DE1929882B2 - Schaltungsanordnung zur funkenentstoerung bei phasenanschnittsteuerungen - Google Patents

Description

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261 064 bzw. französischen Patentschrift 1 483 497 eine F i g. 4 ist eine grafische Darstellung des Stromver-Anordming zur Funkentstörung von Thyristorschal- lauf es in der Drossel in bezug auf den Ausgleichsvortungen bekannt, wonach ein aus der Sekundäiwicklung gang entsprechend der erfindungs£emäßen Schaltung eines Impulstransformators und einei^ Kondensator bei minimaler und bei maximaler Belastung des Gegebildeter Parallelschwingkreis eine solche Dämpfung 5 rates, und

besitzt, daß nach erfolgter Zündung einer bidirek- F i g. 5 ist eine grafische Darstellung des Stromvertionalen Thyristordiode der Laststrom nur mit einer laufes im Ä-C-Glied als Funktion der Zeit. geringen Anstiegsgeschwindigkeit in Form eines In der Schaltung der F i g. 1 -werden in der Sperr- § aperiodischen Fmschwingvorganges einsetzt. Der Fer- phase des Triacs 1 der Kondensator 2 sowie der Konrit-Kern der Drossel hat hierbei eine so hohe Eigen- io densator 3 des Ä-C-Gliedes aufgeladen. Da der Ersatz- § dämpfung, daß das erste Stromminimum nach dem widerstand für das Netzwerk, bestehend aus Konden-Leitendwerden des Thyristors dessen Haltestrom nicht sator 2, Kondensator 3 und Ohmscher Widerstand 4, H unterschreitet. Dadurch werden zwar keine äußeren groß gegen den Wert des Lastwiderstandes und der || Dämpfungsmaßnahmen notwendig, dafür ist aber die Widerstand 4 niederohmig ist, erreichen beide Kon-1; Drossel relativ aufwendig. Durch die verringerte 15 densatoren praktisch die Augenblickswerte der Netzf Stromanstiegsgeschwindigkeit werden allerdings auch spannung. Sobald der Triac 1 durch einen Zündimpuls ja die Störspannungen im Frequenzbereich ΜηΧττ 1 Milz leitend geworden ist, beginnt der Ausgleichsvorgang, niedrig gehalten, jedoch wird der in den neuen Bestim- Spannung und Strom können am Verbraucherwidermungen angegebene Bereich von 150KHz nicht er- stand erst ansteigen, wenn der Kondensator 2 seine reicht. 20 Spannung (Ladung) vermindert. Die Spannungsände-AJgubc der Erfindung ist es ,Funkstörungen von rung des Kondensators 2 erfolgt durch eine Schvvin-Phascnanschnittsteuerungen so weit zu vermindern, gung der Frequenz daß das zu entstörende Gerät den einschlägigen Vorschriften entspricht, so daß sowohl die unteren Fre- * ]__..

quenzen bis in den Bereich von 150 kHz als auch die 25 γ^ς oberen Frequenzen bis 300MHz entstört werden.
Dabei ist das begrenzte Bauvolumen für die Stör-

