DE3031163A1

DE3031163A1 - Receiver for AF control system using power distribution network - has decoder and converter coping with variable load power

Info

Publication number: DE3031163A1
Application number: DE19803031163
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. 6070 Langen Marenbach
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1980-08-18
Publication date: 1982-03-18

Abstract

The receiver has a filter a decoder and a digital circuit for executing the received commands. The digital circuit is connected to a converter that converts part or all of the digital command data into a control voltage. The control voltage may be an analog voltage or a pulse train having an analog average over one or more periods of the mains voltage. The control voltage controls a switch in series between load and mains supply. The command data describing the length of time for which the switch will be closed is sent along with the selection pulses to the decoder. The switch may be a thyristor or triac. The advantage lies in being able to vary the power supplied to the load and not just switch it on and off, e.g. street-light intensity can be matched to background daylight.

Description

TonfrequenzrundsteuerempfängerAudio frequency ripple control receiver

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tonfrequenzrundsteuerempfangsschaltung mit einem Frequenzselektionselement, einem Dekodierer und einer digital arbeitenden Befehlsausgabeschaltung mit Speicherverhalten.The invention relates to an audio frequency ripple control receiving circuit with a frequency selection element, a decoder and a digital one Command output circuit with memory behavior.

In der Tonfrequenz-Rundsteuertechnik werden von einer Leitstelle aus mittels eines Rundsteuersenders Informationen an eine Vielzahl von Rundsteuerempfängern über elektrische Energieversorgungsnetze übertragen. Über die Rundsteuerempfänger werden Straßenbeleuchtungsanlagen, Doppeltarifzähler, Warmwasserspeicher, Wärmespeicheröfen, Scheinwerfer für die Beleuchtung von Baudenkmälern, Phasenschieberkondensatoren und ähnliche Verbraucher ferngeschaltet. Die Verbraucher können nach einem festgelegten Programm ein- und ausgeschaltet werden. Durch die zentrale Steuerung der Verbraucher läßt sich eine optimalere Verteilung der elektrischen Energie erreichen.In audio frequency ripple control technology, from a control center information to a large number of ripple control receivers by means of a ripple control transmitter transmitted via electrical power supply networks. Via the ripple control receiver street lighting systems, double tariff meters, hot water storage tanks, heat storage stoves, Spotlights for the illumination of architectural monuments, phase shift capacitors and similar consumers remotely switched. Consumers can according to a set Program can be switched on and off. Through the central control of the consumers a more optimal distribution of the electrical energy can be achieved.

Hiermit ergeben sich Kosteneinsparungen.This results in cost savings.

Mit den bekannten Rundsteueranlagen werden ausgewählte Verbraucher bei ansteigender Belastung im jeweiligen Netz oft abgeschaltet, obwohl für die Erreichung einer optimalen Belastung nicht die Absenkung um die gesamte Verbraucherlast notwendig wäre. Andererseits werden in Abhängigkeit von bestimmten Bedingungen Verbraucher mit voller Leistung über die Rundsteueranlagen eingeschaltet, während eine geringere Leistung für den Betrieb des Verbrauchers ausreichen und für eine günstigere Netzbelastung sorgen würde.With the known ripple control systems, selected consumers when the load in the respective network increases, it is often switched off, although in order to achieve this an optimal load does not require the reduction by the entire consumer load were. On the other hand, depending on certain conditions, they become consumers with switched on at full power via the ripple control systems while a lower power for the operation of the consumer and sufficient for a would provide more favorable network load.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tonfrequenzrundsteueranlage derart weiterzuentwickeln, daß die an ausgewählten Verbrauchern abgegebene. Leistung durch Veränderung der an den Verbraucher anstehenden Spannung beeinflußt werden kann.The object of the invention is to provide an audio frequency ripple control system in this way to further develop that delivered to selected consumers. Performance through Changes in the voltage applied to the consumer can be influenced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Befehlsausgabeschaltung mit einem die digitalen Befehlsdaten oder einen Teil der digitalen Befehlsdaten in eine Steuerspannung verwandelnden Umsetzer verbunden ist, der as einen durch die Steuerspannung, die eine Analogspannung oder eine Impulsfolge ist, die über eine oder mehrere Perioden der Netzspannung einen analogen Mittelwert hat, in seiner Einschaltdauer veränderbaren Schalter angeschlossen ist, der in Reihe mit einem Verbraucher und einer Netzspannungsquelle angeordnet ist, und daß mit den dem Dekodierer zugeführten Auswahlimpulsen oder mit einem Teil der Auswahlimpulse die Befehlsdaten für die Einschaltdauer des Schalters übertragbar sind.The object is achieved according to the invention in that the command output circuit with one of the digital command data or a part of the digital command data into a control voltage converting converter is connected, the as one through the control voltage, which is an analog voltage or a pulse train that is about one or more periods of the mains voltage has an analog mean value in its Duty cycle changeable switch is connected in series with a Load and a mains voltage source is arranged, and that with the decoder supplied selection pulses or with a part of the selection pulses the command data are transferrable for the duty cycle of the switch.

Mit dieser Anordnung kann z. B. die Straßenbeleuchtung in Abhängigkeit von der noch vorhandenen Helligkeit der Umgebung mit veränderlicher Intensität betrieben werden.With this arrangement, for. B. depending on the street lighting of the still existing brightness of the Environment with changeable Intensity operated.

