Zweipunktregler mit Brückenschaltung Die Erfindung bezieht sich auf
einen Zweipunktregler, insbesondere für Temperaturiegelungen, mit einer Brückenschaltung
und einer in der Brückendiagonale liegenden, einen Schalttransistor steuernden Transistorstufe.Two-point controller with bridge circuit The invention relates to
a two-point controller, especially for temperature seals, with a bridge circuit
and a transistor stage which is located in the diagonal of the bridge and controls a switching transistor.
Die Ausnutzung einer Verstimmung des Brückengleichgewichtes für Schalt-
und Regelzwecke ist bekannt. Bei verhältnismäßig langsam verlaufenden Vorgängen
ist eine definierte Ein- und Ausschaltung, z. B. eines über eine Transistorstufe
angesteuerten Relais, nicht ohne weiteres erreichbar, da die erforderliche Änderung
des Transistorbetriebszustandes auf die Brücke unerwünschte Rückwirkungen haben
kann, wovon wiederum die von der Bräcke abgegebene Diagonalspannung in dem Sinne
beeinflußt wird, daß der Schaltzeitpunkt des Schalttransistors beeinträchtigt bzw.
kein sicherer Betriebszustand des Schalttransistors erreicht wird.The utilization of a detuning of the bridge equilibrium for switching
and control purposes are known. For processes that run relatively slowly
is a defined switching on and off, e.g. B. one via a transistor stage
controlled relay, not easily accessible because the required change
the transistor operating state have undesirable effects on the bridge
can, of which in turn the diagonal tension emitted by the Bräcke in the sense
is influenced that the switching time of the switching transistor is impaired or
no safe operating state of the switching transistor is achieved.
Es ist auch schon eine Anordnung zur Zweipunktregelung bekannt, die
eine Brückenschaltung und eine in der Brückendiagonale liegende, einen Schalttransistor
steuernde Transistorstufe aufweist. Dabei wird jedoch die Brückenschaltung selbst
nicht durch den Rückführstrom verstimmt, so daß der steuernde Transistor von der
Rückführung nicht erfaßt wird.There is also an arrangement for two-point control known that
a bridge circuit and a switching transistor lying in the bridge diagonal
having controlling transistor stage. However, this is the bridge circuit itself
not detuned by the feedback current, so that the controlling transistor of the
Return is not detected.
Dieser Nachteil wird bei dem neuen Zweipunktregler dadurch vermieden,
daß gemäß der Erfindung der angesteuerte Schalttransistor seinen Emitter-Kollektor-Strom
über einen Teil des Brückenzweiges erhält, der an dem Brückenspeisepunkt liegt,
mit dem die Basis des Schalttransistors über einen Widerstand verbunden ist.With the new two-position controller, this disadvantage is avoided by
that according to the invention, the controlled switching transistor has its emitter-collector current
received via part of the bridge branch that is located at the bridge feed point,
to which the base of the switching transistor is connected via a resistor.
Bei einer Anwendung des neuen Zweipunktreglers zur Temperaturregelung
ist es beispielsweise möglich, bei Netzspannungsschwankungen zwischen
190 und 240 V und bis zu einer Umgebungstemperatur von 60' C die eingestellten
Temperaturen auf ± 11 C konstant zu halten. Braucht nur eine Solltemperatur
geregelt zu werden, so läßt sie sich auf ± 0,41 C und genauer konstant
halten.When using the new two-point controller for temperature control, it is possible, for example, to keep the set temperatures constant at ± 11 C in the event of mains voltage fluctuations between 190 and 240 V and up to an ambient temperature of 60 ° C. If only one target temperature needs to be regulated, it can be kept constant to ± 0.41 C and more precisely.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel die Temperaturregelung
des Heizkreises einer Waschmaschine od. dgl. dargestellt. Die Schaltungsanordnung
besteht aus einer Spannungsversorgung 1, einer Brückenschaltung 2, mit einem
als Fühler dienenden ternperaturabhängigen Widerstand 3 und einem zweistufigen
Transistorverstärker 4, 5, der ein Relais 6
schaltet. Dieser gleichstromgekoppelte
Verstärker enthält in der ersten Stufe einen npn-Transistor 4. Die zweite Stufe
ist mit einem pnp-Transistor 5 aufgebaut. Der NTC-Widerstand 3 bildet
zusammen mit dem jeweils eingeschalteten Vergleichswiderstand t2 7-9 und
den Widerständen 10-13 eine temperaturabhängige Brückenschaltung, deren Diagonalspannung
den Transistor 4 steuert. Der Kollektor-Widerstand 14 ist ebenfalls ein NTC-Widerstand.
