DE2915796C2 - Temperatur-Steuervorrichtung - Google Patents

Description

a) eine das Signal des Signalgebers (29) während eines Halbzyklus der Versorgungsspannung erfasseßiftn Impulsfolgen-Formeinheit (C) zur Abgabe eines entsprechenden Signals im folgenden Halbzyklus und

b) eine die Spannung am Energiesteuerthyristor (47) überprüfende Erfassungsschaltung (N) umfaßt und

c) die Signale der Impulsfolgenformeinheit (C) und der Erfassungsschaltung (N) vergleicht.

2. Temperatursteuervorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Fehlererfassungsschaltung angesteuerte Steuerschaltung das Signal des Signalgebc-s (29) ,■ jr Unterbrechung der Stromversorgung der Heizvorrichtung (6) verstärkt.

3. Temperatursteuervorrichl ng nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das verstärkte Signal von der Steuerschaltung zur Unterbrechung der Stromversorgung der Heizvorrichtung (6) durch einen mit einer Temperatursicherung (14) thermisch verbundenen Widerstand (59) geleitet wird.

4.Temperatursteuervorrichiung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verstärkte Signal von der Steuerschaltung zur Unterbrechung αι_τ Stromversorgung der Heizvorrichtung (6) durch eine Stromsicherung geleitet wird.

Die Erfindung betrifft eine Temperatur-Steuervorrichtung für eine Heizvorrichtung mit einem Energiesteuerthyristor für die Energiezufuhr zur Heizvorrichtung, einem Temperatursensor zur Messung des von der Heizvorrichtung erzeugten Temperatur-Istwertes, einer Einstellvorrichtung für einen Temperatur-Sollwert, einem den Temperatur-Istwert mit dem Temperatur-Sollwert vergleichenden, bei dessen Über- bzw. Unterschreitung jeweils ein »AUS«- bzw. »EIN«-Signal erzeugenden Signalgeber, einer dessen Signal aufnehmenden Steuerschaltung zur entsprechenden Betätigung des Energiesteuerthyristörs und einer die Steuerschaltung ansteuernden Fehlererfassungsschaltung.

Wenn ein Steuerthyristor zur direkten oder indirekten Steuerung der Energiezufuhr zu einer Heizvorrichtung, beispielsweise aufgrund von Sclbsttriggcrung. ausfällt, wird die Heizvorrichtung weiterhin angesteuert und somit trotz eines von der Steuerschaltung abgegebenen »AUS«-Signals in gefährlicher Weise unkontrolliert erhitzt

Fehlerhaftes Verhalten von Energiesteuerelementen kann bei vielen Temperatur-Steuervorrichtungen durch Kontrolle der Wellenform des durch das Element fließenden Stroms ermittelt werden. Der Halbwellenstrom gleicht jedoch bei einer Selbsttriggerung eines Energiesteuerthyrislors im wesentlichen dem beim Normalbetrieb, so daß der Fehler durch Unterscheidung der WeI-lenformen nicht erfaßbar ist Die Ermittlung des übermäßigen Temperaturanstiegs bei Selbstiriggerung des Energiesteuerthyristors bietet keine hinreichende Sicherheitdagegen.

Bei der Temperatur-Steuervorrichtung der eingangs ι? genannten Art nach der DE-PS 26 31 700 wird eine programmierte Übcrwachungslogik zur Steuerung eines 'Schalttransistors verwendet, der nur bei Abwesenheit fehleranzeigender Signale zur Freigabe der Energiezufuhr an die Heizvorrichtung über ein Festkörperrelais durchgeschaltet wird. Da weder der Schaltzustand des Schalttransistors, noch des Festkörperrelais dabei von der Überwachungslogik erfaßt werden, wird ein Fehlverhallen der die Energiezufuhr freigebenden Elemente selbst von dieser nicht festgestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Temperatur-Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei fehlerhaftem Verhalten der die Energiezufuhr zur Heizvorrichtung freigebenden Energie-Steuerelemente, insbesondere bei Selbsttriggerung des jo Energiesteuerthyristors, eine Überschreitung des Temperatur-Sollwertes ausschließt

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Temperatur-Steuervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentan-Spruchs I definierten Merkmale auf.

