CH474920A - Schaltungsanordnung zur Nullbereich-synchronisierten Steuerung einer gattergesteuerten Leistungs-Halbleitereinrichtung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Nullbereich-synchronisierten Steuerung einer gattergesteuerten Leistungs-Halbleitereinrichtung

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CH474920A
CH474920A CH1389467A CH1389467A CH474920A CH 474920 A CH474920 A CH 474920A CH 1389467 A CH1389467 A CH 1389467A CH 1389467 A CH1389467 A CH 1389467A CH 474920 A CH474920 A CH 474920A
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Leland Watrous Donald
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Gen Electric
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Description


  Schaltungsanordnung zur     Nullbereich-synchronisierten    Steuerung einer       ,gattergesteuerten        Leistuns-Halbleitereinrichtung       Das Hauptpatent betrifft eine Schaltungsanordnung  zur     Nullbereich-synchronisierten    Steuerung einer     gatter-          gesteuerten        Leistungs-Halbleitereinrichtung    für einen  Verbraucher.  



  Das Konzept des auf den Nulldurchgang bzw. Null  bereich synchronisierten Schalters von mit Wechsel  strom oder durch     Vollweggleichrichtung    erhaltenem  pulsierendem Strom betriebenen Leistungsstromkreisen  ist als die am meisten Erfolg versprechende Methode  für die Verwendung von Leistungshalbleitern anerkannt  worden, insbesondere zum Steuern und Regeln elek  trischer Haushaltgeräte, um Radiostörungen zu vermei  den. Die Last soll hierbei phasenrein sein können oder  Phasenverschiebungen hervorrufen dürfen.  



  Bei der Schaltungsanordnung gemäss dem Haupt  patent ist ein Startkreis vorgesehen, der an eine ein       Gleichstrom-Niederspannungsstartpotential    erzeugende  Quelle angeschlossen ist und dieses Startpotential für  die Halbleitereinrichtung kontinuierlich bereitstellt.  Ferner ist ein     Nebenschlusskreis    vorgesehen, der mit  dem Startkreis verbunden ist, um dessen Wirksamkeit  jeweils während Zeitabschnitten zwischen den Null  bereichen der Speisequelle zu unterbinden. Ein Null  durchgangssteuerkreis dient hierbei zur Steuerung des       Nebenschlusskreises    während der Nullbereiche der  Speisequelle.  



  Es hat sich nun bei Phasenverschiebung hervor  rufenden Verbrauchern, bei welchen der Laststrom der  Spannung vor- oder nacheilen kann, die Notwendigkeit  ergeben, den Nulldurchgang des Laststromes zu über  wachen und mit diesen. Überwachungssignalen die       Steuerschaltanordnung    zu beeinflussen.  



  Dies wird nun erfindungsgemäss erreicht durch einen  Startkreis, der an eine ein     Gleichstrom-Niederspan-          nungs-Startpotential    erzeugende Quelle angeschlossen  ist und mit der Steuerelektrode der leitfähigen Halb  leitereinrichtung für das Anlegen eines Startsignals an  diese und das     Hinduchleiten    des Laststromes durch  diese verbunden ist;

   durch einen mit der Halbleiter-         einrichtung    und mit dem Startkreis verbundenen Ein  schaltkreis für die Erzeugung eines Einschaltsignals in  Abhängigkeit des Potentials über der Halbleitereinrich  tung und für das Anlegen eines Einschaltsignals. an den  Startkreis sowie durch einen Überbrückungskreis über  dem Startkreis und einen Steuerkreis, welcher mit dem  Überbrückungskreis zu dessen Steuerung verbunden ist.  



  Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungs  gegenstandes sollen anhand der Zeichnung nachfolgend  näher erläutert werden. Es zeigen:       Fig.    1 das     Strom-Spannungs-Zeit-Diagramm    zur  Veranschaulichung des Phasenwinkels bei einer eine  Phasenverschiebung verursachenden Last,       Fig.    2 ein Schaltschema eines mit Nullbereich  synchronisierung gesteuerten Kreises,       Fig.    3 eine Ausführungsvariante des Schaltschemas  gemäss     Fig.    2,       Fig.    4 eine weitere Ausführungsvariante des Schalt  schemas gemäss     Fig.    2 und       Fig.    5 ein Detail eines Schaltschemas für eine  Phasenverschiebung verursachende Last.

