DE2952583A1

DE2952583A1 - Isolatorschaltung

Info

Publication number: DE2952583A1
Application number: DE19792952583
Authority: DE
Inventors: Sheppard Cohen; Paul H Ingalls; John L Plumb
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1980-07-17
Also published as: JPS55106042A; GB2039700B; CA1132198A; GB2039700A; BE880924A; NL7909340A; US4190790A

Description

2952S83

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein elektrische Steuerschaltungen und insbesondere eine verbesserte frequenzempfindliche Schaltungsanordnung zur Steuerung der Erregung von Lasten wie mit Vorschaltgeräten betriebene Leuchtstofflampen und Hochintensita'ts-Entladungs-1 am pen.

In der US-PS 39 71 010 wird ein Laststeuersystem beschrieben, das besonders zum selektiven Steuern von ganzen Gruppen von mit Vorschal tgerä te η betriebenen Lampen in einer Weise geeignet 1st, die die Implementierung von Energiesparmaßnahmen erleichtern. Besonders erlaubt 1st das System, die mit Vorschaltgeräten betriebenen Lasten selektiv von einer Stromversorgungsschaltung abzutrennen, ohne daß andere Lasten gestört werden, die mit der Versorgung verbunden sind, und ohne die vorhandene Verdrahtung nennenswert zu ändern. Steuersignale mit jeweils vorgewählten Frequenzen werden an die Stromschienen an einer passenden Stelle fern von den Lasten angelegt. Frequenzempfindliche Schalt-Schaltungsanordnungen verbinden die Lasten mit den Leitern, und diese Schalt-Schaltungen werden als Ant wort auf Steuersignale betätigt, um nur die gewünschten Lasten mit Strom zu versorgen.

Kurz gesagt, besteht jede der frequenzempfindlichen Schalt-Schaltungsanordnungen, die in diesem System verwendet werden, aus einem Festkörperschalter, beispielsweise einem Triac, mit zwei Hauptanschlüssen und einem Steuer-Gate zur Steuerung der Leitung zwischen den Anschlüssen. Der erste Hauptanschluß des Triac 1st an eine der Wechsel strom-Versorgungsleitungen angeschlossen, die die Last mit Strom versorgen, während der zweite Hauptanschluß mit einer Seite der Last verbunden 1st; die andere Seite der Last ist mit dem Nulleiter der Wechselstromversorgung verbunden. Ein Impedanzelement, beispielsweise ein Widerstand oder ein Parallel resonanzkreis, liegt zwischen dem Steuergate und dem ersten Hauptanschluß des Triac, und ein Reihenresonanzkreis, der dazu geeignet

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ist, das Steuersignal durchzulassen und die Versorgungsspannung zu blockieren, liegt zwischen dem Steuer-Gate und dem Nulleiter.

Beim Fehlen eines Steuersignals mit der Frequenz, auf die der Reihenresonanz-LC-Kreis abgestimmt ist, wird die Gate-Schaltung nicht aktiviert und das Triac bleibt gesperrt. Wenn also die Last aus einer oder mehreren mit Vorschaltgerät betriebenen Leuchtstofflampen besteht, bleibt der Abschnitt des Bei euchtungssystems, der mit dieser Triac-Schaltung gesteuert wird, abgeschaltet. Um diesen Abschnitt der Beleuchtungsanlage mit Strom zu versorgen, wird ein fern angeordneter Frequenzgenerator aktiviert, um der Versorgungsleitung ein Steuersignal zu überlagern, dessen Frequenz an die angepaßt ist, auf die der oben erwähnte LC-Resonanzkreis abgestimmt ist. Da der Reihen resonanzkreis das Steuersignal durchläßt, erscheint das volle Steuersignal über dem an das Gate angeschlossenen Impedanzelement, so daß das Triac einschaltet und die Last mit Strom versorgt. Um das Triac leitend zu halten und die Speisung der Last aufrechtzuerhalten, muß der Gate-Kreis dieses bekannten frequenzempfindlichen Schalters kontinuierlich durch das Steuersignal aktiviert werden. Sobald das Steuersignal aufhört, wird das Triac abgeschaltet und die Last aberregt. Wenn auch das Laststeuersystem nach der US-PS 39 71 010 einen deutlichen Fortschritt hinsichtlich der Energieeinsparung mit sich bringt, so könnten doch die Vorteile dieses Systems deutlich verbessert werden, wenn es nicht notwendig wäre, kontinuierlich Signalleistung zu verbrauchen, um die Last-Spei sung aufrechtzuerhalten.