In der Dämmerung ist nicht die volle Leuchtstärke der Straßenleuchten notwendig. Mit stärker werdender Dunkelheit kann die Leuchtstärke durch entsprechende Befehle von Zeit zu Zeit erhöht werden. Ein Vorteil dieser Maßnahme besteht in der Einsparung elektrischer Energie.In the twilight the street lights are not fully illuminated necessary. With increasing darkness, the luminosity can be increased by appropriate Orders are increased from time to time. One advantage of this measure is that Saving electrical energy.

Weiterhin'ist es möglich, Wärmespeicheröfen und Heißwasserspeicher bei plötzlichen Spitzenbelastungen im Netz an eine niedrigere Spannung zu legen, ohne daß eine wesentliche Beeinträchtigung der Arbeitsweise eintritt. Es können auch nur bestimmte Teile eines eine komplexe Funktion ausführenden Verbrauchers mit einer reduzierten Spannung versorgt werden, wenn die Netzbelastung dies erforderlich macht. Diese Teile, z. B. die Heizwiderstände von elektrischen Waschmaschinen, werden dann über den oben erläuterten Schalter gesteuert, während die restlichen Teile1 z. B. die Motoren, die Nennspannung erhalten. Mit der oben erläuterten Anordnung ist es ohne zwangsweise Abschaltung von Verbrauchern möglich, Spitzenbelastungen des Netzes zu vermeiden. Dadurch ergibt sich eine wirtschaftlichere Betriebsweise.Furthermore, it is possible to use heat storage stoves and hot water storage tanks to connect to a lower voltage in the event of sudden peak loads in the network, without significant impairment of the way of working. It can also only certain parts of a consumer performing a complex function be supplied with a reduced voltage if the network load requires this power. These parts, e.g. B. the heating resistors of electric washing machines then controlled via the switch explained above, while the remaining parts 1 z. B. the motors that receive the rated voltage. With the arrangement explained above it is possible without the forced disconnection of consumers, peak loads of the network. This results in a more economical mode of operation.

Vorzugsweise ist der Schalter mindestens ein Thyristor oder ein Triac, die jeweils über eine von der Netzspannung mit Energie versorgte Zündschaltung mit dem Umsetzer verbunden sind. Ein Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß für die Veränderung der Spannung am Verbraucher kontaktlose, praktisch wartungsfreie Elemente verwendet werden, mit denen die Spannung rasch beeinflußt werden kann. Darüber hinaus ist der für die Unterbringung dieser Elemente benötigte Raum gering. Mit diesen Elementen kann die Spannung am Verbraucher auch völlig abgeschaltet werden. Falls bestimmte Verbraucher ohnedies über Rundsteuergeräte gesteuert werden müssen, kann die Steuermöglichkeit durch Hinzufügung der vorstehend beschriebenen Anordnung erheblich erweitert werden, während die räumliche Unterbringung der Elemente nahezu keine Schwierigkeiten verursacht.The switch is preferably at least a thyristor or a triac, each via an ignition circuit supplied with power from the mains voltage connected to the converter. An advantage of this arrangement can be seen in the fact that for changing the voltage at the consumer contactless, practical maintenance-free elements are used, with which the voltage is quickly influenced can be. In addition, is the one needed to accommodate these elements Space low. With these elements, the voltage at the consumer can also be completely switched off will. If certain consumers are controlled via ripple control devices anyway need to be able to control the option by adding the items described above Arrangement can be expanded significantly while the spatial accommodation of the elements causes almost no trouble.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zündschaltung eine Phasenanschnittschaltung. Diese Anordnung ermöglicht eine kontinuierliche Veränderung der am Verbraucher anstehenden Spannung.In a preferred embodiment, the ignition circuit is a phase control circuit. This arrangement enables a continuous change of the pending at the consumer Tension.

Vorzugsweise ist der Befehlsausgabeschaltung ein Digital/ Analog-Umsetzer nachgeschaltet, dessen Ausgang mit der Zündschaltung verbunden ist.The command output circuit is preferably a digital / analog converter downstream, the output of which is connected to the ignition circuit.

Bei eine bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Befehlsausgabeschaltung und dem Digital/Analog-Umsetzer ein Vergleicher angeordnet, dessen zweite Eingänge mit einem Analog/Digital-Umsetzer verbunden sind, dessen Eingang mit einer der Spannung am Verbraucher proportionalen Spannung beaufschlagt ist. Mit dieser Anordnung kann die Verbraucherspannung auf festlegbare Werte geregelt werden. Diese Maßnahme ist besonders für solche Verbraucher von Bedeutung, an denen eine Mindestspannung nicht unterschritten werden darf. Bei Spitzenbelastungen kann die Spannung an derartigen Verbrauchern, z. B. Motoren, auf den minimal zulässigen Wert geregelt werden, der beispielsweise eingehalten werden muß, wenn eine unzulässige Erwärmung vermieden werden soll.In a preferred embodiment, there is between the command issuing circuitry and the digital / analog converter has a comparator, the second inputs of which are connected to an analog / digital converter, the input of which is connected to one of the voltage proportional voltage is applied to the consumer. With this arrangement can the consumer voltage can be regulated to definable values. This measure is This is particularly important for consumers who do not have a minimum voltage may be fallen below. At peak loads, the voltage on such Consumers, e.g. B. motors, are regulated to the minimum permissible value, the must be observed, for example, if impermissible heating is avoided shall be.

