Stromversorgungseinrichtung für eine mit einer Auslösestufe versehene elektronische Einrichtung, insbesondere für Schutzrelais
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseine richtung für eine mit einer Auslösestufe versehene elektronische Einrichtung, insbesondere für Schutzrelais, mit einer Zenerdiode, von der eine Vergleichs- oder Stabilisierungsspannung abgeleitet wird.
Stromversorgungseinrichtungen dienen vor allem der Versorgung von elektronischen Geräten mit einer geregelten oder stabilisierten Spannung. Bei elektronischen Sohaltungen mit einer Auslösestufe kommt es jedoch häufig vor, dass bei einem Zu- oder Abschalen oder einer Unterbrechung der Betriebsspannung infolge einer beispielsweise durch Kapazitäten bedingten Zeitkonstanten eine Fehl auslösung von der langsamen Anderung der Betriebsspannung hervorgerufen wird.
Um derartige Fehlauslösungen zu verhindern, könnte man ein gesondertes Kippglied vorsehen, das beim Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes der Betriebsspannung den Auslösekreis sperrt. Dies bedeutet jedoch einen unerwünschten zusätzlichen Aufwand.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltung für Stromversorgungseinrichtungen, insbesondere für Schutzrelais, zu erstellen.
Diese Aufgabe wird ferfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in Reihe mit der Zenerdiode die Basis-Emitter Strecke eines Transistors liegt, von dessen mit der Auslösestufe verbundenen Kollektor ein Sperrsignal abgeleitet wird, wenn die ungeregelte Betriebsspannung einen bestimmten Wert unterschreitet.
Bei der erfindungsgemässen Stromversorgungseinx richtung wird also ohne eine zusätzliche Messschaltung unter vorteilhafter Ausnutzung des durch die Zenerdiode gegebenen Ansprechpegels mit nur geringem Aufwand die erwünschte Sicherung gegenüber Fehlauslösungen erreicht. Als zusätzlicher Aufwand ist im wesentlichen nur ein Transistor erforderlich, von dem ein Sperrsignal abgeleitet wird, das in bereits vorhandene Auslösevorrichtungen, z. B. in einem Schutzrelais, eingreift.
Im folgenden sollen in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1 leine Stromver sorgungseinrichtung mit einer Regelung Ider Ausgangsspannung,
Fig. 2 eine Stromversorgungseinrichtung mit einer Stabilisierung der Ausgangsspannung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Stromversorgungseinrichtung mit einer an sich bekannten Regelsohaltung 3 wird die ungeregelte Betriebsspannung U1 über die Klemmen 1, 2 zugeführt.
Als Referenzgrösse für die zu regelnde Spannung ist eine Zenerdiode 4 vorgesehen, von der ein Pol mit der Regelschaltung 3 und der andere Pol über die Basis Emiter-Strecke eines Transistors 5 mit der an die Klemme 2 angeschlossenen Versorgungsleitung verbunden ist. Die Durchlassrichtung Ider Basis-Emitter-Strecke des Transistors 5 ist derart gepolt, dass bei Anliegen der Zenerspannung der durch die Zenerdiode 4 fliessende Strom den Transistor 5 aufsteuert. Infolge der Reihen schaltung von Zenerdiode 4 und Basis-EmifterDiode des Transistors 5 wird die für die Stromversorgungseinrichtung verwendete Referenzspannung um die Diodenschleusenspannung angehoben.
Die Kollektor-Emitter Strecke des Transistors 5 liegt in Reihe mit einer stromabhängig gesteuerten Auslösestufe 6, die an die ungeregelte Betriebsspannung U1 angeschlossen ist. Die Auslösestufe 6 gehört dabei im allgemeinen zu einer bereits anderweitig vorgesehenen, an die geregelte Betriebsspannung U2 angeschlossenen Einrichtung, beispielsweise zu einem Schutzrelais. In Fig. 1 ist weiter angedeutet, dass der Ausgang der Auslösestufe 6 von einem Transistor gebildet wird, der in Reihe mit einem Relais und dem Transistor 5 liegt. Beide Transistoren stellen damit ein UND-Glied dar. - Die geregelte Betriebsspannung U2 wird an den Klemmen 7, 8 abgegriffen.
