DE2545239A1

DE2545239A1 - Temp. regulator for oven heating elements - sets temp. by switching resistors identified by LEDs into bridge with temp. sensitive resistor

Info

Publication number: DE2545239A1
Application number: DE19752545239
Authority: DE
Inventors: Hildegard Jensch; Joachim Thorwest; Robert Zapp
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1975-10-09
Filing date: 1975-10-09
Publication date: 1977-04-21

Abstract

The temperature regulator for heating elements in electric cookers has a temp. sensitive resistor and a variable control resistor. Both are connected into a bridge circuit to produce a control voltage for an amplifier that operates the supply relay coupled to the heating element. The control resistor consists of a series of separate resistors of different values. They can be switched in by relays controlled from a control panel. A 7-segment LED display is coupled over a diode matrix to the relays and indicates which resistors are switched in.

Description

Elektronischer Temperaturregler für HeizelementeElectronic temperature controller for heating elements

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Temperaturregler für Heizelemente, z.B. Kochplatten, mit einem von der Temperatur der Kochplatte beeinflußten Widerstandsfühler und einem einstellbaren Regelwiderstand, die beide in einer Brückenschaltmlg liegen und eine Steuerspannung für einen elektronischen Verstärker liefern, durch den ein das Heizelement schaltendes Relais geschaltet wird.The invention relates to an electronic temperature controller for heating elements, e.g. hotplates with a resistance sensor influenced by the temperature of the hotplate and an adjustable rheostat, both of which are in a bridge circuit and provide a control voltage for an electronic amplifier through which a the relay switching the heating element is switched.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wird der einstellbare Regelwiderstand durch ein Potentiometer oder durch einen Stufenschalter dargestellt. Diese gestatten keine direkte Anzahl des geTrFÜnschten Schaltzustandes. Es muß bei einer Vielzahl von zu wählenden Einschaltstellungen erst immer ein entsprechender Bereich des Potentiometers oder des Stufenschalters überfahren werden.In known devices of this type, the adjustable resistor represented by a potentiometer or a step switch. Allow this no direct number of the false switching status. There must be a multitude of the switch-on positions to be selected always a corresponding range of the potentiometer or the tap changer are overrun.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gewinschte Einschaltstellung unmittelbar durch einen Tastenschalter anzuwählen.The object of the invention is to provide a desired switch-on position directly to be selected by a key switch.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Regelwiderstand eine Reihe abgestufter Einzelwiderstände vorgesehen sind, die jeweils durch zugeordnete Relais vermittels in einem Tastenfeld angeordneter Tastschalter einschaltbar sind.According to the invention, this object is achieved in that as a variable resistor a number of graded individual resistors are provided, each assigned by Relays can be switched on by means of pushbutton switches arranged in a keypad.

Die Erfindung besteht weiter darin, daß zur Anzeigc des Schaltzustandes des Tastenfeldes und des Heizelementes zwischen den Einzelwiderständen und den Relais eine Sieben-Segment-Leuchtdioden-Anzeige über eine Diodenmatrix angeschlossen ist.The invention further consists in that for the display of the switching state the keypad and the heating element between the individual resistors and the relays a seven-segment light-emitting diode display is connected via a diode matrix.

Weiterhin zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß in dem Tastenfeld eine Nulltaste vorgesehen ist, durch die nach Ausschaltung des Heizelementes über einen Relaiskreis, der über einen Halbleiterschalter mit dem Widerstandsfühler gekoppelt ist, der Zustand der heißen Kochplatte durch die Sieben Segment-Anzeige kenntlich gemacht ist.Furthermore, the invention is characterized in that in the keypad a zero key is provided through which after switching off the heating element over a relay circuit which is coupled to the resistance sensor via a semiconductor switch is, the state of the hot plate can be identified by the seven-segment display is made.