Vorzugsweise sind der Dekodierer, die Befehlsausgabeschaltung1 der Digital/Analog-Umsetzer und der Analog/ Digital-Umsetzer sowie der Vergleicher durch einen Mikroprozessor ersetzt. Ein solcher Mikroprozessor, der einerseits digitale und analoge Eingänge sowie analoge Ausgänge aufweist, ist bereits mit internen Digital/Analog-bzw. Analog/Digital-Umsetzern ausgestattet. Weiterhin hat er Register und Speicher, die an die Stelle des Dekodierers und der Befehlsausgabeschaltung treten können.Preferably the decoder, instruction output circuit 1 are the Digital / analog converter and the analog / digital converter as well as the comparator replaced a microprocessor. Such a microprocessor, on the one hand digital and analog inputs as well as analog outputs is already available with internal digital / analog or. Equipped with analog / digital converters. It also has registers and memories that can take the place of the decoder and the instruction output circuit.

Mit dem Mikroprozessor kann die Anordnung flexibel an die jeweiligen Bedingungen des Einsatzortes angepaßt werden.With the microprocessor, the arrangement can be flexibly adapted to the respective Conditions of the place of use are adapted.

Es ist hierzu meist nur eine Änderung von Programmdaten notwendig.In most cases, it is only necessary to change the program data.

Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die Befehlsausgabeschaltung über eine durch die Befehlsdaten in der Zykluszeit einstellbare Intervallschaltung und eine von weiteren Befehlsdaten freigebbare UND-Schaltung mit der Zündschaltung verbunden ist. Um die von einem Gerät verbrauchte mittlere Leistung zu beeinflussen, wird die anstehende Spannung über die Intervallschaltung periodisch ein- und ausgeschaltet. Die Anordnung eignet sich vorzugsweise für Wärmespeicheröfen und andere Wärmeerzeuger.An expedient embodiment is that the command output circuit via an interval switching that can be set in the cycle time using the command data and an AND circuit which can be enabled by further command data with the ignition circuit is connected. The average power consumed by a device to influence, the applied voltage via the interval switching is periodic on and off. The arrangement is particularly suitable for heat storage stoves and other heat generators.

Vorteilhafterweise ist die UND-Schaltung über einen Optokoppler an die Zündschaltung angeschlossen. Der Optokoppler überträgt Impulse als Steuersignale für die Zündschaltung. Damit kann auf einfache Weise eine galvanische Trennung zwischen dem Verbraucher und der Empfangsschaltung hergestellt werden, die vielfach Bauelemente enthält, die für niedrige Spannungen ausgelegt sind.The AND circuit is advantageously on via an optocoupler the ignition circuit connected. The optocoupler transmits pulses as control signals for the ignition circuit. In this way, a galvanic separation between the consumer and the receiving circuit are made, the multiple components that are designed for low voltages.

Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform weist die Befehlsausgabeschaltung in MNOS-Technik hergestellte Speicherzellen auf. Damit bleiben die Befehle auch bei Ausfall der Energiezufuhr erhalten. Das Betriebsverhalten des gesamten Netzes wird dadurch nach Spannungswiederkehr nicht geändert.In a further advantageous embodiment, the command output circuit memory cells manufactured using MNOS technology. So the commands remain retained in the event of a power failure. The operating behavior of the entire network is not changed when the power is restored.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben.The invention is illustrated below with reference to in a drawing Embodiments explained in more detail, from which further features and advantages result.

Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Tonfrequenzrundsteuerempfangsschaltung für die kontinuierliche Steuerung der Spannung an mindestens einem Verbraucher, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Tonfrequenzrundsteuerempfangsschaltung für die Regelung der Spannung an mindestens einem Verbraucher, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Tonfrequenzrundsteuerempfangsschaltung für die intermittierende Steuerung der Spannung an mindestens einem Verbraucher, Fig. 4 schaltungstechnische Einzelheiten der in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellten Anordnung, Fig. 5 ein Diagramm der mit der Anordnung gemäß Fig. 4 in Abhängigkeit von der Steuerspannung am Ausgang des Digital/Analog-Umsetzers erzeugten Verbraucherspannung, Fig. 6 schaltungstechnische Einzelheiten der in Fig. 3 im Blockschaltbild dargestellten Anordnung, Fig. 7 ein Diagramm der mit der Anordnung gemäß Fig. 6 in Abhängigkeit von der Impulsdauer der Steuerspannung am Ausgang des Optokopplers erzeugten Verbraucherspannung.1 shows a block diagram of an audio frequency ripple control receiving circuit for the continuous control of the voltage on at least one consumer, Fig. 2 is a block diagram of an audio frequency ripple control receiving circuit for the Regulation of the voltage on at least one consumer, FIG. 3 is a block diagram an audio frequency ripple control receiving circuit for intermittent control the voltage at at least one consumer, FIG. 4 circuit details the arrangement shown in Fig. 1 in the block diagram, Fig. 5 is a diagram of the with the arrangement according to FIG. 4 as a function of the control voltage at the output the consumer voltage generated by the digital / analog converter, Fig. 6 circuitry Details of the arrangement shown in the block diagram in FIG. 3, FIG Diagram with the arrangement according to FIG. 6 as a function of the pulse duration the control voltage generated at the output of the optocoupler.

