DE3605658A1 - Elektronisches schaltgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Schaltgerät mit einem Kondensatornetzteil, das einer Verbraucherschaltung einen Strom aufprägt, die mehrere von einer Steuerschaltung einzeln schaltbare Stromverbraucher, beispielsweise eine Anzeigebaugruppe, ein Relais und eine Steuerschaltung, umfaßt.

Kondensatornetzteile weisen anstelle eines Transformators einen Kondensator auf. Es hat sich gezeigt, daß Kondensatornetzteile preiswerter und weniger störanfällig als Netzteile mit Wicklungen sind. Dies wirkt sich insbesondere bei Schaltgeräten der Haushaltselektronik, wie beispielsweise Herdschaltuhren, vorteilhaft aus.

Ein Kondensatornetzteil prägt der Verbraucherschaltung einen Strom ein, dessen Größe von der Größe des Kondensators abhängig ist. In üblichen Verbraucherschaltungen sind die Stromverbraucher parallelgeschaltet. Dementsprechend muß der vom Kondensatornetzteil eingeprägte Strom so groß wie die Summe der von den Stromverbrauchern benötigten Teilströme sein. Dies führt schnell zur Notwendigkeit eines Kondensators mit hoher Kapazität im Kondensatornetzteil. Ein solcher Kondensator hat nicht nur große Abmessungen, sondern ist auch teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltgerät der eingangs genannten Art vorzuschlagen, in dessen Kondensatornetzteil ein Kondensator kleiner Kapazität zur Speisung von Stromverbrauchern mit vergleichsweise hohem Strombedarf ausreicht.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Schaltgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß wenigstens zwei der Stromverbraucher in Reihe geschaltet sind, daß parallel zu jedem dieser Stromverbraucher ein Schaltzweig geschaltet ist, daß der Schaltzweig nichtleitend ist, wenn durch den ihm parallelen - eingeschalteten - Stromverbraucher ein Strom fließt, der auch für den anderen Stromverbraucher ausreicht und daß der Schaltzweig einen für den anderen Stromverbraucher ausreichenden Strom führt, wenn durch den ihm parallelen Stromverbraucher kein Strom oder ein Strom fließt, der alleine für den anderen Stromverbraucher nicht ausreicht.

Durch die Reihenschaltung der Stromverbraucher ist erreicht, daß diese den nötigen Strom nicht vergrößern. Der Kondensator im Kondensatornetzteil braucht also nicht entsprechend der Summe der für die Stromverbraucher nötigen Ströme dimensioniert zu werden. Es genügt, ihn so auszulegen, daß der der Verbraucherschaltung aufgeprägte Strom dem Strombedarf des größten Stromverbrauchers entspricht.

Durch die Schaltzweige ist sichergestellt, daß dann, wenn einer der in Reihe geschalteten Stromverbraucher abgeschaltet ist, also keinen Strom führt, der andere Stromverbraucher dennoch von dem nötigen Strom durchflossen ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind solche der Stromverbraucher in Reihe geschaltet, die einen vergleichsweise hohen Strombedarf haben. Der eingeprägte Strom braucht also nicht der Summe der beiden für diese Stromverbraucher hohen Ströme entsprechen.
Stromverbraucher kleineren Strombedarfs sind vorzugsweise parallel zu Stromverbrauchern größeren Strombedarfs geschaltet. Der eingeprägte Strom braucht dabei nur der Summe eines größeren und eines kleineren Stroms entsprechen.

Um zu erreichen, daß der eingeprägte Strom immer fließen kann, sind die Schaltzweige so hintereinandergeschaltet, daß der von dem Kondensatornetzteil gelieferte Strom auch dann fließt, wenn die in Reihe geschalteten Stromverbraucher keinen Strom führen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einem der Schaltzweige ein von der Steuereinrichtung gesteuerter Schalter vorgesehen ist und daß dieser Schalter zugleich Ein-Abschalter für den ihm parallelgeschalteten Stromverbraucher ist, wobei er diesen durch Kurzschließen abgeschaltet. Es ergibt sich dabei, daß entweder der Schaltzweig oder der ihm parallelgeschaltete Stromverbraucher stromführend ist, wobei hierfür nur ein Schalter, beispielsweise Transistor, nötig ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt ein Schaltgerät einer Kurzzeitschaltuhr.