    



  Aus dem Diagramm gemäss     Fig.    1, welches den  Verlauf eines     60-Hz-120-V-Wechselstromes    an einer  induktiven Last zeigt, kann entnommen werden, dass  zwischen den     Nullwertzonen    jeder Halbwelle ein er  heblicher Strom J durch den Kreis fliessen kann, wenn  die noch näher zu beschreibende,     gattergesteuerte,     wechselseitig leitfähige Vorrichtung 11     (Fig.    2), welche  etwa unter der Handelsbezeichnung      Triac     bekannt  ist, eingeschaltet und somit in dieser Periode leitfähig  ist.

   Im sogenannten Nullbereich, welcher in     Fig.    1  durch die Zone -1 bis + 1 an jedem     Stromnulldurch-          gang    bei<B>180,</B> 360,     540     usw. gekennzeichnet ist, fällt  der Strom unter den Haltestrom der Vorrichtung 11,  bei welchem die Vorrichtung noch in leitendem Zu  stand gehalten wird. Selbstverständlich beschränkt sich  der Nullbereich des Stromes nicht auf die vorstehend  angegebenen Werte, welche unterschiedlich sein können  bei unterschiedlichen Verbrauchern.

   Die Zone des Null-           bereiches    ist ferner an Spannungswerte von etwa          5  Volt über der Vorrichtung 11 gebunden, während sich  letztere in     ihrem    gesperrten, nichtleitenden Zustand  befindet. Der durch die gestrichelte Linie angedeutete  Spannungsverlauf V der Spannung über deren Ver  braucher kann entsprechend der Beschaffenheit des  letzteren dem Strom nach- oder voreilend sein. Es sei  ferner erwähnt, dass der angedeutete Nullbereich nicht  symmetrisch bezüglich jedes Nulldurchganges sein muss.

    Das Schalten des      Triac     11 erfolgt     jedenfalls    im in  der     Fig.    1 angedeuteten Bereich zwischen + 1 und -1,  was, wie bereits im Hauptpatent ausgeführt, Radio  störungen erheblich vermindert und was gestattet, ohne  besondere     Entstörmittel    auszukommen.  



  Die     Schaltungsanordnung    gemäss dem in     Fig.    2  dargestellten Schaltschema umfasst die sogenannte       gattergesteuerte    Vorrichtung 11, im nachfolgenden       Triac    genannt, welche in Serie mit einem Verbraucher  geschaltet ist. Dieser Verbraucher soll eine eine Phasen  verschiebung verursachende Last darstellen und ist mit  Windung 12 und Widerstand 21 gekennzeichnet. Diese       Serieschaltung    liegt zwischen zwei Speiseleitungen 13  und 14, welche mit einer     60-Hz-120-    bis     240-Volt-          Wechseistromquelle    verbunden sind.  



  Wie im Hauptpatent ausgeführt, kann der     Triac     durch einen entsprechenden Steuerkreis ein- bzw. aus  geschaltet werden. Anhand von     Fig.    1 kann verfolgt  werden, dass der     Triae    11, wenn dieser an einer Stelle  des Nullbereiches eingeschaltet würde, während der  restlichen Halbwelle leitend ist, bis der Strom erneut  auf Null absinkt, in welchem neuen Nullbereich das  Ausschalten des     Triae    erfolgt. Erhält der     Triac    11 in  der folgenden Halbwelle von seiner Steuerschaltung er  neut einen Startimpuls, wird dieses in der folgenden  Halbwelle wieder leitend.

   Somit kann durch Steuern  der Anzahl der Halbwellen, welche den     Triac    leitend  machen, der Strom durch die Last 12 proportional ge  steuert werden.  



  Die in     Fig.    2 mit 16 bezeichnete Steuerschaltung  für den     Triac    umfasst eine Teilschaltung zum Anlegen  eines kontinuierlichen Steuerpotentials mit niedriger  Spannung an den     Triac.    Diese Teilschaltung umfasst in  Serie geschaltete Dioden 22 und 23 parallel zu einem  Siebkondensator 24, wobei der eine Anschluss des     Kon-          densators    24 gemeinsam mit der Kathode der Diode 22  an der Speiseleitung 13 und der andere Anschluss des  Kondensators 24     mit    der Anode der Diode 23 an der  Gleichstrom für das Startpotential führenden Signal  leitung 28 anliegt.

