DE3613288C1 - Circuit arrangement for low-loss switching of high powers in the case of proportional regulators and two-point regulators - Google Patents
Circuit arrangement for low-loss switching of high powers in the case of proportional regulators and two-point regulatorsInfo
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- DE3613288C1 DE3613288C1 DE19863613288 DE3613288A DE3613288C1 DE 3613288 C1 DE3613288 C1 DE 3613288C1 DE 19863613288 DE19863613288 DE 19863613288 DE 3613288 A DE3613288 A DE 3613288A DE 3613288 C1 DE3613288 C1 DE 3613288C1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
- H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum
verlustarmen Schalten großer Leistungen bei Proportional-
und Zweipunktreglern, unter Verwendung eines Halbleiter
schalters, der durch einen ersten Schaltvorgang den Last
strom einschaltet und zum ersten Schaltvorgang zeitver
zögert mit einem den Laststrom übernehmenden mechanischen
Schalter überbrückbar ist, bei der die Ansteuerung des
Halbleiterschalters mittels eines integrierten Nullspan
nungstriggers erfolgt, der mit in den Nulldurchgangs
phasen des Wechselstroms abgegebenen Steuerimpulsen an
steuerbar ist und bei der die Steuerimpulse an eine Zeit
stufe leitbar sind, die einen definierten zeitverzögerten
statischen Ausgangsimpuls abgibt, der den durch ein Re
lais gebildeten mechanischen Schalter einschaltet und
bei der die Zeitstufe einen Rücksetzeingang aufweist,
der mit dem Ausgang eines Komparators verbunden ist,
der durch Soll-Istwertvergleich das Relais vor dem Aus
schalten des Halbleiterschalters zum Abfallen bringt.
Bei einer bekannten Schaltungsanordnung dieser Art
(DE-PS 32 36 733) erfolgt das Einschalten des Last
stroms über einen durch einen Nullspannungstrigger
ansteuerbaren ersten Halbleiterschalter und in den
Stromflußphasen erfolgt vermittels eines statischen
Ausgangssignals des Nullspannungstriggers zeitverzögert
die Ansteuerung eines zweiten Halbleiterschalters, der
seinerseits einen mechanischen Schalter zur Über
brückung des ersten Halbleiterschalters während der
Restdauer der Stromflußphase schließt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die in ihrer
Anwendungsmöglichkeit über den bekannten Stand der
DE-PS 32 36 733 hinausgeht. Insbesondere soll die
Schaltungsanordnung nicht nur bei Zweipunktreglern
sondern auch bei Proportionalreglern angewendet werden
können.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe gelöst durch die An
ordnung eines Nullspannungstriggers mit Sägezahngenerator,
dessen Ausgang mit Auftreten des ersten Zündimpulses eine
externe Zeitverzögerungsstufe synchronisiert, die mit
vorbestimmter Verzögerungszeit die parallel zum Halbleiter
schalter liegenden Relaiskontakte schließt und daß ein
externer Komprator vorgesehen ist, der mit den Soll-
Istwertpegeln des Nullspannungstriggers derart ver
schaltet ist, daß das Ausgangssignal des Komparators
vor dem zum ersten Aussetzen der Halbleiterschalterimpulse
führenden Soll-Istwertvergleich des Nullspannungstriggers
eine zum voreilenden Öffnen der Relaiskontakte führende
Zustandsänderung erfährt. Zweckmäßig dient dabei als
Halbleiterschalter ein Triac. Dem mit definierten Ampli
tuden arbeitenden Proportionalband des Nullspannungs
triggers sind durch den Sägezahngenerator Signale mit
für den jeweiligen Anwendungsfall erforderlicher Perio
dendauer aufmodulierbar, die zu einer sehr guten Annäherung
von Ist- und Sollwert führen. In grafischer Darstellung
bilden die eingeregelten Istwerte fast eine Gerade.