Durch die erfindungsgemäße Temperatur-Steuervorrichtung wird der tatsächliche Schallzustand des die Energiezufuhr zur Heizvorrichtung direkt beeinflussenden Schaltclements erfaßt und so auch bei Selbstiriggerung des Energiesteuerthyristors eine unkontrollierte Energiezufuhr zur Heizvorrichtung zuverlässig verhindert.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 definiert

Eine bevorzugte Ausführungsform der Temperatur-Steuervorrichtung wird im folgenden unier Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Heizkissens;

F i g. 2 ein SchaUdiagramm einer Temperatur-Steuervorrichtung für ein Heizkissen;
F i g. 3 ein Blockdiagramm der Steuerschaltung;
F i g. 4 ein Logikdiagramm der elektrischen Schaltung im einzelnen;
F i g. 5 eine Impulserfassungsschallung:

F i g. 6 die zu dem Betrieb der Impulserfassungsschaltung nach F i g. 5 gehörigen Impulsfolgen;
F i g. 7 einen Aufladeverstärkcr;
F i g. 8 eine Erfassungsschaltung und einen Zeitpunktw) detektor für die erfindungsgemäße Fehlcrerfassungsschiiltung;

F i g. 9 die zum Betrieb der obigen Schaltungen gehörigen Impulsfolgen und

Fig. 10 ein Zeitdiagramm der Sicherheitsfunktion bei b^r> Selbsttriggerung des Energiesteuerthyristors.

F i g. I zeigt einen Stecker 1 zum Anschluß eines Bedienungsgerätes 2 für ein Heizkissen 3. ein Anschlußk;ibcl 4 eine Kupplung 5, eine Heizvorrichtung 6. einen

Temperatursensor 7 zur Messung des Temperatur-Istwertes, einen Netzschalter 8, ein Einstellrad 9 zum Wählen der Soll-Temperatur des Heizkissens 3 und einen Wählschalter 10 für einerseits eine die Temperatur des Heizkissens 3 auf einem weitgehend konstanten Wert haltende proportionale Steuerung und andererseits eine Hysleresis-Steuerung. bei der die Temperatur des I ieizkissens 3 über ein vorgegebenes Temperaturintervall variiert. Ein Umschalter It dient zum Umschalten des Steuerbetriebs auf eine Temperatur-Hochaussteuerung, bei der das Heizkissen 3 für einen definierten Zeitraum unabhängig von der durch das Einstellrad 9 gewählten Temperatur auf eine hohe Temperatur erhitzt und danach auf die gewählte Temperatur zurückgeführt wird. Weiterhin ist eine Kontrolleuchte 12 und eine weitere Kontrolleuchte 13 zur Anzeige des Betriebs der Heizvorrichtung 6 vorgesehen.

¹ Die in F i g. 2 diagrammatisch dargestellte elektrische Schaltung einer Temperatur-Steuervorrichtung mit dem Stecker 1 und dem Netzschalter 8 besitzt eine Temperatursicherung 14 und einen Rauschfilter 15 für die Stromversorgung mit einer Drosselspule 16, einen Kondensator 17 und einen Überspannungsschutz 18 Ein Schutzwiderstand 64 schützt die Kontrolleuchte 12. Eine Schaltung 19 zur Abgabe einer Steuerspannung Vcc umfaßt eine Diode 20, Widerstände 21,22, Kondensatoren 23,24 und eine Zenerdiode 25. Eine Einstellvorrichtung für einen Temperatur-Sollwert 26 umfaßt einen entsprechend der Einstellung des Einstellrades 9 verstellbaren Widerstand 27 und einen Begrenzungswiderstand 28. Ein Signalgeber 29 umfaßt eine Neonlampe 30 als Impulstriggerelement, einen Kondensator 31. einen Widerstand 32, einen Impulsumformer 33 und den Temperatursensor 7. Durch den Signalgeber 29 wird die Spannung entsprechend dem vorgegebenen Widerstand R_x, der Summe der Werte Rn des verstellbaren Widerstands 27 und des Wertes Rn des Begrenzungswiderstandes 28, R, = /?27 + R-Ά und der Impedanz Zi des Temperatursensors 7 geteilt. Wenn die Spannung V, 7 über den Temperatursensor 7 größer als die Entladeanfangsspannung Veo der Neonlampe 30 ist, d. h. Vflo < Vz7, wird die Neonlampe 30 getriggert, wodurch der Impulsumformer 33 über den Kondensator 31 und den Widerstand 32 ein Signal abgibt. Dies gilt bei den Sollwert unterschreitender Temperatur des Gegenstandes 3. Die Neonlampe 30 wird nicht getriggert, wenn Veo > V, 7 ist, also die Temperatur des Gegenstandes 3 den Sollwert überschreitet.

