DE2258499A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AN AC VOLTAGE CONSTANT DEVICE - Google Patents

Description

Schaltungsanordnung fUr ein Wechselspannungskonstantgerät.Circuit arrangement for an alternating voltage constant device.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Einstellen und Konstanthalten einer Wechselspannung in beiden Halbwellen.The invention relates to a circuit arrangement for setting and Keeping an alternating voltage constant in both half-waves.

Eine derartige Schaltungsanordnung ermöglicht es, eine Last trotz sich ändernder Netzspannung mit einer konstanten Spannung zu betreiben. Weiterhin gestattet sie, Geräte an Netze anzuschließen} die verschiedene Spannungen haben. Solche Geräte sind beispielsweise Fotokopiermaschinen, Beleuchtungsregler, Gleichspannungs-Netzteile und Motorsteuerungen (zum Konstanthalten der Drehzahl bei einer bestimmten Belastúng).Such a circuit arrangement enables a load despite to operate with a constant voltage when the mains voltage changes. Farther it allows devices to be connected to networks} which have different voltages. Such devices are, for example, photocopiers, lighting regulators, DC power supplies and motor controls (to keep the speed constant at a certain load).

Es ist eine Schaltungsanordnung mit einem Thyristor bekannt geworden, bei der parallel zu dem Zündkondensator eine Zenerdiode geschaltet ist, so daß die Spannung am Zündkondensator stets den gleichen Betrag erreicht. Der automatische Ausgleich der Betriebsspannung bei Netzspannungsschwankungen wird durch einen Spannungsteiler erreicht, der parallel zum Thyristor geschaltet ist und dessen Teilerpunkt sowohl mit der Thyristorsteuerleitung als auch über eine Zünddiode mit dem Zündkondensator verbunden ist.A circuit arrangement with a thyristor has become known, in which a Zener diode is connected in parallel with the ignition capacitor, so that the Voltage at the ignition capacitor always reaches the same amount. The automatic one A voltage divider is used to compensate for the operating voltage in the event of mains voltage fluctuations reached, which is connected in parallel to the thyristor and its dividing point both with the thyristor control line and via an ignition diode with the ignition capacitor connected is.

Es sind noch weitere derartige Schaltungen bekannt geworden, die aber in der Regel auf besondere Anwendungsfälle zugeschnitten und meist aufwendig sind.There are still other such circuits are known, but are usually tailored to special applications and are usually complex.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zum Ausgleichen von Netzspannungsschwankungen zu entwickeln.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for balancing to develop from mains voltage fluctuations.

Gleichzeitig soll die Schaltungsanordnung die Möglichkeit bieten, durch Auswechseln oder Verstellen weniger Teile, eine feste Netzspannung auf verschiedene Werte herabzusetzen.At the same time, the circuit arrangement should offer the possibility of By replacing or adjusting a few parts, a fixed mains voltage on different ones To lower values.

Die Aufgabe wird fUr die eingangs beschriebene Schaltungsanordnung dadurch gelöst, daß ein Triac in Abhängigkeit von der Umladezeit eines parallel zu einem Teilerwiderstand eines Spannungsteilers angeordneten Kondensators, der über einen Transistor die Ladezeit eines ZUndkondensators des Triacs beeinflußt, schaltbar ist.The task is for the circuit arrangement described at the beginning solved in that a triac depending on the recharging time one in parallel to a divider resistor of a voltage divider arranged capacitor, the influences the charging time of an ignition capacitor of the triac via a transistor, is switchable.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß in Abhängigkeit der Spannung an dem Kondensator, der parallel zu einem Widerstand des Spannungsteilers angeordnet ist, der Widerstandswert eines parallel zu einem Zündkondensator liegenden veränderbaren Widerstandes festgelegt wird.According to a further development of the invention, it is also proposed that that depending on the voltage across the capacitor, which is parallel to a resistor of the voltage divider is arranged, the resistance value of a parallel to one Ignition capacitor lying variable resistance is set.

