GEBIET DER ERFINDUNG Elektrischer Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors, umfassend wenigstens einen Net zanschluss zum Verbinden des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors mit wenigstens einer Netzstromversorgung, einen Anschluss für eine elektrische Last, wenigstens einen Gleichrichter, der zwischen dem Net zanschluss und dem Anschluss für die elektrische Last angeordnet ist, wenigstens einen Glättungskondensator, der derart zwischen dem wenigstens einen Gleichrichter und dem Anschluss für die elektrische Last angeordnet ist, dass er parallel zu der elektrischen Last geschaltet ist, wenn die elektrische Last mit dem elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors verbunden ist, und wenigstens ein Drosselelement zum Blockieren und/oder Entkoppeln von höheren Frequenzen, d.h. Oberschwingungen, vom Netzanschluss . Das Drosselelement kann grundsätzlich in einem Phasenleiter oder im Neutralleiter platziert werden, d.h. in Fällen, in denen das Drosselelement zwischen dem Netzanschluss und dem Gleichrichter platziert ist, oder das Drosselelement kann zwischen dem Gleichrichter und dem Anschluss für eine elektrische Last platziert werden.

STAND DER TECHNIK

Es existieren verschiedene nationale und internationale Normen für den von elektrischen Geräten emittierten

Oberschwingungsstromanteil. Aufgrund einer Änderung der Klassifikation gemäß der europäischen Norm betreffend den von elektrischen Geräten emittierten Oberschwingungsstromanteil, EN 6100-3-2, werden Geräte mit drehzahlvariablen Antrieben im Allgemeinen - und drehzahlvariable Kompressoren im Besonderen - nun als Geräte der Klasse D klassifiziert.

Daher wurde die Anwendung einer Leistungsfaktorsteuerung ("Power Factor Control", PFC) für elektronische Geräte des oben genannten Typs unerlässlich, um den Oberschwingungsanteil des Netzstroms zu senken und z.B. der Norm EN 6100-3-2 zu genügen . PFC-Elemente gemäß dem Stand der Technik sind gewöhnlich auf eine Weise in die Schaltungen des jeweiligen Geräts eingebaut, dass sie immer aktiv sind. Da aktive PFC-Elemente natürlich zu einem erhöhten Leistungsverlust führen, ist dies in Situationen, in denen eine hohe Effizienz erforderlich ist, höchst unerwünscht.

PFC-Elemente gemäß dem Stand der Technik sind daher dafür ausgelegt, mit der jeweiligen maximalen Eingangsleistung umzugehen, die das spezifische elektrische Gerät erwartungsgemäß antreffen wird. Da diese Werte der maximalen Eingangsleistung im Allgemeinen relativ hoch sind, macht dies die PFC-Elemente, die in solchen Fällen häufig als Spulen ausgeführt sind, relativ groß und somit teuer und sperrig.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors für drehzahlvariable elektrische Geräte zu schaffen, der keinen der oben genannten Nachteile aufweist, während eine ausreichende Reduktion der Oberschwingungen des Netzstroms sichergestellt wird, um den entsprechenden nationalen und internationalen Normen für den von elektrischen Geräten emittierten Oberschwingungsstromanteil zu genügen.

Insbesondere soll der Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors derart aufgebaut sein, dass er imstande ist, eine maximale Reduktion der Oberschwingungen des Netzstroms in einem Leistungsbereich sicherzustellen, der durch einen vordefinierten Eingangsleistungswert gekennzeichnet ist und von dem angenommen werden kann, dass er viel niedriger ist als ein Leistungsbereich, der durch die maximale Eingangsleistung gekennzeichnet ist. Somit soll der erfindungsgemäße Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors die Energieeffizienz des elektrischen Gerätes erhöhen, in welchem er verwendet wird, und PFC-Elemente ermöglichen, die viel kosteneffizienter und viel kleiner sind als jene, die in PCF-Schaltkreisen gemäß dem Stand der Technik verwendet werden.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es schließlich, Mittel zur Reduktion des

