der Steuereinheit 21 gekoppelt. Um den geschlossenen Zustand der Tür erkennen zu können, ist das DC-Kontaktelement 38 mit dem DC-Status-Eingang 22 der Steuereinheit 21 über eine DC-Status-Leitung 44 gekoppelt.
  • Die Schaltungsanordnung weist ferner eine Ventileinheit einschließlich eines Ventils 45 und eines Triacs 46 sowie eine Motoreinheit mit einem Motor 47 und einem Triac 48 auf. Der Motor 47 sowie das Ventil 45 werden vorliegend als sicherheitskritische Verbraucher betrachtet. Sowohl die Motoreinheit als auch die Ventileinheit sind parallel zueinander und zu dem Kondensator 9 und dem Ableitwiderstand 10 geschaltet, wobei die beiden Einheiten mit dem schaltungsseitigen Phasenleiter-Pol 2' über einen Schalter 49 (L-Schalter) gekoppelt sind. Der Schalter 49 ist dabei von dem Steuerelement 35 ansteuerbar und kann somit ausschließlich im verriegelten Zustand der Tür angesteuert werden. Um den geschlossenen Zustand des Schalters 49 zu erkennen, ist dieser mit dem Eingang 24 der Steuereinheit 21 über eine Leitung 50 (L-Status-Leitung) gekoppelt. Wird der Schalter 49 geschlossen, so erhält die Steuereinheit 21 ein Signal, welches im Hinblick auf die Betriebsstellung des Schalters 49 ausgewertete wird.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Schaltungsanordnung außerdem weitere elektrische Verbraucher, wie eine Heizung 51 und/oder eine Betriebsschaltung 52 für einen UM/AC-Motor aufweisen kann. Die Heizung 51 kann beispielsweise in einem Waschtrockner eingesetzt werden.
  • Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schaltungsanordnung näher erläutert. Wird der Schaltnetzteilschalter 20 von einer Bedienperson geschlossen, so liegt an dem Eingang 19 des Schaltnetzteils 18 die Netzspannung UN an. Anschließend wird die Steuereinheit 21 mit der Versorgungsgleichspannung, vorliegend 5 Volt, versorgt. Die Steuereinheit 21 kann nun den Transistor 27 über den Steueranschluss 26 ansteuern, so dass der elektrische Schalter 11 mittels des Steuerelements 30 geschlossen wird. Der elektrische Schalter 11 ist mit dem zugehörigen Steuerelement 30 vorliegend als ein Relais ausgebildet.
  • Nun ist es möglich, die elektrischen Verbraucher, die Pumpe 12, die Lichtquelle 14 sowie die Heizung 16 bedarfsabhängig entsprechend über eine Ansteuerung des Pumpenschalters 13, des Lichtschalters 15 bzw. des Heizungsschalters 17 einzuschalten. So kann beispielsweise der Trommelinnenraum des Hausgeräts ausgeleuchtet werden. Wird die Tür geschlossen, so schließt das DC-Kontaktelement 38, was von der Steuereinheit 21 über die DC-Status-Leitung 44 erkannt wird. Über den Ausgang 42 der Steuereinheit 21 wird anschließend der Schalter 40 geschlossen und der Triac 41 über seinen Steueranschluss 41a angesteuert. Somit wird das DL-Kontaktelement 36 zur Verriegelung der Tür über das zugehörige DL-Steuerelement 39 geschlossen. Das DL-Kontaktelement 36 mit dem DL-Steuerelement 39 sind vorliegend als ein bistabiles Relais ausgebildet. Wird das DL-Steuerelement 39 über den Triac 41 mit einem Stromimpuls beaufschlagt, so wird das DL-Kontaktelement 36 geschlossen. Nun erhält die Steuereinheit 21 an dem DL-Status-Eingang 23 über die DL-Status-Leitung 37 ein Signal, welches auf die geschlossene Stellung des DL-Kontaktelements 36 hindeutet.
  • Um einen Prozess des Hausgeräts zu starten, beispielsweise die Motoreinheit, bzw. die Ventileinheit ansteuern zu können, wird nun der zweite Transistor 31 über seinen Steueranschluss 32 von der Steuereinheit 21 angesteuert. Somit fließt über die Anschlusselektroden 33, 34 sowie über das Steuerelement 35 und das DL-Kontaktelement 36 zur Verriegelung der Tür Gleichstrom. Der Schalter 49 wird somit geschlossen, wobei die Steuereinheit 21 anschließend über den Eingang 24 und über die zugehörige Leitung 50 ein Signal bekommt, welches im Hinblick auf den Betriebszustand des Schalters 49 ausgewertet wird. Ist der Schalter 49 geschlossen, so wird die Möglichkeit eingeräumt, den Motor 47 über den Triac 48 bzw. das Ventil 45 über den zugehörigen Triac 46 anzutreiben.