Eine Tonfrequenzrundsteuerempfangsschaltung 1 ist an ein Energieversorgungsnetz über Leitungen 2 angeschlossen, über die von einem nicht dargestellten Befehlssender impulskodierte Befehle übertragen werden. Die Leitungen 2 sind mit einer Filter- und Impulsformerschaltung 3 verbunden, die einen Dekodierer 4 speist, an den eine Befehlsausgabeschaltung 5 angeschlossen ist, die Speicher verhalten aufweist. Die Befehlsausgabeschaltung 5 ist vorzugsweise mit MNOS-Speicherzellen versehen, die ihren Speicherinhalt bei Ausfall der Spannungsversorgung nicht verlieren. Die Befehlsausgabeschaltung 5 speist einen Digital/Analog-Umsetzer 6, dessen Ausgang mit einer Phasenanschnittschaltung 7 verbunden ist. Der Ausgang der Phasenanschnittschaltung 7 ist an die Steuerelektrode eines Triacs oder Thyristors 8 angeschlossen, der in Reihe mit mindestens einer Lampe 9 und der Netzspannungsquelle 10-geschaltet ist.An audio frequency ripple control receiving circuit 1 is connected to a power supply network Connected via lines 2, via the from a command transmitter, not shown pulse-coded commands are transmitted. The lines 2 are equipped with a filter and pulse shaping circuit 3 connected, which feeds a decoder 4, to the one Command output circuit 5 is connected, which has memory behavior. the Command output circuit 5 is preferably provided with MNOS memory cells that Do not lose their memory contents in the event of a power failure. The command output circuit 5 feeds a digital / analog converter 6, the output of which is connected to a phase control circuit 7 is connected. The output of the phase control circuit 7 is to the control electrode a triac or thyristor 8 connected in series with at least one Lamp 9 and the mains voltage source 10 is connected.

Auf den Leitungen 2 werden nach dem Impulsintervall-und/oder Kombinationsverfahren erzeugte Impulse übertragen, die durch das Filter 3 ausgesiebt werden, das auf die der Netzspannung überlagerten Tonfrequenzimpulse anspricht.On the lines 2 according to the pulse interval and / or combination method Generated pulses transmitted, which are screened out by the filter 3, which is on the audio frequency pulses superimposed on the mains voltage.

Diese Impulse werden z. B. nach Gleichrichtung und Impulse formung durch einen nicht dargestellten Trigger dem Dekodierer 4 zugeführt, der eine Auswahl der Impulse in Abhängigkeit vom jeweiligen Befehl durchführt. Die entsprechend dem Befehl ausgewählten Impulse gelangen dann in die Befehlsausgabeschaltung 5, in der sie gespeichert werden.These impulses are z. B. after rectification and pulse formation fed to the decoder 4 by a trigger, not shown, which makes a selection which carries out impulses depending on the respective command. According to the Command selected pulses then reach the command output circuit 5, in the they are saved.

Die in der Befehlsausgabeschaltung gespeicherten Signale beaufschlagen die Eingänge des Digital/Analog-Umsetzers 6, der ein dem gespeicherten Wert analoges Signal der Phasenanschnittsteuerung 7 zuführt. Dieses analoge Signal bestimmt den Zündzeitpunkt des Triacs oder Thyristors 8 während der Netzspannungsperioden. Beispielsweise beginnt die Zündung in einer Periode um so früher, je größer die analoge Spannung ist. Vom Zündzeitpunkt hängt der Stromfluß durch die Lampe 9 und die während des Stromverbrauchs sich ergebende mittlere Spannung pro Periode ab. Die an der Lampe 9 anstehende Spannung kann daher über die Höhe der am Eingang der Phasenanschnittsteuerung 8 vorhandenen Gleichspannung kontinuierlich verändert werden. Die Gleichspannung ist dem digitalen Wert in der Befehlsausgabeschaltung 5 proportional. Die Zahl der in der Befehlsausgabeschaltung speicherbaren Ziffern bestimmt den Bereich, in dem die Gleichspannung veränderbar ist, und die Höhe des Sprungs der Gleichspannung, der sich ergibt, wenn sich die Ziffer mit dem niedrigsten Stellenwert um eine Einheit des gewählten Zahlensystems ändert. Apply the signals stored in the command output circuit the inputs of the digital / analog converter 6, which is an analog to the stored value Signal of the phase control 7 feeds. This analog signal determines the Ignition time of the triac or thyristor 8 during the mains voltage periods. For example the ignition begins earlier in a period, the greater the analog voltage is. The current flow through the lamp 9 and during the depends on the ignition time Power consumption resulting mean voltage per period. The one at the lamp 9 pending voltage can therefore exceed the level of the phase control input 8 existing DC voltage can be continuously changed. The DC voltage is proportional to the digital value in the command output circuit 5. The number of in the command output circuit storable digits determines the area in which the DC voltage can be changed, and the level of the jump in the DC voltage, which results when the digit with the lowest value changes by one unit of the selected number system changes.

