DE2543348A1

DE2543348A1 - Verfahren zur aussteuerung eines triac-schalters

Info

Publication number: DE2543348A1
Application number: DE19752543348
Authority: DE
Inventors: Dietmar Thamm
Original assignee: SIGNALBAU HUBER SESIGNA GmbH
Current assignee: SIGNALBAU HUBER SESIGNA GmbH
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1977-04-07
Also published as: DE2543348B2

Description

Verfahren zur Aussteuerung eines Triac-Schalters Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aussteuerung eines vorzugsweise ohmsche Wechselspannungslasten schaltenden Triac-Schalters im Spannungsnulldurchgang.
Es ist bekannt, neben der Anschnittsteuerung bei Triacs aus Störspannungsgründen besser die sog. Null spannungssteuerung anzuwenden. Hierbei wird der Triac bei jedem Nulldurchgang der Wechselspannung neu gezündet. Der Laststrom steigt von Null aus jeweils sinusförmig an und es fließen ganze Halbwellen. Kritische Stromsteilheiten entstehen nicht, ebensowenig Funkstörungen. Mit den vollen Halbwellen wird darüber hinaus das Netz gleichmäßiger belastet als mit angeschnittenen Halbwellen. Eine Steuerung der Last kann bei diesem Verfahren nur durch Ausfall ganzer Halbwellen bewirkt werden. Man spricht zum Teil von sog.
Schwingungspaketsteuerung.-Die Zündung des Triacs kann durch ständige Gleichstromeinspeisung oder vorteilhafter, weil weniger an Steuerenergie benötigend, durch Zündimpulse erfolgen. Dabei wird in den Triac für die Dauer von ca. 150 bis 200/As der erforderliche Zündstrom zum Zeitpunkt der Nulldurchgänge der Wechsel spannung eingespeist. Die kleinste noch schaltbare Leistung wird von der Dauer der Steuerimpulse und vom Haltestrom des Triacs bestimmt. Nach Ablauf eines Steuerimpulses muß der Laststrom den Wert des Haltestroms überschritten haben, um geöffnet zu bleiben ("Siemens-Bauteile-Informationen"10 (1972) H. 1, SS 1-7). Der Zeitpunkt, wann der Laststrom den Haltestromwert erreicht, ist von der angeschlossenen Last abhängig. Bei einer variablen Glühlampenlast, wie sie z.B. bei Signalanlagen auftritt, ist beispielsweise bei 600 W der Strom und damit der Stromanstieg steiler als beispielsweise bei 40 W. Der Haltestrom wird bei 600 W eher erreicht. Der Zündimpuls muß nun solange gehalten werden, bis er entweder beide Lastwerte überstreicht, d.h.
er reicht gerade für 40 W-Lampenanschluß und ist dann für 600 W zu breit oder aber er muß als kurzer Impuls phasenverschoben eingegeben werden. Letzteres bedeutet, daß er für 600 W eher und für 40 W später gegeben werden muß, wobei der Impuls stets erst nach Erreichen des Haltestroms enden darf.
Hier liegen die Schwierigkeiten. Für eine theoretisch optimale Lösung müßte man die Lasten nach ihrer Wertigkeit abtasten und danach die Phasenverschiebung, wie angegeben, durchführen. Das ist sehr aufwendig.
Hier setzt die Erfindung ein mit der Aufgabe, Triacs unabhängig von den anliegenden ohmschen Lasten ohne die vorbeschriebenen Nachteile sicher und störarm zu schalten.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an den Triac-Schalter in jede Spannungsnulldurchgang ein Zündimpulstelegramm gelegt wird, dessen kurze Einze'impulse den Triac so oft zünden, bis der Haltestrom erreicht ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen in Verbindung mit der erläuternden Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar.
