DE102020210338B3

DE102020210338B3 - Circuit arrangement with improved noise immunity

Info

Publication number: DE102020210338B3
Application number: DE102020210338.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Bindrich; Thomas Hintze; Stefan Lecheler; Detlef Schwope; Mario Schäfer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-08-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer Steuerung (11, 21) sowie mindestens zwei steuerbaren Schalter (12, 13), die zusammen mit einem an Ausgangklemmen (14) der Schaltungsanordnung anschließbaren zu schaltenden Element eine Serienschaltung bilden. Ein erster der steuerbaren Schalter (12) ist ausgebildet, auf Durchlass zu schalten, wenn am Steuereingang (121) dieses ersten steuerbaren Schalters ein erster definierter logischer Pegel anliegt. Ein zweiter der steuerbaren Schalter (13) ist ausgebildet, auf Durchlass zu schalten, wenn am Steuereingang (131) dieses zweiten steuerbaren Schalters ein zum ersten logischen Pegel invertierter Pegel anliegt. Die die Steuerung (11, 21) ist ausgebildet, ein dem ersten logischen Pegel entsprechendes Steuersignal auszugeben, um das zu schaltende Element zu schalten. Die Schaltungsanordnung ist ausgebildet ist, das Steuersignal dem Steuereingang (121) des ersten steuerbaren Schalters zuzuführen und dem Steuereingang (131) des zweiten steuerbaren Schalters das Steuersignal in invertierter Form zuzuführen.

The present invention relates to a circuit arrangement with a controller (11, 21) and at least two controllable switches (12, 13) which form a series circuit together with an element to be switched which can be connected to output terminals (14) of the circuit arrangement. A first of the controllable switches (12) is designed to switch to conduction when a first defined logic level is present at the control input (121) of this first controllable switch. A second of the controllable switches (13) is designed to switch to conduction when a level inverted to the first logic level is present at the control input (131) of this second controllable switch. The controller (11, 21) is designed to output a control signal corresponding to the first logic level in order to switch the element to be switched. The circuit arrangement is designed to feed the control signal to the control input (121) of the first controllable switch and to feed the control signal in inverted form to the control input (131) of the second controllable switch.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanlage mit einem Leistungsschalter sowie einer Schaltungsanordnung zum zuverlässigen Schalten des Leistungsschalters mit verbesserter Störfestigkeit.The invention relates to an electrical switchgear with a circuit breaker and a circuit arrangement for reliable switching of the circuit breaker with improved interference immunity.

Steuerbare Schalter wie beispielsweise Relais, Thyristoren oder Transistoren aller Art werden benutzt, um ansprechend auf ein von einer Steuerung generiertes Schaltsignal eine elektrische Verbindung zwischen zwei Punkten herzustellen (Durchlass) oder zu öffnen.Controllable switches such as relays, thyristors or transistors of all kinds are used in order to establish (pass) or open an electrical connection between two points in response to a switching signal generated by a controller.

Aus der DE 10 2007 046 729 A1 ist eine integrierte Schaltung bekannt, die ein Ausgangssignal mit einem hohen Pegel erzeugt, das beispielsweise zur Steuerung eines als Schalter arbeitenden Transistors verwendet wird, der unterschiedliche Netze verbindet. Diese integrierte Schaltung weist zwei gegensinnige Schaltelemente auf, wobei eines der Schaltelemente mit einem Schaltsignal versorgt wird und das andere Schaltelement ein durch eine Kette von Verzögerungsgliedern geleitetes gegensinniges Schaltsignal.From the DE 10 2007 046 729 A1 an integrated circuit is known which produces a high level output signal which is used, for example, to control a transistor operating as a switch connecting different networks. This integrated circuit has two inverse switching elements, one of the switching elements being supplied with a switching signal and the other switching element being supplied with an inverse switching signal passed through a chain of delay elements.

In Umgebungen mit starken elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Feldern und/oder aufgrund leitungsgeführter Störungen wie beispielsweise Schaltüberspannungen auf Energieversorgungsleitungen kann das Schaltsignal verfälscht werden und es kann, insbesondere bei Halbleiterschaltern, die vergleichsweise wenig Schaltsignalenergie benötigen, zu unerwünschten Schaltvorgängen des gesteuerten Schalters kommen.In environments with strong electrical, magnetic or electromagnetic fields and/or due to line-conducted interference such as switching overvoltages on power supply lines, the switching signal can be corrupted and undesirable switching operations of the controlled switch can occur, particularly in the case of semiconductor switches that require comparatively little switching signal energy.