Eine Steuerschaltung umfaßt ein integriertes Schaltelement 41 (im folgenden als »IC« bezeichnet) mit 16 Anschlüssen. Ein Widerstand 42 erfaßt die Netz-Wechselspannung und setzt das IC 41 dazu in Zeitbeziehung. Kontakte 56' und 56" des Umschalters 11 werden durch dessen Betätigung geschlossen und an Pin 3 des IC 41 gelegt. Eine C-R Schaltung 43 zur Triggerung eines später beschriebenen Energiesteuerthyristors 47 umfaßt einen Widerstand 44 und einen Kondensator 45. Das Signal des Signalgebers 29 wird bei den Sollwert unterschreitender Temperatur des Gegenstands 3 dem Pin 2 des IC 41 zugeführt, das von dem Pin 14 ein Signal zur C-R-Schaltung 43 abgibt, um den Kondensator 45 über den Widerstand 44 aufzuladen. Wenn die Wechselspannung danach, sich dem positiven Teil des Zyklus nähernd, den Nullpunkt überschreitet, wird der Kondensator über Pin 13 entladen und der Energiesteuerthyristor 47 über Pin 12 beim Nulldurchgang getriggert. Der Energiesteuerthyristor 47 steuert die Heizvorrichtung 6 an. Mit 46 ist ein Gatewidetiiand bezeichnet. Der Pin 10 des IC 41 ist ein Ausgangsanschluß zur Beendigung des Temperatur-Hochaussteuerungsbetriebs. Bei Triggerung eines Gatewiderstands 53 und eines Thyristors 54 wird eine Spule 56 angesteuert und dadurch die Kor.takte 56', 56" des Umschalters 11 geöffnet.

Als nächstes wird eine Anordnung zum Schulz bei Selbstlriggerung des Energiesteuerthyristors 47 beschrieben. Ein Widerstand 57 prüft die Anschlußspannung des Energiesteuerthyristors 47 zur Energiezufuhr to zu der Heizvorrichtung 6. Wenn dieser sieh ohne Signal des Signalgebers 29 am Pin 2 des IC 41 in einem eine Halbwelle leitenden Zustand befindet, ist der Energiesteuerthyristor 47 im selbsttriggernden Zustand. Die Anschlußspannung des Energiesteuerthyristors 47 wird am Pin 15 des IC 41 über den Widerstand 57 erfaßt und einer logischen Verarbeitung innerhalb des IC 41 unterworfen, um vom Pin 11 ein Triggersignal für einen Schutzthyristor 58 zu liefern, das den Schutzthyristor 58 in Leitungszustand versetzt Hierdurch erzeugt ein Widerstand 59 Wärme zum Schmelzen der Temperatursichcrung 14. Wenn der Energiesteuerthyristor 47 vollständig durch Kurzschluß ausfällt, wird .'u; Sicherheit gewährleistet, indem die negative Haibzykiusr.pannung über eine Diode 61 an einen Widerstand 62 gelegt wird, der durch Erwärmung die Temperatursicherung 14 thermisch unterbricht