Vorzugsweise werden die Ziffern im binären Zahlensystem gespeichert und als binäre Signale übertragen. Die Feinstufigkeit der Steuerung der Spannung an der Lampe 9 hängt dann von der gewählten Kapazität des für die Übertragung verwendeten Kode-Systems und der entsprechend angepaßten Speicherkapazität der Befehlsausgabeschaltung sowie der daran angeschlossenen Zahl der Eingänge des Digital/Analog-Umsetzers ab.The digits are preferably stored in the binary number system and transmitted as binary signals. The finer level of control of the voltage on the lamp 9 then depends on the selected capacity of the used for the transmission Code system and the correspondingly adapted storage capacity of the command output circuit and the number of inputs of the digital / analog converter connected to it.

Wenn die durch nicht dargestellte Meßgeräte erfaßte Belastung eines die Lampe 9 speisenden Netzes einen vorgegebenen Spitzenwert überschreitet, wird durch einen Befehl eines nicht dargestellten Senders ein Wert übertragen, dem z. B. die untere Grenze der Netzspannungstoleranz zugeordnet ist. Die Lampe 9 wird dadurch mit dieser an der unteren Grenze liegenden Spannung beaufschlagt und verbraucht daher weniger Energie. Auf diese Weise wird die Spitzenbelastung des Netzes vermindert.If the load detected by measuring devices not shown the lamp 9 feeding network exceeds a predetermined peak value, is by a command of a transmitter, not shown, transmit a value to which z. B. the lower limit of the mains voltage tolerance is assigned. The lamp 9 will as a result, this voltage, which is at the lower limit, is applied and consumed therefore less energy. In this way the peak load on the network is reduced.

Je nach der Anzahl der mit Schaltungen gemäß Fig. 1 mit niedrigeren Spannungen versorgten Verbraucher und der Leistung dieser Verbraucher lassen sich hierdurch erhebliche Energieeinsparungen erreichen.Depending on the number of circuits shown in FIG. 1 with lower Voltages supplied consumers and the performance of these consumers can be thereby achieve considerable energy savings.

Zwischen der Befehlsausgabeschaltung 5 und dem Digital/ Analog-Umsetzer 6 kann ein digital arbeitender Vergleicher angeordnet sein, dessen zweite Eingänge von einem Analog/ Digital-Umsetzer gespeist werden. Die Eingänge dieses Analog/Digital-Umsetzers werden von einer der Spannung am Verbraucher 9 proportionalen Spannung gespeist. Der Vergleicher und der Analog/Digital-Umsetzer sind nicht näher dargestellt. Eine derartige Schaltung bildet einen Regelkreis. Der Sollwert der Regelgröße, die Spannung am Verbraucher 9, wird in der Befehlsausgabeschaltung 5 gespeichert; die Regelabweichung wird im Vergleicher gebildet. Der Istwert der Regelgröße wird am Verbraucher 9 festgestellt und über den Analog/Digital-Umsetzer dem Vergleicher zugeführt.Between the command output circuit 5 and the digital / analog converter 6 a digitally operating comparator can be arranged, the second inputs of which fed by an analog / digital converter. The inputs of this analog / digital converter are fed by a voltage proportional to the voltage at the consumer 9. The comparator and the analog / digital converter are not shown in more detail. One such a circuit forms a control loop. The setpoint of the controlled variable, the voltage at the consumer 9, is stored in the command output circuit 5; the control deviation is formed in the comparator. The actual value of the controlled variable is determined at consumer 9 and fed to the comparator via the analog / digital converter.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist in gleicher Weise wie die Anordnung gemäß Fig. 1 mit einer Filter-und Impulsformerschaltung 3 ausgestattet, die mit Leitungen 2 des Wechselspannungsnetzes verbunden ist. Die Ausgänge der Filter- und Impulsformerschaltung 3 sind mit Eingängen 10 eines Mikroprozessors 11 verbunden. Diese Eingänge 10 sind für die Eingabe digitaler Signale bestimmt. Den Eingängen 10 sind Register 12 nachgeschaltet, in denen die Eingangssignale zwischengespeichert werden können. Weiterhin enthält der Mikroprozessor 11 eine Verarbeitungseinheit 13, in der bestimmte Eingangssignale ausgewählt werden. Die Verarbeitungseinheit 13 sind Speicher 14 nachgeschaltet, deren Ausgänge einen Digital/ Analog-Umsetzer 15 speisen. Mit dem Digital/Analog-Umsetzer 15 des Mikroprozessors 11 ist eine Phasenanschnittsteuerung 7 verbunden, die derjenigen der Anordnung von Fig. 1 entspricht. In gleicher Weise wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 speist die Phasenanschnittsteuerung 7 ein Triac oder einen Thyristor 8, der in Reihe mit einer Lampe 9 und der Netzspannungsquelle 10 angeordnet ist.The arrangement shown in Fig. 2 is in the same way as that Arrangement according to FIG. 1 equipped with a filter and pulse shaping circuit 3, which is connected to lines 2 of the AC voltage network. The outputs of the filter and pulse shaping circuit 3 are connected to inputs 10 of a microprocessor 11. These inputs 10 are intended for the input of digital signals. The entrances 10 registers 12 are connected downstream in which the input signals are temporarily stored can be. The microprocessor 11 also contains a processing unit 13, in which certain input signals are selected. The processing unit 13 memories 14 are connected downstream, the outputs of which are a digital / analog converter 15 dine. With the digital / analog converter 15 of the microprocessor 11 is a phase control 7 connected, which corresponds to that of the arrangement of FIG. In the same way As in the arrangement according to FIG. 1, the phase control 7 feeds a triac or a thyristor 8 in series with a lamp 9 and the mains voltage source 10 is arranged.