Störungen durch Felder kann durch Abschirmungen entgegengewirkt werden, allerdings erhöhen sich dadurch die Kosten in nicht unerheblichem Maße und zudem verbleibt eine Restanfälligkeit gegenüber besonders starken Änderungen der o.g. Felder, beispielsweise im Zusammenhang mit Gewittern oder bei Kurzschlussereignissen in benachbarten Stromkreisen. Leitungsgeführte Störungen können mit sogenannten Ableitungsschaltungen minimiert werden, die in der Herstellung Kosten verursachen und zudem dauerhaft kostbaren Platz in einem Gerät belegen.Interference from fields can be counteracted by shielding, but this increases the costs to a not inconsiderable extent and there is also a residual susceptibility to particularly strong changes in the above-mentioned fields, for example in connection with thunderstorms or short-circuit events in neighboring circuits. Conducted interference can be minimized with so-called leakage circuits, which are expensive to manufacture and also permanently occupy valuable space in a device.

Es ist bekannt, in Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an die Störfestigkeit zwei steuerbare Schalter in Serie zu schalten. Dabei wird das Schaltsignal an die beiden Schalter geleitet. Es liegt auf der Hand, dass durch diese Maßnahme sowie durch räumliche Separierung der Schalter und möglichst verschieden geführte Schaltsignalleitungen die Restanfälligkeit, insbesondere gegenüber Feldern, reduziert werden kann.It is known to connect two controllable switches in series in applications with increased requirements for immunity to interference. The switching signal is sent to the two switches. It is obvious that the residual susceptibility, in particular to fields, can be reduced by this measure and by spatial separation of the switches and switching signal lines that are routed as differently as possible.

Allerdings zeigt die Praxis, dass besonders starke Feldstärkeänderungen und/oder besonders starke leitungsgeführte Störungen nach wie vor zu fehlerhaften Schaltvorgängen führen. Der Separierung der Schalter sind ebenso wie der verschiedenen Führung von Signalleitungen räumliche und finanzielle Grenzen gesetzt. Insbesondere besteht ein zur räumlichen Separierung konkurrierender Bedarf, elektronische steuerbare Schalter und die zugehörige Steuerung auf einer möglichst kleinen Leiterplatte zu realisieren. Auch der in der Praxis nicht vernachlässigbare Platzbedarf für Ableitungsschaltungen für leitungsgeführte Störungen und deren Anordnung möglichst nah an einer Eingangsklemme eines Gerätes bzw. einer Baugruppe steht diesem Bedarf entgegen.However, practice shows that particularly strong changes in field strength and/or particularly strong conducted interference still lead to faulty switching processes. The separation of the switches as well as the different routing of signal lines are subject to spatial and financial limits. In particular, there is a competing need for spatial separation to implement electronic controllable switches and the associated control on a printed circuit board that is as small as possible. This requirement is also contradicted by the space requirement, which is not negligible in practice, for derivation circuits for conducted interference and their arrangement as close as possible to an input terminal of a device or an assembly.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung mit verbesserter Störfestigkeit anzugeben.It is therefore the object of the present invention to specify a circuit arrangement with improved interference immunity.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Schaltanlage gemäß Patentanspruch 1.This object is achieved by an electrical switchgear according to patent claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements of the present invention are specified in the dependent claims.

Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass sie eine stark verbesserte Störfestigkeit liefert, indem sowohl ein Signal mit einem HIGH Pegel als auch ein auf einem unabhängigen Signalweg geführtes Signal mit LOW Pegel gleichzeitig erforderlich sind, um einen Schaltvorgang auszulösen. Typische Störungen sind beispielsweise induktive Einkopplungen in Leiter oder leitergeführte Störungen, die bei herkömmlichen Schaltungen mit zwei Schaltelementen, die bei gleichem Pegel (üblicherweise HIGH) schalten, beide Schaltsignalleitungen gleichermaßen betreffen und so zu unerwünschten und möglicherweise gefährlichen Schaltvorgängen führen können. Gemäß der vorliegenden Erfindung würde eine solche, als HIGH Signal interpretierte, Einkopplung zwar einen der zumindest zwei Schalter auf Durchgang schalten, gleichzeitig aber den anderen Schalter, der LOW-aktiv ist, sperren.An important advantage of the present invention is that it provides greatly improved noise immunity by requiring both a HIGH level signal and an independent signal path at the same time as a LOW level signal to initiate a switching operation. Typical disturbances are, for example, inductive coupling into conductors or conductor-guided disturbances, which in conventional circuits with two switching elements that switch at the same level (usually HIGH), affect both switching signal lines equally and can thus lead to unwanted and possibly dangerous switching processes. According to the present invention, such a coupling, interpreted as a HIGH signal, would indeed switch one of the at least two switches to continuity, but at the same time block the other switch, which is LOW-active.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Halbleiterschaltern einsetzbar, da diese sehr wenig Energie zum Schalten benötigen und daher empfindlicher gegenüber Störungen auf den Steuerleitungen sind als beispielsweise Relais. Die vorliegende Erfindung gleicht damit einen Nachteil moderner Halbleiterschalter gegenüber Relais aus, ohne dass die Kosten der Schaltung gegenüber einer herkömmlichen Lösung messbar steigen: im einfachsten Fall muss gegenüber einer bekannten Schaltung mit zwei HIGH-aktiven Halbleiterschaltern lediglich einer der Halbleiterschalter durch einen passenden LOW-aktiven Typ ersetzt werden und die Steuerschaltung muss an einem Ausgang das invertierte Steuersignal ausgeben. Zudem erfordert die Abschirmung einer erfindungsgemäßen Schaltung weniger Sorgfalt hinsichtlich der Abschirmung gegenüber bekannten Varianten mit zwei HIGH-aktiven (oder anderweitig gleichsinnig geschalteten) Halbleiterschaltern, da die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch ohne Abschirmung deutlich robuster gegenüber Störungen ist.The invention can be used particularly advantageously in connection with semiconductor switches, since these require very little energy for switching and are therefore more sensitive to interference on the control lines than, for example, relays. The present invention thus compensates for a disadvantage of modern semiconductor switches compared to relays, without the costs of the circuit increasing measurably compared to a conventional solution: in the simplest case, compared to a known circuit with two HIGH-active semiconductor switches, only one of the semiconductor switches has to be switched through one suitable LOW-active type must be replaced and the control circuit must output the inverted control signal at an output. In addition, the shielding of a circuit according to the invention requires less care with regard to the shielding compared to known variants with two HIGH-active (or otherwise connected in the same direction) semiconductor switches, since the circuit arrangement according to the invention is significantly more robust to interference even without shielding.

Natürlich ist die Anwendung der Erfindung nicht auf Halbleiterschalter beschränkt, sondern auch im Zusammenhang mit Relais oder beliebigen anderen steuerbaren Schaltern nutzbar.Of course, the application of the invention is not limited to semiconductor switches, but can also be used in connection with relays or any other controllable switches.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in schematisierter Darstellung.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in schematisierter Darstellung.

In the following, exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail with reference to drawings.

1 shows a first exemplary embodiment of a circuit arrangement according to the invention in a schematic representation.
2 shows a second exemplary embodiment of a circuit arrangement according to the invention in a schematic representation.

1 zeigt eine Schaltungsanordnung 10 gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Schaltungsanordnung 10 weist eine Steuerung 11 auf, die ansprechend auf Benutzereingaben oder Signale einer übergeordneten Steuerung (nicht dargestellt) oder aufgrund durch die Steuerung 11 selbst ausgeführter Signalverknüpfungen oder Programmschritte ein Steuersignal zum Schalten eines zu schaltenden Elements (nicht dargestellt) erzeugen kann. Dieses Steuersignal kann beispielsweise ein HIGH-Signal an einem ersten Ausgang 111 der Steuerung 11 sein, wobei ein LOW-Signal am Ausgang 111 anliegt, wenn das Steuersignal nicht aktiv ist. 1 shows a circuit arrangement 10 according to a preferred embodiment of the present invention. Circuit arrangement 10 has a controller 11 that can generate a control signal for switching an element to be switched (not shown) in response to user inputs or signals from a higher-level controller (not shown) or due to signal links or program steps performed by the controller 11 itself. This control signal can, for example, be a HIGH signal at a first output 111 of the controller 11, with a LOW signal being present at the output 111 when the control signal is not active.