  • Wird der Prozess beendet, wird der elektrische Schalter 11 sowie der Schalter 49 geöffnet und alle elektrischen Verbraucher beidseitig vom Versorgungsnetz abgetrennt.
  • Da der Ableitwiderstand 10 im ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts mittels des elektrischen Schalters 11 von dem Versorgungsnetz entkoppelt ist, zeichnet sich die vorliegende Schaltungsanordnung mit 0 Watt Leistungsaufnahme im ausgeschalteten Zustand aus. Dies wird dadurch erreicht, dass die Netztrennung des Hausgeräts nicht mit einem mechanischen Netzschalter in der Bedienblende sondern über den elektrischen Schalter 11 örtlich dicht bei dem EMV-Filter erfolgt. Somit kann der Kondensator 9 und der Ableitwiderstand 10 hinter der Netztrennung platziert werden, ohne die Wirkung des EMV-Filters unzulässig zu verschlechtern.
  • Darüber hinaus werden alle kritischen Komponenten im ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts beidseitig vom Versorgungsnetz getrennt. Hierdurch wird gewährleistet, dass keiner der sicherheitsrelevanten Verbraucher im Falle eines Kurzschlusses gegen Erde ungewollt eingeschaltet wird. Mit der Anordnung der einzelnen Verbraucher hinter dem elektrischen Schalter 11 einerseits und der Nutzung der jeweiligen Schaltung zur Netztrennung andererseits, ist sichergestellt, dass alle elektrischen Verbraucher im ausgeschalteten Zustand immer zweipolig vom Versorgungsnetz getrennt bleiben.
  • Durch die zweistufige Stormversorgung können die sicherheitsrelevanten Komponenten nur bei Bedarf versorgt werden. Mit der Einführung des elektrischen Schalters 11 wird sichergestellt, dass auch bei verriegelter Tür die Versorgung z. B. des Motors erst bei Bedarf zugeschaltet wird. Überdies kann die Versorgung erst erfolgen, wenn die Tür verriegelt ist.
  • Mit der oben dargestellten Schaltungsanordnung wird eine optimierte Stromführung angeschlossener Leistungskomponenten erreicht. So werden Maschinenströme nicht über die Bedienblende geführt, was durch die Verlegung des Schaltnetzteilschalters 20 direkt zum Netzeingang des Hausgeräts gewährleistet wird. Somit ist es auch möglich, den maschinenstromführenden Kabelbaum zu minimieren, entsprechend Kosten und EMV-Störungen zu reduzieren.
  • Überdies wird mit der Schaltungsanordnung erreicht, dass der Motorstrom nicht über den Türverschluss geführt wird. Mit der indirekten Nutzung des DL-Kontaktelements 36 zur Steuerung des Schalters 49 ist es möglich, einerseits den Motorkabelbaum und andererseits den Türverschluss zu optimieren, ohne Einschränkungen der Sicherheit treffen zu müssen.

Claims (15)

  1. Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, mit einem Schaltnetzteil (18) zum Wandeln einer Netzspannung (UN) eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, mit einer Steuereinheit (21) zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts, welche mit dem Schaltnetzteil (18) gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgbar ist, und mit einem elektrischen Kontaktelement (36) zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts, wobei ein sicherheitskritischer elektrischer Verbraucher (45, 47) zum Ausführen eines Prozesses des Hausgeräts mit dem Versorgungsnetz über einen elektrischen Schalter (49) koppelbar ist, welcher von einem mit dem elektrischen Kontaktelement (36) zur Verriegelung der Tür in Reihe geschalteten ersten Steuerelement (35) ansteuerbar ist, wobei das erste Steuerelement (35) zum Betrieb mit Gleichstrom ausgelegt und in einem geschlossenen Zustand des Kontaktelements (36) von der Steuereinheit (21) ansteuerbar ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Steuerelement (31), insbesondere ein FET, vorgesehen ist, dessen Steueranschluss (32) mit der Steuereinheit (21) verbunden ist, über welchen der Stromfluss zu dem ersten Steuerelement (35) steuerbar ist.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (36) zur Verriegelung der Tür über ein drittes Steuerelement (39) ansteuerbar ist, welches im geschlossenen Zustand der Tür von der Steuereinheit (21) ansteuerbar ist.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sicherheitskritische elektrische Verbraucher ein Motor und/oder ein Ventil (45) und/oder eine Heizung (16) und/oder eine Pumpe (12) ist.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher (12, 16, 45, 47) beidseitig jeweils über einen von der Steuereinheit (21) ansteuerbaren Schalter (11, 13, 17, 49) mit dem Versorgungsnetz koppelbar ist, wobei in einem ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts der mindestens eine sicherheitskritische elektrische Verbraucher (12, 16, 45, 47) beidseitig von dem Versorgungsnetz entkoppelt ist.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein EMV-Filter zum Schutz des Versorgungsnetzes gegen Störsignale von Seiten des Hausgeräts enthalten ist, welcher einen zwischen einem Phasenleiter-Pol (2) und einem Neutralleiter-Pol (3) des Versorgungsnetzes geschalteten Kondensator (9) und einen parallel dazu geschalteten Ableitwiderstand (10) aufweist, wobei der Kondensator (9) und der Ableitwiderstand (10) mit dem Neutralleiter-Pol (3) über einen von der Steuereinheit (21) ansteuerbaren Schalter (11) koppelbar sind.