Das Festlegen des Widerstandswertes läßt sich ohne großen Schaltungsaufwand nur in einer Halbwelle der Wechselspannung erreichen. Für die andere Halbwelle der Wechselspannung wird deshalb eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die nach dem sogenannten "Master-Slave" Prinzip arbeitet. Danach soll der Triac in einer Halbwelle in Abhängigkeit des veränderlichen Ableitwiderstandes, der parallel zu einem Zündkondensator liegt, und in der anderen Halbwelle in Abhängigkeit vom Zündwinkel des Triacs in der voraufgehenden Halbwelle gesteuert wird.The determination of the resistance value can be done without a large amount of circuitry can only be reached in a half cycle of the alternating voltage. For the other half-wave of the AC voltage is therefore proposed a circuit arrangement that after so-called "master-slave" principle works. Then the triac should be in a half-wave depending on the variable bleeder resistance, which is parallel to an ignition capacitor and in the other half-wave depending on the firing angle of the triac in the preceding half-wave is controlled.

Hierdurch läßt sich bei einem verhältnismäßig geringen Aufwand an Schaltungsmitteln die Netzwechselspannung in beiden Halbwellen beeinflussen.This can be done with relatively little effort Circuit means influence the AC mains voltage in both half-waves.

Die Verwendung des Kondensators, der parallel zu einem Widerstand des Spannungsteilers angeordnet ist, hat den Vorteil, daß die Vorgänge "Messen der Netzspannung" und Zünden des Triacs" in zwei voneinander getrennten Halbwellen stattfinden. So können Regelschwingungen vermieden werden.The use of the capacitor in parallel with a resistor of the voltage divider is arranged, has the advantage that the operations "measuring the Mains voltage "and triggering of the triac" take place in two separate half-waves. In this way control oscillations can be avoided.

Weiterhin ist dieser Schaltungsaufbau recht unkritisch gegenüber Toleranzschwankungen, so daß mit billigen Bauelementen eine recht gut arbeitende Schaltung gegeben ist.Furthermore, this circuit structure is quite uncritical with regard to tolerance fluctuations, so that a circuit that works quite well is given with cheap components.

Die Erfindung soll anhand des Schaltungsplanes, den die beigefügte Figur zeigt, beschrieben werden.The invention is based on the circuit diagram that the attached Figure shows to be described.

Parallel zu dem Triac TR sind die beiden Ketten, bestehend aus den Widerständen R1 und R2 und den Kondensatoren K1 und K2, geschaltet, wobei der Widerstand R1 und der Kondensator Kl über die Diode D1 mit der Zünddiode D3 und der Widerstand R2 und der Kondensator K2 über die Diode D2 mit der Zünddiode D3 verbunden sind. Die beiden Dioden D1 und D2 sind in ihrer Stromflußrichtung antiparallel geschaltet. Die Kondensatoren Kl und K2 erfüllen die Funktion von Zündkondensatoren. Parallel zu den beiden Kondensatoren K1 und K2 ist über die Dioden D1, D2 und D4 die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tl geschaltet.Parallel to the triac TR are the two chains, consisting of the Resistors R1 and R2 and capacitors K1 and K2, connected, with the resistor R1 and the capacitor Kl via the diode D1 with the ignition diode D3 and the resistor R2 and the capacitor K2 are connected to the ignition diode D3 via the diode D2. The two diodes D1 and D2 are connected anti-parallel in their direction of current flow. The capacitors Kl and K2 fulfill the function of ignition capacitors. Parallel The emitter-collector path is connected to the two capacitors K1 and K2 via diodes D1, D2 and D4 of the transistor Tl switched.

