DE102008031244A1

DE102008031244A1 - Electrical circuit and home appliance

Info

Publication number: DE102008031244A1
Application number: DE200810031244
Authority: DE
Inventors: Armin Kiefer
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2010-01-07
Also published as: WO2010000767A1

Abstract

Eine elektrische Schaltung ist mit einem Wechselstromkreis und einem Gleichstromkreis ausgerüstet, wobei der Gleichstromkreis einen Gleichrichter aufweist, der eingangsseitig zu seiner Speisung mit dem Wechselstromkreis galvanisch verbunden ist. Der Gleichstromkries weist mindestens einen Sensor zur Messung eines Parameters des Wechselstromkreises auf, und der Gleichrichter ist ein Einweggleichrichter. Das Haushaltsgerät weist eine solche elektrische Schaltung auf. Die Kochstelle ist mit mindestens einem Kochfeld ausgerüstet, wobei die Kochstelle aufweist: eine induktiv Leistung übertragende Leistungsversorgung für ein auf dem Kochfeld angeordnetes Haushaltsgerät, einen Empfänger für die vom Haushaltsgerät induktiv ausgesandten Temperaturdaten und einen Regler zur Regelung der Leistungsversorgung auf der Grundlage der Temperaturdaten.An electrical circuit is equipped with an AC circuit and a DC circuit, wherein the DC circuit comprises a rectifier, which is the input side to its supply with the AC circuit is electrically connected. The DC crimp has at least one sensor for measuring a parameter of the AC circuit, and the rectifier is a half-wave rectifier. The household appliance has such an electrical circuit. The hotplate is equipped with at least one cooktop, the cooktop comprising: an inductive power transmitting power supply for a domestic appliance located on the cooktop, a receiver for the domestic appliance inductively emitted temperature data, and a controller for controlling the power supply based on the temperature data.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung mit einem Wechselstromkreis und einem Gleichstromkreis, der einen Gleichrichter aufweist, welcher eingangsseitig zu seiner Speisung mit dem Wechselstromkreis galvanisch verbunden ist, ein Haushaltsgerät, insbesondere Kochgeschirr, mit mindestens einer solchen Schaltung und eine Kochstelle für das Kochgeschirr.The The invention relates to an electrical circuit with an AC circuit and a DC circuit having a rectifier, which input side electrically connected to its supply with the AC circuit is, a household appliance, in particular cookware, with at least one such circuit and a cooking area for the cookware.

Bei der gattungsgemäßen elektrischen Schaltung können durch Isolationsfehler Ströme vom Wechselstromkreis (auch Fremdstromkreis genannt) in den Gleichstromkreis fließen. Dies ist insbesondere nachteilig, falls der Gleichstromkreis ein Messstromkreis ist, da dann die Messung verfälscht oder gar die Messschaltung zerstört wird.at the generic electrical circuit can due to insulation fault currents from the AC circuit (also called external circuit) into the DC circuit flow. This is particularly disadvantageous if the DC circuit a Measuring circuit is because then falsified the measurement or even the measuring circuit destroyed becomes.

In der elektrischen Messtechnik werden heutzutage üblicherweise Spannungen unter 10 V verwendet. Am meisten verbreitet ist derzeit die Verwendung einer Spannungsversorgung von 5 V, da auch die verbreiteten Mikroprozessoren damit betrieben werden können. Die Tendenz geht zu immer niedrigeren Spannungen, so werden heute auch Systeme mit ca. 3 V oder weniger eingesetzt. Sensoren in solchen Mess-Systemen liefern einen typischen Mess-Spannungshub von 1 V, 100 mV oder weniger. Die elektronischen Mess-Schaltungen werden zudem auf immer geringeren Stromverbrauch ausgelegt, so dass typische Sensoren einen geringen Stromverbrauch von unter 10 mA aufweisen. Weit verbreitet sind Sensoren mit noch geringeren Strömen im Bereich von 1 mA oder darunter.In The electrical measuring techniques are usually under tension today 10V used. The most widespread is currently the use a power supply of 5 V, as well as the widespread microprocessors can be operated with it. The tendency is for ever lower tensions, so be today also systems with about 3 V or less used. Sensors in such Measuring systems deliver a typical measuring voltage swing of 1 V, 100 mV or less. The electronic measuring circuits will be moreover designed for ever lower power consumption, so that typical Sensors have a low power consumption of less than 10 mA. Widely used are sensors with even lower currents in the area of 1 mA or less.

Der durch einen endlichen Isolationswiderstand hervorgerufene Einfluss eines Wechselstromkreises auf einen benachbarten Gleichstromkreis ist umso größer, je höher die Wechselspannung und je geringer der Isolationswiderstand sind. Insbeson dere die Netzwechselspannung von 230 V ist im Vergleich zu den Messspannungen im 1 V – oder 100 mV-Bereich schon in der Größenordnung 100- bis 1000-fach größer und kann dadurch leicht Fehlerströme hervorrufen, die die Messungen deutlich im Promille- oder Prozent-Bereich verfälschen. Ist die Höhe der Wechselspannung vorgegeben, z. B. bei einem Gerät das mit Netzspannung betrieben wird, so bestimmt die Güte des Isolationswiderstandes die Höhe des Fehlerstromes, der auf den Messkreis einwirkt. Bei der Isolationsprüfung von Netzverbrauchern nach VDE sind, je nach Isolationsklasse, Isolationswiderstände von 1 MΩ oder sogar darunter (bei Heizgeräten) zulässig. Hierbei treten Fehlerströme von 0,23 mA (bei 230 V Netzspannung) oder mehr gegenüber dem Gehäuse bzw. dem Schutzleiter auf.Of the influenced by a finite insulation resistance an AC circuit to an adjacent DC circuit is the bigger, ever higher the AC voltage and the lower the insulation resistance. Especially the AC mains voltage of 230 V is compared to the measuring voltages in 1 V - or 100 mV range already in the order of magnitude 100 to 1000 times larger and This can easily cause fault currents cause the measurements to be clearly in the thousandths or percent range distort. Is the height the AC voltage specified, z. B. in a device that with Mains voltage is operated, so determines the quality of the insulation resistance the height the fault current that acts on the measuring circuit. In the insulation test of Grid consumers according to VDE are, depending on the insulation class, insulation resistances of 1 MΩ or even below (for heaters) allowed. In this case, fault currents of 0.23 mA (at 230 V mains voltage) or more with respect to the housing or protective conductor.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit bereitzustellen, einen Störeinfluss des Wechselstromkreises auf den Gleichstromkreis einer solchen elektrischen Schaltung zu verhindern.It The object of the present invention is a possibility to provide a nuisance of the AC circuit to the DC circuit of such electrical Prevent circuit.

Diese Aufgabe wird mittels einer elektrischen Schaltung, eines Haushaltsgeräts und einer Kochstelle nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.These Task is by means of an electrical circuit, a household appliance and a Hotplate solved according to the respective independent claim. preferred embodiments are in particular the dependent ones claims removable.