Oberschwingungsstromanteils zu schaffen, der von Kühlschränken oder Tiefkühlgeräten, insbesondere Kühlschränken oder Tiefkühlgeräten mit Kompressoren mit drehzahlvariablem Antrieb, emittiert wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Im Falle eines elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors, umfassend wenigstens einen Netzanschluss zum Verbinden des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors mit wenigstens einer Netzstromversorgung, einen Anschluss für eine elektrischen Last, wenigstens einen Gleichrichter, der zwischen dem Net zanschluss und dem Anschluss für die elektrische Last angeordnet ist, wenigstens einen Glättungskondensator, der derart zwischen dem wenigstens einen Gleichrichter und dem Anschluss für die elektrische Last angeordnet ist, dass der Glättungskondensator parallel zu der elektrischen Last geschaltet ist, wenn die elektrische Last mit dem elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors verbunden ist, und wenigstens ein Drosselelement zum Blockieren und/oder Entkoppeln von höheren Frequenzen, d.h. Oberschwingungen, vom Netzanschluss, wird die oben genannte Aufgabe dadurch erfüllt, dass der elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors ferner wenigstens ein Schalterelement umfasst, das parallel zu dem wenigstens einen Drosselelement angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Schalterelement dafür ausgelegt ist, in einen ersten Schaltzustand, in dem das Schalterelement eine parallele leitende Überbrückung des wenigstens einen Drosselelements bildet, und in einen zweiten Schalt zustand, in dem die leitende Überbrückung unterbrochen ist, gebracht zu werden, wobei der ohmsche Widerstand der leitenden Überbrückung im Vergleich zum ohmschen Widerstand des wenigstens einen Drosselelements vernachlässigbar ist, und wobei das wenigstens eine Schalterelement dafür ausgelegt ist, durch die Drehzahlregelungselektronik eines drehzahlvariablen Antriebs der elektrischen Last oder durch eine externe Quelle gesteuert zu werden.

Das Schalterelement, das in einem Phasenleiter oder im Neutralleiter platziert sein kann, macht es möglich, das Drosselelement des Schaltkreises im Wesentlichen ein- und auszuschalten, wobei das Drosselelement als PFC-Element des Schaltkreises fungiert.

In diesem Zusammenhang kann das Drosselelement als eingeschaltet betrachtet werden, wenn das Schalterelement in seinem zweiten Schaltzustand bleibt, wodurch jeglicher Eingangsstrom, der von der Netzstromversorgung bezogen wird, gezwungen wird, durch das Drosselelement zu fließen. Hingegen ist das Drosselelement als ausgeschaltet zu betrachten, wenn das Schalterelement in seinen ersten Schalt zustand gebracht wurde. Da die leitende Überbrückung, die durch das Schalterelement in seinem ersten Schalt zustand hergestellt wird, einen im Vergleich zum ohmschen Widerstand des Drosselelements vernachlässigbaren ohmschen Widerstand aufweist, umgeht jeglicher Eingangsstrom, der von der Netzstromversorgung bezogen wird, das Drosselelement über das Schalterelement, bevor er ein anderes Element des Schaltkreises oder die elektrische Last erreicht. In diesem Fall verursacht das Drosselelement eine Reduktion des im Schaltkreis vorhandenen Oberschwingungsstromanteils .

Da das wenigstens eine Schalterelement ausgebildet ist, durch die Drehzahlregelungselektronik eines drehzahlvariablen Antriebs der elektrischen Last oder durch eine externe Quelle gesteuert zu werden, kann das Schalterelement in Abhängigkeit vom tatsächlichen Leistungsverbrauch der elektrischen Last betrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, das Schalterelement mittels einer externen Quelle zu steuern. Diese externe Quelle kann zum Beispiel als elektronische Anzeige ausgeführt sein, die auf diese Weise eine manuelle Steuerung des Schalterelements ermöglicht.