In der älteren US-Anmeldung Serial No. 912 606 wird eine verbesserte frequenzempfindliche Schalt-Schaltungsanordnung vorgeschlagen, bei der der Verbrauch an Steuersignalleistung in vergleichsweise einfacher und wirtschaftlicher Weise deutlich herabgesetzt wird. Genauer gesagt, die Schalt-Schaltungsanordnung nach der US-PS 39 71 010 wird wie folgt modifiziert: Die Verbindung von Kondensator und Drossel des Reihenresonanzkreises ist direkt mit dem Triac-Anschluß verbunden, der mit der Last gekoppelt ist. Weiterhin ist ein zusätzlicher Reihenkondensator

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zwischen die Resonanzkreisdrossel und den Nulleiter geschaltet. Der Kapazitätswert dieses zusätzlichen Reihenkondensators ist so gewählt, daß der Betriebsstrom blockiert wird und das Steuersignal durchgelassen wird, das eine Frequenz hat, die an die angepaßt ist, auf die der Reihenresonanzkreis abgestimmt 1st. Als Resultat dieser Schaltungsmodifikation wird das gesendete Steuersignal Über der Gate-Impedanzeinrichtung entwickelt, so daß das Triac am Ende jeder Halbperlode der Betriebsspannung in den leitenden Zustand gebracht wird. Die resultierende Leitung der Betriebsspannung durch die Schalteinrichtung bewirkt dann, daß die Kondensatorkomponente des Reihenresonanzkreises effektiv kurzgeschlossen ist und damit erreicht wird, daß die Drossel komponente des Resonanzkreises das Steuersignal für den Rest der Betriebsspannung-Hai bperi ode blockiert. Das Steuersignal wird also nur während eines kleinen Teils jeder Halbperiode der angelegten Wechselstrom-Versorgungsspannung durchgelassen, so daß der Verbrauch an Steuersignal leistung erheblich reduziert wird.

Wenn auch die oben beschriebene Schalt-Schaltungsanordnung ein zufriedenstellenden Betrieb hinsichtlich der selektiven Steuerung von konventionellen Vorschaltgerät-Lasten ergibt, so entsteht doch ein Problem, wenn solche Schaltungen mit Lampen-Vorschaltgeräten verwendet werden, die große Kondensatoren als Nebenschluß für HF-Störungen enthalten. Wenn die Steuersignalfrequenzen (typischerweise im Bereich von 20 kHz bis 90 kHz) durch solche HF-Störungs-Nebenschlüsse von Vorschaltgeräten übertragen werden, bildet der hohe Kapazitätswert des Vorschaltgerätes eine starke Belastung für den fern angeordneten Signalfrequenzgenerator, so daß in zu hohem Maße Signalerzeugunsleistung abgezogen wird. Dieser überhohe Belastungseffekt steht dem Ziel der Energieeinsparung entgegen, und die Steuermöglichkeit eines bestimmten Signal generators ist merklich herabgesetzt, d. h. die Leistungsbelastung bewirkt eine Herabsetzung der Anzahl von Schalt-Schaltungsanordnungen (und damit Abschnitten der Beleuchtungsanlage) die ein bestimmter Generator steuern kann. Als Resultat wird die Effizienz des gesamten System herabgesetzt.

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Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes und effizienteres Last-Steuer-Stromversorgungssystem verfügbar zu machen.

Speziell soll durch die Erfindung eine Schaltungsanordnung und Kombination verfügbar gemacht werden, mit der die Effizienz eines Stromversorgungssystems mit durch Steuersignale betätigten frequenzempfindlichen Schalt-Schaltungsanordnungen zur Steuerung der Speisung von Lasten mit Vorschaltgeräten, insbesondere Vorschaltgeräten mit HF-Störungs-Nebenschlüssen, verbessert wird.