Fig.3 zei^t ein Blockdiagramm des IC41, in dem dessen Inneres durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, mit einer Reseteinheit A und einem Null-lmpulsgenerator ß, der über den Widerstand 42 den Spannungs-Nulldurchgang der Wechselspannung als Zeitbasis für die IC-Steuerung erfaßt, um Null-Durchgangsimpulse zu bilden. Eine Impulsfolgen-Formeinheit Cerhält das Signal des Temperatursensors 7 von dem Impulsumj5 former 33 in Impulsform und formt es zu einer speziellen impulsfolge. Ein 2-Bit-Frequenzteiler D empfängt Signale von der Impulsfolgeii-Formeinheit C und erzeugt Triggerimpulse beim Nulldurchgang der Wechselspannung. Ein Aufladeverstärker Elädt den Kondensator 45 über den Widerstand 44 auf. Ein Entiadevtrsiärker F empfängt die in dem Kondensator 45 gespeicherte Ladung über Pin 13 und gibt sie zur Triggerung des Energiesteuerthyristors 47 über Pin 12 ab. Ein Hysteresiswähler C empfängt über Pin 4 ein Signal vom bei Wahl der Hysteresissteuerung geschlossenen Wahl-Schalter 10. Eine Hysteresisschaltung H hai» den 2-Bit-Frequenzteiler D für einen Zeitraum tA zur Erzeugung einer Temperaturhysterese des Gegenstandes 3 an. Ein erster Zähler / umfaßt miteinander in η Stufen verbundene T-Flip-Flops und zählt die Stromversorgungsfrequenz während des Zeitraumes, in dem die Hysteresisschaltung H den Energiesteuerthyristor 47 sperrt. Wenn diese verstrichen ist, schaltet die Reseteinheit A die Hysteresisschaltung H in den ßesetzustand, um den Energiesttuerthyristor 47 erneut zu triggern. Ein zweiter Zähler K mit in η Stufen miteinander verbundenen T-Flip-Flops bestimmt den Zeitraum f« für die Temperatur-Hochaussteuerung. Mit / ist ein Hochaussteuerungswähler bezeichnet. Wenn der Umschalter 11 betätigt wird, schließen d^;; Kontakte 56' und 56". lsi: der Kontakt 56' geschlossen, wird der die Soll-Temperaiur vorgebende Widerstand 27 überbrückt, so daß unabhängig von dessen Einstellung die apparativ hochstriiögliche Temperatur gewählt wird. Da der Pin 3 an den ö5 geschlossenen Kontakt 56" angeschlossen ist, bringt der Hochaussteuerungswäl.'er / den ersten Zähler / in direkte Verbindung mit dem zweiten Zähler K, so daß die Zähler / und K den Hochaussteuerungszeitraum tu in

Pulsen abzählen können. Wenn der Hochaussteuerungswähler / bei gewählter Hysteresissteuerung gesetzt wird, ist der Hysteresiswähler G funktionslos, was eine proportionale Temperatursteuerung während des Hochaussteuerungsbetriebs ermöglicht.

Mit L ist ein Hochaussteuerungsspeicher bezeichnet, der den ersten Zähler / auch als Abwärtszähler zum Halten der Hochtemperatur benutzbar macht, indem während des Hochaussteuerungsbetriebs der Hochaussteuerungsspeicher L das Signal speichert, das das Ablaufen des ersten Zählers /anzeigt und ein Signal an den zweiten Zähler K abgibt. Ein Ausgangsverstärker Mzur Unterbrechung des Hochaussteuerungsbetriebs gibt ein Signal zur Triggerung des Thyristors 54, wodurch die Spule 56 die Kontakte 56', 56" öffnet.

Selbsttriggerung des Energiesteucrthyrisiors 47 wird durch die die Impulsfolgen-Formeinheit C und die Erfassungsschaltung N umfassende Fehlererfassungsschaltung erfaßt. Wenn beispielsweise trotz der Abwesenheit eip.EE Signals von der lrnpu!sfo!£?n-Formeinheit Ceine Eingangsspannung an der Erfassungsschaltung N liegt, befindet sich der Energiesteuerthyristor 47 im selbsttriggernden Zustand, so daß in einem zeitlich abgestimmten Verhältnis zu dem in einer geeigneten Phase des positiven Teils des Zyklus der Spannungsversorgung geschalteten Zeitpunkt ein Ausgangssignal zu einem Triggerverstärker P geführt wird. Dessen verstärktes Signal triggert den Schutzthyristor 58, und die Temperatursicherung 14 wird thermisch vom Widerstand 49 unterbrochen.