   Eine     Mittelanzapfung    zwischen den  beiden Dioden: 22 und 23 liegt über einem     10-K-Ohm-          Widerstand    25 an der Speiseleitung 14. Diese Schaltung  hat zur Folge, dass über dem Siebkondensator 24 eine  Gleichspannung (etwa 8 Volt) steht.  



  Die Steuerschaltung 16 umfasst ferner eine Gatter  schaltung mit zwei     NPN-Flächentransistoren    26 und 27,  welche in herkömmlicher Weise als rückgekoppelte  Verstärker geschaltet sind. Hierfür ist der Kollektor  des Transistors 27 mit dem Kollektor des Transistors  26 und der     Emitter    des Transistors 26 mit der Basis  des Transistors 27 verbunden. Der     Emitter    des Tran  sistors 27 ist mit der Signalleitung 28 verbunden, welche  den negativen Anschluss der Niederspannungssteuer  quelle mit dem Siebkondensator 24 bildet. Die gemein  samen. Kollektoren der Transistoren 27 und 26 sind über  einem Begrenzungswiderstand 29 mit dem Gatter des       Triac    11 verbunden.

      Die Schaltung 16 umfasst ferner Mittel zur Erzeu  gung eines Einschaltsignals in Abhängigkeit des Po  tentials über dem     Triae    11, welche Mittel aus einer       Dioden-Brücke        mit    Dioden 31 bis 34 bestehen. Einer  der Anschlüsse eines Satzes entgegengesetzter An  schlüsse (gebildet durch die Kathode der Diode 31 und  die Anode der Diode 33) ist mit der Speiseleitung 13  verbunden. Der andere Anschluss des gleichen Satzes  (gebildet durch die Kathode der Diode 32 und die  Anode der Diode 34) ist hingegen über einen     10-K-          Ohm-Begrenzungswiderstand    40     Triac-seitig    mit der  Last verbunden.

   Die     Ableitmittel    für das Einschaltsignal  umfassen einen     PNP-Flächentransistor    35, dessen       Emitter    am gemeinsamen Schaltpunkt der Kollektoren  der Dioden 33 und 34 und dessen Basis am gemein  samen Schaltpunkt der     Emitter    der Dioden 31 und 32  anliegt. Der Kollektor des Transistors 35 ist über einen  Begrenzungswiderstand 36 mit der Basis des Transistors  26 der     Gatterschaltung    verbunden. Durch diese Schal  tung verursacht ein Einschaltsignal an der Basis des  Transistors 26 ein Steuern des Gatters des     Triac    11  über die Transistoren 26 und 27.  



  Im weiteren umfasst die Schaltung 16 gemäss     Fig.    2  einen     Nebenschluss.kreis,    welcher mit dem Transistor  26 des     Gatterkreises    verbunden ist sowie einen Steuer  kreis für den     Nebenschlusskreis.    Letzterer umfasst einen       NPN-Flächentransistor    37, dessen Kollektor zwischen  Widerstand 36 und Basis des Transistors 26 ange  schlossen ist. Der Kreis wird vervollständigt durch  einen vorgespannten     56-K-Ohm    Widerstand 38, der  sich zwischen Basis des Transistors 26 und negativer       Signalleitung    28 befindet.

   Der     Emitter    des Transistors  26 ist ebenfalls     mit    der Signalleitung 28 verbunden.  



       Die    Basis des Transistors 37 ist mit einer Quelle  für die Steuersignale verbunden für einen gesteuerten       Betrieb    des. Transistors 37 und somit auch der     Shun-          tung.    Diese Quelle umfasst hier einen     500-K-Ohm-          Abfallwiderstand    39, welcher über einen     Aus-Ein-          Schalter    41 mit der Basis des Transistors 37 verbunden  ist. Wird der Schalter 41 geschlossen, gelangt ein po  sitives Potential an die Basis des Transistors 37, worauf  dieser leitend wird.

   Auf das Einschalten dieses Tran  sistors 37 hin werden Einschaltsignale vom Transistor  35 her bezüglich der Basis des     Tranistors    26     geshuntet,     so dass die rückgekoppelten Transistoren 26 und 27  nicht einschalten. Hieraus ergibt sich, dass kein Start  signal über das Gitter zum     Triac    gelangt und dieser  somit auch nicht leitend wird.  