Die elektrische Schaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Gleichstromkreis mindestens einen Sensor zur Messung eines Parameters des Wechselstromkreises aufweist und der Gleichrichter als Einweggleichrichter ausgestaltet ist. Dadurch kann eine Veränderung des im Gleichstromkreis fließenden Stroms aufgrund eines Isolationsfehlers zum Wechselstromkreis verringert oder sogar eliminiert werden. Der Gleichstromkreis stellt also einen Messkreis für den Wechselstromkreis dar. Da der Sensor meist nahe an den Wechselstromkreises herangeführt werden muss, ist ein Störeffekt durch einen endlichen Isolationswiderstand besonders groß. Durch den Einweggleichrichter lässt sich dennoch der Einfluss durch den daraus resultieren den Fehlerstrom auf die Messgenauigkeit verringern oder sogar eliminieren.The Electrical circuit is characterized in that the DC circuit at least one sensor for measuring a parameter of the AC circuit and the rectifier designed as a half-wave rectifier is. This can be a change of the current flowing in the DC circuit Current due to an insulation fault reduced to the AC circuit or even eliminated. The DC circuit thus provides a Measuring circuit for the AC circuit. Since the sensor is usually close to the AC circuit brought must be, is a disruptive effect particularly large due to a finite insulation resistance. By the Half-wave rectifier leaves Nevertheless, the influence of the resulting fault current on reduce the measurement accuracy or even eliminate it.

Zur einfachen und effektiven Gleichrichtung umfasst der Einweggleichrichter eine einzelne Diode, alternativ z. B. einen Triac.to Simple and effective rectification includes the half-wave rectifier a single diode, alternatively z. B. a triac.

Vorzugsweise umfasst der Einweggleichrichter einen Glättungskondensator.Preferably The half-wave rectifier includes a smoothing capacitor.

Es kann eine elektrische Schaltung bevorzugt sein, bei welcher der mindestens eine Sensor einen temperaturabhängigen Widerstand, z. B. einen Kaltleiter oder Heißleiter, umfasst, alternativ beispielsweise ein Thermoelement.It An electrical circuit may be preferred in which the at least one sensor has a temperature-dependent resistance, eg. B. a PTC thermistor or thermistor, includes, alternatively, for example, a thermocouple.

Dann wird es bevorzugt, wenn der Wechselstromkreis ein abzufühlendes Heizelement umfasst, insbesondere eine Widerstandsheizung. Der Einweggleichrichter ist dann besonders vorteilhaft einsetzbar, da Heizelemente üblicherweise hohe Spannungen des Wechselstromkreises zur Leistungsversorgung nutzen, was bisher einen besonders hohen Messfehler bedingt hat, der durch den Einweggleichrichter im Wesentlichen entfällt.Then It is preferred if the AC circuit to be sensed Heating element comprises, in particular a resistance heater. The half-wave rectifier is then particularly advantageous use, since heating elements usually high voltages of the AC circuit to the power supply use what previously caused a particularly high measurement error, which is substantially eliminated by the half-wave rectifier.

Zur weiteren Erhöhung der Messgenauigkeit wird es bevorzugt, wenn der Gleichstromkreis einen Tiefpassfilter umfasst, um eine durch den Fehlerstrom eingebrachte Welligkeit aus dem Gleichstromkreis herauszufiltern.to further increase the measurement accuracy, it is preferred when the DC circuit a low-pass filter to introduce a current introduced by the fault current To remove ripple from the DC circuit.

Das Haushaltsgerät weist mindestens eine solche elektrische Schaltung auf.The household appliance has at least one such electrical circuit.

Es wird insbesondere ein Haushaltsgerät bevorzugt, das mindestens ein Heizelement aufweist, welches zur Leistungsversorgung in den Wechselstromkreis eingekoppelt ist, und einen Temperatursensor, der zur Messung einer Temperatur des Heizelements eingerichtet ist.It In particular, a household appliance is preferred which at least a heating element, which for power supply in the AC circuit is coupled, and a temperature sensor, which is set up to measure a temperature of the heating element.

Die hohe Messgenauigkeit kommt im Vergleich zum Stand der Technik insbesondere zu tragen, wenn der Sensor nahe am Wechselstromkreis angeordnet ist.The high measurement accuracy comes in comparison to the prior art in particular to wear when the sensor is placed close to the AC circuit is.

Die Messmethode ist besonders vorteilhaft einsetzbar unter schwierigen Messbedingungen, beispielsweise, wenn der Temperatursensor nicht mehr als 5 mm von einem Heizelement entfernt ist, insbesondere nicht mehr als 3 mm, und/oder eine maximale Temperatur des Heizelements mehr als 90°C, insbesondere mehr als 200°C, beträgt.The Measuring method can be used particularly advantageously under difficult Measuring conditions, for example, if the temperature sensor is not more than 5 mm away from a heating element, in particular not more than 3 mm, and / or a maximum temperature of the heating element more than 90 ° C, in particular more than 200 ° C, is.

Es kann ferner bevorzugt sein, wenn der Sensor, insbesondere Temperatursensor, als ein Element eines Regelkreises, insbesondere zur Regelung der dem Heizelement zugeführten Leistung, eingerichtet ist.It may also be preferred if the sensor, in particular temperature sensor, as an element of a control loop, in particular for the regulation of supplied to the heating element Performance, is set up.

Die Messmethode ist nicht auf eine Temperaturmessung beschränkt. Sie kann jedoch besonders vorteilhaft bei Haushaltsgeräten angewandt werden, die eine Temperaturmessung benötigen oder benötigen könnten, wie ein Backofen, eine Kochstelle, ein Herd, ein Wasserkocher, eine Kaffeemaschine, eine Waschmaschine, eine Spülmaschine und so weiter. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Haushaltsgerät als Kochgeschirr ausgestaltet und induktiv mit Leistung versorgbar ist.The Measuring method is not limited to a temperature measurement. she However, it can be used particularly advantageously in household appliances who might or might need a temperature measurement, such as an oven, a hob, a stove, a kettle, a Coffee maker, a washing machine, a dishwasher and so on. Especially It is advantageous if the household appliance designed as a cookware and inductively supplied with power.

Dann ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kochgeschirr dazu eingerichtet ist, vom Temperatursensor abgefühlte Temperaturdaten induktiv zu übertragen, insbesondere zu einem Kochfeld. Dies kann beispielsweise über eine Modulation, insbesondere über Amplitudenmodulation, zusätzlich zum Leistungssignal, geschehen, z. B. über eine sog. Powerline-Kommunikation (”PLC”). Alternativ kann beispielsweise auch ein separater Funkkanal verwendet werden.Then It is particularly advantageous if the cookware set to do so is sensed by the temperature sensor To transmit temperature data inductively, in particular to a hob. This can be done via a Modulation, in particular over Amplitude modulation, in addition to the power signal, done, z. B. via a so-called. Powerline communication ( "PLC"). alternative For example, a separate radio channel can also be used.

Die Kochstelle weist mindestens ein Kochfeld auf, wobei die Kochstelle aufweist: eine induktiv Leistung übertragende Leistungsversorgung für ein auf dem Kochfeld angeordnetes Haushaltsgerät, z. B. einen induktiv arbeitenden Sender, einen Empfänger für von dem Haushaltsgerät induktiv ausgesandte Temperaturdaten und einen Regler zur Regelung der Leistungsversorgung auf der Grundlage der Temperaturdaten.The Cooking area has at least one hob, the hotplate comprising: an inductively power transmitting power supply for one the hob arranged household appliance, z. B. an inductively working Transmitter, a receiver for from the household appliance inductively emitted temperature data and a controller for controlling the Power supply based on the temperature data.