Auf diese Weise ermöglicht es der erfindungsgemäße elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors einerseits, den Oberschwingungsstromanteil zu reduzieren, wenn dies gewünscht wird, z.B. in Betriebsphasen der elektrischen Last, in denen der Oberschwingungsstromanteil gemessen werden soll, während er andererseits den zusätzlichen Leistungsverlust in Situationen minimiert, in denen eine hohe Effizienz erforderlich ist, z.B. bei so genannten Kühlphasen von Kühlschränken oder Tiefkühlgeräten, während welcher Kühlphase ein Kühlraum des Kühlschranks oder Kompressors auf eine Solltemperatur gebracht wird. Darüber hinaus muss das Drosselelement nicht derart ausgelegt sein, dass es einem Maximalwert der Eingangsleistung standhält, sondern es kann vielmehr derart ausgelegt sein, dass es nur in einem Leistungsbereich arbeitet, der durch einen vordefinierten Eingangsleistungswert gekennzeichnet ist, der viel kleiner als der Maximalwert gewählt werden kann. Wenn die elektrische Last als Kühlschrank oder Tiefkühlgerät ausgeführt ist, kann dieser vordefinierte Wert in geeigneter Weise als (Mittel-) Wert der Eingangsleistung gewählt werden, die bezogen wird, nachdem die Kühlphase, während welcher der Leistungsverbrauch gewöhnlich seinen Maximalwert erreicht, beendet wurde. Diese Einstellung des Drosselelements des Schaltkreises auf kleinere Leistungswerte ermöglicht einen kleineren und kompakteren Aufbau des Elements selbst. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Drosselelement zwischen dem wenigstens einen Net zanschluss und dem wenigstens einen Gleichrichter angeordnet ist. In diesem Fall muss natürlich auch das Schalterelement zwischen dem wenigstens einen Netzanschluss und dem wenigstens einen Gleichrichter angeordnet werden, um imstande zu sein, die parallele leitende Überbrückung herzustellen. Es ist jedoch auch möglich, das Drosselelement - und somit auch das Schalterelement - auf andere Weise in dem elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors anzuordnen. Zum Beispiel kann das Drosselelement zwischen dem Gleichrichter und dem Anschluss für die elektrische Last platziert werden.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors ist vorgesehen, dass das Schalterelement als elektrisches Relais oder als elektronischer Schalter ausgeführt ist.

Bei möglichen Ausführungen des Schalterelements als elektronischer Schalter handelt es sich zum Beispiel um Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren oder Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode. Jede der oben erwähnten Ausführungen des Schalterelements ermöglicht die Herstellung der parallelen leitenden Überbrückung, d.h. einen Kurzschluss des Drosselelements. Um einen Einschaltstromschutz für den elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors zu gewährleisten, wenn das Schalterelement in seinem zweiten Schaltzustand bleibt, muss das Drosselelement als elektrisches Element ausgeführt sein, das imstande ist, die erforderliche Reduktion des Oberschwingungsstromanteils zu gewährleisten, und das einen geeigneten ohmschen Widerstand aufweist.

Gewöhnlich wird der Einschaltstoßstromschut z mittels Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten erzielt, die zwischen dem Net zanschluss und dem elektrischen Element angeordnet sind, das für die Reduktion des

Oberschwingungsstromanteils verantwortlich ist. Diese Lösungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass der gewünschte Einschaltstoßstromschutz in Situationen nicht erzielt werden kann, in denen sich der Thermistor bis zu einem gewissen Grad erhitzt hat und somit einen geringeren ohmschen Widerstand aufweist, als er bei Raumtemperatur hatte. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors ist somit vorgesehen, dass das wenigstens eine Drosselelement als eine Spule ausgeführt ist, wobei die Spule einen ohmschen Widerstand aufweist, der gleich dem ohmschen Widerstand eines vordefinierten kalten Thermistors mit negativem

Temperaturkoeffizienten ist.

Auf diese Weise kann ein Einschaltstoßstromschutz in einem Ausmaß garantiert werden, das durch die Anforderungen des Verbrauchers oder durch bestimmte Normen vordefiniert ist. Wenn der erforderliche Einschaltstromschutz erzielt wird, indem zum Beispiel ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet wird, der bei Raumtemperatur einen ohmschen Widerstand von 10 Ohm aufweist, kann der eine Induktor derart ausgelegt sein, dass er einen ohmschen Widerstand im gleichen Bereich aufweist. Der große Vorteil dieser Ausführungsform ist in der Tatsache zu sehen, dass der Einschaltstromschutz stets garantiert ist, da der Induktor fast immer einen konstanten ohmschen Widerstand aufweist.