F i g. 4 zeigt ein Logikdiagramm der elektrischen Schaltung. Die Blöcke A bis Q in F i g. 3 sind in F i g. 4 mit einer durchbrochenen Linie angedeutet. Gates G\ bis C₂₈ sind nach dem I²L-Verfahren gebildet. Der Eingang entspricht der Basis eines Transistors, der Ausgang einem Multitransistor mit offenem Kollektor. Resct-Set-Flip-Flops RS\ bis RS-, sind ebenfalls nach dem PL-Verfahren ausgeführt. Mit Tist ein T-Flip-Flop bezeichnet, der Eingang liegt bei Tund die Ausgänge bei Q und (?. Die durchgezogenen rechtwinkligen Blöcke a bis Q sind Analogschaltungen des üblichen bipolaren Aufbaus und werden z.T. im folgenden unter Bezugnahme auf F i g. 4 erläutert.

Fig.5 zeigt die Impulserfassungsschaltung cder Impulsfolgen-Formeinheit C und Fig. 6 die zugehörige Impulsfolgenform. Wenn der zu erwärmende Gegenstand 3 eine niedrige Temperatur hat, ist die Impedanz Z₇ des Temperatursensors 7 (F i g. 5) niedrig. Wenn nun die Versorgungsspannung V,«-auf den in F i g. 6 angegebenen Wert ansteigt, übersteigt die Spannung V_/7 über den Temperatursensor 7 die Entladeanfangsspannung Vbc der Neonlaiwpe 30 und triggert diese. Demzufolge gibt die Sekundärwicklung 35 des Impulsumformers 33 Impulsfolgen der Form t_P in F i g. 6 ab. Beim Impulsumformer 33 ist die Polarität der Wicklungen so gewählt, daß die Impulse von der Neonlampe 30, wenn die Versorgungsspannung V_Ac sich im negativen Halbzyklus befindet, bei der Übertragung von der Primär- zur Sekundärwicklung negativ umgekehrt werden, wodurch die Sekundärwicklung Impulse positiver Spannung mit einer Impulsform t_p ι abgibt. Somit erfaßt die Schaltung die Temperatur dann, wenn die Versorgungsspannung Κ_Λ(·negative Halbwellen durchläuft.

Die während der positiven Halbwellen erzeugte Impulsform tp ι weist negative Spannung auf und ist für den nachfolgenden Betrieb irrelevant. Die an den 2. und 5. Pin, wie F i g. 5 zeigt, angelegte Impulsform t_P \ betätigt einen Emitterfolgertransistor G. der seinerseits einen aus Transistoren Ct und C-, zusammengesetzten Stromspiegel ansteuert. Daher arbeitet ein Transistor G für einen Zeitraum Δΐ_Ρ entsprechend F i g. 6, die negativen Inipulsformen l_Pi laufen durch einen Transistor C und einen Widerstand C, in Sperrichtung des Transistors C) und betätigen nicht den Transistor C\ Während des Zeitraums von /j bis u (F i g. 6) wird die Neonlampe 30 nicht getriggert, da der Transistor C₅ sperrt.

Somit erfaßt die Impulscrfassungsschaliung c(F i g. 5) in die während der negativen Halbwellen der Versorgungsspannung V_Ai- erzeugten Impulsformen i_P\ als Temperaturerfassungssignale.

F i g. 7 zeigt den Aufladcverstärker E und den Entladcvcrstiirkcr F zur Triggerung des Energicsteuerthyristors 47. Wenn der Ausgang des Gates do auf »0« abfällt, sind Transistoren £,, Es des Aufladeverstärkers E leitend und werden über Widerstände Ei, E₂ zur Aufladung des Kondensators 45 über den Widerstand 44 betrieben. Wenn die Versorgungsspannung V_M durch ?n Null geht, fällt das Gate Cu für einen Moment auf Null ab, wodurch Transistoren F,, Fh des Entladeverstärkers Fangesteuert und durch Widerstände F,, F₂ leitend gemacht werden. So wird der Kondensator 45 in Impulsform zur Triggerung des Energiesteuerthyristors 47 über den Pin 12 momentan entladen. Während der Kondensator 45 über das Gate G₁₀ aufgeladen wird, wird das Gate Gn auf »1« gehalten und empfängt kein Entladesignal.