Diese und weitere Ziele, Vorteile und Merkmale werden gemäß dem Prinzip der Erfindung durch die Verwendung einer Isolatorschaltung erreicht, die Schaltungseinrichtungen umfaßt, die so abgestimmt sind, daß das Steuersignal oder die Steuersignale des Stromversorgungssystems blockiert werden, und Einrichtungen, mit denen dieser abgestimmten Schaltungseinrichtungen zwischen die frequenzempfindliche Schalt-Schaltungsanordnung und die Vorschaltgerätelast geschaltet werden. Vorzugsweise besteht die abgestimmte Schaltungseinrichtung des Isolators aus einem oder mehreren in Reihe geschalteten Parallelresonanzkreisen, die jeder auf Parallelresonanz, und damit maximale Impedanz, bei der Frequenz jeweils eines der Steuersignale des Systems abgestimmt ist. Die Einrichtung zum Anschluß des einen oder der mehreren Parallelresonanzkreise an die Vorschal tgerätelast besteht aus einer Reihendrossel, die so ausgewählt ist, daß sie eine hohe Impedanz bildet, um wilde Signal spannungen zu blockieren, deren Frequenzen höher sind als die Frequenzen der Steuersignale.

Dementsprechend erlaubt die Isolatorschaltung nach der Erfindung die effiziente Verwendung von Steuersignalen, die Stromversorgungsleitern überlagert sind, 1n Kooperation mit zugehörigen frequenzempfindlichen Schalt-Schaltungsanordnungen zur Steuerung der Speisung von Lasten mit Vorschaltgeräten und HF-Störungs-NebenschlUssen. Die Isolatorschaltung erlaubt eine Laststeuerung dieser Vorschaltgeräte mit der energie-

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sparenden Schalt-Schaltungsanordnung gemäß dem oben erwähnten älteren Vorschlag ohne die entsprechende Leistungsbelastung des Frequenzgenerators. Als Resultat wird die Last-Steuer-Fähigkeit des Systems aufrechterhalten oder erweitert.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden, in der ein Schaltbild einer frequenzempfindlichen Schalt-Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Isolatorschaltung nach der Erfindung dargestellt ist.

Auf die US-PS 39 71 010 wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen und deren Inhalt zum Gegenstand der Offenbarung gemacht. Wie oben erwähnt, ist in dieser Patentschrift ein Laststeuersystem beschrieben, das mehrere Steuersignal quell en enthält, um selektiv Steuersignale jeweils vorgewählter Frequenzen Wechsel stromleitungen zu Überlagern, um die Erregung einer Anzahl von mit Vorschaltgeräten betriebenen Lasten, beispielsweise Leuchtstofflampen, zu steuern. An der Schnittstelle zwischen jeder dieser Lasten, die selektiv gesteuert werden sollen, und den Wechsel stromleitungen befindet sich eine frequenzempfindliche Schalt-Schaltungsanordnung. Erfindungsgemäß wird eine Isolatorschaltung zur Verwendung in Kombination mit jeder frequenzempfindlichen Schalt-Schaltungsanordnung zur Verbesserung der Effizienz des Steuersystems nach der US-PS 39 71 010 beschrieben, insbesondere bei dessen Verwendung mit Vorschaltgeräten mit HF-Störungs-Nebenschiüssen.

In der US-PS 39 71 010 ist ein Gesamt-Steuersystem in Verbindung mit einer konventionellen Dreiphasen-Vierdraht-Stromversorgung beschrieben, wie sie in großem Umfang in vorhandenen Gebäuden verwendet wird. Dieses System weist Phasenleiter und einen Nulleiter auf, die Wechselstrom von einer externen Quelle, typisch mit einer Netzfrequenz von 60 Hz und einer Effektivspannung von bis zu 600 V zwischen jedem der Phasenleiter und dem Nulleiter geliefert wird. Innerhalb des Gebäudes wird Strom an die verschiedenen Abzweig-Schaltungen mit Leitern (1n der US-PS 39 71 mit Ll, L2, L3 bezeichnet) und einem Nulleiter (in der US-PS 39 71

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mit N bezeichnet) geliefert, die in einem Verteiler an die Haupt-Phasen- bzw. Null-Leiter angeschlossen sind. Das System weist ferner Einrichtungen auf, mit denen Steuersignale vorgegebener Frequenz an die Leiter der Abzweig-Schaltungen gelegt werden.Die in der US-PS 39 71 010 dargestellte spezifische Ausführung ist ein Zwei kanal system mit entsprechenden Steuersignalquellen, die jede unter einer anderen Frequenz arbeitet. Jede Steuersignal quelle weist einen Frequenzgenerator auf, der bei einer gegebenen Frequenz, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 70 kHz, arbeitet, wenn auch Steuersignalfrequenzen bis herab zu 20 kHz und bis hinauf zu 90 kHz in Betracht gezogen werden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die frequenzempfindliche Schalt-Schaltungsanordnung die gleiche wie in der erwähnten älteren US-Anmeldung Serial No. 912 606 beschrieben, und weist eine bidirektionale Schalteinrichtung, beispielsweise ein Triac 10, auf, von dem ein erster Hauptanschluß mit dem Schaltungs-Eingang Ll verbunden ist, ein zweiter Hauptanschluß mit einer Seite der Last 12 über eine Isolatorschaltung nach der Erfindung, und ein Steuer-Gate zur Kontrolle der Leitung zwischen den Anschlüssen vorgesehen ist. Der Eingangsanschluß Ll repräsentiert Schaltungseinrichtungen, die mit einem der 60 Hz-Wechselstromleiter verbunden sind. Ein zweiter Schaltungseingang, mit N bezeichnet, ist mit der anderen Seite der Last 12 verbunden und stellt Einrichtungen dar, die mit dem Nulleiter der 60 Hz-Stromquelle verbunden sind. Eine Impedanzeinrichtung, beispielsweise ein Widerstand 14, liegt zwischen dem Steuer-Gate und dem ersten Hauptanschluß des Triac 10, und ein Reihenresonanzkreis 16 ist zwischen das Triac-Steuer-Gate und den Nulleiteranschluß N gekoppelt. Der Resonanzkreis 16 ist ein Reihen-LC-Netzwerk, bestehend aus einer Drossel 18 und einem Kondensator 20, wobei der Kondensator zwischen einer Seite der Drossel und dem Steuer-Gate des Triac 10 liegt. Die Werte der LC-Komponenten 18 und 20 sind so ausgewählt, daß ein Kreis entsteht, der auf Resonanz bei der Frequenz eines ausgewählten der vorher erwähnten Steuersignale abgestimmt ist, das den 60 Hz-Netzzuleitungen überlagert sein kann. Die andere Seite der Drossel 18 ist mit dem Nulleiteranschluß N über einen Kondensator 22 gekoppelt, dessen Kapazitätswert so ausgewählt ist, daß die Netzfrequenz von 60 Hz blockiert wird, das

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entsprechende Steuersignal /jedoch durchgelassen wird, auf das der Kreis 16 in Resonanz abgestimmt ist. Der Verbindungspunkt des Resonanzkreiskondensators 20 mit der Drossel 18 ist mit dem zweiten Hauptanschluß des Triac 10 verbunden, der mit einer Seite der Isolatorschaltung 30 verbunden ist.

FUr die Zwecke der Beschreibung wird die Last 20 als HF-Störung-Nebenschluß-Lampen-Vorschal tgerät betrachtet. Anfänglich wird angenommen, daß die Netzleiter, wie Ll, mit 60 Hz Netzfrequenz gespeist werden und daß der Leitung entweder keine Steuersignale überlagert sind oder irgendwelche erzeugten Steuersignale diejenigen sind, deren Frequenzen sich von der Frequenz unterscheiden, auf die der Resonanzkreis 16 abgestimmt ist. Unter diesen Bedingungen wirkt der Resonanzkreis 16 in der Weise, daß die Netzfrequenz von 60 Hz gesperrt wird, woraufhin Triac 10 abgeschaltet bleibt und die Last 12 aberregt bleibt.

Wenn ein Steuersignal mit einer Frequenz entsprechend der abgestimmten Resonanz des Kreises 16 an den Netzleiter Ll angelegt wird, lassen der Reihenkreis 16 und der Kondensator 22 das Signal durch und das volle Steuersignal erscheint über Widerstand 14. Als ein Resultat der Über dem Steuergate-Kreis entwickelten Spannung wird dafUr gesorgt, daß das Triac 10 einschaltet und die 60 Hz Betriebsspannung voll leitet, um die Last 12 mit Strom zu versorgen. Zusätzlich bildet jedoch das leitende Triac 10 auch einen Nebenschluß für das Steuersignal zum Verbindungspunkt von Drossel 18 und Kondensator 20, so daß der Kondensator 20 effektiv kurzgeschlossen wird, so daß der Kreis 16 bei der Steuersignal frequenz nicht länger in Resonanz 1st. Unter diesen Bedingungen wirkt die Drossel 18 als hohe Impedanz, um das Steuersignal zu blockleren. Zusätzlich wirkt der Reihenkondensator 22, wie bereits erwähnt, als Blockierung ftir die 60 Hz-Netzfrequenz, wenn das Triac leitend 1st. Wenn die Netzfrequenz, und damit der Laststrom, am Ende jeder Halbperlode des 60 Hz-Netzstroms nach Null zurückkehrt, endet die Nebenschlußwirkung des Triac, so daß der Kondensator 20 wieder mit der Drossel 18 bei der Steuersigna!frequenz in Resonanz kommt, um einen Spannungsaufbau über dem Widerstand 14

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zu erlauben. Nahezu die volle Steuersignal spannung erscheint über Widerstand 14. Diese gleiche Spannung erscheint zwischen dem Triac-Steuer-Gate und dem Triac-Elektroden-Anschluß, der mit Ll verbunden ist, so daß das Triac 10 in den leitenden Zustand betätigt wird, um die Speisung der Last 12 fortzuführen und wieder den Kondensator 20 für den Rest der Halbperiode des Netzstroms kurzzuschließen.

Um zusammenzufassen, die frequenzempfindliche-Schalt-Schaltungsanordnung akzeptiert das Steuersignal vom Netzleiter nur lang genug, um das Triac beim Beginn jeder Halbperiode des 60 Hz-Netzstroms erneut zu zünden, der durch den Triac-Schalter an die Last 12 gelegt wird. Anders herum gesagt, das Steuersignal wird über dem Widerstand 14 entwickelt und über das Gate des Triac 10 angelegt, um dieses am Ende jeder Halbperlode des Netzwechselstroms zu betätigen, und danach bewirkt die Leitung des 60 Hz-NetzwechselStroms durch das Triac, daß der Kondensator 18 effektiv kurzgeschlossen wird, um das Steuersignal für den Rest der Halbperlode der Netzleistung von 60 Hz zu blockleren. Signalleistung wird also nur für einen kleinen Bruchteil der Gesamtzeit, während der das Signal übertragen wird, aus der Leitung gezogen, so daß der Verbrauch an Steuerleistung auf ein Minimum reduziert wird.

Erfindungsgemäß liegt eine Isolatorschaltung 30 zwischen dem zweiten Hauptanschluß des Triac 10 und einer Seite der Vorschaltgeräte-Last 12. Der Isolator weist je einen Parallel resonanzkreis für jedes Steuersignal auf, das den 60 Hz-Netzleitungen überlagert ist, und dieser bzw. diese Parallel resonanzkreis/Riegen in Serie. Beispielsweise zeigt die Zeichnung zwei Parallelresonanz-LC-Kreise 32 und 34, die 1n Reihe zwischen Triac 10 und Last 12 liegen. Die Induktivität 1n jedem Parallelresonanz-LC-Kreis wird eingestellt, und damit der Kreis abgestimmt, um Parallel resonanz bei jeweils einer der SteuersignaIfrequenzen zu erreichen, die an den Netzleiter Ll angelegt werden. Beispielswelse kann die Schaltung nach der Zeichnung in einer Stromversorgungsanlage verwendet werden, die Steuersignalspannungen bei 30 kHz und 55 kHz aufweist, die an Netzleiter Ll angelegt werden. In diesem Falle würden

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die Drossel 36 und der Kondensator 38 des Kreises 32 auf Parallelresonanz bei 30 kHz abgestimmt werden, und die Drossel 42 und der Kondensator 44 des Kreises 34 auf Parallel resonanz bei 55 kHz. Wenn Triac 10 1n den leitenden Zustand betätigt ist, wird also 60 Hz Netzstrom durch die Kreise 32 und 34 und eine Reihendrossel 46, die noch besprochen wird, durchgelassen, um die Vorschaltgerätelast 12 zu speisen. Hinsichtlich der Steuersignale auf der Leitung bietet die Abstimmung des Parallelresonanzkreises 32 eine maximale Impedanz bei 30 kHz, um auf diese Weise das Steuersignal bei dieser Frequenz zu blockleren, und die Abstimmung des Kreises 34 stellt eine maximale Impedanz bei 55 kHz dar, um auf diese Welse das 55 kHz-Steuersignal zu blockleren.

Die Schaltung weist ferner eine in Reihe geschaltete Drossel 46 auf, die die 60 Hz-Netzenergie durchläßt, aber so ausgewählt 1st, daß sie eine hohe Impedanz für hochfrequente wilde Signal spannungen auf der Stromzuleitung darstellt, die ein falsches Triggern des Triac verursachen könnten. Die Drossel 46 blockiert auch hochfrequente wilde Signalströme, die fließen können, wenn das Triac im Empfänger einschaltet. Im dargestellten Beispiel ist die Drossel so ausgewählt, daß wilde Signalspannungen, oder Ein- und Ausschwing-Vorgänqe mit Frequenzen über etwa 100 kHz gesperrt werden. Die Drosseln 36, 42 und 46 mUssen ausreichend groß sein, um die Lastströme zu führen.

Die Selektivität der frequenzempfindlichen Schal t-Schaltungsanordnung kann dadurch verbessert werden, daß ein Parallel-Resonanzkreis zwischen die Triac-Steuerelektrode und den Anschluß des Triac gelegt wird, der mit Ll verbunden ist, an Stelle des einfachen Widerstandes 14. Das kann, wie in unterbrochenen Linien 1n der Zeichnung dargestellt, dadurch erreicht werden, daß eine Drossel 24 und ein Kondensator 26 parallel über den Widerstand 14 geschaltet werden. Dieser Parallelresonanzkreis wird bei der gewünschten Steuersignalfrequenz auf Resonanz abgestimmt, d. h. die gleiche Frequenz, auf die der Reihenresonanzkreis abgestimmt 1st.

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Wenn vorgewählte Werte für Drossel 18 und Kondensator 22 angenommen werden, kann dafllr gesorgt werden, daß die illustrierte Schalt-Schaltungsanordnung bei verschiedenen SteuersignaIfrequenzen arbeiten kann, indem verschiedene Kapazitätswerte für Kondensator 20 verwendet werden. Die erforderlichen Signalspannungspegel werden durch die Wahl des Wertes des Widerstandes 14 bestimmt.

Wenn auch die beschriebene Schaltung unter Verwendung von Komponentenwerten aufgebaut werden kann, die in Bereichen liegen, die für jede spezielle Anwendung geeignet sind, wie das dem Fachmann bekannt 1st, so sind doch 1n der folgenden Tabelle Komponentenwerte und -typen fUr eine frequenzempfindliche Schalt-Schaltungsanordnung in Kombination mit einer Isolatorschaltung nach der Erfindung. Speziell gibt die folgende Tabelle eine Schaltung zur Speisung von Bogenlampen-Vorschaltgeräten an, die mit einer Betriebsspannung von 277 Volt bei 60 Hz in Antwort auf ein Steuersignal von 10 Volt bei 30 kHz arbeitet.

Triac 10 Teccor Type Q6008L4

Widerstand 14 68 0hm, 1/4 Watt

Drosselle 7-9 Millihenry Q 2: 30

Kondensator 20 0,0056 yF

1200 Volt Gleichspannung Kondensator 22 0,01 pF

1200 Volt Gleichspannung

Eine zweite Implementierung der Schaltung zur Antwort auf ein 55 kHz-Steuersignal besteht aus den gleichen Komponenten-Werten wie oben mit Ausnahme des Widerstandes 14, der einen Wert von 180 0hm, 1/4 Watt hat, und Kondensator 20, der einen Wert von 0,0012 yF hat, 1200 Volt Gleichstrom, hat.

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Wird wieder eine Stromversorgungsanlage angenommen, in der die oben erwähnten beiden Steuersignale bei 30 kHz und 55 kHz verwendet werden, werden in der Isolatorschaltung die folgenden Komponentenwerte benutzt:

Drossel 36 1-2 Millihenry

Kondensator 38 0,022 \f, 200 Volt Gleichstrom

Drossel 42 1-2 Millihenry

Kondensator 44 0,0056 gF, 200 Volt Gleichstrom

Drossel 46 1 Millihenry

In den speziellen beschriebenen AusfUhrungsformen verbraucht die Schalt-Schaltungsanordnung Signalleistung nur während etwa einem 80stel einer Halbperiode des Netzspannungsverlaufs, d. h. Signalleistung wird nach dem Nulldurchgang des Spannungsverlaufs für eine Zeitspanne von etwa 100 Mikrosekunden während jeder Halbperiode von etwa 8 Millisekunden des 60 Hz-Netzstromes verbraucht, der durch das Triac 10 zur Last 12 hindurchgelassen wird.

