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DE20119996U1 - Mehrzweck-Eingabegerät - Google Patents

Mehrzweck-Eingabegerät

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DE20119996U1
DE20119996U1 DE20119996U DE20119996U DE20119996U1 DE 20119996 U1 DE20119996 U1 DE 20119996U1 DE 20119996 U DE20119996 U DE 20119996U DE 20119996 U DE20119996 U DE 20119996U DE 20119996 U1 DE20119996 U1 DE 20119996U1
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DE
Germany
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input device
coil
purpose input
magnetic core
circuit
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Expired - Lifetime
Application number
DE20119996U
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English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pi International Ltd
Original Assignee
Pi International Ltd
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Publication date
Application filed by Pi International Ltd filed Critical Pi International Ltd
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Publication of DE20119996U1 publication Critical patent/DE20119996U1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4266—Arrangements for improving power factor of AC input using passive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/0241—Structural association of a fuse and another component or apparatus
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrzweck-Eingabegerät. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Mehrzweck-Eingabegerät, welches an einer Frontstufe eines Stromversorgungsschaltkreises angebracht ist und mittels dessen den Anforderungen an Sicherheit und elektromagnetischer Verträglichkeit (= „Electromagnetic Compatibility", EMC) Rechnung getragen wird.
In Fig. 1 ist ein bekannter Wandler-Abschnitt zum Umwandeln einer AC-Stromquelle (Wechselstromquelle) in eine DC-Stromquelle (= Gleichstromquelle) dargestellt, wie er im Aufbau der Frontstufe eines Stromversorgungsschaltkreises weithin verwendet wird. In dem Wandler-Abschnitt ist eine. Gleichrichterbrücke D1-D4 angeordnet. Der Eingang der Gleichrichterbrücke D1-D4 ist an einen Einschaltstrombegrenzer 50 und weiter an eine Schmelzbrücke 60 angeschlossen. Das freie Ende der Schmelzbrücke 60 ist mit 0 einer AC-Einspeisung (Wechselstromeinspeisung) verbunden. Der Ausgang der Gleichrichterbrücke D1-D4 ist mit einer EMC-Drosselspule 7 0 und einem Kondensator C elektrisch verbunden. Die EMC-Drosselspule 7 0 und das freie Ende des Kondensators C sind an den Folgeabschnitt des Stromversorgungsschaltkreises angeschlossen.
Die oben beschriebene bekannte Vorrichtung erfüllt infolge der Verwendung des Einschaltstrombegrenzers 50, der Schmelzbrücke 60 und der EMC-Drosselspule 70 verschiedene 0 Funktionen. Die Schmelzbrücke 60 stellt eine Sicherung dar, welche den Schaltkreis bei zu großem Eingangsstrom öffnet. Folglich kann der Eingangsstrom auf einen sicheren Wert, beispielsweise unter einigen Ampere, begrenzt werden.
Bei dem Einschaltstrombegrenzer 50 handelt es sich üblicherweise um eine niederohmige Komponente, welche die Eingangsimpedanz eines AC-Schaltkreises zur Reduzierung des Einschaltstroms vergrößern kann, wenn ein Anschluß an eine Stromquelle eingesteckt wird, wodurch eine Beschädigung anderer mit dem Wechselstromschaltkreis in Reihe geschalteter Komponenten oder deren Qualitätsverschlechterung verhindert wird.
Bei der EMC-Drosselspule 70 handelt es sich um eine elektromechanische Basiskomponente, mittels der eine Hochfrequenz-Impedanz zwischen einem Anwendungsgerät und der Wechselstromeinspeisung geschaffen wird. Da die Hochfrequenz-Impedanz der EMC-Drosselspule 7 0 eine Spannung um die Impedanz der Wechselstromeinspeisung teilen kann, nimmt das durch die Wechselstromeinspeisung aufgrund des Anwendungsgerätes erzeugte Rauschen im Differentialbetrieb infolge dieser Spannungsteilung ab. Da die Hochfrequenz-0 Impedanz der EMC-Drosselspule 7 0 wesentlich größer als die Impedanz der Wechselstromeinspeisung ist, wird der Einfluss des Rauschens auf die Wechselstromeinspeisung bei hohen Frequenzen wesentlich reduziert.
5 Allerdings führt die hohe Anzahl von Unterbaugruppen zu hohen Kosten. Außerdem lassen sich Lagerung, Transport und Einbau weder reduzieren noch vereinfachen. Da die drei Unterbaugruppen individuell miteinander verbunden sind, können sie nicht zur Volumenreduzierung wirksam integriert 0 werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mehrzweck-Eingabegerät zu schaffen, bei dem eine
Kostenreduzierung und eine Volumenreduzierung erreicht werden und welches die Erfordernisse an Sicherheit und EMC erfüllt.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mehrzweck-Eingabegerät
geschaffen, welches die Aufgaben einer
Schmelzbrücke, eines Einschaltstrombegrenzers und einer EMC-Drosselspule erfüllt. Ein Schmelzwiderstand ist um einen
Magnetkern gewickelt, welcher einen hohen Widerstand und eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzt. Da das Mehrzweck-Eingabegerät
gemäß der vorliegenden Erfindung die drei
bekannten separaten Unterbaugruppen ersetzen kann, wird eine Reduzierung der Kosten sowie eine Volumenreduzierung
erreicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines bekannten AC-DC-Wandlers (Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler) ;
5 Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines AC-DC-Wandlers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist, erfüllt ein Mehrzweck-Eingabegerät gemäß der vorliegenden Erfindung die Erfordernisse an Sicherheit und elektromagnetischer Verträglichkeit. Das Mehrzweck-Eingabegerät ist zwischen einer Wechselstromeinspeisung und einer Gleichrichterschaltung 3 in Reihe geschaltet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Gleichrichterschaltung 3 eine Gleichrichterbrücke D1-D4 und einen Kondensator C auf. Das Mehrzweck-Eingabegerät weist einen Magnetkern 1 und eine Widerstandsspule 2 auf.
Bei dem Magnetkern 1 handelt es sich um einen ferromagnetisehen Magnetkern. Das Material des Magnetkerns sollte einen hohen Widerstand und eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen, um der beim Durchbrennen der Widerstandsspule 2 erzeugten Spannungsdifferenz standzuhalten; es kann jedoch auch ein geeigneter Spulenträger oder eine kompakte Baugruppe verwendet werden, um den Magnetkern 1 vom Schaltkreis zu trennen.
Bei der Widerstandsspule 2 handelt es sich um einen Schmelzwiderstand, der um den Magnetkern 1 gewickelt ist. Die Widerstandsspule 2 hat die Funktion einer Schmelzsicherung, eines Einschaltstrombegrenzers und einer EMC-Drosselspule.
Dies bedeutet, dass sie den Eingangsstrom auf einen sicheren Wert begrenzen kann, wodurch der Einschaltstrom reduziert wird, wobei das auf die Wechselstromeinspeisung wirkende Rauschen gedrosselt wird.
Gemäß Fig. 4 ist die Oberfläche des Mehrzweck-Eingabegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Deckschicht 4 beschichtet, welche eine Schutzfunktion gegenüber Rauch oder
gegenüber Flammenbildung ausübt, wenn die Widerstandsspule 2 aufschmilzt.
Außerdem kann die Widerstandsspule 2 aus einer ersten Spule 21 mit kleinerer Wicklungszahl und einer zweiten Spule 22 mit größerer Wicklungszahl gebildet werden. Da die erste Spule nur eine Wicklungsschicht aufweist, kann die parasitäre Kapazität reduziert werden, was vorteilhaft für die Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Frequenzen ist. Eine parasitäre Kapazität zwischen mehreren Wicklungsschichten kann verhindert werden und für den hochfrequenten Strom wird eine niederohmige Kriechstromspur erzeugt. Folglich wird die effektive Impedanz der Spule reduziert. Die zweite Spule 22 ist für die Widerstandsfähigkeit gegenüber Niedrigfrequenzstörungen vorteilhaft. Infolge ihres Aufbaus mit mehreren Wicklungsschichten wird eine größere Anzahl von Wicklungen von kürzerer Länge geschaffen. Bei einer zylindrischen Drosselspule ist der Blindwiderstand näherungsweise proportional zum Quadrat der Wicklungszahl und 0 umgekehrt proportional zur Länge. Daher kann eine höhere Impedanz für die Widerstandsfähigkeit gegenüber niedrigen Frequenzen erzielt werden.
Zusammenfassend besitzt die spezielle Bauweise der 5 vorliegenden Erfindung die folgenden Eigenschaften:
1. Niedrige Kosten: Da eine einzige Komponente verwendet wird, können die Kosten reduziert werden und Transport und Einbau werden vereinfacht.
2. Geringes Volumen: Da eine einzige Komponente anstelle von drei getrennten Unterbaugruppen verwendet wird, kann das Volumen wirksam reduziert werden.

Claims (6)

1. Mehrzweck-Eingabegerät, welches zwischen einer Wechselstromeinspeisung (AC-Einspeisung) und einer Gleichstromschaltung (DC-Schaltung) in Reihe geschaltet ist, und welches folgendes aufweist:
einen ferromagnetischen Magnetkern (1) und
eine um den Magnetkern (1) gewickelte Spulenwicklung (2) mit elektromagnetischer Verträglichkeit (EMC), wobei die Spulenwicklung die Aufgaben eines Einschaltstrombegrenzers, einer Schmelzbrücke und einer Drosselspule erfüllt.
2. Mehrzweck-Eingabegerät nach Anspruch 1, wobei der Magnetkern (1) einen hohen Widerstand und eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzt.
3. Mehrzweck-Eingabegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Magnetkern (1) zur Trennung von einem Schaltkreis einen geeigneten Spulenträger oder eine Kompaktbaugruppe aufweist.
4. Mehrzweck-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spulenwicklung (2) eine Schmelzwiderstandswicklung ist.
5. Mehrzweck-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spulenwicklung (2) durch Zusammenbau einer ersten Spule (21) von kleinerer Wicklungszahl und einer zweiten Spule (22) von größerer Wicklungszahl ausgebildet ist.
6. Mehrzweck-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dessen Oberfläche mit einer eine Schutzwirkung ausübenden Deckschicht (4) beschichtet ist.
DE20119996U 2001-12-10 2001-12-10 Mehrzweck-Eingabegerät Expired - Lifetime DE20119996U1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20210213U1 (de) 2002-07-02 2002-10-17 FRIWO Gerätebau GmbH, 48346 Ostbevern Schutzvorrichtung für elektrische Geräte
EP1420509A1 (de) * 2002-11-18 2004-05-19 Power Integrations, Inc. EMI-Filter für Stromversorgung
WO2017125426A1 (de) * 2016-01-18 2017-07-27 Secop Gmbh Schaltkreis zur steuerung des leistungsfaktors

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Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20020502

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years

Effective date: 20050204

R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years

Effective date: 20080131

R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years

Effective date: 20091204

R071 Expiry of right
R071 Expiry of right