Die Wirkungsweise der Stromversorgungseinrichtung nach Fig. 1 ist folgende:
Im normalen Betriebs ist die ungeregelte Spannung U1 grösser als die geregelte Spannung U2. Die Span- nungsregelung erfolgt in bekannter Weise mit der Regelschaltung 3. Dabei fliesst über die Zenerdiode 4 ein Strom, der den Transistor 5 aufsteuert. Dieser Strom ist von der Spannung U1 abhängig. Wird die Spannung U1 so klein, dass durch Idie Zenerdiode 4 kein Strom mehr fliesst, wird ,der Transistor 5 und damit auch die Auslösestufe 6 gesperrt. Dann kann auch durch ein anderweitig auf die Auslösestufe 6 gegebenes Signal keine Auslösung mehr hervorgerufen werden.
Die erwünschte Sicherung gegenüber Fehlauslösungen bei zu geringer Betriebsspannung wird somit unter Verwendung nur eines Transistors erreicht.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Stromversorgungseinrichtung ist eine Stabilisierungsschaltung vorgesehen, die im wesentlichen von einem Transistor 9 und der Zenerdiode 4 gebildet wird. Durch diese Schaltung wird die über die Klemmen 1, 2 zugeführte Betriebsspannung U1 stabilisiert. Die stabilisierte Spannung U2 liegt an den Klemmen 7, 8 an. Zwischen der Basis des Transistors 9 und einer Klemme der Zenerdiode 4 ist in gleicher Weise wie bei dem Beispiel nach Fig. 1 die Basis Emitter-Strecke des Transistors 5 geschaltet Der Kollektor des Transistors 5 ist über einen Widerstand 10 mit einer Versorgungsleitung verbunden. Ausserdem ist der Kollektor über eine Diode 11 mit dem Eingang der Auslösestufe 6 verbunden.
Die Auslösestufe 6 wird von der stabilisierten Betriebsspannung U2 gespeist. Über die Klemme 12 wird der Auslösestufe ein Eingangssignal zugeführt.
Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 2 entspricht weitgehend derjenigen Ider Schaltung nach Fig. 1. Ebenfalls wird bei zu kleiner Spannung U1 der Transistor 5 zugesteuert. Damit sinkt dann jedoch die am Widerstand 10 im normalen Betrieb anstehende Spannung ab, womit der Eingang der Auslösestufe 6 kurzgeschlossen wird. Ein über die Klemme 12 zugeführtes Signal kann dann die Auslösestufe 6 nicht mehr betätigen.
Die mit der beschriebenen Anordnung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, Idass unter Vermeidung einer besonderen Messschaltung sowie unter Verwendung bereits vorhandener Auslösestufen mit geringem Aufwand eine Schaltung für Stromversorgungseinrichtungen mit einer Zenerdiode erstellt wurde, durch die sich eine Sicherung gegenüber fehlerhaften Signalen, beispielsweise bei Schutzrelais, infolge zu niedriger Betriebsspannung erreichen lässt.
Power supply device for an electronic device provided with a trigger stage, in particular for protective relays
The invention relates to a power supply device for an electronic device provided with a tripping stage, in particular for protective relays, with a Zener diode from which a comparison or stabilization voltage is derived.
Power supply devices are used primarily to supply electronic devices with a regulated or stabilized voltage. In electronic systems with a trigger level, however, it often happens that when the operating voltage is connected or disconnected or the operating voltage is interrupted due to a time constant caused, for example, by capacities, the slow change in the operating voltage causes a false trigger.