Dabei liegt im Haltestromkreis des von der Nulltaste einschalt-l baren Relais ein PNP-Transistor mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke und ist die Basis des Transistors über den Widerstandsfühler derart ansteuerbar, daß nach Unterschreiten einer bestimmten Temperatur der Kochplatte, z.B. 450 C, der Transistor in den Sperrzustand übergeht und der Haltestromkreis des Relais unterbrochen wird.The circuit that can be switched on by the zero key is located in the holding circuit Relay a PNP transistor with its emitter-collector path and is the base of the transistor can be controlled via the resistance sensor in such a way that after falling below At a certain temperature of the hotplate, e.g. 450 C, the transistor switches to the blocking state passes and the relay holding circuit is interrupted.

Der Temperaturregler nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert: Der Temperaturregler wird von einem Netzteil über einen Gleichrichter gespeist. Diese Speisespannung liegt an einem Diagonalzweig einer Brückenschaltung, die'aus den Widerständen 5, 11, 12 und 13 sowie den in Reihe angeordneten Einzelwiderständen 51 bis 59 gebildet ist. An der anderen Brückendiagonale sind die Eingänge eines Operationsverstärkers 17 angeschlossen.The temperature controller according to the invention is described below with reference to Drawing explained in more detail: The temperature controller is powered by a power supply unit via a Rectifier fed. This supply voltage is applied to a diagonal branch Bridge circuit, die'aus the resistors 5, 11, 12 and 13 and those arranged in series Individual resistors 51 to 59 are formed. On the other bridge diagonal are the inputs of an operational amplifier 17 are connected.

Dieser Operationsverstärker 17 arbeitet als Komparator und vergleicht die durch einen Tastschalter TA bis T9 eines Tastenfeldes vorgegebene und durch die Einzelwiderstände 51 bis 59 erzeugte Steuerspannung mit einer der Temperatur der Kochplatte te entsprechenden Meßspannung, die von dem als NTC ausgebildeten Widerstandsfühler 13 erfaßt wird. Bei Annäherung der beiden Spannungen wird durch das Lastschaltglied 18 das Heizelement ein- oder ausgeschaltet. Als Lastschaltglied kann dabei ein Relais oder ein Triac vorgesehen sein.This operational amplifier 17 works as a comparator and compares the one given by a push button switch TA to T9 of a keypad and by the individual resistors 51 to 59 generated control voltage with one of the temperature the hot plate te corresponding measurement voltage, which is formed by the NTC Resistance sensor 13 is detected. When the two voltages approach, through the load switching element 18 switches the heating element on or off. As a load switching element a relay or a triac can be provided.

Das Tastenfeld kann beliebig viele Einschalttasten T1 bis T9, je nach gewünschter Anzahl von Schaltstellungen, haben und enthält eine Ausschalttaste TO. Bei Schließen einer der Tasten T1 bis T9 wird die zugehörige Relaisspule 21 bis 29 über den Strombegrenzungswiderstand 3 mit der Gleichspannungsquelle verbunden. Hierdurch wird in der Relais spule 21 bis 29 ein Magnetfeld erzeugt, unter dessen Einfluß der zugehörige Relaiskontakt 31 bis 39 geschlossen wird. Nach Öffnen des zuvor eingedrückten Tastschalters T1 bis T9 wird die zugehörige Relaisspule 21 bis 29 durch die Reihenschaltung, Relaiskontakt 31 bis 39, einen den Strom der Relaisspule bestimmenden Widerstands 4, Relaisspule 21 bis 29 und Strombegrenziingswiderstand 3 mit der Gleichspannungsquelle verbunden, so daß hierdurch ein Selbsthaltekreis über den eingeschalteten Relaiskontakt 31 bis 39 gebildet ist. Zur Vermeidung einer Überlastung der Relaisspule 21 bis 29 ist den Taatschaltern T1 bis T9 ein als Zeitglied wirksamer RC-Kreis vorgeschaltet, der aus dem Kondensator 1 und dem Widerstand 2 besteht. Hierdurch wird nach Schließen eines Tastschalters T1 bis T9 im ersten Augenblick ein einen ausreichenden Anzugsstrom für die Relais spule 21 bis 29 gewährender Strom durch den Kondensator 1 durchgelassen.The keypad can have any number of power buttons T1 to T9, depending on the desired number of switch positions, have and contains a switch-off button TO. When one of the buttons T1 to T9 is closed, the associated relay coil 21 to 29 is connected to the DC voltage source via the current limiting resistor 3. As a result, a magnetic field is generated in the relay coil 21 to 29, under which Influence the associated relay contact 31 to 39 is closed. After opening the previously pressed push button switch T1 to T9 is the associated relay coil 21 to 29 through the series connection, relay contacts 31 to 39, the current of the relay coil determining resistor 4, relay coil 21 to 29 and current limiting resistor 3 connected to the DC voltage source, so that this creates a self-holding circuit is formed via the switched on relay contact 31 to 39. To avoid a Overload of the relay coil 21 to 29 is the switch T1 to T9 as a timer Upstream effective RC circuit consisting of capacitor 1 and resistor 2 consists. As a result, after a pushbutton switch T1 to T9 is closed for the first time a sufficient pull-in current for the relay coil 21 to 29 granting current passed through the capacitor 1.