Das mit der Kochstelle betriebene Haushaltsgerät weist vorzugsweise mindestens ein Heizelement auf, welches zur Leistungsversorgung in den Wechselstromkreis eingekoppelt ist, und einen Temperatursensor zur Messung einer Temperatur des Heizelements eingerichtet, wobei der Temperatursensor als ein Element eines Regelkreises zur Regelung der dem Heizelement zugeführten Leistung eingerichtet ist, z. B. durch Verbindung mit einer Datenübertragungseinheit. Dieses bevorzugte Haushaltsgerät ist ferner als Kochgeschirr ausgestaltet und induktiv mit Leistung versorgbar, wobei das Kochgeschirr dazu eingerichtet ist, vom Temperatursensor abgefühlte Temperaturdaten induktiv zu übertragen, insbesondere an eine Kochstelle.The The domestic appliance operated with the hotplate preferably has at least a heating element, which is for power supply to the AC circuit is coupled, and a temperature sensor for measuring a temperature of the heating element, wherein the temperature sensor as a Element of a control circuit for controlling the power supplied to the heating element is set up, for. B. by connection to a data transmission unit. This preferred household appliance is also designed as a cookware and inductive with power supplyable, wherein the cookware is adapted to temperature data sensed by the temperature sensor to transmit inductively, in particular to a cooking place.

Die Kochstelle und das Kochgeschirr weisen zur induktiven Leistungsübertragung vorzugsweise jeweils eine Spule eines Primär- bzw. Sekundärteils eines trennbaren Transformators auf. Die Spule des Kochgeschirrs dient dann als gemeinsame Wechselspannungsquelle für den Wechselstromkreises und den Gleichstromkreis.The Hob and cookware indicate inductive power transmission preferably in each case a coil of a primary or secondary part of a separable transformer on. The spool of cookware serves then as a common AC voltage source for the AC circuit and the DC circuit.

In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.In The following figures illustrate the invention with reference to an embodiment described in more detail schematically. It can for better clarity identical or equivalent elements with the same reference numerals be provided.

1 zeigt eine elektrische Schaltung mit einem Wechselstromkreis und einem damit galvanisch zusammenhängenden Gleichstromkreis nach dem Stand der Technik; 1 shows an electrical circuit with an AC circuit and a DC-connected thereto DC circuit according to the prior art;

2 zeigt in drei Teilbildern 2A bis 2C jeweils eine Auftragung einer zwischen dem Wechselstrom kreis und dem Gleichstromkreis auftretenden Fehlerspannung in Volt, gekennzeichnet durch Quadrate, und der gemittelten Fehlerspannung, gekennzeichnet durch Rauten, jeweils aufgetragen über die Zeit in Sekunden für die Schaltung gemäß 1 unter jeweils unterschiedlichen Randbedingungen; 2 shows in three fields 2A to 2C in each case a plot of a fault voltage between the alternating current circuit and the dc circuit in volts, denoted by squares, and the averaged fault voltage, indicated by diamonds, in each case plotted over the time in seconds for the circuit according to FIG 1 under different boundary conditions;

3 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung mit einem Wechselstromkreis und einem damit galvanisch zusammenhängenden Gleichstromkreis; 3 shows an electrical circuit according to the invention with an AC circuit and a DC circuit electrically connected therewith;

4 zeigt analog zu 2 in drei Teilbildern 4A bis 4C jeweils die Fehlerspannung, gekennzeichnet durch Quadrate, und deren Mittelwert, gekennzeichnet durch Rauten, in Volt gegen die Zeit in s für die Schaltung gemäß 3 unter jeweils unterschiedlichen Randbedingungen; 4 shows analogously to 2 in three partial pictures 4A to 4C in each case the error voltage, characterized by squares, and their mean, indicated by rhombuses, in volts versus time in s for the circuit according to 3 under different boundary conditions;

5 zeigt in zwei Teilbildern eine Auftragung einer Messspannung, gekennzeichnet durch Quadrate, und ihres Mittelwerts, gekennzeichnet durch Rauten, in mV gegen die Zeit in s für die Schaltung nach 1 (5A) und für die Schaltung nach 3 (5B); 5 shows in two fields a plot of a measurement voltage, indicated by squares, and its mean, indicated by diamonds, in mV versus time in s for the circuit 1 ( 5A ) and for the circuit after 3 ( 5B );

6 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittansicht ein Haushaltssystem mit einem Kochgeschirr, das eine Schaltung nach 3 aufweist. 6 shows a sectional view in cross-sectional view of a household system with a cookware, which is a circuit after 3 having.

1 zeigt eine typische elektrische Schaltung 1 mit galvanisch zusammenhängendem Wechselstromkreis 2 und Gleichstromkreis 3 nach dem Stand der Technik. 1 shows a typical electrical circuit 1 with galvanically connected AC circuit 2 and DC circuit 3 According to the state of the art.

An eine Wechselspannungsquelle 4, welche eine Wechselspannung Ue ausgibt, ist ein Verbraucher in Form einer Widerstandsheizung 5 mit einem Widerstandwert RL angeschlossen, wobei es für die weitere Betrachtung zweckmäßig ist, die Heizung 5 als in Teilwiderstände 6 und 7 mit entsprechenden Teilwider standswerten R1 bzw. R2 aufgeteilt zu betrachten. Diese Elemente 4 bis 7 stellen den einfachen Wechselstromkreis 2 dar, welcher im Folgenden auch als Fremdwechselstromkreis bezeichnet wird.To an AC source 4 , which outputs an AC voltage Ue, is a consumer in the form of a resistance heater 5 connected with a resistance value RL, where it is useful for further consideration, the heating 5 as in partial resistances 6 and 7 to be considered with corresponding Teilwiderstandswerte R1 or R2 split. These elements 4 to 7 make the simple AC circuit 2 which is also referred to below as a third-party alternating circuit.