F i g. 9 zeigt die Erfassungsschaltung N zur Uberpriijü fung der Spannung am Energtesteuerthyrisior 47 und den Zeitpunktdetektor O und F i g. 9 die zugehörigen Impulsfolgcnformen. Die Erfassungssehaltung N in F i g. 8 überprüft, ob der Energiesteuerthyristor 47 leitet oder nicht und weist die Widerstände n\, λ₂ und die j5 Transistoren /jj bis /J₇ auf. Wenn der Transistor n* leitet, ist die Spannung AVa über dem 15. und 5. Pin gleich oder größer als die Basis-Emitterspannung 3 Vnt: der drei Transistoren Πα, η? und π*. Andererseits ist der Spannungsabfall V, in Durchlaßrichtung zwischen der Anode und der Kathode des Energiestcuerihyristors 47 in dessen leitendem Zustand kleiner als 3 Vbk. Da die Versorgungsspannung V_Acnach dem Überschreitender Spannungsschwelle im Zeitpunkt At₁- über der Schwellspannung 3 Vm des Transistors n< liegt, fließt, während der Energiesteuerthyristor 47 im »Aus«-Zustand (kein Signaleingang am Gate) ist, wie F i g. 9 zeigt, der Kollektorstrom »Ich von /I4« durch den Transistor iu. Dementsprechend ist die Kollektorspannung » Vce von «7« des Transistors n? bis zum Zeitpunkt At_c vor dem Zeitpunkt /ι. an dem die Versorgungsspannung V_(fam Nullpunkt negativ wird. Null. Wenn dann der Energiesleuerthyristor 47 leitend wird, sind die Transistoren n₄ uik n₇ im »AUS«-Zustand, und »V</; von /?₇« wird, wie Fig.9 zeigt, über den Zeitraum von /2 bis 0 aufrechterhalten. Im Zeitpunktdetektor O wird die Versorgungsspannung V,\c-an den Pin 16 gelegt. Die Referenzspannung der einen Differenzverstärker bildenden Transistoren on und ου ist die Spannung Vst am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen Oj und 04, V= 2,5 Vbe. wobei V_m. die Basis-Emitterspannung des Transistors o» ist. Diese Spannung wird durch die Widerstände oj und (Oi = ot) zu jeweils 0,5 V_n;_; geteilt. Wenn die Spannung am Pin 16 der Versorgungsspannung Vm die Spannung Vst übersteigt, bilden die Transistoren Ο12. οι 1 und oh einen Stromspiegel, und die gleichermaßen einen Stromspiegel bildenden Transistoren Ο15 und Ott werden leitend. Dieser Zustand ist in F i g. 9 für einen Zeitraum At^ gezeigt. Wie F i g. 4 zeigt, dient die Spannung am

Pin Ib als Eingangssignal für den Null-Impulsgenerator B. Wenn daher die Versorgungsspannung Vm- 2 V₁₁₁-übersteigt, fließt der Strom geteilt zum Null-Impulsgenerator B durch den Widerstand b\, so daß die Spannung über dem 16. unci dem 5. Pin allmählich von 2 V«; ansteigt, wie Fig.9 zeigt. Diese Spannung übersteigt 2,5 Vflt( die Schwellspannung V_Ä; des Differenzverstärker aus den Transistoren On und 012), wie F i g. 9 zeigt, während ekrcs Zeitraums Au. Bei dieser Schaltung muß At, länger als Au sein.

Mit Gu ist in den Fig.3 und 4 ein Testelement zur Überprüfung der Steuerschaltung 41 dargestellt, insbesondere wenn diese wie hier in einer integrierten Schaltung auf einem Chip ausgeführt ist. Das IC kann beispielsweise durch ein Überprüfen von hFE und ICBO zwischen dem 6. und dem 7. Pin getestet werden. Falls die Eigenschaften zwischen diesen Pins in den richtigen Bereichen liegen, wird die Schaltung in der gewünschten Weise arbeiten.