elemcnte und deren Unterbringung zu berücksichtiger Das Netzwerk aus der Drossel 5 (L), dem Kondenwonach die Entstörschaltung Platz in einem Gerät fin- sator 2 (C) und dem Ohmschen Widerstand der Drossel den soll, daß zum Einbau in üblichen Unterputzdosen, 30 wird so ausgelegt, daß die erste Amplitude des Stromes wie sie in Wohnungen und Haushalten verwendet wer- in der Drossel 5 bzw. im Kondensator 2 etwa so groß den, geeignet ist. Außerdem soll auch ein Kern geringer ist, wie der maximale Strom des Verbrauchers6 (Last). Eigendämpfung, z. B. Ferrit-Kern, Anwendung finden Die Schwingung wird durch die Widerstände in der können. Netzzuleitung, dem Verbraucherwiderstand, dem Ohm-Die Aufgabe v.ird ausgehend von der zuletzt ge- 35 sehen Widerstand der Drossel, den Wirbelströmen im nannten Anordnung zur Funkentstörung dadurch ge- Eisenkern der letzteren und dem Widerstand 4 gelöst, daß parallel zu dem Kondensator ein Λ-C-Glied dämpft. Die Dämpfung läßt sich durch eine geeignete geschaltet ist derart, daß sich im Einschaltaugenblick Kombination von Widerstand 4 und Kondensator 3 des Halbleiterschalters dem Schwingkreisstrom der für alle bei Phasenanschnittsteuerungen vorkommenexponentiell abklingende Strom durch das Λ-C-Glied 40 den Anwendungen dimensionieren. Die Kombination überlagert, wobei der Haltestrom des Halbleiterschal- von Widerstand 4 und Kondensator 3 hat außer ihrer ters selbst bei Verwendung einer Drossel mit Ferritkern Wirkung als Dämpfung jedoch noch eine zweite Eigenoder einem anderen Material geringer Eigendämpfung schaft, die ihre Wirksamkeit unterstützt. Die Zeitkonzu keinem Zeitpunkt unterschritten wird. stante für die Entladung des Kondensators 3 läßt sich Die Erfindung sieht noch eine zweckmäßige Weiter- 45 nämlich so einstellen, daß die Kombination auch dann bildung darin, daß das Λ-C-Glied durch ein oder noch einen Reststrom liefert, wenn der Strom im mehrere Λ-C-Glieder ergänzt ist, wobei jedes zusatz- Parallelschwingkreis sich seinem Minimum nähert, liehe Λ-C-Glied dem Kondensator des vorhergehenden Durch die Überlagerung dieses Stromes zum Strom in Λ-C-Gliedes parallel geschaltet ist. der Drossel 5 bzw. im Thyristor (Triac 1) kann ein Eine andere zweckmäßige Weiterbildung besteht 50 Unterschreiten des Haltestromes während des Ausdarin, daß das R-C-GWqA durch weitere ihm parallel gleichsvorganges sicher vermieden werden, geschaltete einfache Λ-C-Glieder ergänzt wird. In den Stromdiagrammen der F i g. 4 und 5 sind die Durch die Verwendung mehrerer Λ-C-Glieder klingt Ströme in Drossel bzw. Kondensator 3 als Funktion der überlagerte Strom nicht einfach exponentiell ab, der Zeit dargestellt. Man erkennt, daß das R-C-Ghed, sondern er kann als Summenfunktion mehrerer ex- 55 das ist der Widerstand 4 und d^r Kondensator 3, noch ponentiell abklingender Ströme gebildet werden. Auch einen Uberlagerungsstrom liefert, während der Drosdurch diese werden noch günstigere Dämpfungsver- selstrom seine Kleinstwerte durchläuft. Dieser Strom hältnisse erreicht, wobei bei zusätzlichen Λ-C-Gliedern ist dem Drosselstrom überlagert. Wenn der Drosseldennoch günstige Raumverhältnisse erzielt werden. strom bei olwa 50 μβ sein Minimum erreicht, werden In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Schal- 60 durch den Kondensator 3 noch etwa 0,4 A überlagert, tungsanordnurig in drei Ausführungsbeispielen und wobei die Gefahr eines Unterschreitens des Haltezwei Stromdiagrammen dargestellt: stromes des Triacs 1 (übliche Werte 5 bis 50 mA) nier-

F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem durch wirksam vermieden wird. .

parallel zum Kondensator geschalteten Λ-C-Glied; In F i g. 2 ist eine Variante zur Schaltung der Ir ig. J

F i g. 2 zeigt das durch eine oder mehrere Λ-C-Glie- 65 dargestellt. Das Λ-C-Glied, bestehend aus dem wioer-

der ergänzte Λ-C-Glied; stand 4 und dem Kondensator 2 ist durch eine

Fig 3 zeigt das durch weitere parallelgeschaltete Λ-C-Kette, bestehend aus den Gliedern von wraw

einfache Λ-C-Glieder ergänzte Λ-C-Glied; stand7 und Kondensator8 sowie Widerstand* unu

Kondensator 10, oder weiteren in gleicher Weise angeordneten Λ-C-Gliedern ergänzt. Diese Anordnung läßt eine Veränderung des Stromverlaufes des Stromes zu, der dem Drosselstrom überlagert wird. Hierdurch können noch Verbesserungen im zeitlichen Ablauf des Ausgleichsvorgangs erzielt werden.

Das gleiche gilt für die nächste Variante in der F i g. 3. Hier ist das R-C-G\ied, bestehend aus dem Widerstand 4 und dem Kondensator 2, durch weitere parallelgeschaltete R-C-GUeder, nämlich die Widerstände 11 und 13 und die Kondensatoren 12 und 14 ergänzt. Dabei sind die einzelnen 7?-C-Glieder zu dem ersten R-C-Glied parallel geschaltet.

Es ist weder gemäß Schaltung 2 noch gemäß Schaltung 3 erforderlich, daß die einzelnen Kondensatoren oder Widerstände gleich groß sind. Der Kondensator 2 kann gegenüber den Kondensatorelementen üblicher Schaltungen vergrößert werden.