An der Wechselspannungsquelle 4 hängt auch der Gleichstromkreis 3. Hier ist, beispielsweise aus Kostengründen oder bei veränderlicher Eingangsspannung, keine galvanische Trennung des Gleichstromkreises 3 von der Wechselspannungsquelle 4 vorgenommen worden, was z. B. mittels eines Transformators geschehen könnte, sondern der Gleichstromkreis 3 ist galvanisch mit der Eingangsspannung Ue verbunden. Um eine gleichgerichtete Spannung zu erzeugen, wird üblicherweise eine Brückengleichrichterschaltung 8, bestehend aus vier Dioden 9, verwendet. Zwischen die Ausgänge der Brückengleichrichterschaltung 8 ist ein Glättungskondensator 10 eingeschaltet, wobei die über ihn abfallende geglättete Spannung Ugl bei geringer Belastung bis auf den Spitzenwert der Wechselspannung Ue aufgeladen wird. Falls die Wechselspannung Ue eine sinusförmige Netzspannung von 230 V ist, beträgt die geglättete Gleichspannung Ugl bei geringer Belastung ca. 325 V. Es ist bisher üblich, einen Brückengleichrichter 8 zu verwenden, da an jeder Diode 9 dann nur der Spitzenwert der Eingangswechselspannung Ue als maximale Sperrspannung auftritt. Ein weiterer Vorteil ist, dass beide Halbwellen der Eingangswechselspannung Ue zur Aufladung des Glättungskondensators 10 genutzt werden. Dadurch ist die Restwelligkeit auf der gleichgerichteten Spannung Ugl gering. Am Glättungskondensator 10 kann zudem ein hoher Strom entnommen werden, da er bei jeder Halbwelle der Eingangsspannung Ue nachgeladen wird. An den Glättungskondensator 10 angeschlossen ist eine Spannungsversorgung 11, die aus der geglätteten Spannung Ugl eine für einen Gleichstromverbraucher passende Versorgungsspannung Ucc erzeugt. Die Gleichspannung Ucc liegt typischerweise im Bereich von 3 bis 15 V. Um einen guten Wirkungsgrad bei einer hohen Eingangsspannung zu erreichen, wird hierzu meist ein Schaltregler verwendet.At the AC voltage source 4 also depends on the DC circuit 3 , Here is, for example, for cost reasons or variable input voltage, no galvanic isolation of the DC circuit 3 from the AC voltage source 4 been made, which z. B. could be done by means of a transformer, but the DC circuit 3 is galvanically connected to the input voltage Ue. In order to produce a rectified voltage, usually a bridge rectifier circuit 8th consisting of four diodes 9 , used. Between the outputs of the bridge rectifier circuit 8th is a smoothing capacitor 10 is switched on, wherein the smoothed voltage Ugl across it is charged at low load up to the peak value of the AC voltage Ue. If the AC voltage Ue is a sinusoidal mains voltage of 230 V, the smoothed DC voltage Ugl is at low load about 325 V. It is customary, a bridge rectifier 8th to use, because at each diode 9 then only the peak value of the input AC voltage Ue occurs as a maximum reverse voltage. Another advantage is that both half-waves of the input AC voltage Ue for charging the smoothing capacitor 10 be used. As a result, the residual ripple on the rectified voltage Ugl is low. At the smoothing capacitor 10 In addition, a high current can be taken because it is recharged at each half wave of the input voltage Ue. To the smoothing capacitor 10 connected is a power supply 11 which generates from the smoothed voltage Ugl a suitable for a DC load supply voltage Ucc. The DC voltage Ucc is typically in the range of 3 to 15 V. In order to achieve a good efficiency at a high input voltage, a switching regulator is usually used for this purpose.

Der Verbraucher umfasst hier eine Messschaltung 12, die einen temperaturabhängigen Widerstand 13 mit einem Widerstandswert Rs(T) als Temperatursensor aufweist. Durch die Messschaltung 12 wird dem temperaturabhängigen Widerstand 13 ein im Wesentlichen konstanter Messstrom Imess aufgeprägt; die Messschaltung 12 dient somit bezüglich des Widerstands 13 als Konstantstromquelle. Am thermischen Widerstand 13 fällt dadurch eine ebenfalls temperaturabhängige Messspannung Umess(T) ab, welche beispielsweise durch die Messschaltung 12 abfühlbar ist. Die Messschaltung 12 wird grundsätzlich ebenfalls aus der Wechselspannung Ue gespeist.The consumer includes a measuring circuit here 12 that has a temperature-dependent resistance 13 having a resistance Rs (T) as a temperature sensor. Through the measuring circuit 12 becomes the temperature-dependent resistance 13 imprinted a substantially constant measuring current Imess; the measuring circuit 12 thus serves with respect to the resistance 13 as a constant current source. At the thermal resistance 13 As a result, a likewise temperature-dependent measuring voltage Umess (T) drops, which is detected, for example, by the measuring circuit 12 is palpable. The measuring circuit 12 is basically also fed from the AC voltage Ue.

Da der temperaturabhängige Widerstand 13 in der gezeigten Anordnung die Temperatur in der Widerstandsheizung 5 des Wechselstromkreises 2 messen soll, wird er so nahe wie möglich an dieser angebracht, wodurch nur eine geringe Isolationsstrecke zwischen Heizung 5 und Widerstand 13 vorhanden ist.As the temperature-dependent resistance 13 in the arrangement shown, the temperature in the resistance heater 5 of the AC circuit 2 To measure, it is placed as close as possible to this, creating only a small isolation distance between heating 5 and resistance 13 is available.

Durch Fertigungsfehler im Isoliermaterial, z. B. Luftblasen bei einer Klebeverbindung, durch Veränderung der Isolationseigenschaften bei höherer Temperatur, durch Alterung oder durch Einwirkung chemischer Art, u. v. m., kann die Isolation verschlechtert werden oder gar ganz ausfallen. In 1 ist dies durch einen gestrichelt eingezeichneten endlichen Isolationswiderstand 14 mit einem Widerstandswert Riso dargestellt. Da die Heizung 5 in der Regel größere Abmessungen als der temperaturabhängige Widerstand 13 aufweist, z. B. in Form einer langen Widerstandsschicht vorliegt, kann diejenige Stelle, an welcher der Isolationsfehler auftritt, als Abgriff ähnlich wie bei einem Potentiometer angesehen werden. Somit lässt sich der Gesamtwiderstand RL der Heizung 5 in einen Teilwiderstand 6 vor und einen Teilwiderstand 7 nach der fehlerhaften Stelle mit den entsprechenden Widerstandswerten R1 bzw. R2 aufteilen. Durch den Isolationswiderstand 14 fließt ein Fehlerstrom Ix vom Fremdwechselstromkreis 2 in den Gleichstromkreis (Mess-Stromkreis) 3 entlang der wirkenden Fehlerspannung Ux.Due to manufacturing defects in the insulating material, eg. As air bubbles in an adhesive bond, by changing the insulation properties at higher temperatures, by aging or by the action of a chemical nature, and much more, the insulation can be deteriorated or even fail completely. In 1 this is indicated by a dashed line finite insulation resistance 14 represented with a resistance Riso. Because the heater 5 usually larger dimensions than the temperature-dependent resistor 13 has, for. B. is present in the form of a long resistive layer, the point at which the insulation fault occurs as a tap similar to a potentiometer can be considered. Thus, the total resistance RL of the heating can be 5 into a partial resistance 6 before and a partial resistance 7 after the faulty location with the corresponding resistance values R1 and R2 split. By the insulation resistance 14 a fault current Ix flows from the external AC circuit 2 in the DC circuit (measuring circuit) 3 along the effective error voltage Ux.