An Hand der Zeichnungsfiguren wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 - eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens Fig. 2 - den zeitlichen Verlauf von Netzspannung und Zündimpulsen In der Figur 1 ist mit 1 der zu steuernde Triac-Schalter bezeichnet, der eine oder eine Gruppe von Glühlampen 2 als ohmsche Last schalten soll. Die Last wird von einem Wechselspannungsnetz gespeist, das Teil eines Drehstromnetzes mit Mittelpunktleitung Mp ist. Die Zündimpulse für den Triac-Schalter kommen über einen Zündübertrager 3 und werden von einer Impulserzeugerschaltung (Blockbilddarstellung), die aus einem Gleichrichter 4, einem Schwellwertschalter 5 und einem Impulsgenerator 6 besteht, erzeugt. Ein Und-Gatter 7 läßt die Zündimpulse des Impulsgenerators 6 zum 2ünuübertrager 3 durch, solange ein Tastschalter 8 ( es kann auch ein elektrischer Schalter sein) eingelegt ist. Am Eingang 9 des Gleichrichters 4 liegt die in Figur 2 unter (a) dargestellte Netzwechselspannung U an und wird als pulsierende Gleichspannung mit Spannungsnullwerten gemäß Teil figur 2b dem Schwellwertschalter 5 zugeführt. Der Schwellwert des Schalters 5 ist als gestrichelte waagerechte Linie 10 in 2b eingetragen. Sie schneidet die Gleichspannungshalbwellen jeweils in den Punkten 11 und 12 vor und nach den Spannungsnullwerten und bestimmt Beginn und Ende der in Teilfigur 2c dargestellten Rechteckimpulse von 1,5 ms Dauer. Für die Dauer dieser Rechteckimpulse wird jeweils der Impulsgenerator Zündeinzelimpulse abgeben, die als Rechteckimpulse nach Teilfigur 2d in Form eines Impulstelegramms 13 zusammengefaßt sind. Soll eine Zündung des'Triac-Schalters t erfolgen, muß noch für das Und-Gatter 7 der Tastschalter 8 betätigt sein. Durch das Impulstelegramm wird in jedem Nulldurchgang der Wechselspannung (Teilfigur 2a) der Triac-Schalter 1 durch die Einzelimpulse kurzfristig immer wieder neu gezündet, bis sich bei einer dieser Zündungen während der Zündimpulsdauer der erforderliche Haltestrom eingestellt hat. Die Dauer der Einzelimpulse beträgt z.B. 15>s bei entsprechender pau:'e, und das Gesamttelegramm beläuft sich auf etwa 1,5 es. Bei einem solchen Impulstelegramm wird ggf. bei einer 600 W-Last bereits der erste Impuls des Telegramms zur Zündung genügen, bei 40 W benötigt man mehrere Impulse. Unabhängig von der Last sucht sich somit der Triac selbst die erforderliche Impulszahl für seine Durchsteuerung. Eine noch auftretende Überzahl an Impulsen nach Durchzündung des Triacs ist durch die Begrenzung des Telegramms auf eine Impulszahl auf den für die kleinstmögliche Last erforderlichen Wert (Haltestrom wird sonst nicht erreicht) unkritisch. Eine Dauerimpulsgabe ist nicht möglich, weil sonst eine Einschaltung des Triacs bei anliegendem Spannungsmaximum erfolgen könnte, was der Störungen wegen gerade vermieden werden soll. Durch die Erfindung sind Funkentstörungsmittel nicht mehr erforderlich.
5 Seiten Beschreibung 4 Patentansprüche 1 B1, Zeichnungen L e e r s e i t e

Claims

Patentansorüche: Verfahren zur Aussteuerung eines vorzugsweise ohmsche Wechselspannungslasten schaltenden Triac-Schalters im Spannungsnulldurchgang, dadurch gekennzeichnet, daß an den Triac-Schalter (1) in jedem Spannungsnulldurchgang ein Zündimpulstelegramm (13) gelegt wird, dessen kurze Einzelimpulse den Triac-Schalter so oft zünden, bis der Haltestrom erreicht ist.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Anzahl der Einzelimpulse von der kleinsten zu schaltenden Last (2) abgeleitet ist.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Impulstelegramm Rechteckimpulse Verwendung finden, die von einem Impulsgenerator (6) abgeleitet werden.
4.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Einzelimpulse bei 50 Hz Betrieb um 15ms @ä@@ länge ca 1,5ms nicht wesest @@@@ ü@@@@