Eine Seibsuriggerung oder ein Diödcruenivernaitcn des Energiesteuerthyristors 47 und die Schulzvorrichtungen dagegen werden im folgenden beschrieben. Dabei ist der Energiesteuerthyristor 47 unabhängig vom Signal des Temperatursensors 7 leitend und hält die Heizvorrichtung 6 unter Strom, was ein kontinuierliches Ansteigen der Temperatur des Gegenstandes 3, evtl. bis zum Brandunfall, verursachen könnte. Die Temperatur-Steuervorrichtung muß deshalb mit Vorrichtungen versehen werden, die sie gegen einen solchen Unfall sichern.

Fig. 10 zeigt ein Zeitdiagramm der Sicherheitsfunktion bei Seibsttriggerung des Energiesteuerthyristors 47. Während eines Zeitraums fi bis h in Fi g. 10 ist die Temperatur-Steuervorrichtung im Normalzustand, bei welchem der zu erwärmende Gegenstand 3 eine niedrigere als die Soll-Temperatur hat und Impulse t_P von der Neonlampe 30 zu einem Ausgangssignal an Pin 12 zur Triggerung des Encrgicstcuerihyristors 47 geführt werden. Während des folgenden Zeitraums l·, bis ti erreicht die Temperatur des Gegenstandes 3 den Sollwert und der Energiesteuerthyristor 47 ist im »AUS«-Zustand, da keine Impulse t_P erzeugt werden. Währenddessen ist der Eingang des Trigger-Verstärkers P von Gate G» der AN D-Ausgang des Ausgangs von Gate C», des Ausgangs der Erfassungsschaltung N und des Ausgangs des Gates G25, und somit »0«. Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß während der positiven Halbwelle der Versorgungsspannung V_Ac vom Zeitpunkt ft bis ti in F i g. 10 das Gate G25 von »0« auf »1« mit einer Zeitverzögerung von JtN wechselt, das Gate G-& von »0« auf »1« sich mit einer Zeitverzögerung /its und der Ausgang der Erfassungsschahung N sich von »1« auf »0« mit einer Zeitverzögerung von Ate ändern, da der Energiesteuerthyrislor 47 sich im »AUS«-Zustand (siehe Fig.8 und 9) befindet Dies bedeutet, daß die Erfassungsschaltung N (zur Bestimmung der Zeit Ate) und der Zeitpunktdetektor O (zur Bestimmung der Zeit Ats) so ausgelegt sind, daß Ate < At_s ist Dementsprechend besitzt das Gate Gm als Eingang »0« und einen Ausgangswert von »1«. Da der Triggerverstärker Pein Eingangssignal von »1« empfängt ist ^er Ausgang »0«, so daß der Schutzthyristor 58 kein Signal erhält

Während des Zeitraums ti bis fn ist der Zustand der Vorrichtung bei einem Fehlverhalten des Energiesteuerthyristors 47, beispielsweise einem Diodenfehler oder einer Selbstiriggerüng, dargestellt Zu diesem Zeitpunkt soll angenommen werden, daß die Neonlampe 30 keine : Impulse t_p abgibt d. h., daß die Ist-Temperatur des Gegenstands höher als die Soll-Temperatur ist. Während des Zeitraums (κ bis t% in dem die Versorgungsspannung ν,«- in der positiven Halbwelle ist, kommt der Energiestcuerthyristor 47. selbst wenn bei Abwesenheit eines Signals am Gate die Erfassungsschaltung N im »AUS«-Zustand ist, unmittelbar in den leitenden Zustand, was ein Ausgangssignal von »1« ergibt. Das Gate G^ wechselt von »0« auf »1« zu einem Zeitpunkt, der um JtN nach dem Zeitpunkt t* liegt. Das Gate Gu. des Zeitpunktdetektors O ändert sich mit einer Zeitverzögerung von Ats von »0« auf »1«. Demgemäß ändert sich der Ausgang des Gates Gm, der dem Triggerverstärker P zugeführt werden muß, der — wie oben erwähnt — der AND-Ausgang des Ausgangs von Gate G&, des Ausgangs der Erfassungsschaltung N und der Ausgang des Gates Gk ist, mit einer Zeitverzögerung von Ats von »1« auf »0«. Daher ändert sich der Triggerverstärker P mit einer Zeitverzögerung von Ats von »0« auf »1« und triggert den Schutzthyristor 58 über den Pin 11, so daß das Aufwärmen des Widerstandes 59 beginnt.

