SWITCH DEVICE WITH TWO TERMINALS

Abstract: 1. Switching arrangement having a first connecting terminal (1) for an outer conductor of the supply system and a second connecting terminal (2) for a connecting conductor leading to the load, wherein the two connecting terminals (1 and 2) are bridged by an electrical switch (3) which is triggered by electronic elements (4, 5) which are connected to converter arrangements, characterised in that - the electrical switch (3) is triggered by an output stage element (4), of which the first terminal connecting member (43) is connected to the two connecting terminals (1, 2) by way of a first converter arrangement which rectifies the negative half-cycle of the supply voltage, - the output stage element (4) is connected to a control element (5), of which the first terminal connecting member (53) is connected to the two connecting terminals (1, 2) by way of a second converter arrangement which rectifies the positive half-cycle of the supply voltage, and - the second terminal connecting members (44 and 54) of the output stage element (4) and of the control element (5) are directly connected to the first connecting terminal (1) of the outer conductor as reference potential.

Description: Schaltanordnung mit 2-Le iteranschluss Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung mit zwei Anschlussklemmen, für einen Aussenleiter des Netzes und für eine Verbindungsleitung zum Verbraucher, wobei ein elektrischer Schalter die Anschlussklemmen über brUckt, der durch Elektronikglieder angesteuert wird, die mit Stromrichterschaltungen verbunden sind. Derartige Schaltanordnungen mit zwei Anschlussklemmen sind bekannt (Integrierte Schaltungen für industrielle Anwendungen, Datenbuch 1982/83, Siemens AG, Seite 383, Bild 3). Dabei wird ein elektrischer Schalter durch ein Steuerglied angesteuert. FUr den benötigten Gleichstrom reicht es dabei aus, wenn durch einen Stromrichter nur eine Netzhalbwelle gleichgerichtet wird. Während der zweiten Netzhalbwelle wird ein Vorschaltkondensator entladen. Dessen Entladestrom bleibt ungenutzt und trägt zur Verlustleistung bei. Wenn das Steuerglied durch weitere Elektronik ergänzt werden soll, beispielsweise wenn ein Dimmer mit einer Fernsteuerung gekoppelt werden soll, steigt der Gleich- strombedarf. Bei einer Vergrol3erung des Stromrichters und sonach auch seiner Vorschaltkapazität stiege Jedoch auch die Verlustleistung am Schutzwiderstand des Strom- richters proportional zur entnommenen Gleichstromleistung an. Ausserdem erhöhte sich der Raumbedarf zur Unterbringung der Bauteile des Stromrichters. Schaltergehäuse möchte man jedoch möglichst klein halten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltanordnung mit 2-Leiteranschluss zu entwickeln, die bei geringer Verlustleistung die Bauteile für den Gleichstrombedarf für eine leistungsstarke Elektronik in einem kleinen Raum unterzubringen gestattet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, - dass der elektrische Schalter durch ein Endstufen glied angesteuert wird, dessen erster Anschluss über eine erste Stromrichterschaltung mit der Anschluss klemme des Aussenleiters in Verbindung steht, die die negative Halbwelle der Netzspannung gleichrichtet, - dass das Endstufenglied mit einem Steuerglied in Ver bindung steht, dessen erster Anschluss über eine zweite Stromrichterschaltung mit der Anschlussklemme des Aussenleiters in Verbindung steht, die die posi tive Halbwelle der Netzspannung gleichrichtet und - dass die zweiten Anschlüsse des Endstufengliedes und des Steuergliedes mit der Anschlussklemme des Aussen leiters als Bezugspotential direkt verbunden sind. Die elektronische Schaltanordnung mit 2-Leiteranschluss nach der Erfindung erzeugt - im Vergleich zu bekannten Einrichtungen - bei gleichbleibender Verlustleistung eine doppelt so grosse Gleichstromleistung. Dabei wird auch der Entladungsstrom des Vorschaltkondensators zur Gleichrichtung benutzt. Die Versorgung weiterer elektronischer Schaltungseinrichtungen, wie Fernsteueremp fänger, kann dadurch gesichert werden. Der zusätzliche Raumbedarf im Schaltergehäuse für die Versorgung eines Fernsteuerempfängers ist nach der Erfindung gering. Die Netzspannung wird zur Erzeugung von Gleichstrom für die Elektronik effektiver ausgenützt, indem beide Halbwellen der Netzspannung genutzt werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Stromrichterschaltung zwischen der Anschlussklemme für den Verbraucher und dem Endstufenglied eine erste Diode und zwischen Aussenleiter und Endstufenglied einen ersten Speicherkondensator auf, die die negative Halbwelle der Netzspannung glätten. Die zweite Stromrichterschaltung weist zwischen der Verbraucherklemme und dem Steuerglied eine zweite Diode und zwischen Aussenleiter und Steuerglied einen zweiten Speicherkondensator auf, die die positive Halbwelle der Netzspannung glätten. Am ersten Anschluss des Endstufengliedes liegt dann ein zum Bezugspotential am zweiten Anschluss negatives Potential und am ersten Anschluss des Steuergliedes liegt ein zum Bezugspotential am zweiten Anschluss positives Potential an. Nach einer Ausgestaltung sind parallel zu den SpeicherkDndensatoren Zenerdioden angeordnet, die die Spannung an den Kondensatoren begrenzen. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind Endstufenglied und Steuerglied durch eine Transistorkopplung miteinander verbunden. Dabei ist ein Ausgang des Steuergliedes Uber einen ersten Transistor in Basis-Schaltung mit einem Eingang des Endstufengliedes verbunden und ein Ausgang des Endstufengliedes steht Uber einen zweiten Transistor in Basis-Schaltung mit einem Eingang des Steuergliedes in Verbindung. Die Basen der beiden Transistoren liegen am Bezugspotential. Diese Kopplung der Elektronikglieder Uber Transistoren hat den Vorteil, dass keine Schutzelemente benötigt werden, um Über- spannungen an der Elektronik zu vermeiden. Mit der Transistorkopplung ist es auch möglich, Steuerglied und Endstufenglied bei unterschiedlichem Potential zu betreiben. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der elektrische Schalter, der die Anschlussklemm#überbrUckt, ein Triac sein, mit dessen Gate ein Steuerausgang des Endstufengliedes in Verbindung steht. Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausftlhrungsbeispiels näher erläutert werden: Die Zeichnung zeigt das Schaltbild einer erfindungsgemässen Schaltanordnung. Die elektronische Schaltanordnung nach der Erfindung zum ferngesteuerten Schalten eines Dinners kommt mit zwei Anschlussklemmen 1 und 2 aus. An die erste Anschlussklemme 1 wird ein Aussenleiter der Hausinstalla- tion angeschlossen. Die zweite Anschlussklemme 2 nimmt eine Verbindungsleitung zum Verbraucher, beispielsweise einer Lampe auf. Eine Verbindung mit einem Mittelpunktleiter ist nicht vorgesehen, so dass die Schalt anordnung in Einbaudosen mit 2-Leiteranschluss, wie sie in Altbauten üblich sind, eingesetzt werden kann. Die Anschlussklemmen 1 und 2 überbrtlckt als elektrischer Schalter 3 ein Triac. Mit dem Gate des Triacs ist ein Endstufenglied 4 an seinem Steuerausgang 45 verbunden. Dieses Endstufenglied 4 enthält eine Phasenanschnittsteuerung, die die Helligkeit einer Lampe auf bekannte Weise dimmen kann. Zur Fernsteuerung eines solchen Dimmers bedarf es eines Steuergliedes 5, das einen Fernsteuerempfänger enthält. Das Steuerglied 5 ist mit dem Endstufenglied 4 durch eine Transistorkopplung verbunden. Ein Ausgang 51 des Steuergliedes 5 ist dazu über einen ersten Transistor 6 in