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Claims

S6 P187 D

Patentansprüche

/ 1. ,Isolatorschaltung zur Verwendung in einer Stromversorgungsanlage

^v-- mit Vorschaltgerätelast, das zwei Stromversorgungsleiter aufweist, einen Frequenzgenerator, mit dem ein erstes Steuersignal fern von der Last an die Stromleiter angelegt wird, und eine frequenzempfindliche Schalt-Schaltungsanordnung zwischen den einen Stromversorgungsleiter und eine Seite der Last geschaltet ist, um die Speisung der Vorschaltgerätelast aufgrund des ersten, an die Anlage gelegten Steuersignals zu steuern, während die zweite Seite der Last mit dem zweiten Strornversorgungsleiter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorschaltung Kreise aufweist, die so abgestimmt sind, daß das erste Steuersignal gesperrt wird, und Einrichtungen mit denen diese abgestimmten Kreiseinrichtungen zwischen die Schalt-Schaltungsanordnung und eine Seite der Vorschal tgerätelast geschaltet sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestimmte Kreiseinrichtung aus einem Parallel resonanzkreis besteht, der auf Parallel resonanz, und damit maximale Impedanz, bei der Frequenz des ersten Steuersignals abgestimmt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anschluß der abgestimmten Kreiseinrichtung an die Vorschaltgerätelast aus einer Reihendrossel besteht, die so ausgewählt ist, daß sie eine hohe Impedanz zum Blockieren von wilden Signal spannungen bietet, die Frequenzen oberhalb eines gewählten Wertes höher als die Frequenz des ersten Steuersignals haben.

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4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frequenzgenerator vorgesehen ist, mit dem ein zweites Steuersignal in die Anlage fern von der Last eingespeist wird, und die Isolatorschaltung weiter Kreiseinrichtungen aufweist, die so abgestimmt sind, daß das zweite Steuersignal blockiert wird und die mit den abgestimmten Kreiseinrichtungen zum Blockieren des ersten Steuersignals und der Anschlußeinrichtung gekoppelt sind.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestimmte Kreiseinrichtung zum Blockieren des zweiten Steuersignals aus einem Parallelresonanzkreis besteht, der auf Parallel resonanz, und damit maximale Impedanz, bei der Frequenz des iweiten Steuersignals abgestimmt iSt^ und die beiden Parallelresonanzkreise in Reihe geschaltet sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der beiden Steuersignale im Bereich von etwa 20 kHz bis 90 kHz liegen.
7. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihendrossel eine hohe Impedanz zum Blockieren von wilden Signal spannungen mit Frequenzen oberhalb von 100 kHz bildet.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt-Schaltungsanordnung eine bidirektionale Schalteinrichtung aufweist, die zwei Hauptanschlüsse und ein Steuer-Gate zur Steuerung der Leitung zwischen den beiden Anschlüssen aufweist, eine Einrichtung, mit der der erste Hauptanschluß der Schalteinrichtung mit einem der Stroniversorgungsleiter verbunden ist, und Einrichtungen, mit denen der zweite Hauptanschluß der Schalteinrichtung mit einer Seite der Vorschaltgerätelast verbunden ist, eine Impedanzeinrichtung, die zwischen dem Steuergate und dem

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ersten Hauptanschluii der Schalteinrichtung liegt, einen Reihenresonanzkreis, der so abgestimmt ist, daß er das erste Steuersignal durchläßt und die Versorgungsstromfrequenz sperrt und der aus einer ersten Kondensatoreinrichtung und einer ersten Drosseleinrichtung besteht, wobei die erste Kondensatoreinrichtung zwischen das Steuergate der Schalteinrichtung und eine Seite der ersten Drosseleinrichtung geschaltet ist, eine Einrichtung, mit der die Verbindung der ersten Kondensatoreinrichtung mit der ersten Drosseleinrichtung mit dem zweiten Hauptanschluß der Schalteinrichtung verbunden ist, eine zweite Kondensatoreinrichtung, von der ein Anschluß mit einer zweiten Seite der ersten Drosseleinrichtung verbunden ist und deren Kapazitätswert so ausgewählt ist, daß das erste Steuersignal durchgelassen und die Versorgungsstrcmfrequenz gesperrt wird, und Einrichtungen, mit denen ein zweiter Anschluß der zweiten Kondensatoreinrichtung sowohl mit einer zweiten Seite der Vorschaltgerätelast als auch dem zweiten Stromversorgungsleiter verbunden ist, so daß die Impedanzeinrichtung, die erste Kondensatoreinrichtung, die erste Drosseleinrichtung und die zweite Kondensatoreinrichtung in dieser Reihenfolge in Reihe über den beiden Versorgungsstromleitern liegen.

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