Aufgrund der beiden antiparallel geschalteten Dioden D1 und D2 kann über den Transistor T1 nur die Ladung des Kondensators K2 abgeleitet werden. Der Transistor T1 hat für den Kondensator K2 die Funktion eines Ableitwiderstandes, mit dessen Hilfe die Ladezeit des Kondensators K2 beeinflußt werden kann. In Abhängigkeit von der Ladezeit dieses Kondensators K2 wird der Zündzeitpunkt des Triacs TR bestimmt. In den Halbwellen anderer Polarität wird der Zündzeitpunkt des Triacs TR durch die Bemessung des Widerstandes R1 und des Kondensators K1 bestimmt. Eine AbhEngigkeit des Zündwinkels in diesen Netzspannungshalbwellen von dem Zündwinkel der voraufgehenden Spannungshalbwelle wird dadurch erreicht, daß zwei getrennte Zündvorrichtungen (nämlich R1, Kl und R2, K2) vorgesehen sind und daß die Umladezeit des Kondensators K1 davon abhängt, wie lange der Triac TR in der voraufgehenden Halbwelle gesperrt war. War die Sperrzeit relativ lang, dann entlädt sich der Kondensator K1 während der darauffolgenden leitenden Phase des Triacs TR nicht mehr vollstEndig, so daß eine Umladung während der folgenden Halbwelle noch stattfindet, 80 daß der Zündzeitpunkt in dieser Halbwelle später erreicht wird. Andererseits wird der Zündzeitpunkt früher erreicht, wenn der Triac TR in der vorangehenden Halbwelle früher gezündet wurde.Due to the two anti-parallel connected diodes D1 and D2 can only the charge of the capacitor K2 can be derived via the transistor T1. Of the Transistor T1 has the function of a bleeder resistor for capacitor K2, with whose help the charging time of the capacitor K2 can be influenced. Dependent on the ignition time of the triac TR is determined by the charging time of this capacitor K2. In the half-waves of other polarity, the ignition point of the triac TR is determined by the Dimensioning of the resistor R1 and the capacitor K1 is determined. A dependency of the ignition angle in these mains voltage half-waves from the ignition angle of the preceding one Voltage half-wave is achieved by using two separate ignition devices (namely R1, Kl and R2, K2) are provided and that the recharging time of the capacitor K1 thereof depends on how long the triac TR was blocked in the previous half-wave. Was the blocking time is relatively long, then the capacitor K1 discharges during the following conductive phase of the triac TR no longer completely, so that a charge reversal during the following half-wave still takes place, 80 that the ignition point in this half-wave is reached later. On the other hand, the ignition timing is reached earlier if the triac TR was triggered earlier in the previous half-wave.

Der Zündwinkel des Triacs TR wird durch den Transistor T1 festgelegt, dessen Widerstandswert in der Kollektor-Emitter-Strecke durch die an seiner Basis anliegende Spannung bestimmt ist. Die Basisspannung hängt von dem Spannungsverhältnis an dem Spannungsteiler, der aus den Widerständen R3 und R4 besteht, ab, der parallel zu der Last und dem Triac TR geschaltet ist.The ignition angle of the triac TR is determined by the transistor T1, its resistance value in the collector-emitter path through the one at its base applied voltage is determined. The base tension depends on the tension ratio at the voltage divider, which consists of resistors R3 and R4, from the parallel is connected to the load and the triac TR.

Wärend der Spannungsanpassung laufen folgende Vorgänge ab.The following processes take place during the voltage adjustment.

In einer Spannungshalbwelle (negativ) wird der Kondensator K3, der parallel zu dem Widerstand R4 des Spannungsteilers geschaltet ist, über die Diode D4 und dem zweiten Spannungsteilerwiderstand R3 aufgeladen. In der darauffolgenden Halbwelle (positiv) lädt sich der Kondensator K3 über den Widerstand R4 um. Von dieser Zeit, die zum Umladen des Kondensators K3 notwendig ist, hängt es ab, wann der Transistor T2, der mit seiner Basis-Emitter-Strecke parallel zum Kondensator K3 geschaltet ist, leitend wird.In a voltage half-wave (negative), the capacitor K3, the is connected in parallel to the resistor R4 of the voltage divider, via the diode D4 and the second voltage divider resistor R3 charged. In the next Half-wave (positive) the capacitor K3 charges about the resistance R4 around. This depends on the time required to recharge the capacitor K3 it from when the transistor T2, with its base-emitter path parallel to the Capacitor K3 is connected, becomes conductive.