Der erforderliche Einschaltstromschutz ist natürlich auch in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors gewährleistet, in der vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Drosselelement aus einer Spule und einem Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten gebildet ist, wobei der Letztgenannte dafür vorgesehen ist, einen

Einschaltstoßstromschutz für den elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors berei zustellen. In diesem Fall besteht die primäre Aufgabe der Spule darin, den Oberschwingungsstromanteil zu reduzieren, während die primäre Aufgabe des Thermistors mit negativem Temperaturkoeffizienten darin besteht, den Einschaltstoßstromschutz bereitzustellen. Aufgrund seines hohen ohmschen Widerstands bei niedrigen Temperaturen trägt der Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten jedoch auch zur Reduktion des Oberschwingungsstromanteils bei. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass der Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten zwischen dem Netzanschluss und der Spule angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors ist vorgesehen, dass er wenigstens einen weiteren Kondensator umfasst, der derart zwischen dem Netzanschluss und dem wenigstens einen Drosselelement angeordnet ist, dass der weitere Kondensator parallel zur Netzstromversorgung geschaltet ist, wenn der elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors mit der Netzstromversorgung verbunden ist .

Der wenigstens eine weitere Kondensator dient somit als Zwischenkreiskondensator des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors. Zusammen mit dem Drosselelement, insbesondere zusammen mit der Spule des Drosselelements, fungiert der wenigstens eine weitere Kondensator als differentieller EMI- oder Netzfilter.

Um Kosten und Gewicht zu sparen, ist in einer anderen Ausführungsform des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors vorgesehen, dass der wenigstens eine Gleichrichter als Brückengleichrichter ausgeführt ist.

Da eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, Mittel zur Reduktion des Oberschwingungsstromanteils von Kühlschränken oder Tiefkühlgeräten mit drehzahlvariablen Antrieben zu schaffen, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors vorgesehen, dass er die elektrische Last umfasst und mit dieser verbunden ist, wobei die elektrische Last als Kühlmittelkompressor eines Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts ausgeführt ist. Dieser Kompressor kann ein Wechselstrom- oder Gleichstromkompressor sein.

Im Fall eines Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts , umfassend wenigstens einen Kühlraum und wenigstens einen

Kältemittelkompressor zum Komprimieren eines Kältemittels, wobei das Kältemittel in einem Kühlkreislauf zirkuliert, um den wenigstens einen Kühlraum auf eine Solltemperatur zu bringen, kann die oben genannte Aufgabe auch dadurch erfüllt werden, dass der Kühlschrank oder das Tiefkühlgerät ferner wenigstens eine Leistungsfaktor-Steuerungseinheit aufweist, die wenigstens einen erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors umfasst, wobei der Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors mit dem wenigstens einen Kältemittelkompressor elektrisch verbunden ist .

Die Leistungsfaktor-Steuerungseinheit ist dabei einerseits als separates, makroskopisches Element zu verstehen, z.B. als ein Adapter, der geeignet ist, zwischen die Netzstromversorgung und den Kühlmittelkompressor geschaltet zu werden. Die Leistungsfaktor-Steuerungseinheit kann jedoch auch in den Kühlmittelkompressor integriert sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts ist vorgesehen, dass der Kältemittelkompressor wenigstens einen drehzahlvariablen Antrieb umfasst, um eine Antriebseinheit des Kältemittelkompressors zu steuern, wobei der wenigstens eine drehzahlvariable Antrieb daher eine Drehzahlregelungselektronik umfasst.