Nach Öffnen des Tastschalters T1 bis T9 fließt ein um den Wert des Widerstandes 4 reduzierter Haltestrom durch die Relais spule 21 bis 29. Durch Schließung eines der Relaiskontakte 31 bis 39 steht am Eingangspunkt des Operationsverstärker 17 eine Spannung an, die dem Spannungsteilerverhältnis von dem eingeschalteten Widerstand 51 bis 59 und dem Widerstand 5 ent- 1 spricht. Die mit den Widerständen 51 bis 59 in Reihe liegenden, Dioden 61 bis 69 dienen zur Entkopplung der einzelnen Stufen.After opening the pushbutton switch T1 to T9, the value of the flows in Resistance 4 reduced holding current through the relay coil 21 to 29. By closing one of the relay contacts 31 to 39 is at the input point of the operational amplifier 17 a voltage corresponding to the voltage dividing ratio of the on resistor 51 to 59 and resistance 5 corresponds to 1. The one with resistors 51 to 59 Diodes 61 to 69 lying in series are used to decouple the individual stages.

Wenn von einer eingeschalteten Schaltstellung in eine andere umgeschaltet werden soll, so wird bei Schließung eines der gewünschten Schaltstellung entsprechenden Tastschalters T1 bis T9 ein parallel zu dem zuvor eingeschalteten Relaiskreis, z.B.When switched from one switched position to another is to be, then one of the desired switch position is set when closing Pushbutton switches T1 to T9 a parallel to the previously switched on relay circuit, e.g.

21, 31 liegender weiterer Relaiskreis, z.B. 22, 32, der ebenfalls zu dem Strombegrenzungswiderstand 3 in Reihe liegt, eingeschaltet, wodurch der Haltestrom in der Relaisspule 21 des ersten Relaiskreises unterschritten wird, da der Spannungsabfall am Strombegrenzungswiderstand 3 ansteigt. Hierdurch wird der Relaiskontakt 31 geöffnet, bevor die Relaisspule 22 einen ausreichenden Strom am Schließen des ihr zugeordneten Relaiskontaktes 32 erreicht. Es steht nunmehr am Eingangspunkt des Operationsverstärkers 17 eine Spannung an, die aus dem Spannungsteilerverhältnis des dem eingewählten Tastenschalters T2 entsprechenden Widerstand 52 und dem Widerstand 5 gebildet wird.21, 31 lying further relay circuit, e.g. 22, 32, which is also to the current limiting resistor 3 is in series, switched on, whereby the holding current is fallen below in the relay coil 21 of the first relay circuit, since the voltage drop at the current limiting resistor 3 increases. This opens the relay contact 31, before the relay coil 22 has a sufficient current to close its associated Relay contact 32 reached. It is now at the input point of the operational amplifier 17 a voltage, which from the voltage divider ratio of the selected Key switch T2 corresponding resistor 52 and resistor 5 is formed.

Durch Verwendung von Re ed-Kontakt-Relais lassen sich in dem Tastenfeld auf engstem Raum eine große Anzahl von Relais unter bringen. FUr die Tastschalter sind nur relativ schwache Rontal;-te erforderlich, da keine hohen Ströme zu schalten sind, so daß das Tastenfeld insgesamt relativ klein ausgeführt werden kann.By using re ed contact relays, in the keypad A large number of relays can be accommodated in a very small space. For the push button switch only relatively weak rontals are required, as no high currents have to be switched are, so that the keypad can be made relatively small overall.

Für eine optische Darstellung der einzelnen Schaltstufen ist eine Sieben-Segment-Leuchtdioden-Anzeige 8 über eine Diodenmatrix 7 an den Ausgängen der Relaiskontakte 31 bis 39 angeschlossen. Es ist hierdurch eine einfache digitale Anzeige des jeweiligen Schaltzustandes möglich. Außerdem ist die Ausschalttaste, der Tastschalter TO, über einen Relaiskreis 20, 30 an die Diodenmatrix 7 angeschlossen. Die Eingänge der Diodenmatrix 7 sind mit 40 bis 49 bezeichnet. Nach Einschaltung eines der Tastschalter TO bis T9 steht an dem entsprechenden Eingang 40 bis 49 eine Spannung an, wodurch die mit diesem Eingang verbundenen Dioden, z.B. 9 und 10, Spannung erhalten und über deren entsprechende Ausgänge A bis G, über die mit diesen Ausgängen verbundenen Widerstände Al bis GI die entsprechenden Leuchtdioden A2 bis G2 der Sieben-Segment-Anzeige 8 Spannung erhalten. Bei Einschaltung des Relaiskontaktos 31 würden z.B., wie angedeutet, die Leuchtdloden B2 und C2 eingeschaltet, wodurch der Einschaltung von Tastschalter T1 der Schaltstellung 111 entsprechend eine 1 angezeigt wird.For a visual representation of the individual switching stages is a Seven-segment light-emitting diode display 8 via a diode matrix 7 at the outputs the relay contacts 31 to 39 connected. This makes it a simple digital one The respective switching status can be displayed. In addition, the power button is the pushbutton switch TO is connected to the diode matrix 7 via a relay circuit 20, 30. The inputs of the diode matrix 7 are denoted by 40 to 49. After activation one of the pushbutton switches TO to T9 is at the corresponding input 40 to 49 Voltage, whereby the diodes connected to this input, e.g. 9 and 10, generate voltage and via their corresponding outputs A to G, via the with these outputs connected resistors Al to GI the corresponding light emitting diodes A2 to G2 of the Seven-segment display 8 received voltage. When the relay contact is switched on 31 if, for example, the LEDs B2 and C2 were switched on, as indicated, whereby the switching on of the pushbutton switch T1 of the switch position 111 corresponds a 1 is displayed.

Bei Ausschaltung des Heizelementes durch Betätigung des Tastschalters TO findet der gleiche Vorgang zum Öffnen eines eingeschalteten Relaiskreises durch Schließung des Relaiskreises 20, 30, der dem Tastschalter TO zugeordnet ist, analog der oben beschriebenen Wirkung bei Umschaltung von einer Schaltstufe in eine andere durch Schließung eines entsprechenden Tastschalters, statt. In dem Haltestromtreis des dem Tastschalter TO zugeordneten Relaiskreises 20,30 ist in Reihe zu dem den Strom der Relaisspule 20 bestimmenden Widerstand 4 ein PNP-Transistor 19 mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke vorgesehen, dessen Basis über den Widerstandsfühler 13 ansteuerbar ist. When the heating element is switched off by pressing the pushbutton switch TO finds the same process for opening a switched-on relay circuit Closure of the relay circuit 20, 30, which is assigned to the push button switch TO, analog the effect described above when switching from one switching stage to another by closing a corresponding pushbutton switch instead. In the holding circuit the relay circuit 20,30 assigned to the key switch TO is in series with the Current of the relay coil 20 determining resistor 4 a PNP transistor 19 with his Emitter-collector path provided, the base of which via the resistance sensor 13 is controllable.

