CH627883A5 - Circuit arrangement for producing a pulse for setting the electronics of an electronic apparatus, especially of an electronic maximum-demand element - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Impulses zum Setzen der Elektronik eines elektronischen Gerätes, wenn das Gerät erstmalig an die Versorgungsspannung gelegt wird oder wenn nach einem Ausfall der Versorgungsspannung diese erst 5 nach Absinken der Spannung einer im Pufferbetrieb betriebenen Batterie zur Notstromversorgung der Elektronik über einen DC/DC-Wandler unter einen vorgegebenen Wert wiederkommt, insbesondere für ein elektronisches Maximumwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung des DC/DC- 10 Wandlers (DC) und die Versorgungsspannung (VDD) auf einen asymmetrisch bistabilen Schaltkreis einwirken, dessen bevorzugte Lage bei Überschreiten oder Unterschreiten einer unteren, unter der Spannung des DC/DC-Wandlers (DC) liegenden Ansprechschwelle (VDDU) und dessen andere Lage bei Über- 15 schreiten einer oberen, oberhalb der Spannung des DC/DC-Wandlers (DC) liegenden Ansprechschwelle (VDD0) eingenommen wird, dass der in der bevorzugten Lage auf Nullpotential gehaltene Ausgang (A) des bistabilen Schaltkreises einerseits über eine in Sperrichtung geschaltete Diode (D4) mit dem Aus- 20 gang (mO) der Schaltungsanordnung (0) verbunden ist und andererseits über ein RC-Glied (C2, R8) mit dem Nullpotential verbunden ist und dass an den Verbindungspunkt des RC-Glie-des die Basis eines den Ausgang (mO) der Schaltungsanordnung (0) auf Nullpotential legenden Transistors (T3) angeordnet ist, 2s wobei der Ausgang (mO) über einen Widerstand (R7) mit der Versorgungsspannung (Vug) verbunden ist.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruches beanspruchten Art. Solche Schaltungsanordnungen finden auf dem Gebiet der 35 Notstromversorgung mit selbsttätiger Umschaltung Einsatz.

Es ist bekannt, dass bei elektronischen Geräten nach einem Ausfall der Versorgungsspannung und bei Wiederkehr derselben - wie beim erstmalien Anlegen der Versorgungsspannung - die elektronichen Schaltkreise eine willkürliche Lage einneh- 40 men können. Bei Wiederkehr der Versorgungsspannung können also Informationen entstehen, die willkürlich und daher falsch sind. Dies muss unter allen Umständen unterbunden werden. Da der Ausfall der Versorgungsspannung meist zeitlich sehr begrenzt ist, genügt es meist, dass für diese Zeitspanne 45 eine Batterie die Stromversorgung der Elektronik übernimmt. Da man mit einer möglichst kleinen Batterie möglichst lange auskommen will, schaltet man bei Spannungsausfall nach Möglichkeit alle grösseren Stromverbraucher ab und beschränkt sich darauf, nur die in der Elektronik gespeicherten Informatio- 50 nen zu halten. So wird beispielsweise bei einem elektronischen Maximumwerk bei einem Ausfall der Versorgungsspannung das Gerät praktisch stillgesetzt und sich nur auf die Aufrechterhaltung der in den einzelnen Schaltkreisen gespeicherten Informationen beschränkt. Um mit einer möglichst kleinen Batterie 55 auskommen zu können, verwendet man eine einzellige Batterie und transformiert mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers die Spannung der Batterie auf eine Höhe, die ausreichend ist zur Versorgung der elektronischen Schaltkreise.

Nun kann es aber vorkommen, dass nach einem längeren 60 Ausbleiben der Versorgungsspannung durch Entladung der Batterie die Spannungsversorgung über den DC/DC-Wandler nicht mehr einwandfrei sichergestellt ist, so dass falsche Informationen entstehen können. In diesem Fall muss bei Wiederkehr der Versorgungsspannung mit Hilfe der erfindungsgemäs- 65

sen Schaltungsanordnung ein Impuls generiert werden, mit dem die Elektronik des Gerätes in eine definierte Ausgangslage gebracht wird. Hingegen darf kein Impuls erzeugt werden, wenn ein kurzzeitiger Ausfall der Versorgungsspannung von der Batterie mit Sicherheit überbrückt wird. Die erfindungsge-mässe Schaltungsanordnung darf also nur unter ganz bestimmten Bedingungen einen Impuls abgeben. Ein Impuls muss beispielsweise auch dann abgegeben werden, wenn vor dem ersten Anlegen der Versorgungsspannung in das Gerät eine Batterie eingelegt wurde, gleichgültig ob die Batterie leer oder voll geladen war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden,

dass nicht nur die vorgenannten Bedingungen mit Sicherheit erfüllt werden, sondern dass die Schaltung auch mit einem Minimum von Strom auskommt. Die Schaltungsanordnung ist gekennzeichnet durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein Spannungsdiagramm.