Da eine Reduktion des Oberschwingungsstromanteils insbesondere in Kühlschränken oder Tiefkühlgeräten wünschenswert ist, in denen wenigstens ein drehzahlvariabler Antrieb verwendet wird, wird diese Ausführungsform besonders bevorzugt. Darüber hinaus kann die Drehzahlregelungselektronik vorzugsweise als übergeordnete Einrichtung zur Steuerung wenigstens eines Schalterelements des Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors verwendet werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts ist somit vorgesehen, dass der Kühlschrank oder das Tiefkühlgerät derart ausgelegt ist, dass das Schalterelement des Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors mittels der Drehzahlregelungselektronik gesteuert wird.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts ist vorgesehen, dass der Kühlschrank oder das Tiefkühlgerät derart ausgelegt ist, dass das Schalterelement des Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors mittels einer externen Quelle gesteuert wird. Dies bietet dem Benutzer des Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts die Möglichkeit, das Schalterelement manuell zu steuern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch erfüllt, indem ein Steuerungsverfahren zum Steuern eines Schalterelements eines elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors geschaffen wird, wobei der elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors Folgendes umfasst: wenigstens einen Net zanschluss , über den der elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors mit wenigstens einer Netzstromversorgung verbunden ist, einen Anschluss für eine elektrischen Last, wobei der elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors über diesen Anschluss mit einem Kältemittelkompressor verbunden ist, der Teil eines Kühlkreislaufs eines Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts ist, wenigstens einen Gleichrichter, der zwischen dem Net zanschluss und dem Anschluss für die elektrische Last angeordnet ist, wenigstens einen Glättungskondensator, der zwischen dem wenigstens einen Gleichrichter und dem Anschluss für die elektrische Last angeordnet ist, wobei der Glättungskondensator parallel zu dem Kältemittelkompressor angeordnet ist, wenigstens ein Drosselelement zum Blockieren und/oder Entkoppeln von höheren Frequenzen, d.h. Oberschwingungen, vom Net zanschluss , wobei das wenigstens eine Drosselelement zwischen dem Net zanschluss und dem wenigstens einen Gleichrichter angeordnet ist, sowie das Schalterelement, das parallel zu dem wenigstens einen Drosselelement angeordnet ist, wobei das Schalterelement dafür ausgelegt ist, von einem ersten Schalt zustand, in dem das Schalterelement eine parallele leitende Überbrückung des wenigstens einen Drosselelements bildet, in einen zweiten Schalt zustand, in dem die leitende Überbrückung unterbrochen ist, gebracht werden kann, wobei die leitende Überbrückung einen niedrigeren ohmschen Widerstand als das wenigstens eine Drosselelement aufweist, und wobei das Schalterelement ausgebildet ist, durch die Drehzahlregelungselektronik eines drehzahlvariablen Antriebs des Kältemittelkompressors oder durch eine externe Quelle gesteuert zu werden. Dabei umfasst das Steuerungsverfahren die folgenden Schritte:

- Messen des Eingangsleistungsverbrauchs, der von dem Kältemittelkompressor bezogen wird;

- Bringen des Schalterelements des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors in seinen ersten Schalt zustand, wenn der Messwert des Eingangsleistungsverbrauchs über einem vordefinierten kritischen Wert liegt;

- Bringen des Schalterelements des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors in seinen zweiten Schalt zustand, wenn der Messwert des Eingangsleistungsverbrauchs gleich dem vordefinierten kritischen Wert ist oder unter diesem liegt. Der vordefinierte kritische Wert des

Eingangsleistungsverbrauchs wird durch die spezifische Konfiguration und Ausführung des Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors und aller Elemente, aus denen er besteht, bestimmt. Er wird gewählt als Betrag der Eingangsleistung, dem alle Elemente des Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors, und insbesondere das Drosselelement des Schaltkreises, unbeschädigt standhalten können. Wenn der vordefinierte kritische Wert überschritten wird, ohne das Schalterelement in seinen ersten Schalt zustand zu bringen, besteht die Möglichkeit, dass der Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors, insbesondere das Drosselelement, beschädigt wird.

Um einen Einschaltstromschutz der elektrischen Einrichtungen des Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts zu gewährleisten, sieht eine bevorzugte Ausführungsform des Steuerungsverfahrens vor, dass vor dem Start des Kältemittelkompressors das Schalterelement in seinen zweiten Schaltzustand gebracht wird, wenn die Verbindung zwischen dem Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors und der Netzstromversorgung hergestellt wird, und dass das Schalterelement in seinen ersten Schaltzustand gebracht wird, nachdem ein Einschaltstromwert im Wesentlichen null erreicht hat.

Somit bietet das Drosselelement einen Einschaltstoßstromschutz für den Gleichrichter und den Glättungskondensator sowie für die elektrische Last, d.h. den Kühlmittelkompressor.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Nun folgt eine kurze Beschreibung der Erfindung. Es zeigen:

FIG. 1 einen elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des

Leistungsfaktors, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist,

FIG. 2 eine beispielhafte Ausführungsform des elektrischen

Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors gemäß der Erfindung.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

FIG. 1 zeigt einen elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Er besteht aus einem Netzanschluss 1, einem Gleichrichter 4, einer Spule 8, die zwischen dem Netzanschluss 1 und dem Gleichrichter 4 angeordnet ist und als PFC-Element des vorliegenden Schaltkreises dient, und einem

Glättungskondensator 5, der parallel zu einer elektrischen Last 3 angeordnet ist, wobei die elektrische Last 3 mit dem Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors über einen Anschluss 2 für die elektrische Last 3 verbunden ist und wobei der Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors über den Netzanschluss 1 mit einer Netzstromversorgung 11 verbunden ist . Der Einfachheit halber werden der Netzanschluss 1 und der Anschluss 2 für die elektrische Last 3 jeweils mit einem einzigen Bezugszeichen bezeichnet. Jedoch umfassen sowohl der Netzanschluss 1 als auch der Anschluss 2 für die elektrische Last 3 zwei Anschlussschnittstellen, die jeweils durch kleine volle Rechtecke gekennzeichnet sind.