Da die Dämpfung durch eine geeignete Dimensionierung für alle praktischen Anwendungen, unabhängig vom Drossel-Magnetwerkstoff, eingestellt werden kann und ein Unterschreiten des Halbleiterbauelemenl-Haltestromes (Thyristor oder Triac) durch die Überlagerung eines zweiten Stromanteiles vermieder wird, bieten sich in der Entwicklung von Funkentstör-Baugruppen wirtschaftliche Vorteile an. Durch dif Vergrößerung des Kondensators 2 wird eine weitere Verminderung der Stöispannung erreicht. Bisher konnten derartige Verminderungen nur noch durch Kettenfilter erzielt werden. Die Dämpfung kann durch die Kombination von Widerstand 4 und Kondensator 2 vorbestimmt werden, so daß die Wahl des Magnet-Werkstoffes für den Kern der Drossel nicht mehr ausschlaggebend ist. Es können also für den Drosselkern sowohl Ferrit-Werkstoffe mit als auch ohne Luftspali verwendet werden. Außerdem können für die Drossel Ferrit-Massekerne eingesetzt werden.

Das Bauvolumen für die Funkentstörbauelemente ist nunmehr bedeutend kleiner als bei bisher bekannter Schaltungen, was sich insbesondere auf die Erstellungskosten auswirkt, da auf hochwertige Magnetmaterialien verzichtet werden kann.

Vor allem können mit dieser Schaltung Geräte ausgerüstet werden, die in übliche Unterputzdosen, wie sie in Wohnungen oder Haushalten verwendet werden, eingebaut werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 eine Vorrichtung zur Dämpfung von Funkstörungen Patentansprüche: bei Vorhandensein von Drosseln mit Ferritkern und bei Anwendung von Thyristoren bekanntgeworden,

1. Schaltungsanordnung zur Funkentstörung bei wobei eine Entstörung durch Fehlen entsprechender Phasenanschnittsteuerungen für elektrische Ver- 5 Kondensatoren nicht oder nur sehr gering eintritt. Ein braucher, z. B. Glühlampen, Leuchtstofflampen, vorhandenes Ä-C-Glied dient lediglich zur Verminde-Heizgeräte, Motoren u. dgl., wobei die Last mit rung der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit an den einem Halbleiterschalter und einer Drossel in Reihe Thyristoren, wenn diese vom leitenden in den sperrenliegt und parallel zu Halbleiterschalter und Drossel den Zustand übergehen.

ein Kondensator geschaltet ist, dadurch ge- io Eine andere geeignete Art, Funkstörungen und kennzeichnet, daß parallel zu dem Konden- Phasenanschnittsteuerungen zu vermindern, ist in der sator (2) ein .R-C-GIied (3, 4) geschaltet ist, derart, Verringerung der Stromanstiegsgeschwindigkeit des daß sich im Einschaltaugenblick des Halbleiter- Laststromes zu sehen. Diesen Schaltungen gemeinsam schalters (1) dem Schwingkreisstrom der expouen- ist die Anordnung eines Schwingkreises. Der Triac vertiell abklingende Strom durch das Ä-C-Glied (3, 4) ig ursacht, wenn er leitend wird, einen Ausgleichsvorgang überlagert, wobei der Haltestrom des Halbleiter- im Parallelschwingkreis (L-C), wobei die Stromanschalters(l) selbst bei Verwendung einer Drossel (5) Stiegsgeschwindigkeit des Verbraucherstromes nicht mit Ferritkern oder einem anderen Material gerin- mehr von derEinschaltzeit des Thyristors, sondern von ger Eigendämpfung zu keinem Zeitpunkt unter- den Schwingkreisdaten bestimmt wird. Für eine wirschritten wird. ao kungsvclle Auslegung des Parallelschwingkreises sollte

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- der Strom in der Schwingkreismasche etwa gleich groß durch gekennzeichnet, daß das Ä-C-Glied (3, 4) sein wie der Verbraucherstrom. Der Kleinstwert des durch ein oder mehrere Λ-C-GIieder (7,8; 9,10) er- durch den Triac fließenden Stromes darf jedoch den gänzt ist, wobei jedes zusätzliche Λ-C-Glied dem Haltestrom dos Triacs nicht unterschreiten, da dieser Kondensator des vorhergehenden Ä-C-Gliedes 25 sonst seine Leitfähigkeit verliert. Die Dämpfung des parallel geschaltet ist. Parallelschwingkreises wird daher in der Regel so di-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- mensioniert, daß ein Uberschwingen bis auf Werte durch gekennzeichnet, daß das Ä-C-Glied (3, 4) unterhalb des Haltestromes des Triacs vermieden wird, durch weitere ihm parallel geschaltete einfache Der Laststrom ist die Differenz der Ströme von Kon-Ä-C-Glieder (11, 12; 13, 14) ergänzt wird. 30 densator und Drossel. Er wird daher durch die