Steuerung 11 weist einen zweiten Ausgang 112 auf, an dem das Steuersignal in invertierter Form ausgegeben wird, also beispielsweise als LOW-Signal, wobei ein HIGH-Signal am zweiten Ausgang 112 anliegt, wenn das Steuersignal nicht aktiv ist.Controller 11 has a second output 112 at which the control signal is output in inverted form, ie for example as a LOW signal, with a HIGH signal being present at the second output 112 when the control signal is not active.

Der erste Ausgang 111 der Steuerung 11 ist mit dem Steuereingang 121 eines ersten steuerbaren Schalters 12 verbunden. Bei dieser Verbindung kann es sich um eine direkte Verbindung handeln, beispielsweise eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte, oder eine Verbindung mit galvanischer Trennung, beispielsweise einen Optokoppler, Lichtleiter oder dergleichen zur weiteren Verbesserung der Störfestigkeit.The first output 111 of the controller 11 is connected to the control input 121 of a first controllable switch 12 . This connection can be a direct connection, for example a conductor track on a printed circuit board, or a connection with galvanic isolation, for example an optocoupler, light guide or the like to further improve the interference immunity.

Der erste steuerbare Schalter 12 ist im Beispiel der 1 ein HIGH-aktiver Schalter, der auf Durchlass schaltet, wenn an seinem Steuereingang 121 ein HIGH-Signal anliegt.The first controllable switch 12 is in the example 1 a HIGH-active switch that switches to pass when a HIGH signal is present at its control input 121 .

Der zweite Ausgang 112 der Steuerung 11 ist mit dem Steuereingang 131 eines zweiten steuerbaren Schalters 13 verbunden. Auch bei dieser Verbindung kann es sich um eine direkte Verbindung handeln, beispielsweise eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte, oder eine Verbindung mit galvanischer Trennung, beispielsweise einen Optokoppler, Lichtleiter oder dergleichen zur weiteren Verbesserung der Störfestigkeit.The second output 112 of the controller 11 is connected to the control input 131 of a second controllable switch 13 . This connection can also be a direct connection, for example a conductor track on a printed circuit board, or a connection with galvanic isolation, for example an optocoupler, light guide or the like to further improve interference immunity.

Der zweite steuerbare Schalter 13 ist im Beispiel der 1 ein LOW-aktiver Schalter, der auf Durchlass schaltet, wenn an seinem Steuereingang 131 ein LOW-Signal anliegt.The second controllable switch 13 is in the example 1 a LOW-active switch that switches to pass when a LOW signal is present at its control input 131 .

Die beiden Schalter 12 und 13 sind dabei in Serie geschaltet und bilden weiter mit einem an Ausgangsklemmen 14A, 14B anschließbaren zu schaltenden Element (nicht dargestellt) eine Serienschaltung.The two switches 12 and 13 are connected in series and further form a series circuit with an element to be switched (not shown) that can be connected to output terminals 14A, 14B.

Es sei darauf hingewiesen, dass in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung auch der erste steuerbare Schalter 12 LOW-aktiv sein kann und der zweite steuerbare Schalter 13 HIGH-aktiv. Zudem können weitere steuerbare, in Serie geschaltete steuerbare Schalter vorhanden sein. Wichtig ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nur, dass zumindest zwei der steuerbaren Schalter in Serie mit dem zu schaltenden Element geschaltet und gegensinnig bzw. antivalent ansteuerbar sind.It should be noted that in other exemplary embodiments of the invention, the first controllable switch 12 can also be LOW-active and the second controllable switch 13 HIGH-active. In addition, further controllable, series-connected controllable switches can be present. In connection with the present invention, it is only important that at least two of the controllable switches are connected in series with the element to be switched and can be controlled in opposite directions or antivalently.

Ferner sei darauf hingewiesen, dass es sich bei hier mit HIGH und LOW bezeichneten Pegeln um die jeweiligen logischen Pegel gemäß der Datenblätter der Halbleiterschalter oder deren vorgeschalteter Treiberschaltungen bzw. im Fall von Relais als steuerbaren Schaltern um die Spannungswerte, die das Schalten der Relais bewirken.It should also be pointed out that the levels designated HIGH and LOW here are the respective logical levels according to the data sheets of the semiconductor switches or their upstream driver circuits or, in the case of relays as controllable switches, the voltage values that cause the relays to switch.

Wird im Beispiel der 1 von der Steuerung 11 der Befehl empfangen oder erzeugt, das zu schaltende Element zu schalten, dann wechselt am ersten Ausgang 111 der Steuerung 11 das Signal von LOW nach HIGH und im Wesentlichen zeitgleich wechselt am zweiten Ausgang 112 der Steuerung 11 das Signal von HIGH nach LOW.If in the example the 1 If the command is received or generated by the controller 11 to switch the element to be switched, then the signal at the first output 111 of the controller 11 changes from LOW to HIGH and essentially at the same time the signal at the second output 112 of the controller 11 changes from HIGH to LOW .

Durch diese Signalwechsel schalten beide steuerbaren Schalter im Wesentlichen zeitgleich auf Durchlass und ermöglichen so einen Stromfluss von einer Schaltspannungsversorgung 15 über die erste Ausgangsklemme 14A durch das zu schaltende Element zur zweiten Ausgangsklemme 14B, durch den ersten steuerbaren Schalter 12 und durch den zweiten steuerbaren Schalter 13 nach Masse 16 bzw. dem zweiten Pol der Schaltspannungsversorgung. Dabei ist die Stromflussrichtung für die vorliegende Erfindung nicht relevant. Ebenso ist nur für die konkrete Auswahl der steuerbaren Schalter (z.B. Transistoren oder Thyristoren), aber nicht für das hier beschriebene Prinzip, von Bedeutung, ob das zu schaltende Element mit Gleich- oder Wechselspannung versorgt wird.As a result of this signal change, both controllable switches switch to conduction essentially at the same time and thus enable a current to flow from a switching voltage supply 15 via the first output terminal 14A through the element to be switched to the second output terminal 14B, through the first controllable switch 12 and through the two th controllable switch 13 to ground 16 or the second pole of the switching voltage supply. The current flow direction is not relevant for the present invention. Likewise, whether the element to be switched is supplied with DC or AC voltage is only important for the concrete selection of the controllable switches (eg transistors or thyristors), but not for the principle described here.

Wie bereits erwähnt wird durch die antivalente Ansteuerung der steuerbaren Schalter 12, 13 eine deutlich verringerte Anfälligkeit gegenüber Störungen auf den Verbindungsleitungen zwischen den Ausgängen 111, 112 der Steuerung und den Eingängen 121, 131 der steuerbaren Schalter erreicht. Dies ist insbesondere in Ausführungsbeispielen von großer Bedeutung, bei denen die zu schaltenden Elemente die Magnetantriebe elektromagnetischer Leistungsschalter oder Magnetauslöser von Leistungsschaltern sind, bei denen häufig besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit bestehen, da ein unerwünschter Schaltvorgang erhebliches Schadens- und Gefahrenpotential birgt.As already mentioned, the complementary driving of the controllable switches 12, 13 results in a significantly reduced susceptibility to interference on the connecting lines between the outputs 111, 112 of the controller and the inputs 121, 131 of the controllable switches. This is particularly important in exemplary embodiments in which the elements to be switched are the magnetic drives of electromagnetic circuit breakers or magnetic releases of circuit breakers, which often have particularly high reliability requirements, since an undesired switching operation harbors considerable potential for damage and danger.

2 zeigt eine Schaltungsanordnung 20 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden im folgenden nur die Unterschiede zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert. 2 shows a circuit arrangement 20 according to a further embodiment of the present invention. To avoid repetition, only the differences to the in 1 illustrated embodiment explained.