In order to prevent such false tripping, a separate flip-flop element could be provided which blocks the tripping circuit when the operating voltage falls below a predetermined value. However, this means an undesirable additional effort.
The invention is therefore based on the object of creating a simple circuit for power supply devices, in particular for protective relays.
This object is achieved according to the invention in that the base-emitter path of a transistor is in series with the Zener diode, from whose collector connected to the triggering stage a blocking signal is derived when the unregulated operating voltage falls below a certain value.
In the power supply device according to the invention, the desired protection against false tripping is achieved with only little effort without an additional measuring circuit, advantageously using the response level given by the Zener diode. As an additional expense, essentially only one transistor is required, from which a blocking signal is derived, which in already existing release devices, z. B. in a protective relay intervenes.
In the following, exemplary embodiments of the invention shown in FIGS. 1 and 2 will be explained in more detail. 1 shows a power supply device with a regulation of the output voltage,
2 shows a power supply device with stabilization of the output voltage.
In the case of the power supply device shown in FIG. 1 with a control loop 3 known per se, the unregulated operating voltage U1 is supplied via the terminals 1, 2.
A Zener diode 4 is provided as a reference value for the voltage to be regulated, one pole of which is connected to the control circuit 3 and the other pole is connected to the supply line connected to terminal 2 via the base-emiter path of a transistor 5. The forward direction I of the base-emitter path of the transistor 5 is polarized in such a way that when the Zener voltage is applied, the current flowing through the Zener diode 4 opens the transistor 5. As a result of the series connection of Zener diode 4 and base-emifter diode of transistor 5, the reference voltage used for the power supply device is raised by the diode lock voltage.
The collector-emitter path of the transistor 5 is in series with a current-dependently controlled trigger stage 6 which is connected to the unregulated operating voltage U1. The tripping stage 6 generally belongs to a device that is already otherwise provided and connected to the regulated operating voltage U2, for example to a protective relay. In FIG. 1 it is further indicated that the output of the trigger stage 6 is formed by a transistor which is in series with a relay and the transistor 5. Both transistors thus represent an AND element. - The regulated operating voltage U2 is tapped at terminals 7, 8.
The operation of the power supply device according to Fig. 1 is as follows:
In normal operation, the unregulated voltage U1 is greater than the regulated voltage U2. The voltage is regulated in a known manner with the regulating circuit 3. In this case, a current flows through the Zener diode 4, which opens the transistor 5. This current depends on the voltage U1. If the voltage U1 becomes so low that no more current flows through the Zener diode 4, the transistor 5 and thus also the trigger stage 6 are blocked. Then no further triggering can be caused by a signal otherwise given to triggering stage 6.
The desired safeguard against false tripping when the operating voltage is too low is thus achieved using only one transistor.
In the power supply device shown in FIG. 2, a stabilization circuit is provided, which is essentially formed by a transistor 9 and the Zener diode 4. The operating voltage U1 supplied via terminals 1, 2 is stabilized by this circuit. The stabilized voltage U2 is applied to terminals 7, 8. The base-emitter path of the transistor 5 is connected between the base of the transistor 9 and a terminal of the Zener diode 4 in the same way as in the example of FIG. In addition, the collector is connected to the input of the trigger stage 6 via a diode 11.
The trigger stage 6 is fed by the stabilized operating voltage U2. An input signal is fed to the release stage via terminal 12.
The mode of operation of the circuit according to FIG. 2 largely corresponds to that of the circuit according to FIG. 1. Likewise, if the voltage U1 is too low, the transistor 5 is closed. As a result, however, the voltage present at the resistor 10 during normal operation then drops, with the result that the input of the trigger stage 6 is short-circuited. A signal fed via terminal 12 can then no longer actuate release stage 6.
The advantages achieved with the described arrangement consist in particular in that a circuit for power supply devices with a Zener diode was created with little effort, avoiding a special measuring circuit and using already existing trigger stages, through which a fuse against faulty signals, for example in protective relays, as a result too low operating voltage.