Ein an das Netz angeschlossenes Kondensatornetzteil (1) weist einen Widerstand (R 1) und einen zu diesem in Reihe geschalteten Kondensator (C 1) sowie einen Gleichrichter (2) auf.

An den Gleichrichter (2) ist eine Verbraucherschaltung (3) angeschlossen, die als Stromverbraucher eine Anzeigeeinheit (4), beispielsweise ein LED-Display, ein Relais (5) und eine Steuerschaltung (6) aufweist. Die Steuerschaltung (6) steuert das Ein-Ausschalten der Anzeigeeinheit (4) und des Relais (5), beispielsweise zeitabhängig.

Die Steuerschaltung (6) ist im Beispielsfalle von einem Mikrocomputer gebildet. Der Hauptstromlauf durch den Mikrocomputer ist in der Figur strichliert angedeutet. Dabei ist (I 6) der zwischen dem Anschluß (V) und dem Anschluß (GND) fließende Speisestrom des Mikrocomputers. Der Strom (I 4) ist der zwischen einem Anschluß (A), an die die Anzeigeeinheit (4) angeschlossen ist, und dem Anschluß (GND) fließende Strom. Im Stromlauf (I 4) ist intern im Mikrocomputer ein Schalter (S) vorgesehen, der die Anzeigeeinheit ein- und ausschaltet.

Der Anschluß (V) und die Anzeigeeinheit (4) liegen am Pluspol des Gleichrichtes (2). Die Anzeigeeinheit (4) und der Mikrocomputer (6) - hinsichtlich seines Speisestroms - sind parallelgeschaltet.

Zwischen dem Pluspol des Gleichrichters (2) und dem Anschluß (GND) der Steuerschaltung (6) liegt ein Schaltzweig (7) mit einer Zenerdiode (Z). Der Schaltzweig (7) liegt also parallel zur Anzeigeeinheit (4) und der Steuerschaltung (6). Außerdem ist hierzu ein Sieb- und Speicherkondensator (C 2) parallelgeschaltet.

An dem Anschluß (GND) liegt das Relais (5), das über einen Vorwiderstand (R 2) mit dem Minuspol des Gleichrichters (2) verbunden ist. Parallel zum Relais (5) liegt in einem Schaltzweig (8) die Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors (T). Dessen Basis ist an einen Spannungsteiler aus Widerständen (R 3, R 4) angeschlossen. Der Widerstand (R 3) liegt am Minuspol des Gleichrichters (2). Der Widerstand (R 4) ist mit einem Steueranschluß (B) des Mikrocomputers verbunden. Ein weiterer Siebkondensator (C 3) liegt parallel zur Reihenschaltung des Relais (5) mit dem Vorwiderstand (R 2).

Insgesamt liegen also die Anzeigeeinheit (4) und das Relais (5) in Reihe zwischen dem Pluspol und dem Minuspol des Gleichrichters (2). Ebenso liegen die Schaltzweige (7, 8) in Reihe zwischen dem Pluspol und dem Minuspol des Gleichrichters (2).

Der Strombedarf des Relais (5) liegt beispielsweise nicht über 80 mA. Der Strombedarf des LED-Displays (4) liegt beispielsweise nicht über 70 mA; der Strombedarf des Mikrocomputers (6) liegt beispielsweise nicht über 10 mA. Dementsprechend genügt es, wenn der Kondensator (C 1) so ausgelegt ist, daß er über den Gleichrichter (2) der Verbraucherschaltung (3) einen Strom (I 2) von 80 mA aufprägt.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung ist etwa folgende:

Ist die Anzeigeeinheit (4) über den Schalter (S) vom Mikrocomputer (6) eingeschaltet und ist das Relais (5) dadurch eingeschaltet, daß der Transistor (T) infolge eines entsprechenden Signals am Steueranschluß (B) gesperrt ist, dann ist die Zenerdiode (Z) gesperrt. Der Strom (I 2) fließt über das LED-Display (4) und den Mikrocomputer (6) durch das Relais (5).