Eine erste Modifikation besteht darin, dass die Ausgangsklemmen 14 und der erste steuerbare Schalter 12 gegenüber 1 vertauscht sind. Dies hat den Vorteil, dass die Ausgangsklemmen 14 spannungs- oder potentialfrei sind, wenn das zu schaltende Element nicht eingeschaltet ist. In analoger Weise können die Ausgangsklemmen 14 mit dem zweiten steuerbaren Schalter 13 vertauscht werden (nicht dargestellt), beispielsweise um zu erreichen, dass das zu schaltende Element geerdet oder mit Systemmasse verbunden ist bzw. um die zweite Ausgangsklemme 14B einzusparen, wenn das zu schaltende Element anderweitig mit Erde oder Systemmasse verbunden ist.A first modification is that the output terminals 14 and the first controllable switch 12 are opposite 1 are swapped. This has the advantage that the output terminals 14 are free of voltage or potential when the element to be switched is not switched on. In an analogous manner, the output terminals 14 can be interchanged with the second controllable switch 13 (not shown), for example to ensure that the element to be switched is grounded or connected to system ground or to save the second output terminal 14B if the element to be switched otherwise connected to earth or system ground.

Diese ersten Modifikationen gegenüber 1 sind dabei unabhängig von den im folgenden beschriebenen zweiten Modifikationen umsetzbar.These first modifications compared 1 can be implemented independently of the second modifications described below.

Eine zweite Modifikation besteht darin, dass die Steuerung 21 der 2 nicht selbst das invertierte Steuersignal bereitstellt, sondern ein dem Eingang 131 des zweiten steuerbaren Schalters 13 vorgeschalteter Inverter 22 diese Aufgabe übernimmt. Dies kann vorteilhaft sein, wenn eine herkömmliche Schaltung, die zwei HIGH-aktive Schalter verwendet, umgerüstet und dabei der Steuerbaustein (beispielsweise ein vergleichsweise teurer ASIC) weiterverwendet werden soll. Idealerweise hat dieser herkömmliche Steuerbaustein zwei nichtinvertierte (jedenfalls aber gleissinnige) Ausgänge 211, 212. Der Inverter 22 wird im in 2 skizzierten Ausführungsbeispiel dann mit möglichst kurzer und/oder gut geschirmter Zuleitung an einen dieser Ausgänge angeschlossen. Am Ausgang des Inverters 22 steht dann das über eine längere Leitung transportierbare invertierte Signal bereit. Im Übrigen funktioniert die so modifizierte Schaltung wie die mit Bezug auf 1 beschriebene.A second modification is that the controller 21 of 2 does not itself provide the inverted control signal, but an inverter 22 connected upstream of the input 131 of the second controllable switch 13 takes over this task. This can be advantageous if a conventional circuit that uses two HIGH-active switches is converted and the control module (for example a comparatively expensive ASIC) is to continue to be used. Ideally, this conventional control module has two non-inverted (but in any case in the right direction) outputs 211, 212. The inverter 22 is in the in 2 then connected to one of these outputs with the shortest possible and/or well-shielded cable. The inverted signal that can be transported over a longer line is then available at the output of the inverter 22 . For the rest, the circuit thus modified functions as that referred to in FIG 1 described.

Hat die Steuerung hingegen nur einen (nichtinvertierenden) Ausgang 211 (nicht dargestellt), kann ebenfalls mit einem Inverter 22 das für das zweite steuerbare Element benötigte invertierte Signal erzeugt werden. In Ausführungsbeispielen mit einem solchen Steuerbaustein mit nur einem Ausgang ist es dann vorteilhaft, durch zusätzliche Maßnahmen (nicht dargestellt) die (HIGH-aktive) Leitung zwischen Ausgang der Steuerung und Eingang 121 des ersten steuerbaren Elements von der Leitung zwischen dem Ausgang der Steuerung und dem Eingang des Inverters 22 zu entkoppeln, um sicherzustellen, dass in die Leitung zwischen Ausgang der Steuerung und Eingang 121 des ersten steuerbaren Elements eingekoppelte, einem HIGH-Pegel entsprechende Störungen nicht auch an den Inverter geleitet, von diesem invertiert und als LOW-Signal ausgegeben werden und anschließend den LOW-aktiven zweiten steuerbaren Schalter als Aktivierungssignal erreichen. Solche zusätzlichen Maßnahmen können beispielsweise elektrische Einwegventile wie beispielsweise Anordnungen mit Dioden oder galvanische Trennungen sein, die eine Rückwirkung verhindern.On the other hand, if the controller has only one (non-inverting) output 211 (not shown), the inverted signal required for the second controllable element can likewise be generated with an inverter 22 . In exemplary embodiments with such a control module with only one output, it is then advantageous, through additional measures (not shown), to separate the (HIGH-active) line between the output of the controller and the input 121 of the first controllable element from the line between the output of the controller and the To decouple the input of the inverter 22 in order to ensure that interference coupled into the line between the output of the controller and the input 121 of the first controllable element, corresponding to a HIGH level, is not also routed to the inverter, inverted by it and output as a LOW signal and then reach the LOW-active second controllable switch as an activation signal. Such additional measures can be, for example, electrical one-way valves such as arrangements with diodes or galvanic isolations that prevent retroactivity.

Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung vorzugsweise kompakt auf einer gemeinsamen Leiterplatte realisiert werden kann und somit gegenüber den klassischen, als robust bekannten Relaislösungen Platz einspart. Alternativ kann die Schaltung auch modular realisiert werden, beispielsweise indem die Steuerung 11, 21 ein erstes Modul bildet oder Teil eines ersten Moduls ist und die steuerbaren Schalter 12, 13 gemeinsam mit den Ausgangsklemmen ein zweites, räumlich abgesetztes Modul bilden.It should be pointed out that the present invention can preferably be implemented in a compact manner on a common printed circuit board and thus saves space compared to the classic relay solutions that are known to be robust. Alternatively, the circuit can also be realized modularly, for example by the controller 11, 21 forming a first module or being part of a first module and the controllable switches 12, 13 together with the output terminals forming a second, spatially separated module.

Die in der vorstehenden Beschreibung beschriebenen Komponenten können sowohl durch diskrete als auch durch integrierte Schaltungen realisiert werden. Dabei können Standardkomponenten oder ASICs eingesetzt werden. Für die Steuerung können teilweise oder ausschließlich programmierbare Bausteine wie Microcontroller, Prozessoren, FPGAs usw. verwendet werden.The components described in the above description can be implemented both by discrete and by integrated circuits. Standard components or ASICs can be used here. Programmable components such as microcontrollers, processors, FPGAs, etc. can be used partially or exclusively for the control.

Claims

Electrical switchgear with a power switch and a circuit arrangement (10, 20) which has the following: - at least two controllable switches (12, 13) which form a series circuit together with the power switch to be switched which can be connected to output terminals (14) of the circuit arrangement; - a controller (11, 21), characterized in that a first of the controllable switches (12) is designed to switch to pass when a first defined logic level is present at the control input (121) of this first controllable switch; - That a second of the controllable switches (13) is designed to switch to pass when the control input (131) of this second controllable switch is present at an inverted level relative to the first logic level; - That the controller (11, 21) is designed to output a control signal corresponding to the first logic level in order to switch the circuit breaker; - that the circuit arrangement is designed to feed the control signal to the control input (121) of the first controllable switch; and - that the circuit arrangement is designed to feed the control signal in inverted form to the control input (131) of the second controllable switch.

Electrical switchgear after claim 1 , In which the controllable switches (12, 13) and the controller are arranged on a common printed circuit board.

Electrical switchgear according to one of the preceding claims, in which the controller (11) is designed to additionally provide the control signal in inverted form.

Electrical switchgear after claim 1 or 2 , in which an inverter (22) inverts the control signal output from the controller (21) and outputs it as a control signal in inverted form.

Electrical switchgear according to one of the preceding claims, in which the element to be switched is a coil of a magnetic drive of the circuit breaker.

Electrical switchgear according to any of Claims 1 until 4 , in which the element to be switched is a coil of a magnetic release of the circuit breaker.

Electrical switchgear according to one of the preceding claims, in which the controllable switches (12, 13) are transistors, in particular field-effect transistors or bipolar transistors with an insulated gate electrode, or thyristors.

Electrical switchgear according to one of the preceding claims, which is configured in such a way that both controllable switches switch essentially at the same time.

Electrical switchgear according to one of the preceding claims, whose controller (21) has only one output (211) for outputting the control signal and whose circuit arrangement (20) has an inverter (22) for generating the inverted form of the control signal, with a line between the output the controller and the control input (121) of the first controllable switch (12) is decoupled from a line between the output (121) of the controller and the input of the inverter (22) in order to prevent a reaction, in particular by means of an electrical one-way valve and/ or galvanic isolation.