  Für die Erklärung der Funktionsweise der     vorbe-          schriebenen    Schaltungsanordnung gemäss     Fig.    2 sei zu  sätzlich angenommen, dass der Strom durch die Last  12 gerade so ist,. dass bezüglich der Speiseleitung 14  ein Nulldurchgang von negativer zu positiver Polarität  stattfindet. Wie bereits erwähnt, eilt der Strom durch  den     Triac    11 der Spannung nach. Erfolgt Nulldurch  gang des Stromes am     Triac    11, so befindet sich dieser  im Sperrzustand und hat     einen    momentanen Spannungs  anstieg am     Triac    11 zur Folge, da die Spannung vor  eilend ist.

   Diese Spannungsspitze speist die     Dioden-          Brücke,    so dass die Schaltung 31 bis 35 in der Lage  ist, diesen Anstieg quasi zu messen. Das vom Transistor  35 abgeleitete     Einschaltsignal    gelangt dann zur Basis  des Transistors 26 im     Gatterkreis.    Daraufhin schalten  die in Rückkopplung geschalteten Transistoren. 26 und  27     ein    Startsignal zum     Triac    11, so dass dieser in       seinen    leitenden. Zustand. gelangt.      Die     vorbeschriebene    Funktion setzt natürlich voraus,  dass der Schalter 41 nicht eingeschaltet wird.

   Wird  dieser eingeschaltet, also geschlossen, wird, wie vor  beschrieben, das vom Transistor 35 zum Transistor 26  gelangende Einschaltsignal     geshunted.    Der genannte  Schalter 41 kann, je nach Verbraucher, beispielsweise  ein Temperaturfühler, Druckfühler oder dergleichen  sein.  



  Eine Ausführungsvariante der Schaltungsanordnung  der     Fig.    2 zeigt die Darstellung in     Fig.    3. Diese Schal  tungsanordnung umfasst zusätzlich zur     vorbesehrie-          benen    einen Kondensator 42, der parallel zum Begren  zungswiderstand zwischen     Triac    und Steuerschaltung  16 geschaltet ist. Dieser Kondensator 42 beschleunigt  den Einschaltvorgang und vermindert die Anodenspan  nungsspitze über dem     Triac    11 nach dem Starten.  



  Ferner ist anstelle der     Dioden-Brücke    bei der vor  beschriebenen Anordnung nunmehr ein Paar     PNP-          Flächentransistoren    43 und 44 vorgesehen. Der     Emitter     des Transistors 43 ist hierbei an der Signalleitung 10,  der Kollektor über einen Begrenzungswiderstand 36  an der Basis des     Gatter-Tranisstors    26 und die Basis  über eine Kupplungsdiode 45 und dem Kondensator 42  an der Lastverbindung des     Triac    11 angeschlossen.

   Der       Einschalt-Tranisstor    44 hingegen liegt mit seiner Basis,  an der Signalleitung 10, mit seinem Kollektor über Be  grenzungswiderstand 36 an der Basis des     Tranisstors    26  und mit seinem     Emitter    über Kupplungsdiode 46 und  Kondensator 42 am Verbindungspunkt zwischen Last  und     Triac.    Bei dieser Anordnung gelangt der Span  nungsanstieg am gesperrten     Triac    bei Nulldurchgang  des Stromes je nach Polarität des Quellenstromes  durch den einen oder andern Transistor 44 oder 43,  worauf am Gatter des     Triac    11 über Transistor 26 das  Startsignal erscheint. Ist die Signalleitung 10 bezüglich  14 positiv, schaltet der Transistor 43, im umgekehrten  Falle der Transistor 44.

    



  Die Anordnung gemäss     Fig.    3 unterscheidet sich  ferner von der     vorbeschriebenen    dadurch, dass ein  Rückkopplungszweig zwischen dem Ausgang der Gatter  schaltung und der Schaltung 16 vorgesehen ist. Dieser  Rückkopplungszweig umfasst einen Widerstand 47 und  einen Kondensator 48 in Serie zwischen den Kollek  toren der Transistoren 26 und 27 der     Gatterschaltung     und der Verbindung zwischen. der Basis des Tran  sistors 43 und der Diode 45. Diese vorgenannte Rück  kopplung verändert den Transistor 43 und die in Rück  kopplung miteinander verbundenen Transistoren 26  und 27 in einen Einzelkippschalter, welcher besser de  finierte     Startimpulse    mit     vorbekannter    Zeitdauer liefert.