Die an der Lampe 9 anstehende Spannung wird über Leitungen 16 abgegriffen und einem Analog/Digital-Umsetzer 17 im Mikroprozessor 11 zugeführt. Die nicht näher bezeichneten Ausgänge des Analog/Digital-Wandlers 17 sind mit der Verarbeitungseinheit 13 verbunden.The voltage present at lamp 9 is tapped via lines 16 and an analog / digital converter 17 in the microprocessor 11. Not closer designated outputs of the analog / digital converter 17 are connected to the processing unit 13 connected.

Der Mikroprozessor 11 führt mittels der Verarbeitungseinheit 13 sowohl die Dekodierung der in den Registern 12 enthaltenen Eingabesignale als auch die Bildung der Differenz aus den dekodierten Daten und den vom Analog/Digital-Umsetzer 17 ausgegebenen Daten durch. Hierzu ist nur eine entsprechende Befehlsfolge erforderlich. Die Differenz zwischen den dekodierten Eingabe signalen und den Signalen des Digital/Analog-Umsetzers 17 entspricht der Regelabweichung. Die Regelabweichung wird den Speichern 14 zugeführt, die über die Phasenanschnittsteuerung 7 den Triac oder Thyristor 8 derart zündet, daß die Abweichung der Spannung an der Lampe 9 vom vorgegebenen Wert möglichst klein ist. Mit der in Fig. 2 gezeigten Anordnung kann somit die Verbraucherspannung kontinuierlich verändert und auf die vorgegebenen Werte geregelt werden. Die Regelung der Verbraucherspannung wird vorzugsweise dann angewendet, wenn es sich um Verbraucher handelt, bei denen das Unterschreiten einer bestimmten Mindestspannung zu unzulässigen Betriebsbedingungen führt. Bei Belastungsspitzen können mit der Anordnung gemäß Fig. 2 Motoren an ihre für den einwandfreien Betrieb notwendige untere Spannungsgrenze gelegt werden, die trotz Schwankungen der Netzspannung und der Last auf einen gleichbleibenden Wert geregelt wird.The microprocessor 11 performs both by means of the processing unit 13 the decoding of the input signals contained in the registers 12 as well as the Formation of the difference from the decoded data and that from the analog / digital converter 17 output data. All that is required is a corresponding command sequence. The difference between the decoded input signals and the signals from the digital / analog converter 17 corresponds to the control deviation. The control deviation is fed to the stores 14, which ignites the triac or thyristor 8 via the phase control 7 in such a way that that the deviation of the voltage across the lamp 9 from the predetermined value is as small as possible is. With the arrangement shown in FIG. 2, the load voltage can thus be continuous changed and regulated to the specified values. The regulation of the consumer voltage is preferably used when it comes to consumers who falling below a certain minimum voltage under impermissible operating conditions leads. In the event of load peaks, motors can be connected to their the lower voltage limit required for proper operation must be set, the in spite of fluctuations in the mains voltage and the load to a constant value is regulated.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung enthält ebenso wie die Schaltungen gemäß Fig. 1 und 2 eine mit den Leitungen 2 des Netzes verbundenen Filter- und Impulsformerschaltung 3. Mit der Schaltung 3 ist ein Mikroprozessor 18 verbunden, der Eingaberegister 19 enthält. Den Eingaberegistern 19 ist eine Verarbeitungseinheit 20 nachgeschaltet. Die Verarbeitungseinheit 20 speist Befehlsausgaberegister 21, die an eine Intervallschaltung 22 angeschlossen sind. Der Ausgang der Intervallschaltung 22 und ein Ausgang der Befehlsausgaberegister 21 sind je mit einem Eingang eines UND-Gliedes 23 verbunden, der der Triac bzw. der Thyristor 8 über eine Zündschaltung 7 nachgeschaltet sind. Triac bzw. Thyristor 8 sind mit der Lampe 9 und der Netzspannungsquelle 10 in Reihe gelegt.The circuit shown in Fig. 3 contains the same as the circuits 1 and 2, a filter and pulse shaper circuit connected to the lines 2 of the network 3. A microprocessor 18, the input register, is connected to the circuit 3 19 contains. A processing unit 20 is connected downstream of the input registers 19. The processing unit 20 feeds instruction output registers 21 which are connected to an interval circuit 22 are connected. The output of the interval circuit 22 and an output of the Command output registers 21 are each connected to an input of an AND element 23, which the triac or the thyristor 8 are connected downstream via an ignition circuit 7. Triac or thyristor 8 are connected to the lamp 9 and the mains voltage source 10 in series placed.

