DE2434006A1 - Thermostat mit kaltleiterzuendschaltung - Google Patents

Description

• Thermestat mit Kaltleiterzündschaltung.
• Die Erfindung betrifft einen Thermostaten mit einer Kaltleiterzündschaltung, wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.
• Solche Thermostaten werden benutzt, wie aus der Firmenschrift TDK Electronics C., Ltd., BBE-29-00 1 B, PTC-Thermostat, Japan 9 (1972) 1000. Dieser bekannte Thermostat wird anhand der Figur 1 erläutert. Im Stromkreis einer Heizung 1, bzw. eine Heizungssteuerung 10, liegt ein Thyristor, durch welchen die Heizung direkt bzw. über die Heizungssteuerung ein- und ausgeschaltet wird. Parallel zum Thyristor liegen, in Reihe geschaltet, ein Vorwiderstand 3, ein Kaltleiterwiderstand 4 und ein Zündkondensator 5. An das Gate des Thyristors ist ein Triggerdiode 6 angeschlossen, deren anderer Anschluß zwischen dem Kaltleiter-Widerstand und dem Zündkondensator angeschlossen ist. Die Anschlüsse 20 und 21 sind mit einer Wechselspannungsquelle verbunden, die eine Netzspannung erzeugt.
• dieser Thermostat arbeitet in der folgenden Weise: Uber den; Vorwiderstand und den temperaturabhängigen Kaltleiter wird der Zündkondensator geladen. Sobald die Kondensatorspannung die Zündspannung der Triggerdiode überschritten hat, liegt diese Spannung am Gate des Thyristors, so daß der Thyristor leitend geschaltet ist. Damit ist die Heizung an die Wechselspannungsquell angeschlossen. Dieser Vorgang wiederholt sich mit der Halbwellenfrequenz der Neizspannung abwechselnd in positiver und negativer Spannungsrichtung. Der Kaltleiter und die Heizung sind thermisch gekoppalt, was durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet ist. Erhöht sich durch die Heizung die Temperatur in der Un gebung des Ealtleiters, so nimmt der elektrische Widerstan@ des Kaltleiters zu, damit erreicht der Zündkondensator erst zu einem späteren Zeitpunkt die Zündspannung, d.h. die Zündung wird ver spätet und damit wird die Heizleistung gesenkt. Im Grenzfall ist die Temperatur in der Umgebung des Kaltleiters so hoch, daß der Zündkondensator die Zündspannung nicht mehr erreicht, und die Heizung ausgeschaltet bleibt. Je steiler-der Widerstand des Kaltleiters mit steigender Temperatur ansteigt, desto größer ist der Regelfaktor des Thermostaten. Unter Regelfaktor versteht man das Verhältnis der Heizungstemperatur zur Temperatur in der Umgebung des Thermostaten. Der Vorwiderstand 5 ist einstellbar, er dient zur Einstellung der von der Heizung aufrecht zu erhaltenden Solltemperatur.
• Nachteilig bei diesem bekannten Thermostaten ist, daß je nach Öffnungszeit des Thyristors und damit je nach erforderlicher Heizleistung unterschiedliche Spannungen am Kaltleiter ablall.en.
• Nun ist jedoch das Verhältnis von Strom und Spannung bei einem kaltleiter stark nicht linear, dsh. der Kaltleiter besitzt einen sehr unterschiedlichen elektrischen Widerstand, je nachdem welche Spannung am Kaltleiter anliegt. Dieser Effekt überlagert sich der Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes des Kaltleiters. Ein so konstruierter Thermostat besitzt deshalb stark unterschiedliche Regelfaktoren für unterschiedliche auf den Thermostaten einwirkende Temperaturen.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Thermostaten anzugeben, der einen temperaturunabhängigen Regelfaktor aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Thermostaten der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art gelöst, wobei der Thermostat erfindungsgemäß entsprechend dem Kennzeichen dieses Anspruches ausgebildet ist.
• Die Erfindung wird anhand der Figur 2 erläutert: Parallel neben dem Kaltleiter und deo Zündkondensater ist der Varistor 7 geschaltet, dieser ist, entsprechend seiner Wirkungsweise, als ein Widerstand wit parallel liegender Kapazität gezeichnet. Die übrigen Positionen entsprechen den Positionen in der Figur 1 und besitzen deshalb die gleichen Bezugazeichen.
• Der Varistor 7 wirkt in der folgenden Weise. Der Varistor möge beispielsweise eine Schwellspannung von 60 V besitzen, d.h.