Die Diode D8 in der Basis zuleitung des Transistors T2 bewirkt einen Spannungsabfall, der eine niederohmige Überbrückung der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T2 über den Widerstand R4 verhindert. Wird der Transistor T2 leitend, so geht der als Verstärkerstufe nachgeschaltete Transistor T1 in die nicht leitende Phase über.The diode D8 in the base lead of the transistor T2 causes a Voltage drop that causes a low-resistance bridging of the base-emitter path of the Transistor T2 prevented through resistor R4. If the transistor T2 becomes conductive, the transistor T1 connected downstream as an amplifier stage then goes into the non-conductive state Phase over.

Je höher der Kondensator K3 während der einen Halbwelle (negativ) aufgeladen wird, desto länger dauert die Umladung und desto später leitet der Transistor T2. Der Zündwinkel des Triacs TR wird somit bei höheren Spannungen vergrößert.The higher the capacitor K3 during one half cycle (negative) is charged, the longer the recharge takes and the later the transistor conducts T2. The ignition angle of the triac TR is thus increased at higher voltages.

Durch Auswechseln des Widerstandes R3 des Spannungsteilers und der beiden Widerstände R1 und R2, die im Zündteil des Gerätes angeordnet sind, lassen sich verschiedene Effektivspannungen durch das We chselspannungskonst antgerät einstellen.By exchanging the resistor R3 of the voltage divider and the leave the two resistors R1 and R2, which are located in the ignition part of the device Different effective voltages are set by the alternating voltage constant device.

4 Patentansprüche4 claims

Claims (4)

Fatentansprüche: f7\ 1.) Schaltungsanordnung zum Einstellen und Konstanthalten einer Wechselspannung in beiden Halbwellen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Triac (TR) in Abhängigkeit von der Umladezeit eines parallel zu einem Teilwiderstand (R4) eines Spannungsteilers (R3, R4) angeordneten Kondensators (K3), der über einen Transistor die Ladezeit eines ZUndkondensators (K2) des Triacs (TR) beeinflußt, schaltbar ist. Fatent claims: f7 \ 1.) Circuit arrangement for setting and keeping constant an alternating voltage in both half-waves, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that a triac (TR) depending on the recharging time of one parallel to one Partial resistance (R4) of a voltage divider (R3, R4) arranged capacitor (K3), the charging time of an ignition capacitor (K2) of the triac (TR) via a transistor influenced, is switchable. 2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (T1), der parallel zu dem Zündkondensator (K2) geschaltet ist, sich in Abhängigkeit von der Spannung an dem Kondensator (K3) ändert. 2.) Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the resistance of the emitter-collector path of the transistor (T1), which is parallel is connected to the ignition capacitor (K2), depending on the voltage on the capacitor (K3) changes. 3.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Triac (TR) in einer Halbwelle in Abhängigkeit von der Spannung an dem Kondensator (K3) und in der anderen Halbwelle in Abhängigkeit von dem Zündwinkel steuerbar ist, mit dem der Triac (TR) in der voraufgehenden Halbwelle gezündet worden ist. 3.) Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the triac (TR) in a half cycle depending on the voltage on the capacitor (K3) and can be controlled in the other half-wave as a function of the ignition angle, with which the triac (TR) was ignited in the preceding half-wave. 4.) Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (K3) parallel zu einem Widerstand (R4) eines Spannungsteilers (R3, R4) und daß an dem Kondensator (K3) die als Verstärker und Signalumkehrstufe geschalteten Transistoren (T1, T2) geschaltet sind, wobei die Basis-Emitter-Strecke des Transistors (T2) an den beiden Kondensatorbelegungen liegt und daß weiter die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (T1) über die Dioden (D2, D4) parallel zu einem Zündkondensator (K2) eines Triacs (TR) geschaltet ist.4.) Circuit arrangement according to Claims 1 to 3, characterized in that that a capacitor (K3) parallel to a resistor (R4) of a voltage divider (R3, R4) and that on the capacitor (K3) as an amplifier and signal inverter switched transistors (T1, T2) are connected, the base-emitter path of the transistor (T2) is connected to the two capacitor assignments and that further the Collector-emitter path of the transistor (T1) via the diodes (D2, D4) in parallel is connected to an ignition capacitor (K2) of a triac (TR).