Wenn die elektrische Last 3 Eingangsstrom aus der Netzstromversorgung 11 bezieht, muss der Eingangsstrom die Spule 8 passieren. Dabei wird der Oberschwingungsstromanteil des aus der Netzstromversorgung 11 bezogenen Eingangsstroms durch die Spule 8 reduziert, indem der Leistungsfaktor des Schaltkreises eingestellt wird. Dieser Vorgang verursacht jedoch natürlich einen zusätzlichen Leistungsverlust aufgrund der Spule 8. Dieser Leistungsverlust ist aufgrund der Art, in der die Spule 8 in den Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors integriert ist, immer vorhanden.

FIG. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors. Seine Struktur ist ähnlich jener des oben genannten Schaltkreises. Insbesondere sind alle Elemente, die im Schaltkreis von FIG. 1 vorhanden sind, auch in dem erfindungsgemäßen Schaltkreis zur Steuerung des

Leistungsfaktors vorhanden. Im Gegensatz zum Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors des Stands der Technik umfasst der vorliegende Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors in erster Linie ein Drosselelement 6, das seinerseits aus der Spule 8 sowie einem Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten 9 besteht. Diese spezifische Ausführung des Drosselelements 6 kann in anderen Ausführungsformen des elektrischen Schaltkreises zur Steuerung des Leistungsfaktors anders sein. Es sind somit Ausführungen des Drosselelements 6 möglich, bei denen das Drosselelement 6 nur eine die Spule umfasst, die ausgebildet ist, einen ohmschen Widerstand aufzuweisen, der für die Zwecke eines Einschaltstoßstromschutzes geeignet ist. Bei jeder Ausführungsform ist das Drosselelement 6 in Reihe zwischen den Netzanschluss 1 und den wenigstens einen Gleichrichter 4 geschaltet, wobei der Gleichrichter 4 in der in FIG. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung als Brückengleichrichter ausgeführt ist.

Darüber hinaus ist ein Schalterelement 7 vorgesehen, das parallel zu dem wenigstens einen Drosselelement 6 angeordnet ist, so dass eine parallele leitende Überbrückung des Drosselelements 6 gebildet wird, wenn die Kontakte des Schalterelements 7 geschlossen werden. In FIG. 2 ist das Schalterelement 7 jedoch in seinem zweiten Schaltzustand dargestellt .

Ein weiterer Unterschied des Schaltkreisaufbaus zwischen FIG. 2 und FIG. 1 liegt im Vorhandensein eines weiteren Kondensators 10, der in Verbindung mit dem Drosselelement als Zwischenkreiskondensator und/oder als Teil eines EMI- oder Netzfilters fungiert.

FUNKTIONSWEISE DER ERFINDUNG

Bezugnehmend auf FIG. 2 soll nun erklärt werden, wie der elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors, d.h. seine spezifische Ausführungsform, wie sie in FIG. 2 dargestellt ist, funktioniert. Der Knappheit halber wird der elektrische Schaltkreis zur Steuerung des Leistungsfaktors im Rest dieses Abschnitts als Schaltkreis bezeichnet. Ausgehend von der Situation, in welcher der Schaltkreis über seinen Anschluss 2 für eine elektrischen Last 3 bereits mit dem Kältemittelkompressor des Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts verbunden ist, muss der Schaltkreis - und mit ihm auch der Kältemittelkompressor selbst - mit der Netzstromversorgung 11 verbunden werden.