• unterhalb dieser Spannung besitzt der Varistor einen sehr hohen oberhalb dieser Spannung einen sehr niederen elektrischen Widerstand. Damit wirkt er als Spannungsbegrenzer für die am Kaltleiter anliegende Spannung. Denn sobald im LauS einer Periode der an -den Anschlüssen 20 und 21 liegenden Wechselspannung der Spannungswert 60 V überschritten wird, schließt der Varistor 7 den Kaltleiter und den Zündkondensator kurz. Damitkönnen am Kaltleiter nur noch Spannungen zwischen den Werten 0 und 60 V abfallen. Bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung können am Kaltleiter dagegen Spannungen zwischen 0 V und dem Maximalwert der an den Anschlüssen 20 und 21 liegenden Netzs1annung abfallen Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin daß der Varistor '7 eine hohe Kapazität besitzt Diese Kapazität ist besonders hoch, wenn es sich um einen ZnO-Varistor handelt, welcher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen istO Die hohe Kapazität des Varistors liefert rasch den Ladungsverlust des Zündkondensators nach9 der bei der Zündung des Thyristors teilweise entladen wird, Durch diese Nachladung -des Zündkondensators werden die Unterschiede im Ladungszustand dieses Zündkondensators verringert Beim Heizbetrieb erfolgt während einer Halbperiode der an den Anschlüssen 20 und 21 anliegenden Wechselspennung eine Zündung, die dabei vom Zündkondensator an das Gate des Thyristors abfließende Ladung wird durch den Varistor 7 nach geliefert, bei Übertemperatur ist der Widerstand des Kaltleiters 4 so groß, daß die Zündspannung nicht erreicht wird, in diesem Fall fließt vom Zündkondensator keine Ladung an das Gate des Thyristors abO Durch diese Nachladung des Zündkondensators wird die Regelhysterese des Thermostaten vermindert9 d.h sinkt die zu regelnde Temperatur unter eine einzustellende Solltemperatur ab, so wird durch den Thermostaten der Erfindung die Heizleistung frühzeitiger erhöht, steigt die Temperatur über die Solltemperatur, so wird die Heizleistung frühzeitiger vermindert als durch den bekannten Thermostaten.
• In dan Figurou ist der Thyristor als symmotrischer Thyristor gezeichnet, ebenso ist jedoch die Verwendung eines asymmetrischen Thyristors möglich, dieser ist im leitend geschalteten Zustand nur in einer Stromrichtung durchlässig. In den Figuren liegt die Heizungssteuerung 10 mit dem Thyristor in Serie. Diese Heizungssteuerung schaltet die Heizung ein, wenn der Thyristor leitend geschaltet ist, d.h. wenn an der Steuerung die Netzspannung anliegt Ebenso ist es möglich, die Heizung 1 direkt in diesen Stromkreis zu schalten, in diesem Fall wird sie direkt von dem Thyristor ein- und ausgeschaltet.
• Bei einem Ausführungsbeispiel betrug die Netzspannung 220 V.
• Die Triggerdiode hatte eine Zündspannung von 30 Y. Die Schwellspannung des Varistors betrug- 60 V. Unterhalb dieser Schwellspannung hatte der Varistor einen Widerstand von mehr als 1 M.fL oberhalb der Schwellspannung einen Widerstand von weniger als 1 K#. Der Kaltleiter besaß im kiten Zustand, d.h. wenn die Heizung durch den Thermostaten auf volle Leistung geschaltet wird, einen Widerstand von 10 K#. Der Vorwiderstand hatte einen Widerstand von 50 K#. Der Zündkondensator besaß eine Kapazität von 0,1 µF.
• 2 Patentansprüche 2 Figuren

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e ., (1. Whermostat, der in einen Stromkreis einer Heizung bzw. einer Heizungssteuerung einsetzbar ist und einen Thyristor enthält, der diesen Stromkreis schließt bzw. unterbricht, wobei parallel zu diesem Thyristor ein Kaltleiter und ein Zündkondensator geschaltet sind, und wobei das Gate des Thyristors über eine Triggerdiode zwischen dem Kaltleiter und dem Zündkondensator angeschlossen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß parallel zu dem Kaltleiter und cbm Zündkondensator ein Varistor (7) geschaltet if3.t.
2. 2. Thermostat nach Anspruch 1, g e k e n n z e i e h n e t durch einen ZnO-Varistor.

   L e e r s e i t e