Mit ihm wird der ungünstige Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Schaltgenauigkeit
klein gehalten. Die von dem Transistor 4 verstärkte Diagonalspannung wird über den
Widerstand 15 der Basis des Transistors 5 zugeführt. Letzterer schaltet
das Relais 6,
dessen Kontakt a z. B. über ein Schütz einen Heizkreis einer
Waschmaschine od. dgl. ein- oder ausschaltet.In the drawing, the temperature control of the heating circuit of a washing machine or the like is shown as an exemplary embodiment. The circuit arrangement consists of a voltage supply 1, a bridge circuit 2 with a temperature-dependent resistor 3 serving as a sensor and a two-stage transistor amplifier 4, 5 which switches a relay 6. This DC-coupled amplifier contains an npn transistor 4 in the first stage. The second stage is constructed with a pnp transistor 5 . The NTC resistor 3 forms, together with the respectively switched-on comparison resistor t2 7-9 and the resistors 10-13, a temperature-dependent bridge circuit, the diagonal voltage of which controls the transistor 4. The collector resistor 14 is also an NTC resistor. With it, the unfavorable influence of the ambient temperature on the switching accuracy is kept small. The diagonal voltage amplified by the transistor 4 is fed to the base of the transistor 5 via the resistor 15. The latter switches the relay 6, whose contact a z. B. od via a contactor a heating circuit of a washing machine. The like. On or off.
Bei Erreichen der Solltemperatur wird der NTC-Widerstand
3 niederohmiger und die Basisspannung vom Transistor 4 positiver. Dadurch
steigt der Strom durch den Transistor an, und der Spannungsabfall am Widerstand
14 nimmt zu. In dem Augenblick, in dem die Basisspannung am Transistor
5 gegenüber dem Emitterpotential negativ wird, fließt durch diesen Transistor
und durch die Relaiswicklung des Relais 6 Strom. Der Ruhekontakt a wird geöffnet
und die Heizung über ein Schütz ausgeschaltet. Da der Emitterstrom vom Transistor
5 durch einen Teil des Widerstandes 10 fließt, wird über diesen Rückkopplungszweig
das Emitterpotential vom Transistor 4 negativer, und der Stromanstieg in den Transistoren
4 und 5 erfolgt sprunghaft wie bei einem Schmitt-Trigger.When the target temperature is reached, the NTC resistor 3 becomes lower and the base voltage from transistor 4 becomes more positive. This increases the current through the transistor and the voltage drop across resistor 14 increases. At the moment when the base voltage at transistor 5 becomes negative with respect to the emitter potential, current flows through this transistor and through the relay winding of relay 6 . The normally closed contact a is opened and the heating is switched off via a contactor. Since the emitter current from transistor 5 flows through part of resistor 10 , the emitter potential of transistor 4 becomes more negative via this feedback branch, and the current rise in transistors 4 and 5 occurs abruptly as with a Schmitt trigger.
Der Grad der Rückkopplung und damit die Empfindlichkeit der Anordnung
ist am Widerstand 10
einstellbar.The degree of feedback and thus the sensitivity of the arrangement can be set at the resistor 10 .
Der Abgleich für die einzelnen Temperaturstufen wird z. B. für
301 C am Widerstand 7, für 60' C am Widerstand 8 und
für 90' C am Widerstand 9 vorge-nommen. Bei der niedrigsten
einstellbaren Wassertemperatur und der höchsten zulässigen Umgebungstemperatur ist
der Kollektorreststrom des Transistors 4 und die Widerstandsänderung des
NTC-
Widerstandes 3 in Abhängigkeit von der Temperatur
am größten. Um sicherzugehen, daß unter diesenVerhältnissen (Transistor 4 gesperrt)
auch der Transistor 5 gesperrt ist, soll die Temperaturdifferenz zwischen
Anzug und Abfall des Relaisankers am Widerstand 10 bei einer Wassertemperatur
von 30' C und einer Umgebungsteinperatur von 601 C eingestellt werden.The comparison for the individual temperature levels is z. B. for 301 C on resistor 7, for 60 'C on resistor 8 and for 90' C on resistor 9 made. At the lowest adjustable water temperature and the highest permissible ambient temperature, the residual collector current of the transistor 4 and the change in resistance of the NTC resistor 3 , depending on the temperature, are greatest. To ensure that transistor 5 is also blocked under these conditions (transistor 4 blocked), the temperature difference between the pull-in and drop-out of the relay armature at resistor 10 should be set at a water temperature of 30 ° C and an ambient temperature of 601 ° C.