    Dies erlaubt, das Startpotential über eine lange Zeit  dauer an das Gatter des     Triac    11 zu legen. Zudem  wird eine Begrenzung der maximalen Anodenspannung  des     Triac    11 während der Schaltoperation auf etwa  5 Volt erreicht, was Radiostörungen in höchst erreich  barem Mass verringert.  



  Im weiteren umfasst die Steuerschaltung für den       Nebenschlusskreis    einen     PNP-Flächentransistor    51,  dessen     Emitter    an der Signalleitung 10, dessen Kollek  tor über einen     10-K-Ohm-Begrenzungswiderstand    52  an der Basis des Transistors 37 des     Nebenschluss-          kreises    und dessen Basis an dem Kollektor eines       NPN-Flächentranistors    53, welcher in Verbindung mit  einem zweiten     NPN-Transistor    54 mit einem Differen  tialverstärker steht, anliegt.

   Der Differentialverstärker  umfasst     einen    gemeinsamen     Emitterwiderstand    55, wel  cher mit den     Emittern    beider Transistoren 53 und 54    verbunden ist, sowie einen Lastwiderstand 56 am  Kollektor des Transistors 54. Letzterer ist zudem über  einen Rückkopplungswiderstand 57 mit der Basis des  Transistors 53 und letztere zudem über einen Thermo  stat 58 mit der negativen Signalleitung 28 verbunden.  Die Basis des Transistors 54 ist mit einem     Spannungs-          teiler    verbunden, welcher Widerstände 59 und 61 in  Serie zwischen Leitungen 10 und 28 umfasst.  



  Durch diese Anordnung kann bei geeigneter An  ordnung des Widerstandes 57 die Temperatur geregelt  werden, bei welcher der Transistor 53 leitend wird.  Hat der     Thermistor    58 einen negativen Temperatur  koeffizienten und ist gesteuert von einem Kühlschrank,  einer     Gebläseeinrichtung    oder dergleichen, kann die       Vorspannung    über dem     Thermistor    58 das Einschalten  des Transistors 53 bestimmen.

   Befindet sich die Tempe  ratur in einem zulässigen Bereich über dem vor  bestimmten Pegel, der vom Widerstand 57 bestimmt  wird, wird der Transistor 54 in seinem leitenden Zu  stand durch Spannungsteiler 59, 61 vorgespannt, und  die     Vorspannung    erscheint über dem gemeinsamen       Emitterwiderstand    55. Fällt die Temperatur, steigt der  Widerstand des     Thermistors    58 infolge seines negativen  Temperaturkoeffizienten, so dass die Basis des Tran  sistors 53 positiv vorgespannt wird und letzterer leitend  wird.  



  Das Schalten des Transistors 53 hat zur Folge,  dass die Basis des Transistors 51 negativ wird und auch  dieser einschaltet, so dass ein Einschaltsignal zur Basis  des Transistors 37 im Überbrückungskreis gelangt.  Letzterer schaltet ein und     shunted    das Startsignal für  den Transistor 26, so dass ein Schalten des     Triac    ver  hindert wird, solange sich die Temperatur im ge  wünschten Niederbereich befindet. Auf diese Weise  wird verhindert, dass beispielsweise der Kompressor  motor eines Kühlschrankes, der durch die Last 12  symbolisiert sein kann, eingeschaltet wird, wenn der  Kühlschrank noch ausreichende Kältegrade aufweist.  



  Steigt die Temperatur über einen festgelegten Pegel,  wird die am     Thermistor    58 anliegende Basis des Tran  sistors 53 wieder negativ, worauf letzterer sperrt. Hier  durch wird der Transistor 54 über den Widerstand 55  eingeschaltet. Die Spannung am Kollektor des Tran  sistors 54 wird dann negativ, worauf die Rückkupplung  dieser Spannung mittels Widerstand 57 den Transistor  53 vollständig in seinem Sperrzustand bringt.  