Komparatoren und Zeitstufen sind grundsätzlich
bekannte Schaltungselemente (EP 00 34 448 A2).
In Ausgestaltung der Schaltungsanordnung ist das
Zeitmaß für die voreilende Öffnung der Relaiskontakte
vor dem Ausschalten des Halbleiterschalters durch die
Anordnung eines Widerstandes R 1′ im Istwert-Zweig des
Nullspannungstriggers bestimmbar. Zweckmäßig kann er als
unveränderlicher oder veränderlicher Widerstand ausge
bildet sein. Bei Verwendung der Schaltungsanordnung in
Zweipunktreglern wird der Sägezahngenerator nicht benö
tigt.
Eine Schaltungsanordnung ist in der Zeichnung verdeut
licht. Hierin bedeutet
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung
und
Fig. 2 eine grafische Darstellung von Ist-Sollwerten
bei einer Schaltungsanordnung.
In den Figuren ist mit 1 ein Nullspannungstrigger bezeichnet.
Der Nullspannungstrigger 1 gibt während der Stromflußab
schnitte in den Nulldurchgangsphasen Steuerimpulse ab,
die einen als Halbleiterschalter dienenden Triac 2 durch
schalten. Durch den eingeschalteten Triac 2 kann der Last
strom über die Last nach L und N abfließen. Gleichzeitig
gibt der Nullspannungstrigger 1 einen Steuersimpuls an eine
Zeitstufe 3, die mit exakt vorbestimmter Verzögerungs
zeit einen Ausgangsimpuls an eine mit den Kontakten 4
parallel zum Triac 2 liegende Relaiswicklung 5 abgibt,
unter dessen Einfluß die Relaiskontakte 4 geschlossen
werden. Dabei wird der Triac 2 überbrückt, so daß der
Laststrom über die Relaiskontakte 4 abfließt. Dadurch
ist sichergestellt, daß das verzögert betätigte Relais
4, 5 den vom Triac 2 zunächst geschalteten Laststrom
übernimmt. Mit 6 ist ein externer Komparator bezeichnet,
der mit den U-Soll- und U-Ist-Eingängen am Nullspannungs
trigger 1 in Verbindung steht. Durch Soll-Istwertvergleich
des Komparators 6 ist die Zeitstufe 3 zurücksetzbar, um
die Relaiswicklung 5 zum Trennen der Relaiskontakte 4
spannungslos zu machen. Die Trennung der Relaiskontakte
4 erfolgt jeweils vor dem Abschalten des Triacs 2.
Der Komparator 6 und der Nullspannungstrigger 1 erhalten
eine Sägezahnspannung eines im Null
spannungstrigger untergebrachten Sägezahngenerators
moduliert. Diese Sägezahnspannung sorgt für kurz
hintereinander folgende Zündimpulse für den Triac, die
mit der Sägezahngenerator-Frequenz in Abhängigkeit der
Differenz zwischen Soll- und Istwert unterbrochen wer
den, wodurch wie Fig. 2 zeigt, U-Ist an U-Soll weit
gehend angenähert ist.
Die Istwerteingänge von Nullspannungstrigger 1 und
Komparator 6 beziehen, wie die Fig. 1 zeigt, auf
unterschiedliche Referenzspannungen UN und UK, deren
Differenz eine Zeit tA ergibt, um die das Relais 4, 5
vor dem Triac 2 abschaltet. Der Zeit-Wert tA ist von
der Steilheit der Sägezahnspannung abhängig. Bei Span
nungsgleichheit von U-Soll und UK ändert der Komparator
seinen Ausgangszustand und bewirkt über den Rücksetzvor
gang der Zeitstufe 3 das Abschalten des Relais 4, 5. Erst
mit Erreichen der Gleichheit von U-Soll und U-Ist erfolgt
dann die Abschaltung des Triacs 2. Mit 7 ist ein Istwert
fühler und 8 ein Sollwerteinsteller bezeichnet.