Die Stromversorgung des elektronischen Gerätes, das im vorliegenden Fall beispielsweise ein elektronisches Maximumwerk sein soll, erfolgt in üblicher Weise aus dem Wechselstromnetz über einen Transformator Tr und Gleichrichter Gl über Leitungen LI und L2, wobei die Leitung LI an Nullpotential gelegt ist, während die Leitung L2 über eine Entkopplungsdiode D2 mit einer Klemme VUG verbunden ist. Die unmittelbar von der Netzspannung abgeleitete Spannung Vug beträgt im Regelfall 12 Volt. Mit Cl ist ein Glättungskondensator bezeichnet.

Zur Notstromversorgung dient eine Batterie B, die über einen Widerstand R0 und eine Entkopplungsdiode Dl über Teile eines DC/DC-Gleichspannungswandlers geladen wird. Der Gleichspannungswandler DC liefert dann über eine Leitung L3 die Spannung VDD für die Notstromversorgung. Die Leitung L3 ist aber über eine Entkopplungsdiode D3 auch mit der Leitung L2 verbunden, so dass bei Vorhandensein der Versorgungsspannung die Spannung VDD ebenfalls 12 Volt wie die Spannung VUG beträgt. Ist jedoch die Versorgungsspannung ausgefallen, so beträgt die von dem DC/DC-Gleichspannungs-wandler abgegebene Spannung VDD zirka 5 bis 6 Volt, entsprechend dem Ladezustand der Batterie B. An der Spannung VDD liegt nun die Schaltungsanordnung 0 zur Erzeugung eines Impulses. Sie besteht im wesentlichen aus einem asymmetrisch bistabilen Schaltkreis, bestehend aus den beiden Transistoren T1 und T2, sowie den Widerständen R1 bis R6. Der Ausgang A des bistabilen Schaltkreises ist einerseits über eine in Sperrichtung geschaltete Diode D4 mit dem Ausgang mO der Schaltungsanordnung 0 verbunden und andererseits über einen Widerstand R8 und Kondensator C2 mit der das Null-Potential führenden Leitung LI. Der Verbindungspunkt zwischen Widerstand R8 und Kondensator C2 ist mit der Basis eines Transistors T3 verbunden, der mit seinem Kollektor mit dem Ausgang mO und mit seinem Emitter mit der Leitung LI verbunden ist. Der Ausgang mO ist ferner über einen Widerstand R7 mit der Spannung VUG verbunden.

Die Widerstände RI bis R4 sind so bemessen, dass der asymmetrisch ausgebildete bistabile Schaltkreis beim erstmaligen Anlegen der Versorgungsspannung VDD eine bevorzugte Lage einnimmt, und zwar derart dass der Transistor T1 gesperrt und der Transistor T2 leitend ist, solange die Spannung VDD eine Schwelle von

VDD0 ~ R1 ^ UBE1 on ^

ÏÏ1

1

+ ÏÏ2

1 \ UCE2 7 ÏÏ3 ~ ÏÏ3 J

3

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nicht übersteigt. In der Praxis ist VDD0 ca. 8 Volt. Übersteigt nun die Spannung VDD die obere Ansprechschwelle VDD0 des bistabilen Schaltkreises 0, so wird der Transistor T1 leitend und der Transistor T2 gesperrt. Durch das Kippen des bistabilen Schaltkreises in seine zweite stabile Lage, wird der zuvor auf 5 Null-Potential gehaltene Ausgang A auf das Potential VDD angehoben, so dass mittels der Diode D4 der Ausgang mO freigegeben wird. Es liegt dann die Spannung Vug über den Widerstand R7 am Ausgang mO an, und zwar so lange, bis sich der Kondensator C2 über den Widerstand R8 soweit aufgeladen io hat, dass der Transistor T3 leitend wird. In diesem Falle wird das Ausgangssignal wieder zu Null, da am Ausgang mO das Null-Potential liegt. Durch entsprechende Bemessung des RC-Gliedes R8 und C2 kann somit ein zeitlich begrenztes Ausgangssignal mO erzeugt werden. 15

Diese Lage des bistabilen Schaltkreises 0 bleibt nun so lange erhalten, so lange die Spannung VDd eine untere Ansprechschwelle v TT (A* R1(R3+R4)- \

DDU ~ BE1OFF R2(R1^R2+R3^

nicht unterschreitet. In der Praxis ist VDdu ca. 3,5 Volt. Diese untere Ansprechschwelle kann nur erreicht werden, wenn die Netzspannung ausgefallen ist und die Batterie schon stark entladen wurde.

Ein Neueinlegen einer geladenen Batterie in das Gerät kann diesen Zustand des Schaltkreises 0 auch nicht verändern, da dadurch die obere Ansprechschwelle von 8 Volt nicht erreicht wird, wie Fig. 2 zeigt. Wie zuvor ausgeführt worden ist, beträgt die von der Batterie über den DC/DC-Wandler abgegebene Spannung VDD ca. 5 bis 6 Volt.

Erst bei Wiederkehr der Versorgungsspannung kippt der Schaltkreis unter Abgabe eines Signals mO wieder in den anderen Zustand.

1 Blatt Zeichnungen