Je geringer der Isolationswiderstandswert Riso ist, desto größer ist der Fehlerstrom Ix, der zusätzlich in den Mess-Stromkreis fließt. Da der Sensor dann vom Messstrom Imess und zusätzlich vom Fehlerstrom Ix durchflossen wird, erhält die Messspannung Umess einen zusätzlichen additiven Anteil aus dem Fehlerstrom Ix. Dieser Anteil kann als Zusammensetzung einer Gleichstromkomponente und eines entsprechenden Spektrums von harmonischen Schwingungen aufgefasst werden. Die harmonischen Schwingungen können durch einen Tiefpass-Filter (ohne Abb.) eliminiert werden, wenn die Messschaltung mit Gleichstrom arbeitet. Der durch den Fehlerstrom Ix verursachte zusätzliche Gleichspannungsanteil führt jedoch zu einem nicht herausfilterbaren Messfehler.The lower the insulation resistance Riso, the greater the fault current Ix, which additionally flows into the measuring circuit. Since the sensor is then traversed by the measuring current Imess and additionally by the residual current Ix, the measuring voltage Umess receives an additional additive component from the fault current Ix. This fraction can be understood as the composition of a DC component and a corresponding spectrum of harmonic oscillations. The harmonic vibrations can be due to a low Pass filter (not shown) can be eliminated when the measuring circuit is operating on DC. However, the additional DC component caused by the fault current Ix leads to a non-filterable measurement error.

In der Anordnung gemäß 1 wird der komplette Sensor 13 vom Fehlerstrom Ix durchflossen, da der Isolationsfehler am linken Sensoranschluss auftritt. Würde der Fehlerstrom Ix entlang der Widerstandsbahn des Widerstands 13 eintreten, so wäre der Fehlereinfluss entsprechend geringer. Im anderen Extremfall, wenn Ix am anderen Sensoranschluss eintreten würde, so hätte dies in der dargestellten Messschaltung keinen Messfehler zur Folge. Zur Vereinfachung wird angenommen, dass die Mess-Schaltung 12 den Messstrom Imess über eine Strommessung in der Zuleitung misst und regelt. Oft wird aber auch die schaltungstechnisch einfachere Version der Strommessung mit einem Messwiderstand gegen Masse verwendet. In diesem Fall würde der Fehlerstrom Ix auch durch diesen Messwiderstand fließen und in jedem Fall einen Messfehler verursachen.In the arrangement according to 1 becomes the complete sensor 13 The fault current Ix flows through, as the insulation fault occurs at the left sensor connection. Would the fault current Ix along the resistance path of the resistor 13 occur, the error influence would be correspondingly lower. In the other extreme case, if Ix would occur at the other sensor connection, this would result in the measurement circuit shown no measurement error. For simplicity, it is assumed that the measuring circuit 12 Measures and controls the measurement current Imess via a current measurement in the supply line. Often, however, the circuitry simpler version of the current measurement is used with a measuring resistor to ground. In this case, the residual current Ix would also flow through this measuring resistor and in any case cause a measurement error.

In 2A bis 2C sind Simulationsergebnisse der Schaltung aus 1 für die Größe der Fehlerspannung Ux und der gemittelten Fehlerspannung Ux jeweils in [V] dargestellt bei R1 = 20 Ω, R2 = 0 Ω (2A); R1 = 15 Ω, R2 = 5 Ω (2B) und R1 = R2 = 10 Ω (2C), jeweils als Auftragung über die Zeit in [s]. Die Wechselspannung Ue wird als Netzspannung mit 230 VAC und 50 Hz angenommen. Die Form der Fehlerspannung Ux entspricht der Form der harmonischen Anteile zur Messspannung; und der gemittelte Wert dem Gleichstromanteil zur Messspannung.In 2A to 2C are simulation results of the circuit 1 for the magnitude of the error voltage Ux and the average error voltage Ux respectively in [V] at R1 = 20 Ω, R2 = 0 Ω ( 2A ); R1 = 15Ω, R2 = 5Ω ( 2 B ) and R1 = R2 = 10 Ω ( 2C ), each as a plot over time in [s]. The AC voltage Ue is assumed to be mains voltage with 230 VAC and 50 Hz. The shape of the error voltage Ux corresponds to the shape of the harmonic components to the measurement voltage; and the averaged value of the DC component to the measurement voltage.

2A entspricht der Situation, bei welcher der temperaturabhängige Widerstand bzw. Sensor an einem Ende der Widerstandsbahn sitzt. Ux tritt hierbei nur bei einer Halbwelle in Erscheinung. Wäre R1 = 0 Ohm und R2 = 20 Ohm (Sensor am anderen Ende der Widerstandsbahn 5), so würde sich entsprechend die andere Halbwelle auswirken. In 2B ist der temperaturabhängige Widerstand bei einem Viertel der Länge der Widerstandsbahn positioniert. Entsprechend der Widerstandverhältnisse von R1 und R2 treten nun Anteile beider Halbwellen bei Ux auf. In 2C entspricht die Position des temperaturabhängigen Widerstands etwa der Mitte der Widerstandsbahn. Hierbei treten beide Halbwellen gleichermaßen in Erscheinung. Alle anderen Zwischenwerte sind selbstverständlich auch möglich. Falls mehrere temperaturabhängige Widerstände an verschiedenen Positionen der Widerstandsheizung angebracht sind, tritt bei jedem temperaturabhängigen Widerstand ein typischer Spannungsverlauf für Ux auf, welcher der Position des temperaturabhängigen Widerstands entspricht. 2A corresponds to the situation in which the temperature-dependent resistor or sensor sits at one end of the resistance path. Ux occurs here only at a half-wave in appearance. If R1 = 0 ohms and R2 = 20 ohms (sensor at the other end of the resistance path 5 ), the other half-wave would have a corresponding effect. In 2 B the temperature-dependent resistor is positioned at a quarter of the length of the resistance path. Corresponding to the resistance ratios of R1 and R2, parts of both half-waves now appear at Ux. In 2C corresponds to the position of the temperature-dependent resistor about the middle of the resistance path. Both half-waves appear equally here. All other intermediate values are of course also possible. If several temperature-dependent resistors are mounted at different positions of the resistance heater, occurs at each temperature-dependent resistor a typical voltage waveform for Ux, which corresponds to the position of the temperature-dependent resistor.

Trotz unterschiedlicher Verlaufsformen erscheint die Fehlerspannung Ux in der hier gezeigten Anordnung durchgängig als positiver Wert. Der Gleichspannungsanteil zur Messspannung, der zum Mittelwert der Fehlerspannung Ux korrespondiert, ist folglich ebenfalls größer als Null und ist unabhängig von der Aufteilung der Widerstände R1 und R2.In spite of different waveforms appear the error voltage Ux consistently in the arrangement shown here as a positive value. The DC voltage component to the measuring voltage corresponding to the mean value of the error voltage Ux, is therefore also larger than Zero and is independent of the division of resistors R1 and R2.