Wird vom Mikrocomputer (6) der Steuereingang (B) umgeschaltet, dann wird der Transistor (T) leitend. Dadurch ist das Relais (5) kurzgeschlossen. Der für den Mikrocomputer (6) und das LED-Display (4) nötige Strom fließt nun über den Transistor (T).

Wird der Transistor (T) vom Mikrocomputer (6) nicht leitend geschaltet, wird vielmehr der Schalter (S) geöffnet, dann schaltet das LED-Display (4) ab. Es reicht nun an sich der durch den Mikrocomputer (6) fließende Strom (I 6) nicht aus, um das Relais (5) im gewünschten Einschaltzustand zu halten oder es einzuschalten. Gleichzeitig übersteigt jedoch die Spannung an der Zenerdiode (Z) deren Zenerspannung, so daß nun der für das Relais (5) nötige Strom über den Schaltzweig (8) zum Relais (5) fließt. Der Strom (I 2) am Ausgang des Gleichrichters (2) teilt sich also in einen kleinen Teilstrom (I 6) für den Mikrocomputer (6) und in den über die Zenerdiode (Z) direkt zum Relais (5) fließenden Teilstrom auf.

Werden vom Mikrocomputer (6) gleichzeitig sowohl das LED-Display (4) als auch das Relais (5) abgeschaltet, dann wird der Transistor (T) über den Widerstand (R 3) leitend geschaltet und die Zenerdiode (Z) führt Strom. Es fließt weiterhin der Speisestrom (I 6) für den Mikrocomputer (6). Der eingeprägte Strom (I 2) kann abfließen. Es sind dadurch unerwünschte Spannungsanstiege vermieden.

Claims (7)

1. Elektronisches Schaltgerät mit einem Kondensatornetzteil, das einer Verbraucherschaltung einen Strom aufprägt, die mehrere von einer Steuerschaltung einzeln schaltbare Stromverbraucher, wie beispielsweise eine Anzeigebaugruppe, ein Relais und eine Steuerschaltung, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Stromverbraucher (4, 5) in Reihe geschaltet sind, daß parallel zu jedem dieser Stromverbraucher (4, 5) ein Schaltzweig (7, 8) geschaltet ist, daß der Schaltzweig (7, 8) nichtleitend ist, wenn durch den ihm parallelen - eingeschalteten - Stromverbraucher (4, 5) ein Strom fließt, der auch für den anderen Stromverbraucher (5, 4) ausreicht, und daß der Schaltzweig (7, 8) einen für den anderen Stromverbraucher (5, 4) ausreichenden Strom führt, wenn durch den ihm parallelen Stromverbraucher (4, 5) kein Strom oder ein Strom fließt, der alleine für den anderen Stromverbraucher (5, 4) nicht ausreicht.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß solche der Stromverbraucher (4, 5) in Reihe geschaltet sind, die einen vergleichsweise hohen Strombedarf haben.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stromverbraucher (6) kleineren Strombedarfs parallel zu Stromverbrauchern (4) größeren Strombedarfs geschaltet sind.

4. Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzweige (7, 8) so hintereinandergeschaltet sind, daß der vom Kondensatornetzteil (1) gelieferte Strom (I 2) auch dann fließt, wenn die in Reihe geschalteten Stromverbraucher (4, 5) keinen Strom führen.

5. Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einem der Schaltzweige (8) ein von der Steuereinrichtung (6) gesteuerter Schalter (T) vorgesehen ist und daß dieser Schalter (T) zugleich Ein-Ausschalter für den ihm parallelgeschalteten Stromverbraucher (5) ist, wobei er diesen durch Kurzschließen abschaltet.

6. Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem der Schaltzweige (7) eine Zenerdiode (Z) vorgesehen ist.

7. Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jedem der Schaltzweige (7, 8) ein Siebkondensator (C 2, C 3) geschaltet ist.