Schwingkreisdaten vorgegeben. Die Anstiegsgeschwindigkeit wird hierdurch erheblich vermindert. Mit der Verringerung der Stromanstiegsgeschwindigkeit wer-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur den dann aucl. die Störspannungen, besonders im Fre-Funkentstörung bei Phasenanschnittsteuerungen für 35 quenzbereich, unter 1 MHz, niedrig gehalten, wodurch elektrische Verbraucher, z. B. Glühlampen, Leucht- das Entstehen von Störungen auf zulässige Werte bestofflampen, Heizgeräte, Motoren u. dgl., wobei die grenzt wird.

Last mit einem Halbleiterschalter und einer Drossel in Eine hierfür bekannte Schaltungsanordnung (SCR-

Reihe liegt und parallel zu Halbleiterschalter und Manual der General Electric

4. Ausgabe 67, S. 335, Drossel ein Kondensator geschaltet ist. 40 Fig. 16.5) zeigt ein spezielles Ä-C-Glied, das zwar zum

In Phasenanschnittsteuergeräten finden als Stell- Triac parallel aber zur Kapazität in Reihe geschaltet glieder bei Wechsel- und Mehrphasenschaltungen vor- ist. Bei dieser Schaltung ist der Ohmsche Widerstand so zugsweise Thyristoren oder Triacs Anwendung. Nach niederohmig, daß ein schon vorhandener zweiter Konerfolgter Zündung des Thyristors oder Triacs erfährt densator in der Sperrphase des Triacs praktisch nicht der Verbraucherstrom eine außerordentlich große An- 45 geladen wird. Sobald der Triac leitend wird, gibt es Stiegsgeschwindigkeit, die die Funkstörungen verur- aber auch hier einen Ausgleichsvorgang. Der Kondensacht. Sie liegt in einem Breitenspektrum von Ober- sator erhält während einer kurzen Zeit eine gewisse wellen begründet, so daß der allgemeine Funkdienst, Ladung; der Ohmsche Widerstand, der nur während Hörfunk und Fernsehempfang dadurch stark beein- des Ausgleichsvorgangs wirksam ist, dient als zusätzträchtigt wird. Die zulässigen Funkstörspannungen 50 liehe Dämpfung. Mit Hilfe dieser Schaltung ist es zwar und die Störfeldstärke sind durch Vorschriften ge- möglich, jeden Magnetwerkstoff für den Kern der regelt. Eine solche Vorschrift besagt, daß elektrische Drossel zu verwenden, da die Dämpfung durch geeig-Geräte oder Einrichtungen, die elektromagnetische nete Wahl von den beiden Kondensatoren und dem Schwingungen im Bereich von 150 kHz bis 300 MHz er- Ohmschen Widerstand für den jeweiligen Fall dimenzeugen, nur dann in Betrieb genommen werden dürfen, 55 sioniert werden kann.

wenn sie den VDE-Bestimmungen 0875/7.71 betreffend Dieser bekannten Schaltung haftet jedoch der Nach-

die Begrenzung der Funkstörungen genügen. teil an, daß eine Vergrößerung der Drossel und des

Es ist zwar bekannt, Entstörungsmaßnahmen durch einen Kondensators zwar die Funkstörspannung verAnwendung von Drossel- und Kondensatorgliedern ringert; da hierbei aber die beiden Kondensatoren in durchzuführen, doch erweisen sich diese nur im hohen 60 Reihe geschaltet sind, ist die wirksame Kapazität der-Frequenzbereich als wirksam und lassen bei Frequen- selben immer kleiner als die kleinste Kapazität in der zen unterhalb 1 MHz, d. h. im Mittel- und Langwellen- Kette. Zur Erzielung einer bestimmten Funkentstörung bereich, die notwendige Wirksamkeit vermissen. Die müssen daher verhältnismäßig große Kondensatoren hier und da erfolgreich verwendeten mehrgliedrigen verwendet werden, für die in Geräten, deren Bau-Filter (deutsche Auslegeschrift 1 258 489) sind für den 65 volumen begrenzt ist, der Platz zum Einbau insbesonvorliegenden Zweck zu aufwendig. Dieses hat sich als dere in üblichen Unterputzdosen, wie sie z. B. in Hindernis für eine Anwendung erwiesen. Wohnungen und Haushalten Verwendung finden, fehlt.

Nach der französischen Patentschrift 1473 038 ist Schließlich ist nach der österreichischen Patentschrift