Basis-Schaltung mit einem Eingang 42 des Endstufengliedes 4 verbunden. Entsprechend ist ein Ausgang 41 des Endstufengliedes 4 Uber einen zweiten Transistor 7 in Basis-Schaltung mit einem Eingang 52 des Steuergliedes 5 verbunden. Die Basen der Transistoren 6 und 7 stehen mit der Anschlussklemme 1 und sonach mit dem Netz in Verbindung. Die Versorgung des Endstufengliedes 4 und des Steuergliedes 5 mit Gleichspannung wird durch den Einsatz von Kondensatornetzteilen als Stromrichterschaltungen gewährleistet. Der erste Anschluss 43 des Endstufengliedes 4 steht mit den Anschlussklemmen 1 und 2 des Aussenleiters und des Verbrauchers über eine negative Stromrichterschaltung, die nur die negative Halbwelle der Netzspannung gleichrichtet, in Verbindung. Diese weist eine erste Diode 12 auf, die in Serie mit einem Vorschaltkondensator 20 und einem ohmschen Schutzwiderstand 21 an ihrer Kathode mit der Anschlussklemme 2 in Verbindung steht,sowie eine Parallelschaltung aus einem ersten Sreicherkondensator 8 und einer ersten Zenerdiode 9, die mit der Anschlussklemme 1 verbunden sind. Der erste Anschluss 53 des Steuergliedes 5 steht mit den Anschlussklemmen 1 und 2 nach der Erfindung über eine positive Stromrichterschaltung, die nur die positive Halbwelle der Netzspannung gleichrichtet, in Verbindung. Diese weist eine zweite Diode 13 auf, die in Serie mit dem Vorschaltkondensator 20 und dem ohmschen Schutzwiderstand 21 an ihrer Anode mit der Anschlussklemme 2 in Verbindung steht, sowie eine Parallelschaltung aus einem zweiten Speicherkondensator 10 und einer zweiten Zenerdiode 11, die mit der Anschlussklemme 1 verbunden sind. Die zweiten Anschlüsse 44 und 54 des Endstufengliedes 4 und des Steuergliedes 5 sind direkt mit der Anschlussklemme 1 des Aussenleiters verbunden. Das Netzpotential dient sonach als Bezugspotential. Bei der Scbaltanordnung nach der Erfindung werden zur Versorgung des Endstufengliedes 4 und des Steuergliedes 5 mit Gleichspannung statt nur eine Halbwelle beide Halbwellen der Netzspannung genutzt und es entstehen eine positive und eine negative Gleichspannungsquelle. Wenn die Ausgänge 41 und 51 des Endstufengliedes 4 und des Steuergliedes 5 nicht als Stromquellen ausgebildet sind, können den Emittern der Transistoren 6 und 7 ohmsche Widerstände 14 und 15 vorgeschaltet werden. Wenn die Eingänge 42 und 52 des Endstufengliedes 4 und des Steuergliedes 5 eine interne Schwellenspannung nicht aufweisen,können sie mit den jeweils zugeordneten Stromrichterschaltungen über ohmsche Viderstände 16 und 17 zur Erzeugung einer Grundschwelle verbunden werden. Mit der Anschlussklemme 2 für den Verbraucher steht ein Synchronisationsausgang 46 des Endstufengliedes 4 über einen ohmschen Widerstand 18 in Verbindung. Dadurch wird eine Phasenverschiebung zwischen der Spannung an Klemme 1 und der Spannung an Klemme 2 verhindert. Eine Drosselspule 19 soll den Verbraucher an der Anschlussklemme 2 schützen. Zur Funkentstörung ist ein weiterer Konden- sator 22 parallel zum Triac angeordnet. 6 Patentansprüche 1 Figur Liste der Bezugszeichen 1 Anschlussklemme für Aussenleiter 2 Anschlussklemme für Verbindungsleitung zum Verbraucher 3 elektrischer Schalter 4 Endstufenglied mit Phasenanschnittsteuerung 5 Steuerglied mit Fernsteuerempfänger 6 Transistor der Transistorkopplung von Steuerglied mit Endstufenglied 7 Transistor der Transistorkopplung von Endstufenglied mit Steuerglied 8 Speicherkondensator der negativen Stromrichter schaltung 9 Zenerdiode der negativen Stromrichterschaltung 10 Speicherkondensator der positiven Stromrichter schaltung 11 Zenerdiode der positiven Stromrichterschaltung 12 Diode der negativen Stromrichterschaltung 13 Diode der positiven Stromrichterschaltung 14 ohmscher Vorschaltwiderstand des