  7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltnetzteil (18) einerseits direkt mit dem Neutralleiter-Pol (3, 3a) und andererseits mit dem Phasenleiter-Pol (2, 2a) über einen Schaltnetzteilschalter (20) koppelbar ist.
  8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (11) im ausgeschalteten Zustand des Hausgeräts in seiner offenen Schaltstellung verbleibt.
  9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe (12) mit einem in Reihe dazu geschalteten Pumpenschalter (13) parallel zu dem Kondensator (9) und dem Ableitwiderstand (10) geschaltet sind, wobei die Pumpe (12) mittels des Pumpenschalters (13) mit dem Phasenleiter-Pol (2) des Versorgungsnetzes koppelbar ist.
  10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle (14) zur Ausleuchtung eines Trommelinnenraums mit einem in Reihe dazu geschalteten Lichtschalter (15) parallel zu dem Kondensator (9) und dem Ableitwiderstand (10) geschaltet sind, wobei die Lichtquelle (14) mittels des Lichtschalters (15) mit dem Phasenleiter-Pol (2) des Versorgungsnetzes koppelbar ist.
  11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizung (16) mit einem in Reihe dazu geschalteten Heizungsschalter (17) parallel zu dem Kondensator (9) und dem Ableitwiderstand (10) geschaltet sind, wobei die Heizung (16) mittels des Heizungsschalters (17) mit dem Phasenleiter-Pol (2) des Versorgungsnetzes koppelbar ist.
  12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventileinheit mit einem Ventil (45) und einem Triac (46) zur Steuerung des Ventils (45) parallel zu dem Kondensator (9) und dem Ableitwiderstand (10) geschaltet ist, welche mit dem Phasenleiter-Pol (2) über einen Schalter (49) koppelbar ist.
  13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motoreinheit mit einem Motor (47) und einem Triac (48) zur Steuerung des Motors (47) parallel zu dem Kondensator (9) und dem Ableitwiderstand (10) geschaltet ist, welche mit dem Phasenleiter-Pol (2) über einen Schalter (49) koppelbar ist.
  14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenleiter-Pol (2) und der Neutralleiter-Pol (1) vertauscht sind.
  15. Verfahren zum Betreiben eines Hausgeräts, insbesondere eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken, welches mithilfe einer Schaltungsanordnung betrieben wird, wobei die Schaltungsanordnung ein Schaltnetzteil (18) zum Wandeln einer Netzspannung (UN) eines Versorgungsnetzes in eine Versorgungsgleichspannung, sowie eine Steuereinheit (21) zum Steuern von Prozessen des Hausgeräts umfasst, welche mit dem Schaltnetzteil (18) gekoppelt und mit der Versorgungsgleichspannung versorgt wird, und bei welchem ein elektrisches Kontaktelement (36) zur Verriegelung einer Tür des Hausgeräts vorgesehen ist, wobei ein sicherheitskritischer elektrischer Verbraucher (45, 47) zum Ausführen eines Prozesses des Hausgeräts mit dem Versorgungsnetz über einen elektrischen Schalter (49) gekoppelt wird, welcher von einem mit dem elektrischen Kontaktelement (36) zur Verriegelung der Tür in Reihe geschalteten ersten Steuerelement (35) angesteuert wird, wobei das erste Steuerelement (35) mit Gleichstrom betrieben und in einem geschlossenen Zustand des Kontaktelements (36) von der Steuereinheit (21) angesteuert wird.
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