  Es sei vermerkt, dass durch geeignete Einstellung  insbesondere des Widerstandes 57 der Temperaturwert,  bei welchem Transistor 53 ausschaltet und Transistor  54 einschaltet, ein anderer sein kann als jener, bei  welchem der Transistor 53 ein- und der Transistor 54  ausschaltet.  



  Im übrigen arbeitet die Anordnung gemäss     Fig.    3  wie die anhand von     Fig.    2     vorbesehriebene.     



  Die anhand von     Fig.    3     vorbeschriebene    Ausfüh  rungsform kann in ihrer Wirkungsweise unterschiedlich  sein, indem der Ladestrom des Kondensators 24 nicht  ausreicht, den     Triac    11 zu starten. Um dem entgegen  zu treten, kann der Wert des Widerstandes in der  Speiseleitung 13 verringert werden, oder es kann eine       Zenerdiode    in Serie mit dem Kollektor des Transistors  35 geschaltet werden. Letztere Massnahme führt     zum     Laden des Kondensators 24, ehe der     Gatterkreis    ein  schaltet, so dass die Transistoren 26 und 27 bezüglich  Kondensator 24 nicht als Spannungsteiler wirksam  werden.

        Es ist aber auch möglich, Massnahmen zu treffen,  die anhand des Schaltschemas gemäss     Fig.    4 näher er  läutert werden sollen. Bei der Schaltungsanordnung ge  mäss     Fig.    4 umfasst die Basisschaltung des     PNP-Flä          chentransistors    51 einen Teil der Steuermittel mit  einem Kondensator 63. Ferner ist ein Widerstand 64  zwischen     Emitter    des Transistors 51 und Leiter 10  geschaltet. Ferner ist die Basis des Transistors 51 zum  Kollektor des Transistors 53 in einem Differential  verstärkerteil des     Temperaturfühlerkreises    über Diode  65 zurückgeschaltet. Die Kathode der Diode 65 ist  über einen zweiten Widerstand 66 mit dem Leiter 10  verbunden.

   Die     Zeitkontsante    vom Widerstand 64 und  Kondensator 63 ist so gewählt, dass diese länger ist als  die     Aufladungszeitkonstante    des Kondensators 24. Bei  dieser Anordnung ist die Kapazität des Kondensators  63 so gering, dass der Transistor 51 in seinem leit  fähigen Zustand gehalten wird, solange die Startphase  des Kreises andauert. Hierdurch ist auch der Tran  sistor 37 im     Nebenschlusskreis    leitend, was verhindert,  dass am     Gattertransistor    26 ein Startsignal erscheint.  Somit ist der     Gatterkreis    so lange ausser Funktion, bis  sich der Kondensator 24 aufgeladen hat.

   Hierauf er  reicht der Kondensator 63 sein volles Ladepotential,  worauf der Transistor 51 ausschaltet,     ausgenommen,     wenn die     Fühlermittel    58 angesprochen haben. Ein  Ausschalten des Transistors 51 hat auch ein Sperren  des Transistors 37 zur Folge, so dass der Kreis seine  Funktion in     LUbereinstimmung    mit dem Startsignal von  der     Dioden-Brücke    31 bis 34 und Transistor 25, wie  das vorstehend beschrieben wurde.  



  Es wurde vorausgesetzt, dass die Last 12 bei der  Schaltungsanordnung gemäss     Fig.    4     kapazitiv    ist. Wer  den Lasten verwendet, die Spannung über dem     Triac     11 bei     Stromnulldurchgang    umkehren, erfordert das  eine längere     Verweilzeit    des Einschaltsignals am Gatter  schalter 26, um einen vollständigen Start zu erreichen.  Dies kann. durch geeignetes Justieren des Widerstandes  46 und des Kondensators 47 beeinflusst werden.  



  Das Problem der unzulänglichen Entladung des  Kondensators im Quellenkreis für das Niederspannungs  startsignal lässt sich auch mit der Schaltungsanordnung  gemäss     Fig.    5 beherrschen. Nach dieser Schaltungs  anordnung ist im     Gatterkreis    ein einzelner     NP'N    Flä  chentransistor 26 über Widerstand 29 mit dem Steuer  gatter des     Triac    verbunden. Die Basis des Transistors  26 liegt am     Emitter    eines Transistors 71, welcher be  züglich einem zweiten Transistor 72 positiv rück  gekoppelt ist. Hierfür liegt der Kollektor des Transistors  71 an der Basis des Transistors 72 und der Kollektor  des letzteren an der Basis des Transistors 71.

   Die Basis  de Transistors 72 ist ferner zwischen einem Spannungs  teiler 73, 74 geschaltet, wobei letzterer in Serie mit  dem     Emitter    eines weiteren Transistors 75 liegt. Die  Basis von letzterem ist über Begrenzungswiderstand 36  am Kollektor des Transistors 35 angeschlossen. Der       Emitter    des Transistors 72 liegt am     Entladekreis    mit  einem Kondensator 76, der in Serie mit einem Wider  stand 77, einer Diode 78 und einem zweiten Wider  stand 79 geschaltet ist. Der genannte     Seriekreis    liegt  zwischen Leitern 13 und 28.  



  Der Verbindungspunkt von Diode 78 und Wider  stand 79 liegt über einer Diode 81 am Kollektor des  Transistors 26 und ferner über einer Koppeldiode 82  an den Kollektoren einer Mehrzahl     Tranisstoren        53A,     538, 53c usw., welche einen Teil eines durch die Tran  sistoren 53 und 54 gebildeten Differentialverstärkers    umfassen. Hierbei liegt die Basis des Transistors     53,1     zwischen dem Anschluss eines entsprechenden Wider  standes 58A und einem Temperaturfühler     83,1    in Serie  zwischen Leitern 13 und 28. Die Basis des Transistors  53A ist ferner verbunden über Rückkopplungswider  stand     57,1    zum Verbindungspunkt von Widerstand 56  und Kollektor des Transistors 54.

   Somit ist die Schal  tung ähnlich der temperaturabhängigen Differential  verstärkerschaltung gemäss der in     Fig.    3     geezigten     Schaltungsanordnung und     funktioniert    auch so. Im  übrigen sind die Transistoren     53s,    53C usw. parallel  dem Transistor     53A,    was weitere Steuerfunktionen für  den Kreis erlaubt. Hier beispielsweise sind weitere  Temperaturfühler<B>83.1,</B> 83B und 83C thermisch mit den  Wicklungen des als Last 12 vorgesehenen Motors ver  bunden, die an der Basis der entsprechenden Transisto  ren 53A, 53B und 53C liegen.

   Jeder dieser Fühler kann  den Kreis steuern und den     Triac    11 gesperrt halten,  solange eine der Phasen des Motors     zu    warm ist.  



  Die genannte positive Rückkopplung der Transisto  ren 71 und 72 hat zur Folge, dass, wenn der Tran  sistor 72 einschaltet, beide Transistoren in Sättigung  gelangen und daher die Spannung zwischen deren       Emittern    nur sehr gering abfällt. Diese beiden Tran  sistoren in Verbindung mit dem Kondensator 76 wirken  somit als Kippschaltung. Ist der     Triac    leitend, sperren  die Transistoren 35 und 75, da der Spannungsabfall  über dem     Triac    nur gering ist.

   Die Spannung an der  Basis des Transistors 72 ist     somit    jene des positiven  Leiters 13 der     Steuerpotentialquelle.    Da der Transistor  72 ein     PNP-Transistor    ist, .ist dieser gesperrt, so dass  sich der Kondensator 76 über Widerstand 79, Diode  78 und Widerstand 77 auf das volle Potential des Lei  ters 13 aufladen kann. Erfolgt     Stromnulldurchgang,    be  steht eine Spannung über dem     Triac,    weil dieser sperrt.  Diese Spannung bringt die Transistoren 35 und 75 in  leitenden Zustand, so dass ein Startpotential an der  Basis des Transistors 72 erscheint, dessen Einschalten  auch ein Einschalten des Transistors 71 zur Folge hat.

    Hierauf folgt eine Entladung des Kondensators 76 im  Startkreis, welcher     Entladestrom    Transistor<B>26</B> einschal  tet, so dass ein     Startsignal    am Gatter des     Triac    erfolgt  und dieser in seinen leitenden Zustand zurückkehrt.  