Die Verarbeitungseinheit 20, die Register 21, die Intervallschaltung 22 und das UND-Glied 23 sind ebenso wie die Register 19 Bestandteile des Mikroprozessors 18. Der Intervallgeber erzeugt impulsdauermodulierte Impulse, deren Impulsdauer von dem in den Register 21 gespeicherten Wert abhängt. Über die der Tonfrequenzrundsteuerempfangsschaltung zugeführten Befehle läßt sich daher die Einschaltdauer des Triacs bzw. Thyristors 8 periodisch verändern. Dadurch wird die mittlere Leistung der Lampe 9 beeinflußt. Aufgrund der thermischen Trägheit der Wendel der Lampe 9 werden die periodischen Ein- und Ausschaltungen der angelegten Wechselspannung nicht wahrgenommen, wenn die Schaltperiode ausreichend hoch gewählt ist. Die Anordnung gemäß Fig. 3 eignet sich auch für Wärmeerzeuger, um deren mittleren Energieverbrauch zu senken, ohne daß eine von den Abnehmern nicht gewünschte Abtrennung von der Energieversorgung vorgenommen werden muß.The processing unit 20, the registers 21, the interval circuit 22 and the AND element 23, like the registers 19, are components of the microprocessor 18. The interval generator generates pulse duration modulated pulses, their pulse duration depends on the value stored in register 21. About the audio frequency ripple control receiving circuit commands supplied can therefore reduce the duty cycle of the triac or thyristor 8 change periodically. This influences the average power of the lamp 9. Due to the thermal inertia of the filament of the lamp 9, the periodic Switching the applied AC voltage on and off not noticed when the switching period is selected to be sufficiently high. the Arrangement according to Fig. 3 is also suitable for heat generators in order to reduce their average energy consumption lower without a disconnection from the energy supply that is not desired by the customers must be made.

In Fig. 4 sind Ausgangsverstärker 24 der Befehlsausgabeschaltung 5 dargestellt. Die Ausgangsverstärker 24 sind je mit einem einen Bewertungswiderstand 25 aufweisenden Eingang des Digital/Analog-Umsetzers 6 verbunden, der einen an die Bewertungswiderstände 25 angeschlossenen Operationsverstärker 26 enthält, dem ein Transistor 27 der Phasenanschnittschaltung 7 nachgeschaltet ist. Der Transistor 27 bildet mit einem zweiten Transistor 28 eine Darlington-Verbindung. Von der Netzspannungsquelle 10 wird über eine Diode 29 und einen Widerstand 30 eine Gleichspannung gewonnen, die durch eine Zenerdiode 31 stabilisiert ist. Die Darlington-Transistoren 27, 28 sind in Reihe mit Widerständen 32, 33 parallel zu der Zenerdiode 31 gelegt. Der Emitter des Transistors 28 speist die Steuerelektrode des Triacs 8.In FIG. 4, output amplifiers 24 are the command output circuit 5 shown. The output amplifiers 24 are each provided with an evaluation resistor 25 having input of the digital / analog converter 6 connected to the one Evaluation resistors 25 connected operational amplifier 26 contains, the one Transistor 27 of the phase control circuit 7 is connected downstream. The transistor 27 forms a Darlington connection with a second transistor 28. From the mains voltage source 10, a DC voltage is obtained via a diode 29 and a resistor 30, which is stabilized by a Zener diode 31. The Darlington transistors 27, 28 are connected in series with resistors 32, 33 in parallel with the Zener diode 31. Of the The emitter of the transistor 28 feeds the control electrode of the triac 8.

Die Ausgangsverstärker 24, NAND-Schaltkreise, schließen die Widerstände 25 nach Massenpotential kurz, wenn sie je mit dem binären Wert "i" beaufschlagt sind. Erhalten alle Ausgangsverstärker 24 binäre "1"-Werte vorgegeben, dann entspricht dies dem Spannungswert 0, der Eingangsstrom des Operationsverstärkers 26 ist also ein Minimum.The output amplifiers 24, NAND circuits, close the resistors 25 according to the mass potential briefly if the binary value "i" is applied to it are. If all output amplifiers are given 24 binary "1" values, then this corresponds to this is the voltage value 0, so the input current of the operational amplifier 26 is a minimum.

Daher gibt auch der Ausgang des Operationsverstärkers 26 einen so kleinen Strom an den Transistor 27 ab, daß der Triac 8 gesperrt ist. Werden die Ausgangsverstärker 24 mit binären "O"-Werten beaufschlagt, fließt der maximale Eingangsstrom in den Operationsverstärker 26, der über die Transistoren 27, 28 dem Triac 8 einen so hohen Strom zuführt, daß dieser ständig gezündet ist. An der Lampe 9 fällt dann die volle Netzspannung ab. Durch entsprechende Wahl des an den Ausgangsverstärkern 24 anstehenden binären Wertes läßt sich der Zündstrom so einstellen, daß an der Lampe 9 zwischen der Spannung 0 und der vollen Netzspannung liegende Spannungen anstehen. Zweckmäßig ist allerdings nur die Veränderung der Spannung im Bereich höherer Werte.Therefore, the output of the operational amplifier 26 is also like this small current to the transistor 27 from that the triac 8 is blocked. Will the When output amplifier 24 has binary "O" values applied to it, the maximum input current flows into the operational amplifier 26, the triac 8 via the transistors 27, 28 supplies such a high current that it is constantly ignited. The lamp 9 then falls the full line voltage. By choosing the appropriate one on the output amplifiers 24 pending binary value, the ignition current can be set so that at the Lamp 9 voltages lying between the voltage 0 and the full mains voltage queue. However, it is only useful to change the voltage in the area higher values.

Die Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit der in Ordinatenrichtung eingetragenen Spannung UV an der Lampe 9 von der in Abszissenrichtung eingetragenen Ausgangsgleichspannung der Operationsverstärkers 26.5 shows the dependency of those entered in the ordinate direction The voltage UV at the lamp 9 depends on the DC output voltage entered in the direction of the abscissa the operational amplifier 26.