Während dieses Verbindungsvorgangs bleibt das Schalterelement 7 des Schaltkreises in seinem zweiten Schalt zustand . Dadurch bietet der Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten 9 des Drosselelements 6 einen Einschaltstromschutz für wenigstens den Gleichrichter 4 des Schaltkreises, seinen Glättungskondensator 5 und insbesondere für die Drehzahlregelungselektronik des Kältemittelkompressors. Dieser Einschaltstromschutz ist garantiert, solang der Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten 9 unter einer bestimmten kritischen Temperatur bleibt, was einen hohen ohmschen Widerstand impliziert. Nachdem die Größe des EinschaltStroms im Wesentlichen null erreicht hat, wird der Kältemittelkompressor gestartet. Sobald der Kältemittelkompressor gestartet wurde, wird der Eingangsleistungsverbrauch gemessen. Nachdem der Messwert des Eingangsleistungsverbrauchs einen vorbestimmten kritischen Wert überschritten hat, wird das Schalterelement 7 in seinen ersten Schalt zustand gebracht.

In diesem Zustand bildet das Schalterelement 7 eine parallele leitende Überbrückung des Drosselelements 6 des Schaltkreises für jeden Strom, der durch die elektrische Last 3, d.h. durch den Kältemittelkompressor, insbesondere durch seinen drehzahlvariablen Antrieb, aus der Netzstromversorgung 11 bezogen wird. Diese parallele leitende Überbrückung weist dabei einen ohmschen Widerstand auf, der im Vergleich zum ohmschen Widerstand des Drosselelements 6 vernachlässigbar ist .

Typischerweise wird der vorbestimmte kritische Wert des Eingangsleistungsverbrauchs während so genannter Kühlphasen des Kühlschranks oder Tiefkühlgeräts, während denen ein Kühlraum eines Kühlschranks oder Kompressors auf eine Solltemperatur hinuntergekühlt wird, leicht überschritten. Während dieser Betriebsphase erreicht der Kühlschrank oder das Tiefkühlgerät seinen maximalen Leistungsverbrauch. Um jeglichen zusätzlichen Leistungsverlust während einer Kühlphase, der besonders nachteilig wäre, zu vermeiden, wird das Drosselelement 6 über das Schalterelement 7 umgangen. Mithilfe der übrigen Elemente des Schaltkreises wird der drehzahlvariable Antrieb des Kältemittelkompressors mit der erforderlichen gleichgerichteten und geglätteten Spannung versorgt .

Nachdem die Solltemperatur erreicht wurde, sinkt der Eingangsleistungsverbrauch wieder, und der entsprechende Messerwert erreicht den vorbestimmten kritischen Wert und fällt in der Folge unter diesen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Schalterelement 7 in seinen zweiten Schaltzustand zurückgebracht. In diesem Zustand wird der gesamte Eingangsstrom gezwungen, durch das Drosselelement 6 zu fließen. Während der Thermistor mit negativem

Temperaturkoeffizienten 9 allmählich erwärmt wird und somit sein ursprünglich hoher ohmscher Widerstand sinkt, wird der weitere Kondensator 10 geladen.

Das Drosselelement 6, insbesondere seine Spule 8, ermöglicht nun eine Senkung des Oberschwingungsstromanteils, indem der Leistungsfaktor des Schaltkreises derart eingestellt wird, dass er einen Wert nahe eins einnimmt.

Das Schalterelement 7 bleibt in seinem zweiten Schalt zustand, solang der Messwert des Eingangsleistungsverbrauchs unter dem oben genannten vorbestimmten kritischen Wert bleibt. Sobald dieser Wert wieder überschritten wird, zum Beispiel aufgrund einer anderen Kühlphase, oder allgemein ausgedrückt aufgrund einer anderen Periode mit hohem Eingangsleistungsverbrauch des drehzahlvariablen Antriebs des Kompressors, wird das Schalterelement 7 wieder in seinen ersten Schaltzustand gebracht, um einen unerwünschten zusätzlichen Leistungsverlust zu vermeiden und die Spule 8 vor jeglicher Beschädigung zu schüt zen . In anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schaltkreises ist es möglich, die Messung des Eingangsleistungsverbrauchs durch eine Messung z.B. der Eingangsspannung oder des Eingangsstroms zu ersetzen. In diesem Fall würde das Schalterelement in Abhängigkeit davon gesteuert, ob dieser Messwert der Eingangsspannung oder des Eingangsstroms unter oder über einem entsprechenden vorbestimmten kritischen Wert liegt.

BEZUGSZEICHENLISTE Net zanschluss

Anschluss für eine elektrische Last elektrische Last

Gleichrichter

Glättungskondensator

Drosselelement

Schalterelement

Spule

Thermistor (NTC-Thermistor)

weiterer Kondensator

Netzstromversorgung