DE102009003872B4

DE102009003872B4 - Schaltungsanordnung zum bistabilen Schalten mindestens eines Schaltkontaktes und dessen Verwendung in einem Gerät der Unterhaltungselektronik

Info

Publication number: DE102009003872B4
Application number: DE200910003872
Authority: DE
Inventors: Roland Dr. Schmidt
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Ip Holding Ltd Cy
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-05-05
Also published as: DE102009003872A1

Abstract

Im unbetätigten Zustand eines Tastschaltelements (S) ist dessen Ruheausgang (4) mit einer ersten Versorgungsleitung (1) elektrisch verbunden, im betätigten Zustand dessen Betätigungsausgang (5). Der Betätigungsausgang (5) ist über eine Parallelschaltung einer Hauptrelaisspule (L1) mit einer ersten Hilfsrelaisspule (L2) und eine erste Wechselschaltung (8), der Ruheausgang (4) über eine zweite Hilfsrelaisspule (L3) und eine zweite Wechselschaltung (12) mit einer zweiten Versorgungsleitung (2) elektrisch verbunden. Die erste Wechselschaltung (8) weist an ihren Enden Wechselschalter (9, 10) auf, deren Ausgänge über gegensinnig zueinander angeordnete Dioden (D1, D2) elektrisch verbunden sind. Gleiches gilt für die zweite Wechselschaltung (12). Die Hauptrelaisspule (L1) schaltet Schaltkontakte (K1, K2) bistabil. Die beiden Hilfsrelaisspulen (L2, L3) schalten je zwei Wechselschalter (9, 10, 13, 14) der Wechselschaltungen (8, 12) bistabil. Eine Ansprechzeit (t) des Hauptrelais (L1, K1, K2) ist maximal so groß wie eine Ansprechzeit (t) des ersten Hilfsrelais (L2, 9, 13).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum bistabilen Schalten mindestens eines Schaltkontakts eines bistabilen Relais mittels eines Tastschaltelements, das einen Ruheausgang und einen Betätigungsausgang aufweist, wobei im unbetätigten. Zustand des Tastschaltelements der Ruheausgang und im betätigten Zustand des Tastschaltelements der Betätigungsausgang mit einer ersten Versorgungsleitung elektrisch verbunden ist sowie die Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung in einem Gerät der Unterhaltungselektronik und ein Gerät der Unterhaltungselektronik, das mit einer solchen Schaltungsanordung versehen ist.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist allgemein bekannt. Wird das Tastschaltelement betätigt, wird eine Relaisspule mit Strom beaufschlagt, und das Relais zieht an, schaltet also den mindestens einen Schaltkontakt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, welche nur für den Schaltvorgang als solchen Strom benötigt, den jeweils erreichten Schaltzustand jedoch ohne Stromverbrauch hält. Weiterhin soll die Schaltungsanordnung sich nach dem Bewirken des Schaltvorgangs selbsttätig abschalten. Der Stromverbrauch soll auch dann unmittelbar nach dem Bewirken des Schaltvorgangs auf Null reduziert werden, wenn eine Bedienperson das Tastschaltelement längere Zeit betätigt hält.
Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6. Die Verwendung einer Schaltungsanordnung in einem Gerät der Unterhaltungselektronik ist in Anspruch 7 angegeben und ein Gerät der Unterhaltungselektronik mit einer solchen Schaltungsanordnung in Anspruch 8.
Erfindungsgemäß ist der Betätigungsausgang über eine Auslöseanordnung mit einer zweiten Versorgungsleitung elektrisch verbunden. Der Ruheausgang ist über eine Umschaltanordnung mit der zweiten Versorgungsleitung elektrisch verbunden. Die Auslöseanordnung weist eine Reihenschaltung einer Relaisspulenanordnung mit einer ersten Wechselschaltung auf. Die erste Wechselschaltung weist an ihren Enden je einen Wechselschalter auf, deren Ausgänge mit denen des jeweils anderen Wechselschalters über gegensinnig zueinander angeordnete Dioden elektrisch verbunden sind. Die Relaisspulenanordnung weist eine Parallelschaltung einer Hauptrelaisspule mit einer ersten Hilfsrelaisspule auf. Die Umschaltanordnung weist eine Reihenschaltung einer zweiten Hilfsrelaisspule mit einer zweiten Wechselschaltung auf. Die zweite Wechselschaltung weist an ihren Enden je einen Wechselschalter auf, deren Ausgänge mit denen des jeweils anderen Wechselschalters über gegensinnig zueinander angeordnete Dioden elektrisch verbunden sind. Die Hauptrelaisspule ist dazu eingerichtet, den mindestens einen Schaltkontakt bistabil zu schalten. Je einer der Wechselschalter der ersten und der zweiten Wechselschaltung sind Schaltkontakte der ersten Hilfsrelaisspule. Der jeweils andere Wechselschalter der ersten und der zweiten Wechselschaltung sind Schaltkontakte der zweiten Hilfsrelaisspule. Die Hilfsrelaisspulen sind dazu eingereichtet, die jeweils zugehörigen Schaltkontakte bistabil zu schalten. Die Ansprechzeit des Hauptrelais ist maximal so groß wie die Ansprechzeit des ersten Hilfsrelais.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der Relaisspulen ein Freilaufzweig parallel geschaltet. Durch diese Ausgestaltung werden Spannungsspitzen beim Schalten der Wechselschalter vermieden. Im Freilaufzweig kann beispielsweise eine Reihenschaltung zweier gegensinnig zueinander angeordneter Zenerdioden angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Auslöseanordnung eine Kondensatoreinrichtung auf, die mit der Relaisspulenanordnung in Reihe geschaltet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Umschaltanordnung einen Kondensator aufweisen, der mit der zweiten Hilfsrelaisspule in Reihe geschaltet ist. Der Kondensatoreinrichtung und/oder dem Kondensator kann zusätzlich ein Widerstand vor- oder nachgeordnet sein. Wenn sowohl die Kondensatoreinrichtung als auch der Kondensator vorhanden sind, ist es bei geeigneter Anordnung des Widerstands sogar möglich, dass ein- und derselbe Widerstand sowohl der Kondensatoreinrichtung als auch dem Kondensator vor- oder nachgeordnet ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen,

– dass zwischen den Dioden der ersten Wechselschaltung und dem von der Parallelschaltung von Hauptrelaisspule und erster Hilfsrelaisspule weiter entfernten Wechselschalter der ersten Wechselschaltung jeweils ein zusätzlicher Wechselschalter angeordnet ist,
– dass von den beiden zusätzlichen Wechselschaltern jeweils ein Zusatzzweig ausgeht,
– dass jeder Zusatzzweig sich bis über die Parallelschaltung von Hauptrelaisspule und erster Hilfsrelaisspule hinweg erstreckt und je eine Serienschaltung von je zwei gegensinnig zueinander angeordneten Dioden aufweist,
– dass die an den jeweiligen zusätzlichen Wechselschalter angrenzenden Dioden der jeweiligen Serienschaltung von je zwei gegensinnig zueinander angeordneten Dioden gegensinnig zu den an den jeweiligen zusätzlichen Wechselschalter angrenzenden, bereits in Verbindung mit dem Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erwähnten Dioden angeordnet sind,
– dass die Serienschaltungen von je zwei gegensinnig zueinander angeordneten Dioden zwischen ihren Dioden über eine erste Zusatzrelaisspule elektrisch miteinander verbunden sind,
– dass der zweiten Hilfsrelaisspule ein Brückengleichrichter parallel geschaltet ist, in dessen Brückenzweig eine zweite Zusatzrelaisspule angeordnet ist,
– dass sowohl die erste als auch die zweite Zusatzrelaisspule dazu eingerichtet sind, die beiden zusätzlichen Wechselschalter bistabil zu schalten, und
– dass eine Ansprechzeit des zweiten Zusatzrelais maximal so groß ist wie eine Ansprechzeit des zweiten Hilfsrelais.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass der Stromfluss durch die Parallelschaltung von Hauptrelaisspule und erster Hilfsrelaisspule stets mit einem Nulldurchgang der die Schaltungsanordnung mit Energie versorgenden Versorgungsspannung begonnen wird.
Eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Relaisschaltung besteht darin, sie zum Schalten der Stromversorgung eines Gerätes der Unterhaltungselektronik zu verwenden. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Gerät der Unterhaltungselektronik, mit einem Netzanschluss und einem Netzteil, wobei das Netzteil mittels zweier zwischen dem Netzanschluss und dem Netzteil angeordneter Schaltkontakte zweipolig von einem Versorgungsnetz trennbar und an das Versorgungsnetz anschließbar ist, wobei das Gerät zum Schalten der Schaltkontakte eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung aufweist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung
1 das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
2 bis 4 Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung von 1 und
5 schematisch ein Gerät der Unterhaltungselektronik.
Gemäß 1 sind einer allgemein mit R bezeichneten Schaltungsanordnung zwei Schaltkontakte K1, K2 zugeordnet, die mittels der Schaltungsanordnung R geschaltet werden sollen. Je einer der Schaltkontakte K1, K2 schaltet ein an einer ersten Versorgungsleitung 1 anstehendes erstes Versorgungspotential L bzw. ein an einer zweiten Versorgungsleitung 2 anstehendes zweites Versorgungspotential N, so dass sich ein entsprechendes geschaltetes Potential L*, N* ergibt. Bei den Potentialen L, N kann es sich beispielsweise um die Potentiale eines üblichen Haushaltsnetzes (230 V, 50 Hz; 110 V, 60 Hz; ...) handeln.
Das Vorhandensein mehrerer Schaltkontakte K1, K2 ist üblich, um alle Versorgungsleitungen 1, 2 schalten zu können. Prinzipiell kann es in manchen Fällen jedoch ausreichend sein, nur eine einzige der Versorgungsleitungen 1, 2 zu schalten.
Die Schaltungsanordnung R wird gemäß 1 über die Versorgungsleitungen 1, 2 mit elektrischer Energie versorgt. Diese Ausgestaltung ist üblich, aber nicht zwingend. In jedem Fall aber muss die Spannung, welche die Schaltungsanordnung R mit elektrischer Energie versorgt, eine Wechselspannung sein.
Die Schaltungsanordnung R weist ein Tastschaltelement S auf. Das Tastschaltelement S weist einen Eingang 3, einen Ruheausgang 4 und einen Betätigungsausgang 5 auf. Im unbetätigten Zustand des Tastschaltelements S ist der Ruheausgang 4 über den Eingang 3 mit der ersten Versorgungsleitung 1 elektrisch verbunden. Der Betätigungsausgang 5 ist in diesem Zustand vom Eingang 3 und damit auch von der ersten Versorgungsleitung 1 elektrisch getrennt. Wenn das Tastschaltelement S betätigt wird, also im betätigten Zustand des Tastschaltelements S, ist es umgekehrt.
Das Tastschaltelement S kann, wie in 1 dargestellt, als mechanischer Taster ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, das Tastschaltelement S als elektronisches Schaltelement auszubilden. In diesem Fall hat der Begriff „elektrisch verbunden” die Bedeutung von „elektrisch niederohmig verbunden”. Der Begriff „elektrisch getrennt” hat in diesem Fall die Bedeutung von „elektrisch hochohmig verbunden”.
Der Betätigungsausgang 5 ist über eine Auslöseanordnung 6 mit der zweiten Versorgungsleitung 2 elektrisch verbunden. Die Auslöseanordnung 6 weist eine Reihenschaltung einer Relaisspulenanordnung 7 mit einer ersten Wechselschaltung 8 auf. Die erste Wechselschaltung 8 weist an ihren Enden je einen Wechselschalter 9, 10 auf. Die Ausgänge der Wechselschalter 9, 10 sind über Dioden D1, D2 elektrisch miteinander verbunden. Die Dioden D1, D2 sind gegensinnig zueinander angeordnet.
Die Relaisspulenanordnung 7 weist eine Hauptrelaisspule L1 und eine erste Hilfsrelaisspule L2 auf. Die Hauptrelaisspule L1 und die erste Hilfsrelaisspule L2 sind einander parallel geschaltet. Die Hauptrelaisspule L1 und die erste Hilfsrelaisspule L2 sind derart aufeinander abgestimmt, dass eine Ansprechzeit t₁ des Hauptrelais L1, K1, K2 maximal so groß ist wie eine Ansprechzeit t₂ des ersten Hilfsrelais L2, 9, 13.
Der Ruheausgang 4 ist über eine Umschaltanordnung 11 mit der zweiten Versorgungsleitung 2 elektrisch verbunden. Die Umschaltanordnung 11 weist eine Reihenschaltung einer zweiten Hilfsrelaisspule L3 mit einer zweiten Wechselschaltung 12 auf. Die zweite Wechselschaltung 12 ist analog zur ersten Wechselschaltung 8 ausgebildet. Sie weist also ebenfalls zwei Wechselschalter 13, 14 auf, deren Ausgänge über gegensinnig zueinander angeordnete Dioden D3, D4 elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Hauptrelaisspule L1 schaltet die beiden Schaltkontakte K1, K2. Dies ist in 1 durch entsprechende gestrichelte Linien angedeutet. Die erste Hilfsrelaisspule L2 schaltet einen der Wechselschalter 9, 10 der ersten Wechselschaltung 8 und einen der Wechselschalter 13, 14 der zweiten Wechselschaltung 12. Beispielsweise kann die erste Hilfsrelaisspule L2 entsprechend der in 1 eingezeichneten gestrichelten Linie die Wechselschalter 9 und 13 schalten. Alternativ könnte die erste Hilfsrelaisspule L2 die Wechselschalter 10 und 14 schalten. Auch ein Betätigen „über Kreuz”, also der Wechselschalter 9 und 14 oder der Wechselschalter 10 und 13, wäre möglich. Unabhängig davon, welche beiden der Wechselschalter 9, 10, 13, 14 von der ersten Hilfsrelaisspule L2 geschaltet werden, schaltet die zweite Hilfsrelaisspule L3 die beiden verbleibenden der Wechselschalter 9, 10, 13, 14. Gemäß dem Beispiel von 1 schaltet die zweite Hilfsrelaisspule L3 entsprechend der eingezeichneten Linie die Wechselschalter 10 und 14.
Jede der Relaisspulen L1, L2, L3 schaltet die von ihr betätigen Kontakte K1, K2, 9, 10, 13, 14 bistabil.
Die Schaltungsanordnung R von 1 arbeitet wie folgt:
Zunächst befinden sich die Schaltkontakte K1, K2 und die Wechselschalter 9, 10, 13, 14 in den in 1 gezeigten Schaltstellungen. Das Tastschaltelement S ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht betätigt.
Wenn das Tastschaltelement S betätigt wird, fließt Strom durch den in 1 rechten Zweig der ersten Wechselschaltung 8, also durch die Diode D1. Auf Grund der Polarität der Diode D1 überführt die Hauptrelaisspule L1 die Schaltkontakte K1, K2 in den geschlossenen Zustand. Gleichzeitig oder unmittelbar danach schaltet die erste Hilfsrelaisspule L2 die beiden von ihr geschalteten Wechselschalter 9, 13 um. Auf Grund des Umschaltens des Wechselschalters 9 der ersten Wechselschaltung 8 wird der Stromfluss durch die Relaisspulenanordnung 7 unterbrochen.
Solange das Tastschaltelement S betätigt bleibt, fließt auch durch die zweite Hilfsrelaisspule L3 kein Strom, da der Ruheausgang 4 von der ersten Versorgungsleitung 1 elektrisch getrennt ist. Wird das Tastschaltelement S hingegen freigegeben, erfolgt ein Stromfluss durch den in 1 linken Zweig der zweiten Wechselschaltung 12, also durch die Diode D4. Auf Grund der Polarität der Diode D4 schaltet die zweite Hilfsrelaisspule L3 die beiden anderen Wechselschalter 10, 14 der ersten und der zweiten Wechselschaltung 8, 12. Danach fließt in der Schaltungsanordnung R kein Strom mehr, bis das Tastschaltelement S erneut betätigt wird.
Wird das Tastschaltelement S erneut betätigt, sind nunmehr die anderen Zweige der Wechselschaltungen 8, 12 stromführend. Der Strom fließt nunmehr also durch die Dioden D2 und D3. Daher werden von der Hauptrelaisspule 1 die Schaltkontakte K1, K2 geöffnet sowie gleichzeitig oder unmittelbar danach durch die erste Hilfsrelaisspule L2 die Wechselschalter 9, 13 der Wechselschaltungen 8, 12 zurück in den Zustand geschaltet, der in 1 dargestellt ist. Beim Loslassen des Tastschaltelements S werden von der zweiten Hilfsrelaisspule L3 die anderen Wechselschalter 10, 14 der Wechselschaltungen 8, 12 zurück in den Zustand geschaltet, der in 1 dargestellt ist.
2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Schaltungsanordnung R von 1. 2 zeigt hierbei verschiedene Teilausgestaltungen, die unabhängig voneinander realisierbar sind, auch wenn sie in 2 kombiniert dargestellt sind.
Eine erste Teilausgestaltung der 2 besteht darin, dass mindestens einer der Relaisspulen L1, L2, L3 – gemäß 2 sogar jeder der Relaisspulen L1, L2, L3 – ein Freilaufzweig parallel geschaltet ist. Durch die Freilaufzweige wird vermieden, dass sich beim Umschalten der Wechselschalter 9, 10, 13, 14 zu hohe Induktionsspannungen aufbauen können.
Im einfachsten Fall umfassen die Freilaufzweige lediglich einen Ohmschen Widerstand. Bevorzugt ist hingegen, dass in den Freilaufzweigen eine Reihenschaltung zweier gegensinnig zueinander angeordneter Zenerdioden angeordnet ist. Die gegensinnig zueinander angeordneten Zenerdioden – Fachleuten unter dem Begriff „Transil-Diode” bekannt – sind in 2 mit den Bezugszeichen D5 und D6 versehen. Die Zenerdioden D5, D6 können alternativ oder zusätzlich zu den Ohmschen Widerständen vorhanden sein.
Eine zweite Teilausgestaltung der 2 besteht darin, dass die Auslöseanordnung 6 eine Kondensatoreinrichtung 15 aufweist, die mit der Relaisspulenanordnung 7 in Reihe geschaltet ist. Die Kondensatoreinrichtung 15 kann im einfachsten Fall als Kondensator C1 ausgebildet sein. Der Kondensatoreinrichtung 15 ist vorzugsweise ein Widerstand 16 vor- oder nachgeordnet.
Die Kondensatoreinrichtung 15 – im Falle des Vorhandenseins des Widerstands 16 einschließlich des Widerstands 16 – ist derart angeordnet, dass sie entweder vollständig vor oder vollständig nach der Auslöseanordnung 6 angeordnet ist. Die Kondensatoreinrichtung 15 ist also entweder mit der zweiten Versorgungsleitung 2 verbunden oder über das Tastschaltelement S mit der ersten Versorgungsleitung 1 verbunden. Der Widerstand 16 kann, wie in 1 dargestellt, gegebenenfalls zwischen dem Tastschaltelement S und der ersten Versorgungsleitung 1 angeordnet sein.
In analoger Weise kann die Umschaltanordnung 11 einen Kondensator C2 aufweisen, der mit der zweiten Hilfsrelaisspule L3 in Reihe geschaltet ist. Auch hier kann zusätzlich dem Kondensator C2 ein Widerstand 16 vor- oder nachgeordnet sein. Der Kondensator C2 ist analog zur Kondensatoreinrichtung 15 angeordnet.
Wenn entsprechend der Darstellung von 2 sowohl die Kondensatoreinrichtung 15 als auch der Kondensator C2 vorhanden sind, ist es bei geeigneter Anordnung des Widerstands 16 – siehe beispielhaft die Ausgestaltung von 2 – sogar möglich, ein- und denselben Widerstand 16 sowohl für die Kondensatoreinrichtung 15 als auch für den Kondensator C2 zu nutzen.
3 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der Schaltungsanordnung R von 1.
Gemäß 1 ist zwischen den Dioden D1, D2 der ersten Wechselschaltung 8 und dem von der Relaisspulenanordnung 7 weiter entfernten Wechselschalter 10 der ersten Wechselschaltung 8 jeweils ein zusätzlicher Wechselschalter 17, 18 angeordnet. Von den beiden zusätzlichen Wechselschaltern 17, 18 geht jeweils ein Zusatzzweig aus. Jeder Zusatzzweig erstreckt sich bis über die Relaisspulenanordnung 7 hinweg. Jeder Zusatzzweig weist eine Zusatzzweig-Reihenschaltung 19, 20 auf. Jede Zusatzzweig-Reihenschaltung 19, 20 besteht aus zwei gegensinnig zueinander angeordneten Dioden D7 bis D10. Die an den jeweiligen zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 angrenzenden Dioden D7, D9 der jeweiligen Zusatzzweig-Reihenschaltung 19, 20 sind gegensinnig zu den an den jeweiligen zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 angrenzenden Dioden D1, D2 der Basisschaltung von 1 angeordnet.
Die Zusatzzweig-Reihenschaltungen 19, 20 sind zwischen ihren Dioden D7 bis D10 über eine erste Zusatzrelaisspule L4a elektrisch miteinander verbunden. Mittels der ersten Zusatzrelaisspule L4a können die beiden zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 bistabil geschaltet werden.
Weiterhin ist der zweiten Hilfsrelaisspule L3 ein Brückengleichrichter 21 parallel geschaltet. Der Brückengleichrichter 21 weist Dioden D11 bis D14 auf. Im Brückenzweig des Brückengleichrichters 21 ist eine zweite Zusatzrelaisspule L4b angeordnet. Auch mittels der zweiten Zusatzrelaisspule L4b sind die beiden zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 bistabil schaltbar. Das zweite Hilfsrelais L3, 10, 14 und das zweite Zusatzrelais L4a, L4b, 17, 18 sind derart aufeinander abgestimmt, dass eine Ansprechzeit t₄ des zweiten Zusatzrelais L4a, L4b, 17, 18 maximal so groß ist wie eine Ansprechzeit t₃ des zweiten Hilfsrelais L3, 10, 14.
Die ergänzende Ausgestaltung von 3 wirkt wie folgt:
Das Tastschaltelement S wird zu einem beliebigen Zeitpunkt betätigt. Die zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 befinden sich in den in 3 gezeigten Schaltstellungen.
Auf Grund der Dioden D7 und D8 wird die erste Zusatzrelaisspule L4a nur während der negativen Halbwelle der an den Versorgungsleitungen 1, 2 anstehenden Versorgungsspannung von Strom durchflossen. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die erste Zusatzrelaisspule L4a die beiden zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 um. Zum Zeitpunkt des Umschaltens der beiden zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 kann jedoch kein Strom durch die Relaisspulenanordnung 7 fließen, da während der negativen Halbwelle die Diode D1 einen Stromfluss blockiert. Der Stromfluss beginnt daher erst mit dem Nulldurchgang der Versorgungsspannung, also dem Beginn der positiven Halbwelle.
Nach dem Umschalten der Schaltkontakte K1, K2 sowie der Wechselschalter 9, 13 durch die Relaisspulenanordnung 7 erfolgt kein Stromfluss mehr, bis das Tastschaltelement S wieder in seinen ungetätigten Zustand übergeht. Sodann schaltet die zweite Hilfsrelaisspule L3 die beiden Wechselschalter 10, 14 um. Zuvor oder spätestens gleichzeitig jedoch schaltet die zweite Zusatzrelaisspule L4b die beiden zusätzlichen Wechselschalter 17, 18 wieder in die in 3 dargestellte Stellung.
Die Ausgestaltung von 3 kann mit der Ausgestaltung von 2 kombiniert werden. Die entsprechende Kombination ist in 4 dargestellt. Von Erläuterungen zur Wirkungsweise wird abgesehen, da die entsprechenden Wirkungsweisen bereits obenstehend in Verbindung mit den 1, 2 und 3 erläutert wurden.
Zusätzlich zeigt 4, dass auch den Zusatzrelaisspulen L4a, L4b Freilaufzweige zugeordnet sein können. In diesen Freilaufzweigen können beispielsweise Widerstände oder – entsprechend der Darstellung von 4 – Zenerdioden D15, D16 – angeordnet sein. Weiterhin ist bei der Ausgestaltung von 4 die Kondensatoreinrichtung 15 in zwei getrennte Kondensatoren C1, C3 aufgeteilt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung R kann gemäß 5 beispielsweise zum Schalten der Stromversorgung eines Gerätes G der Unterhaltungselektronik verwendet werden. In diesem Fall weist das Gerät G der Unterhaltungselektronik gemäß 5 einen Netzanschluss 22 und ein Netzteil 23 auf. Der Netzanschluss 22 kann beispielsweise ein üblicher Netzstecker sein. Das Netzteil 23 versorgt die einzelnen Komponenten des Gerätes G der Unterhaltungselektronik mit den erforderlichen Gleich- und Wechselspannungen. Zwischen dem Netzanschluss 22 und dem Netzteil 23 sind die Schaltkontakte K1, K2 angeordnet. Mittels der Schaltkontakte K1, K2 kann das Netzteil 23 zweipolig von einem Versorgungsnetz 24 getrennt bzw. an das Versorgungsnetz 24 angeschlossen werden. Das Schalten der Schaltkontakte K1, K2 erfolgt mittels einer Schaltungsanordnung R, wie sie obenstehend in Verbindung mit den 1 bis 4 beschrieben wurde.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere kann zum Betreiben der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung R die Netzspannung (= Nutzspannung) verwendet werden. Eine externe Hilfsspannung ist nicht erforderlich. Weiterhin ermöglicht die Schaltungsanordnung R ein zweipoliges Abschalten des Verbrauchers (= Gerät G) und benötigt nur während des Umschaltvorgangs als solchem Energie. Dies gilt sowohl für das Öffnen als auch für das Schließen der Schaltkontakte K1, K2. Das Aktivieren der Schaltungsanordnung R kann über ein einfaches monostabiles Tastschaltelement S erfolgen. Ein derartiges Tastschaltelement S kann relativ klein gebaut werden und relativ unabhängig von der Leitungsführung der Versorgungsleitungen 1, 2 angeordnet werden. Insbesondere bei geringer Bautiefe des Gerätes G der Unterhaltungselektronik (beispielsweise einem Flachdisplay) kann das Tastschaltelement S an der Gerätefront platziert werden.
Bezugszeichenliste

1, 2: Versorgungsleitungen
3: Eingang
4: Ruheausgang
5: Betätigungsausgang
6: Auslöseanordnung
7: Relaisspulenanordnung
8, 12: Wechselschaltungen
9, 10, 13, 14, 17, 18: Wechselschalter
11: Umschaltanordnung
15: Kondensatoreinrichtung
16: Widerstand
19, 20: Zusatzzweig-Reihenschaltungen
21: Brückengleichrichter
22: Netzanschluss
23: Netzteil
24: Versorgungsnetz
C1 bis C3: Kondensatoren
D1 bis D16: Dioden
G: Gerät der Unterhaltungselektronik
K1, K2: Schaltkontakte
L, N: Potentiale
L*, N*: geschaltete Potentiale
L1, L2, L3, L4a, L4b: Relaisspulen
R: Schaltungsanordnung
S: Tastschaltelement
t1 bis t4: Ansprechzeiten

Claims

Schaltungsanordnung (R) zum bistabilen Schalten mindestens eines Schaltkontaktes (K1, K2) eines bistabilen Relais (L1, K1) mittels eines Tastschaltelementes (S), – wobei das Tastschaltelement (S) einen Ruheausgang (4) und einen Betätigungsausgang (5) aufweist, – wobei im unbetätigten Zustand des Tastschaltelementes (S) der Ruheausgang (4) und im betätigten Zustand des Tastschaltelementes (S) der Betätigungsausgang (5) mit einer ersten Versorgungsleitung (1) elektrisch verbunden ist, – wobei der Betätigungsausgang (5) über eine Auslöseanordnung (6) mit einer zweiten Versorgungsleitung (2) elektrisch verbunden ist und der Ruheausgang (4) über eine Umschaltanordnung (11) mit der zweiten Versorgungsleitung (2) elektrisch verbunden ist, – wobei die Auslöseanordnung (6) eine Reihenschaltung einer Relaisanordnung (7) mit einer ersten Wechselschaltung (8) aufweist, – wobei die erste Wechselschaltung (8) an ihren Enden je einen Wechselschalter (10, 9) aufweist, dessen Ausgänge mit denen des jeweils anderen Wechselschalters (10, 9) über gegensinnig zueinander geschaltete Dioden (D1, D2) verbunden sind, – wobei die Relaisanordnung (7) eine Parallelschaltung der Relaisspule (L1) mit einer Hilfsrelaisspule (L2) aufweist, – wobei die Umschaltanordnung (11) eine Reihenschaltung einer zweiten Hilfsrelaisspule (L3) mit einer zweiten Wechselschaltung (12) aufweist, – wobei die zweite Wechselschaltung (12) an ihren Enden je einen Wechselschalter (13, 14) aufweist, dessen Ausgänge mit denen des jeweils anderen Wechselschalters (14, 13) über gegensinnig zueinander angeordnete Dioden (D3, D4) verbunden sind, – wobei die Relaisspule (L1) dazu eingerichtet ist, den mindestens einen Relaiskontakt (K1, K2) bistabil zu schalten, – wobei je einer der Wechselschalter (9, 13; 10, 14) der ersten (8) und der zweiten (12) Wechselschaltung Schaltkontakte der ersten Hilfsrelaisspule (L2) und der jeweils andere Wechselschalter (9, 13; 10, 14) der ersten (8) und der zweiten (12) Wechselschaltung Schaltkontakte der zweiten Hilfsrelaisspule (L3) sind, – wobei die Hilfsrelaisspulen (L2, L3) eingerichtet sind, die jeweils zugehörigen Schaltkontakte bistabil zu schalten und – wobei die Ansprechzeit (t₁) des Relais (L1, K1) maximal so groß ist wie die Ansprechdauer (t₂) des ersten Hilfsrelais (L2, 9, 13; L2, 10, 14).
Schaltungsanordnung (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Relaisspulen (L1, L2, L3) ein Freilaufzweig parallel geschaltet ist.
Schaltungsanordnung (R) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Freilaufzweig eine Reihenschaltung zweier gegensinnig zueinander angeordnete Zenerdioden (D5, D6) vorgesehen ist.
Schaltungsanordnung (R) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseanordnung (6) eine Kondensatoreinrichtung (15) aufweist, die mit der Parallelschaltung von der Relaisspule (L1) und der Hilfsspule (L2) in Reihe geschaltet ist und/oder dass die Umschaltanordnung (11) einen Kondensator (C2) aufweist, der mit der zweiten Hilfsspule (L3) in Reihe geschaltet ist.
Schaltungsanordnung (R) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatoreinrichtung (15) und/oder dem Kondensator (C2) ein Widerstand (16) vor- oder nachgeordnet ist.
Schaltungsanordnung (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass bei der ersten Wechselschaltung (8) zwischen den Dioden (D1, D2) und dem Wechselschalter (13) der an der der Relaisspulenanordnung (7) abgewandten Seite der ersten Wechselschaltung (8) angeordneten ist, jeweils ein zusätzlicher Wechselschalter (17, 18) angeordnet ist, – dass von den beiden zusätzlichen Wechselschaltern (17, 18) jeweils ein Zusatzzweig (19, 20) ausgeht, – dass jeder Zusatzzweig (19, 20) sich über Parallelschaltung aus Relaisspule (L1) und Hilfsrelaisspule (L2) hinweg erstreckt und je eine Serienschaltung aus je zwei gegensinnig zueinander angeordneten Dioden (D7, D10; D9, D8) aufweist, – dass die an den jeweiligen zusätzlichen Wechselschalter (17, 18) angrenzenden Dioden (D7, D9) der jeweiligen Zusatzzweige (19, 20) gegensinnig zu den an den jeweiligen zusätzlichen Wechselschalter (17, 18) angrenzenden Dioden (D1, D2) geschaltet sind, – dass die Zusatzzweige (19, 20) zwischen den Dioden (D7, D10; D9, D8) über eine erste Zusatzrelaisspule (L4a) elektrisch miteinander verbunden sind, – dass der zweiten Hilfsrelaisspule (L3) ein Brückengleichrichter (21) parallel geschaltet ist, in dessen Brückenzweig eine zweite Zusatzrelaisspule (L4b) angeordnet ist, – dass sowohl die erste als auch die zweite Zusatzrelaisspule (L4a, L4b) dazu eingerichtet sind, die beiden zusätzlichen Wechselschalter (17, 18) bistabil zu schalten und – dass die Ansprechzeit (t₄) des zweiten Zusatzrelais (L4a, L4b) maximal so groß ist wie die Ansprechzeit (t₃) des zweiten Hilfsrelais (L3, 10, 14).
Verwendung einer Schaltungsanordnung (R) nach einem der vorherigen Ansprüche zum Schalten der Stromversorgung eines Gerätes der Unterhaltungselektronik (G).
Gerät der Unterhaltungselektronik (G), mit einem Netzanschluss (22) und einem Netzteil (23), wobei das Netzteil (23) mittels zweier zwischen dem Netzanschluss (22) und dem Netzteil (23) angeordneter Schaltkontakte (K1, K2) zweipolig von einem Versorgungsnetz (24) trennbar und an das Versorgungsnetz (24) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät zum Schalten der Schaltkontakte (K1, K2) eine Schaltungsanordnung (R) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.