Durch den Einsatz einer Einfachgleichrichter (Einweggleichrichter)-Schaltung anstelle der Brückengleichrichterschaltung können die Gleichstromeinflüsse, die von der Wechselspannungsquelle 4 über den Isolationswiderstand Riso auf die Messschaltung 12 einwirken, weitgehend eliminiert werden. 3 zeigt dazu eine Ausführungsform einer Schaltung 15 mit einem Gleichstromkreis 16, der am Eingang einen Einfachgleichrichter in Form einer einzelnen Diode 17 aufweist. Die übrigen Elemente gleichen denen aus 1. Auch hier wird der Kondensator 10 bei geringer Last bis auf den Spitzenwert der Eingangswechselspannung Ue aufgeladen. Jedoch erfolgt die Nachladung nun nur noch bei einer Halbwelle. Dadurch ist im Vergleich zur Brückengleichrichter-Schaltung 8 aus 1 die Welligkeit auf dem Kondensator Ugl größer, und unter Belastung sinkt die geglättete Spannung Ugl stärker ab. Auch tritt an der Diode 17 hier die doppelte Spitzenspannung als maximale Sperrspannung auf, so dass eine Diode 17 mit einer im Vergleich zu einer der Dioden 9 des Brückengleichrichters 8 aus 1 höheren Sperrspannung eingesetzt werden muss. Allerdings benötigt man nun nur noch eine Diode 17 statt vier Dioden wie bei dem Brückengleichrichter 8 aus 1. Der wesentliche Vorteil beim Einsatz eines Einfachgleichrichters 17 ist es jedoch, dass bei einem Isolationsfehler der Einfluss der Wechselspannung Ue symmetrisch zur Masse erfolgt, so dass sich der Einfluss im Mittel aufhebt, der Gleichspannungsanteil aufgrund des Isolationsfehlers also somit Null ist. Die weiterhin auftretende Welligkeit in der Messspannung Umess bzw. im Messstrom Imess kann durch ein Tiefpassfilter (ohne Abb.) herausgefiltert werden, so dass die Spannungsmessung nicht beeinflusst wird.By using a single rectifier (half-wave rectifier) circuit instead of the bridge rectifier circuit, the DC effects produced by the AC source 4 via the insulation resistance Riso on the measuring circuit 12 interact, are largely eliminated. 3 shows an embodiment of a circuit 15 with a DC circuit 16 , the input at the single rectifier in the form of a single diode 17 having. The other elements are the same 1 , Again, the capacitor 10 charged at low load up to the peak value of the input AC voltage Ue. However, the recharging is now only at a half-wave. This is compared to the bridge rectifier circuit 8th out 1 the ripple on the capacitor Ugl larger, and under load, the smoothed voltage Ugl decreases more. Also occurs at the diode 17 here the double peak voltage as maximum reverse voltage on, leaving a diode 17 with one compared to one of the diodes 9 of the bridge rectifier 8th out 1 higher blocking voltage must be used. However, you only need one more diode 17 instead of four diodes as in the bridge rectifier 8th out 1 , The main advantage of using a single rectifier 17 However, it is that in an insulation fault, the influence of the AC voltage Ue is symmetrical to the mass, so that the influence canceled in the middle, the DC component due to the insulation error is therefore zero. The still occurring ripple in the measuring voltage Umess or in the measuring current Imess can be filtered out by a low-pass filter (not shown), so that the voltage measurement is not affected.

4 zeigt in drei Teilbildern 4A bis 4C Simulationsergebnisse der Schaltung aus 3 für die Größe der Fehlerspannung Ux und der gemittelten Fehlerspannung Ux jeweils in [V] dargestellt bei R1 = 20 Ω, R2 = 0 Ω (4A); R1 = 10 Ω, R2 = 10 Ω (4B) und R1 = 5 Ω, R2 = 15 Ω (4C), jeweils als Auftragung über die Zeit in [s]. Die Wechselspannung Ue wird als Netzspannung mit 230 VAC und 50 Hz angenommen. Die Form der Fehlerspannung Ux entspricht der Form der harmonischen Anteile zur Messspannung; und der gemittelte Wert dem Gleichstromanteil zur Messspannung. 4 shows in three fields 4A to 4C Simulation results of the circuit 3 for the magnitude of the error voltage Ux and the average error voltage Ux respectively in [V] at R1 = 20 Ω, R2 = 0 Ω ( 4A ); R1 = 10 Ω, R2 = 10 Ω ( 4B ) and R1 = 5 Ω, R2 = 15 Ω ( 4C ), each as a plot over time in [s]. The AC voltage Ue is assumed to be mains voltage with 230 VAC and 50 Hz. The shape of the error voltage Ux corresponds to the shape of the harmonic components to the measurement voltage; and the averaged value of the DC component to the measurement voltage.

Je nach Position des Thermowiderstands an der Heizungsbahn und entsprechender Aufteilung der Teilwiderstände fällt Ux entsprechend größer oder kleiner aus. Der Mittelwert ('AVG') ist jedoch immer Null, so dass nun kein Messfehler mehr durch den zusätzlichen Gleichspannungsanteil hervorgerufen wird. Bei abnehmendem Widerstandswert Riso fließt noch ein Teil des Messstromes Imess über Riso ab und nicht durch den Thermowiderstand. Dadurch wird Umess kleiner, so dass dadurch ein geringer Messfehler entsteht. Dieser wird jedoch nicht wie bei der Brückengleichrichterschaltung aus 1 durch den Einfluss der Wechselspannungsquelle 4 hervorgerufen und ist sehr gering.Depending on the position of the thermoresistor on the heating track and the corresponding distribution of the partial resistances, Ux drops correspondingly larger or smaller. However, the mean value ('AVG') is always zero, so that now no measurement error is caused by the additional DC voltage component. As the resistance value Riso decreases, part of the measuring current Imess flows over Riso and not through the thermoresistor. As a result, Umess becomes smaller, resulting in a small measurement error. However, this does not become like the bridge rectifier circuit 1 by the influence of the AC voltage source 4 caused and is very low.

5 zeigt in zwei Teilbildern eine Auftragung einer Messspannung Umess in [mV] und der gemittelten Messspannung ('AVG') Umess in [mV] als Repräsentanten des Gleichspannungsanteils jeweils gegen die Zeit t in [s] für den Brückengleichrichter 5 aus 1 (5A) und für den Einfachgleichrichter 17 aus 3 (5B). Dabei wird als Ue die Netzwechselspannung von 230 Volt angenommen. Als Temperatursensor 13 wird ein Dünnschicht-Pt 100-Thermowiderstand mit einem Widerstandswert von 100 Ω bei 0°C angenommen, auf den ein Messstrom Imess von 1 mA aufgeprägt wird, was ein üblicher Wert ist, um eine Selbsterwärmung zu vermeiden. Der theoretisch korrekte Wert für Umess beträgt dann nach dem Ohmschen Gesetz 100 mV. 5 shows in two sub-images a plot of a measuring voltage Umess in [mV] and the averaged measuring voltage ('AVG') Umess in [mV] as a representative of the DC voltage component in each case against the time t in [s] for the bridge rectifier 5 out 1 ( 5A ) and for the single rectifier 17 out 3 ( 5B ). Here, the AC mains voltage of 230 volts is assumed as Ue. As a temperature sensor 13 a thin-film Pt 100 thermoresistor with a resistance of 100 Ω at 0 ° C is assumed, to which a measuring current Imess of 1 mA is impressed, which is a common value to avoid self-heating. The theoretically correct value for Umess is then 100 mV according to Ohm's law.