Die UND-Schaltung 23 ist gemäß Fig. 6 über einen Optokoppler 34 an einen Transistor 35 der Zündschaltung 7 angeschlossen, in dessen Kollektorkreis die Steuerelektrode des Triacs 8 angeordnet ist. Eine mittels einer Diode 36, einem Widerstand 37, einer Zenerdiode 38 und einem Kondensator 39 aus der Netzspannung gewonnene stabilisierte Gleichspannung ist mit einem Basiswiderstand 40 und dem Emitter des Transistors 35 verbunden. Wenn der nicht näher bezeichnete Phototransistor des Optokopplers 34 mit Licht beaufschlagt wird, sperrt der Transistor 35, so daß der Triac 8 keinen Zündstrom erhält. In diesem Fall erhält die Lampe 9 keine Spannung. Die Spannung an der Lampe 9 ist um so höher, je kurzer die Dauer der Übertragung von Licht im Optokoppler 34 ist. Die volle Netzspannung fällt an der Lampe 9 dann ab, wenn kein Licht im Optokoppler 34 übertragen wird. Durch die Dauer der dem Optokoppler 34 über die UND-Schaltung 23 zugeführten Impulse kann daher die mittlere Spannung an der Lampe 9 beliebig vermindert werden.The AND circuit 23 is shown in FIG. 6 via an optocoupler 34 on a transistor 35 of the ignition circuit 7 is connected, in its collector circuit the control electrode of the triac 8 is arranged. One by means of a diode 36, one Resistor 37, a Zener diode 38 and a capacitor 39 from the mains voltage obtained stabilized DC voltage is with a base resistor 40 and the Emitter of transistor 35 connected. If the unspecified phototransistor des Optocoupler 34 is exposed to light, the transistor 35 blocks so that the Triac 8 receives no ignition current. In this case, the lamp 9 does not receive any voltage. The voltage across the lamp 9 is higher, the shorter the duration of the transmission of light in the optocoupler 34 is. The full line voltage then falls across the lamp 9 when no light is transmitted in the optocoupler 34. By the duration of the optocoupler 34 via the AND circuit 23 supplied pulses can therefore be the mean voltage at the lamp 9 can be reduced as desired.

In Fig. 7 ist in Ordinatenrichtung die mittlere Spannung UM an der Lampe 9 in Abhängigkeit von der in Abszissenrichtung eingetragenen Dauer der Impulse tI dargestellt.In Fig. 7, the mean voltage UM is in the ordinate direction Lamp 9 as a function of the duration of the pulses entered in the abscissa direction tI shown.

Geeignet sind Impulse von Isec-Dauer mit lsec-Impulspause. Die Dauer der Impulse kann bis auf Null reduziert werden.Pulses of Isec duration with an Isec pulse pause are suitable. The duration the impulse can be reduced to zero.

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Claims

Claims audio frequency ripple control receiving circuit with a Frequency selection element, a decoder and a digitally operating command output circuit with storage behavior, characterized in that the command output circuit (5, 14, 21) with one of the digital command data or part of the digital command data into a control voltage converting converter (6, 15, 22, 23) is connected to the to one through the control voltage, which is an analog voltage or a pulse train is that an analog average value over one or more periods of the mains voltage has, in its duty cycle variable switch (8) is connected, the in series with a consumer (9) and a mains voltage source (10) is arranged, and that with the selection pulses supplied to the decoder (3) or with a part of the selection pulses the command data for the duty cycle of the Switch (8) are transferable.

2. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 1, characterized characterized in that the switch (8) is at least a thyristor or a triac, each via an ignition circuit supplied with energy from the mains voltage (io) (7) are connected to the converter (6, 15).

3. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 2, characterized characterized in that the ignition circuit (7) is a phase control circuit.

4. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 1 or one of the following claims, characterized in that the command output circuit (5, 14) a digital / analog converter (6, 15) is connected downstream, the output of which is connected to the ignition circuit (7).

5. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 1 or one of the following claims, characterized in that between the Command output circuit (5) and the digital / analog converter (6) a comparator is arranged, the second inputs of which are connected to an analog / digital converter whose input is proportional to the voltage at the consumer (9) is applied.

6. audio frequency rud control receiving circuit according to claims 5, characterized characterized in that the decoder (3), the command output circuit (5), the digital / analog converter (6) and the analog / digital converter and the comparator by a microprocessor (11) are replaced.

7. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 1 or one of claims 2 and 3, characterized in that the command output circuit (21) via an interval switching that can be set in the cycle time using the command data (22) and an AND circuit (23) with the ignition circuit, which can be released by further command data (7) is connected.

8. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 8, characterized characterized in that the AND circuit (23) via an optocoupler (34) to the ignition circuit (7) is connected.

9. audio frequency round: Jt your receiving circuit according to claim 7 or 8, characterized in that the interval circuit (22), the AND circuit (23) and the command output circuit (21) are part of a microprocessor.

10. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 1 or one of the following, characterized in that the command output circuit (6, 14, 21) has memory cells manufactured using MNOS technology.

11. audio frequency ripple control receiving circuit according to claim 1 or one the following, characterized in that the consumer (9) is a lamp or is a heat generator.