ersten Transistors 15 ohmscher Vorschaltwiderstand des zweiten Transistors 16 ohmsoher Widerstand zur Erzeugung einer Grundschwelle am Eingang des Endstufengliedes 17 ohmscher Widerstand zur Erzeugung einer Grundschwelle am Eingang des Steuergliedes 18 ohmscher Widerstand in der Synchronisationsleitung 19 Drosselspule 20 Vorschaltkondensator 21 ohmscher Schutzwiderstand 22 Kondensator zur Funkentstörung 41 Ausgang des Endstufengliedes 42 Eingang des Endstufengliedes 43 Anschluss des Endstufengliedes für die negative Spannungsquelle 44 Anschluss des Endstufengliedes für das Bezugspotential 45 Steuerausgang des Endstufengliedes 46 Synchronisationsausgang des Endstufengliedes 51 Ausgang des Steuergliedes 52 Eingang des Steuergliedes 53 Anschluss des Steuergliedes für die positive Spannungs quelle 54 Anschluss des Steuergliedes für das Bezugspotential

Claims: PatentansprUche 1. Schaltanordnung mit zwei Anschlussklemmen (1 und 2) für einen Aussenleiter des Netzes und für eine Verbindungsleitung zum Verbraucher, wobei ein elektrischer Schalter (3) die Anschlussklemien (1 und 2) Uberbrückt, der durch Elektronikglieder angesteuert wird, die mit Stromrichterschaltungen verbunden sind, d a d u r c h gekennzeichnet, - dass der elektrische Schalter (3) durch ein Endstufen glied (4) angesteuert wird, dessen erster Anschluss (43) über eine erste Stromrichterschaltung mit der Anschlussklemme (1) des Aussenleiters in Verbindung steht, die die negative Halbwelle der Netzspannung gleichrichtet, - dass das Endstufenglied (4) mit einem Steuerglied (5) in Verbindung steht, dessen erster Anschluss (53) über eine zweite Stromrichterschaltung mit der Anschluss klemme (1) des Aussenleiters in Verbindung steht, die die positive Halbwelle der Netzspannung gleich richtet und - dass die zweiten Anschlüsse (44 und 54) des Endstufen gliedes (4) und des Steuergliedes (5) mit der An schlussklemme (1) des Aussenleiters als Bezugspotential direkt verbunden sind. 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als erste Stromrichterschaltung zwischen der Anschlussklemme (2) fiir den Verbraucher und dem ersten Anschluss (43) des Endstufen gliedes (4) eine erste Diode (12), die an ihrer Kathode mit der Anschlussklemme (2) in Verbindung steht, und zwischen der Anschlussklemme (1) für den Aussenleiter und dem ersten Anschluss (43) ein erster Speicherkondensator (8) angeordnet sind, die die negative Halbwelle der Netzspannung gleichrichten. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t , dass als zweite Stromrichterschaltung zwischen der Anschlussklemme (2) für den Verbraucher und dem ersten Anschluss (53) des Steuergliedes (5) eine zweite Diode (13), die an ihrer Anode mit der Anschlussklemme (2) in Verbindung steht,und zwischen der Anschlussklemme (1) für den Aussenleiter und dem ersten Anschluss (53) ein zweiter Speicherkondensator (10) angeordnet sind, die die positive Halbwelle der Netzspannung gleichrichten. 4. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Endstufenglied (4) und das Steuerglied (5) durch eine Transistorkopplung aus zwei Transistoren (6 und 7) in Basis-Schaltung verbunden sind, deren Basen mit der Anschlussklemme (1) verbunden sind. 5. Schaltanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als elektrischer Schalter (3) ein Triac die Anschlussklemmen (1 und 2) überbrückt und ein Steuerausgang (45) des Endstufengliedes (4) mit dem Gate des Triacs in Verbindung steht. 6. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass parallel zu den Speicherkondensatoren (8,10) zur Spannungsbegrenzung Zenerdioden (9,11) angeordnet sind.

Inventors: OTT, HANS, STIEGLBAUER, WALTER
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1985
Main classification: H05B39
IPC codes: H05B39, H02M5