Diese Ansteuerung ist dabei so ausgelegt, daß bei Verminderung der Temperatur der Kochplatte und dadurch bestimmten Anstieg des Widerstandes des Widerstandsfühlers 13 bei einer bestimmten Temperatur, z.B. 450C, der Transistor 19 in den Sperrzustand übergeht, wodurch der Haltestromkreis des Relais 20, 30 unterbrochen wird. Durch entsprechende Ansteuerung der Leuchtdioden B2, C2, E2, F2 und G2 in der Sieben-Segment-Anzeige 8 erscheint bei geschlossenem Relais 20, 30, also bei ausgeschaltexten Heizelement der Kochplatte, eine sogenannte H-Anzeige, solange, wie sich die Kochplatte in einem so heißen Zustand befindet, der z.B. für eine Berührung gefährlich sein könnte. This control is designed so that when reducing the Temperature of the hotplate and the resulting increase in resistance of the resistance sensor 13 at a certain temperature, e.g. 450C, the transistor 19 switches to the blocking state passes, whereby the holding circuit of the relay 20, 30 is interrupted. By corresponding control of the LEDs B2, C2, E2, F2 and G2 in the seven-segment display 8 appears when the relay 20, 30 is closed, i.e. when the heating element is switched off the hotplate, a so-called H display, as long as the hotplate is in one is in such a hot state that could be dangerous to touch, for example.

Die gleichzeitige Verwendung des die Meßspannung für den Operationsverstärker 17 erzeugenden Widerstandsfühlers 13 zur Steuerung der H-Anzeige erübrigt eine Anordnung eines zweiten NTC-Fühlers. Die Widerstände 14 und 15 bilden einen Spannungsteiler für die Basis des Transistors 19- Die Diode 73 dient zur Entkopplung der Spannungsteiler, die aus den Widerständen 14 und 15 einerseits sowie 11, 12 und 13 andererseits gebildet sind. Die Z-Diode 72 mit dem ihr vorgeschalteten Widerstand 16 dient zur Stabilisierung des Netzteiles. Die Dioden 71 in den Relaiskreisen dienen zur Entkopplung der Siegen-Segment-Anzeige Leerseite The simultaneous use of the measuring voltage for the operational amplifier 17 generating resistance sensor 13 for controlling the H display obviates the need for an arrangement a second NTC sensor. The resistors 14 and 15 form a voltage divider for the base of transistor 19- The diode 73 is used to decouple the voltage divider, formed from resistors 14 and 15 on the one hand and 11, 12 and 13 on the other are. The Zener diode 72 with the resistor 16 connected upstream of it is used for stabilization of the power supply. The diodes 71 in the relay circuits are used to decouple the Siegen segment display Blank page

Claims

Claims 1) 3 electronic temperature controller for heating elements, e.g.

Hotplates, with one influenced by the temperature of the hotplate Resistance sensor and an adjustable rheostat, both in a bridge circuit and supply a control voltage for an electronic amplifier which a relay switching the heating element is switched, characterized by e that a series of graduated individual resistors (51 * .. 59) is provided as a rheostat are each mediated by associated relays (21 .., 29, 31 ... 39) in one Keyswitches (T1 ... T9) arranged on the keypad can be switched on.

2) Temperature regulator according to claim 1, characterized in that to display the switching status of the keypad and the heating element between the individual resistors (51 ... 59) and the relays (21 ... 29, 31 ... 39) a seven-segment LED display (8) is connected via a diode matrix (7).

3) temperature controller according to claim 1 or 2, characterized in that that in the keypad a zero key (TO) is provided, through which after switching off of the heating element via a relay circuit (20, 30), which via a semiconductor switch (19) is coupled to the resistance sensor (13), the state of the hot plate is identified by the seven-segment display (8).

4) temperature switch according to claim 3, characterized in that in the holding circuit of the relay (20,21) that can be switched on by the zero key (TO) PNP transistor (19) with its emitter-collector path, and that the base of the transistor via the resistance sensor 3) can be controlled in such a way that after falling below a certain temperature of the hotplate, e.g. 450 C, the transistor in the Lock state passes and the holding circuit of the relay (20, 21) is interrupted.