5A zeigt eine Simulation von Umess aus der Schaltung mit Brückengleichrichter 5 aus 1 mit R1 = 20 Ω und R2 = 0 Ω. Der Isolationswiderstandswert Riso wird im gerechneten Beispiel zu 10 MΩ angenommen der im Vergleich zur VDE-Sicherheitsgrenze zehnmal besser ist, aber trotzdem zu erheblichen Messfehlern führen kann. Umess steigt durch den Gleichstromanteil des Fehlerstromes Ix um ca. 1 mV auf 101 mV. Dies entspricht einem scheinbaren Widerstand des Temperatursensors von 101 Ohm, was einer Temperatur von ca. +3°C entspricht, statt 0°C. Es entsteht somit ein Messfehler von ca. 3 K. Selbst bei einem erfahrungsgemäß als ”gut” zu bezeichnenden Isolationswiderstand 14 von 100 bis 1000 MΩ beträgt der Messfehler somit noch ca. 0,3 bis 0,03 K und ist bei genauen Messungen nicht vernachlässigbar. 5A shows a simulation of Umess from the circuit with bridge rectifier 5 out 1 with R1 = 20 Ω and R2 = 0 Ω. The insulation resistance value Riso is assumed to be 10 MΩ in the calculated example, which is ten times better in comparison to the VDE safety limit, but nevertheless can lead to considerable measuring errors. Umess increases by the DC component of the fault current Ix by about 1 mV to 101 mV. This corresponds to an apparent resistance of the temperature sensor of 101 ohms, which corresponds to a temperature of approx. + 3 ° C, instead of 0 ° C. This results in a measurement error of about 3 K. Even with a known experience as "good" to be designated insulation resistance 14 From 100 to 1000 MΩ, the measurement error is thus still about 0.3 to 0.03 K and is not negligible in accurate measurements.

Bei der Simulation der Schaltung aus 3 mit Einfachgleichrichter 17 wurden R1 und R2 zur Berechnung so gewählt, dass sich die stärkste Welligkeit auf Umess ergibt, nämlich R1 = 20 Ω und R2 = 0 Ω. Es tritt jedoch kein Messfehler durch einen Gleichspannungsanteil der Eingangswechselspannung Ue mehr auf. Der Mittelwert von Umess beträgt weiterhin 100 mV. Der durch das Abfließen des Messstromes Imess über den Isolationswiderstand 14 entstehende Messfehler ist somit vernachlässigbar gering und bei dem gewählten Maßstab in der Simulation nicht mehr sichtbar, kann aber leicht berechnet werden: der Messstrom Imess teilt sich zwischen dem Thermowiderstand 13 und dem Isolationswiderstand 14 auf. Der Isolationswiderstand 14 liegt für Imess daher praktisch parallel zum Thermowiderstand 13. Der Widerstand der Heizung 5 wird bei der folgenden Berechnung vernachlässigt, da er in der Regel eher klein gegenüber dem Isolationswiderstand 14 ist. Der Isolationswiderstand 14 wird, wie auch in 5A, wieder mit 10 MΩ angenommen. Der Messfehler beträgt nur noch 1 μV, entsprechend ca. 0,003 K. Die Verbesserung gegenüber der Schaltung mit Brückengleichrichter, die einen Messfehler von ca. 3 K aufweist, liegt somit bei einem Faktor von ca. 1000.When simulating the circuit 3 with single rectifier 17 R1 and R2 were chosen for the calculation so that the strongest ripple results in Umess, namely R1 = 20 Ω and R2 = 0 Ω. However, there is no measurement error due to a DC voltage component of the input AC voltage Ue more. The mean value of Umess is still 100 mV. The by the outflow of the measuring current Imess on the insulation resistance 14 resulting measurement error is therefore negligible and at the selected scale in the simulation no longer visible, but can be easily calculated: the measuring current Imess is divided between the thermal resistance 13 and the insulation resistance 14 on. The insulation resistance 14 Therefore, Imess is practically parallel to the thermoresistor 13 , The resistance of the heater 5 is neglected in the following calculation, as it is usually rather small compared to the insulation resistance 14 is. The insulation resistance 14 will, as well as in 5A , again with 10 MΩ assumed. The measurement error is only 1 μV, corresponding to about 0.003 K. The improvement over the circuit with bridge rectifier, which has a measurement error of about 3 K, thus lies at a factor of about 1000.

6 zeigt ein Kochfeld 18 einer Kochstelle eines Herds, auf dem ein Topf 19 aufliegt. Die Leistungsübertragung zur Erwärmung des Topfes 19 geschieht induktiv mittels eines trennbaren Transformators 20, dessen Primärspule 20a im Kochfeld integriert ist, und dessen Sekundärspule 20b im Topf 19 integriert ist. Die Sekundärspule 20b wirkt somit als Wechselstromquelle 4 für den Topf 19 und betreibt eine Widerstandsheizung 5. An der Wechselstromquelle 20b ist analog zu 3 ein Messkreis 16 mit einem Einweggleichrichter (ohne Abb.) galvanisch angeschlossen, dessen Pt-100-Thermosensor 13 nahe an der Heizung 5 angebracht ist. Im Betrieb wird somit die Temperatur an der Heizung 5 und damit am Topfboden 21 abgefühlt. Die abgefühlten Messwerte werden an eine – hier nicht dargestellte – im Herd vorhandene Leistungssteuerung zur Steuerung einer Leistung zur Primärspule 20a übertragen. Dadurch ist beispielsweise eine Temperaturregelung am Topf 19 möglich. Die Signalübertragung kann beispielsweise mittels Powerline Communication über den Transformator 20 erfolgen oder über eine Funk-Datenübertragung mittels eigens dafür vorgesehener Antennen. 6 shows a hob 18 a cooking place of a cooker on which a pot 19 rests. The power transfer for heating the pot 19 happens inductively by means of a separable transformer 20 whose primary coil 20a integrated in the hob, and its secondary coil 20b in the pot 19 is integrated. The secondary coil 20b thus acts as an AC source 4 for the pot 19 and operates a resistance heater 5 , At the AC power source 20b is analogous to 3 a measuring circuit 16 with a half-wave rectifier (not shown) galvanically connected, its Pt-100 thermal sensor 13 close to the heating 5 is appropriate. In operation, the temperature at the heater is thus 5 and with it on the bottom of the pot 21 sensed. The sensed measured values are sent to a power control, which is not shown here in the oven, for controlling a power to the primary coil 20a transfer. As a result, for example, a temperature control on the pot 19 possible. The signal transmission can, for example, by means of powerline communication via the transformer 20 or via a wireless data transmission by means of dedicated antennas.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.Of course it is the present invention is not limited to the embodiment shown limited.

Grundsätzlich tritt der beschriebene Effekt bei einer Isolation zwischen einem Wechselspannungskreis gegenüber einem Gleichspannungskreis auf, wenn die Schaltung des Gleichspannungskreises aus dem Wechselspannungskreis versorgt wird und nicht galvanisch getrennt ist.Basically occurs the effect described in an insulation between an AC circuit across from a DC voltage circuit when the circuit of the DC voltage circuit is supplied from the AC circuit and not galvanic is disconnected.

Die Isolationsbetrachtung gegenüber der Wechselspannung kann statt bezüglich einer Heizung gegenüber jedem anderen stromführenden Teil des Wechselstromkreises durchgeführt werden, z. B. gegenüber einer Stromleitung oder gegenüber einem anderen Verbraucher, wie beispielsweise einem Motor, einem Relais, und so weiter.The Isolation view opposite The alternating voltage can take place with respect to a heater opposite to each other other current-carrying Part of the AC circuit are performed, for. B. compared to one Power line or opposite another consumer, such as an engine Relay, and so on.