  In der Phase, in der sich der Kondensator 24 auf  lädt, bestehen Intervalle, bei welchen der     Triac    11 die  Spannung sperrt und somit die Transistoren 35 und 75  leitend werden. In dieser Phase arbeiten Transistoren  72 und 71 sowie Kondensator 76 als Kippschaltung.  Hierbei ist die Zeitkonstante des Kreises so, dass die  Kippschaltung nur geringes Arbeitsspiel hat, so dass der  Impuls zum Transistor 26 so gering ist, dass das. Auf  laden des Kondensators 24 nicht verhindert wird.  



  Schaltet hingegen einer der vorgenannten Tran  sistoren     53,1,    53B,<B>53e</B> und     weitere    ein, so wird die       Kondensatorspannung    des Kondensators 76 durch die  Diode 82 bis auf einen Pegel     gesperrt,    der unter dem       Zündpotential    des Transistors 72 liegt, was einer     Shun-          tung    des Kondensators 76 entspricht.  



  Um den Schaltkreis gemäss Schema nach     Fig.    5  prüfen zu können, sind     Anschlusstellen        t1    bis     til    vor  gesehen. Durch Unterbrechung des Kreises an diesen  Stellen kann der Steuerkreis vom Leistungskreis ge  trennt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung zur Nullbereich-syncheroni- sierten Steuerung einer gattergesteuerten Leistungs- Halbleitereinrichtung für einen Verbraucher nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, gekennzeichnet durch einen Startkreis (26, 27, 29), der an eine ein Gleichstrom-Niederspannungs-Startpotential erzeugende Quelle (22-25) angeschlossen ist und mit der Steuer elektrode der leitfähigen Halbleitereinrichtung (11) für das Anlegen eines Startsignals an diese und das Hin durchleiten des Laststromes durch diese verbunden ist;
    durch einen mit der Halbleitereinrichtung (11) und mit dem Startkreis (26, 27, 29) verbundenen Einschaltkreis (31, 35; 43-46) für die Erzeugung eines Einschalt signals in Abhängigkeit des Potentials über der Halb leitereinrichtung (11) und für das Anlegen eines Ein schaltsignals an den Startkreis (26, 27, 29) sowie durch einen Überbrückungskreis (37) über dem Startkreis und einen Steuerkreis (39, 41; 51, 59, 61, 63, 64), welcher mit dem Überbrückungskreis zu dessen Steuerung ver bunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis für die Er zeugung eines Einschaltsignals in Abhängigkeit des Potentials über der Halbleitereinrichtung (11) eine Dioden-Brücke (31-34) und ein signalerzeugendes Ele ment (35) umfasst, wobei die Dioden-Brücke mit gegen gesetzten Anschlüssen über der Halbleitereinrichtung (11) und das Element (35) über den gegengesetzten Anschlüssen der Dioden-Brücke liegt. 2.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das Element (35) ein PNP- Flächentransistor ist, dessen Basis und Emitter parallel den gegengesetzten Anschlüssen der Dioden-Brücke geschaltet sind. 3. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass einer der Anschlüsse der Dioden-Brücke mit einem der Anschlüsse der Halb leitereinrichtung (11) über eine Parallelschaltung von Widerstand (42) und Kondensator (49) verbunden ist. 4.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgang des Gatterkreises und dem Signalkreis (31, 35) ein Rück kopplungskreis (47, 48) vorgesehen ist. 5. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, da durch gekennezichnet, dass der Steuerkreis einen Diffe rentialverstärker (53, 54) umfasst. 6.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass der mit dem Nebenschluss- kreis verbundene Steuerkreis ein Widerstand-Konden- sator-Netzwerk (63, 64) enthält, welches mit der Start signalquelle verbunden ist und dessen Zeitkonstante grösser ist als die Ladezeitkonstante der Quelle. 7.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Nebenschlusskreis einen Kondensator (76) umfasst, der mit der Startsignalquelle verbunden ist; dass ein Trigger-Kreis (26) vorgesehen ist, der mit der Halbleitereinrichtung (11) verbunden ist; dass ein Kondensatorladekreis (71, 72) vorgesehen ist, welcher mit dem Kondensator (76) eine Kipp- schaltung bildet; und dass ein Koppelelement (36) den Ausgang des Steuerkreises mit dem Entladekreis des Kondensators verbindet. B.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass über dem Kondensator ein Nebenschlusskreis liegt. 9. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass zwischen Kondensator und Triggerkreis eine Gleichrichterschaltungsanordnung (81) vorgesehen ist.
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