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zum verlustarmen Schalten großer
Leistungen bei Proportional- und Zweipunktreglern, unter
Verwendung eines Halbleiterschalters, der durch einen
ersten Schaltvorgang mit einem den Laststrom übernehmen
den mechanischen Schalter zeitverzögert überbrückbar
ist, bei der die Ansteuerung des Halbleiterschalters
mittels eines integrierten Nullspannungstriggers er
folgt, der mit in den Nulldurchgangsphasen des Wechsel
stroms abgegebenen Steuerimpulsen ansteuerbar ist und
bei der die Steuerimpulse an eine Zeitstufe leitbar
sind, die einen definierten zeitverzögerten statischen
Ausgangsimpuls abgibt, der den durch ein Relais gebil
deten mechanischen Schalter einschaltet und bei der die
Zeitstufe einen Rücksetzeingang aufweist, der mit dem
Ausgang eines Komparators verbunden ist, der durch Soll-
Istwert-Vergleich das Relais vor dem Ausschalten des
Halbleiterschalters zum Abfallen bringt, gekennzeichnet
durch die Anordnung eines Nullspannungstriggers (1) mit
Sägezahngenerator, dessen Ausgang mit Auftreten des ersten
Zündimpulses eine externe Zeitverzögerungsstufe (3) syn
chronisiert, die mit vorbestimmter Verzögerungszeit die
parallel zum Halbleiterschalter (2) liegenden Relais
kontakte (4) schließt und daß ein externer Komparator
(6) vorgesehen ist, dessen Eingänge mit den Soll-Istwertpegeln des
Nullspannungstriggers (1) beaufschlagt sind
und dessen Ausgang mit einem Rücksetzeingang
der Zeitstufe (3) verbunden ist, so daß durch
das Ausgangssignal des Komparators (6) noch vor dem zum er
sten Aussetzen der Halbleiterschaltimpuls führenden
Soll-Istwertvergleich des Nullspannungstriggers (1)
eine zum voreilenden Öffnen der Relaiskontakte (4)
führende Zustandsänderung bewirkt wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Halbleiterschalter durch einen Triac
(2) gebildet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Zeitmaß der voreilenden Öffnung der
Relaiskontakte (4) vor dem Ausschalten des Halbleiter
schalters durch die Anordnung eines Widerstandes R 1′
im Istwertzweig des Nullspannungstriggers (1) bestimm
bar ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Widerstand R 1′ als veränderlicher Wider
stand ausgebildet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei Verwendung in Zweipunktreglern der
Nullspannungstrigger (1) ohne Sägezahngenerator betrieben
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863613288 DE3613288C1 (en) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | Circuit arrangement for low-loss switching of high powers in the case of proportional regulators and two-point regulators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863613288 DE3613288C1 (en) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | Circuit arrangement for low-loss switching of high powers in the case of proportional regulators and two-point regulators |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3613288C1 true DE3613288C1 (en) | 1987-07-02 |
Family
ID=6299081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863613288 Expired DE3613288C1 (en) | 1986-04-19 | 1986-04-19 | Circuit arrangement for low-loss switching of high powers in the case of proportional regulators and two-point regulators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3613288C1 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0034448A2 (de) * | 1980-02-14 | 1981-08-26 | Claude Lyons Limited | Anordnung zum Steuern der Betätigung von Schalterkontakten |
DE3236733A1 (de) * | 1982-10-04 | 1984-04-05 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Schaltungsanordnung zum verlustarmen schalten grosser leistungen |
-
1986
- 1986-04-19 DE DE19863613288 patent/DE3613288C1/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0034448A2 (de) * | 1980-02-14 | 1981-08-26 | Claude Lyons Limited | Anordnung zum Steuern der Betätigung von Schalterkontakten |
DE3236733A1 (de) * | 1982-10-04 | 1984-04-05 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Schaltungsanordnung zum verlustarmen schalten grosser leistungen |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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