In Reihe zum Gleichrichter können auch andere Bauelemente geschaltet sein, beispielsweise ein Kondensator oder ein ohmscher Widerstand zur Verringerung der gleichgerichteten Spannung oder zur Strombegrenzung.In series with the rectifier, other components may be connected, for example, a capacitor or an ohmic resistance to Reduction of the rectified voltage or current limitation.

Der Gleichrichter kann auch so geschaltet sein, dass die geglättete Spannung Ugl eine negative Spannung gegenüber Masse ist. Auch die Versorgungsspannung Ucc kann negativ sein. Es können auch positive und negative Potentiale gegenüber Masse vorhanden sein.Of the Rectifier can also be switched so that the smoothed voltage Compare a negative voltage Mass is. The supply voltage Ucc can also be negative. It can also positive and negative potentials over mass exist.

Der Gleichrichter kann anstelle einer Diode auch ein Transistor, Triac oder anderer Halbleiter sein, der passiv oder durch aktive Ansteuerung eine Gleichrichterfunktion ausführt.Of the Rectifier may instead of a diode also a transistor, triac or other semiconductor, passive or active performs a rectifier function.

Der Gleichstromkreis kann auch beliebigen anderen Zwecken außer als Messstromkreis dienen. Wenn der Gleichstromkreis als Messstromkreis ausgeführt ist, kann die Isolationsbetrachtung für die Leitungen allein oder für andere Schaltungsteile gelten, insbesondere aber für alle Arten von elektrischen Sensoren, wie z. B. Widerstandssensoren, Thermoelemente oder strom- oder spannungsgebende Sensoren, aber auch für Pyro- oder optische Sensoren usw. Die Polarität der Messströme oder -spannungen kann beliebig variieren. Insbesondere ist es möglich, dass Sensoren nicht einseitig an Masse liegen, sondern auf einem gewissen Potential gegen Masse; dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein zusätzlicher Strommesswiderstand gegen Masse in der Sensorzuleitung liegt. Es können auch positive und negative Potentiale gegenüber Masse vorhanden sein.Of the DC circuit can also be used for any other purpose except as Serve measuring circuit. When the DC circuit as a measuring circuit accomplished is the insulation consideration for the lines alone or for others Circuit parts apply, but especially for all types of electrical sensors, such as As resistance sensors, thermocouples or current or voltage Sensors, but also for Pyro- or optical Sensors, etc. The polarity the measuring currents or voltages can vary as desired. In particular, it is possible that Sensors are not one-sided to ground, but to a certain extent Potential against mass; This is the case, for example, if one additional current measuring resistor against ground in the sensor lead. It can also have positive and negative potentials across from Mass be available.

Statt eines Kochgeschirrs kann auch jedes andere mit Strom zu versorgende Gerät mit der elektrischen Schaltung versehen sein, z. B. eine Kaffeemaschine, ein Wasserkocher, ein Waffeleisen, und so weiter.Instead of a cookware can also be any other powered Device with be provided of the electrical circuit, for. A coffee maker, a kettle, a waffle iron, and so on.

11: elektrische Schaltungelectrical circuit
22: WechselstromkreisAC circuit
33: GleichstromkreisDC circuit
44: WechselspannungsquelleAC voltage source
55: Widerstandsheizungresistance heating
66: Teilwiderstandpartial resistance
77: Teilwiderstandpartial resistance
88th: BrückengleichrichterschaltungBridge rectifier circuit
99: Diodediode
1010: Glättungskondensatorsmoothing capacitor
1111: GleichspannungsversorgungDC power supply
1212: Messschaltungmeasuring circuit
1313: temperaturabhängiger Widerstandtemperature-dependent resistance
1414: Isolationswiderstandinsulation resistance
1515: Schaltungcircuit
1616: GleichstromkreisDC circuit
1717: Diodediode
1818: Kochfeldhob
1919: Topfpot
2020: Transformatortransformer
20a20a: Primärspuleprimary coil
20b20b: Sekundärspulesecondary coil
2121: Topfbodenpot base
Imessimess: Messstrommeasuring current
Ixix: Fehlerstromfault current
R1R1: Widerstandswert des Teilwiderstands 6 Resistance value of the partial resistance 6
R2R2: Widerstandswert des Teilwiderstands 7 Resistance value of the partial resistance 7
RisoRiso: Widerstandwert des Isolationswiderstandes 14 Resistance value of the insulation resistance 14
RLRL: Widerstandswert der Widerstandsheizung 5 Resistance value of the resistance heater 5
RsRs: Widerstandswert des Sensors 13 Resistance value of the sensor 13
UccUcc: VersorgungsgleichspannungDC supply voltage
UeUe: EingangswechselspannungAC input voltage
Uglugl: geglättete Spannungsmoothed voltage
UmessUmess: Messspannungmeasuring voltage
UxUx: Fehlerspannungfault voltage

Claims

Electrical circuit ( 15 ) with an AC circuit ( 2 ) and a DC circuit ( 16 ), the DC circuit ( 16 ) a rectifier ( 17 ), the input side to its supply with the AC circuit ( 2 ) is galvanically connected, characterized in that the DC circuit ( 16 ) at least one sensor ( 14 ) for measuring a parameter of the AC circuit ( 2 ) and the rectifier is a half-wave rectifier ( 17 ).

Electrical circuit ( 15 ) according to claim 1, characterized in that the half-wave rectifier comprises a single diode ( 17 ).

Electrical circuit ( 15 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one sensor is a temperature sensor, in particular temperature-dependent resistor ( 14 ).

Electrical circuit ( 15 ) according to claim 3, characterized in that the AC circuit ( 2 ) comprises a heating element, in particular a resistance heating ( 5 ).

Electrical circuit ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the DC circuit ( 16 ) comprises a low-pass filter.

Household appliance ( 19 ), characterized in that it comprises an electrical circuit ( 15 ) according to one of the preceding claims.

Household appliance ( 19 ) according to claim 6 with an electrical circuit ( 15 ) according to claim 3, characterized in that it comprises at least: - a heating element ( 5 ), which for Leistungsversor into the AC circuit ( 2 ), and - a temperature sensor ( 14 ) for measuring a temperature of the heating element ( 5 ) set up.

Household appliance ( 19 ) according to claim 7, characterized in that the temperature sensor ( 14 ) not more than 5 mm from the heating element ( 5 ), in particular not more than 3 mm.

Household appliance ( 19 ) according to one of claims 7 or 8, characterized in that the maximum temperature of the heating element ( 5 ) is more than 90 ° C, in particular more than 200 ° C.

Household appliance ( 19 ) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the temperature sensor ( 14 ) as an element of a control circuit for controlling the heating element ( 5 ) is furnished.

Domestic appliance according to one of claims 6 to 10, characterized in that it is used as cookware ( 19 ) and inductive power is supplied.

Household appliance according to claim 11, characterized in that the cookware ( 19 ) is set up by the temperature sensor ( 14 ) inductively transmit sensed temperature data, in particular to a hotplate.

Hob with at least one hob ( 18 ), characterized in that the cooking station comprises: - an inductive power transmitting power supply for one on the hob ( 18 ) household appliance ( 19 ) according to claims 7 and 10 to 12, - a receiver for the household appliance ( 19 ) inductively emitted temperature data, - a regulator for controlling the power supply based on the temperature data.