Während des Zeitraums ;·> bis ίιο, in dem die Versorgungsspannung Vac- eine negative Halbwelle durchläuft, ist der Schutzthyristor 58 nichtleitend und heizt den Widerstand 59 nicht auf. Während des Zeitraums von fio bis Zn, wenn die Versorgungsspannung Vac positiv ist, wird der Betrieb des Zeitraums t* bis ta wiederholt, zum Zeitpunkt ts nach dem Zeitpunkt fio ist der Schutzthyristor 58 im leitenden Zustand, um den Widerstand 59 aufzuheizen.

Obwohl die Temperatur-Steuervorrichtung die Kombination des Widerstandes 59 und der Sicherung 14, wie F i g. 3,4 und 22 zeigen, aufweist, ist auch eine Unterbrechung der Stromversorgung zur Heizvorrichtung 6 z. B. durch eine Magnetvorrichtung mit einer Ein- und einer

J5 Ausschaltspule möglich.

Eine weitere Sicherung kann vorsehen, daß das Signal der Steuerschaltung durch ein Stromsteuerelement oder einen Transistor verstärkt wird und der so verstärkte Strom zur Unterbrechung der Stromversorgung zur Heizvorrichtung durch eine Stromsicherung geleitet wird.

Wenn der Energiesteuerthyristor 47 selbsttriggemd ist und die Temperatur des zu erwärmenden Gegenstandes 3 niedriger als der Temperatur-Sollwert Ts ist.

wird der selbsttriggernde Zustand nicht sofort erfaßt und der Widerstand 59 nicht erhitzt. Erst nachdem die Temperatur des Gegenstandes 3 den Temperatur-Sollwert überschritten hat, was ein Erlöschen der Neonimpulse bewirkt, wird der selbsttriggernde Zustand'erfaßt und der Widerstand 59 angesteuert Zum Schutz gegen Seibsttriggerung des Energiesteuerthyristors 47 wird das Signal des Temperatursensors 7 am Ausgang überprüft und mit dem Ausgang des Energiesteuerthyristors 47 verglichen, so daß dessen Betriebszustand auch bei Abwesenheit eines Signals des Temperatursensors 7 die Fehlererfassungsschaltung aktiviert. Dabei werden der Erfassungszeitraum Ats und die Zeitspanne Ate, mit der die Erfassungsschaltung N arbeitet, während der Energiesteuerthyristor 47 sich im »AUS«-Zustand befindet, in einem Verhältnis von Ate < Ats gehalten, wodurch der Energiesteuerthyristor 47 nach Erreichen des Temperatur-Sollwerts darauf überprüft wird, ob er sich im normalen Arbeitsbereich befindet oder nicht

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Temperatur-Steuervorrichtung für eine Heizvorrichtung, mit einem Energiesteuerthyristor für die Energiezufuhr zur Heizvorrichtung, einem Temperatursensor zur Messung des von der Heizvorrichtung erzeugten Temperatur-Istwertes, einer Einstellvorrichtung für einen Temperatur-Sollwert, einem den Temperatur-Istwert mit dem Temperatur-Sollwert vergleichenden, bei dessen Über- bzw. Unterschreitung jeweils ein »AUS«- bzw.»ElN«-Signal erzeugenden Signalgeber, einer dessen Signal aufnehmenden Steuerschaltung zur entsprechenden Betätigung des Energiesteuerthyristors und einer die Steuerschaltung ansteuernden Fehlererfassungsächaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererfassungsschaltung