DE1139193B - Schaltungsanordnung zum Abschalten einer Stromversorgungseinrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

S72469Vmb/21c

ANMELDETAG: 10. F E B R U AR 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 8. NOVEMBER 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Abschalten der von einer Stromversorgungseinrichtung abgegebenen Spannung bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten, durch eine obere und eine untere Grenze festgelegten Spannungsbereiches.

Es ist bekannt, eine Stromversorgungseinrichtung durch eine Relaisschaltung hinsichtlich der Größe der von ihr abgegebenen Spannung zu überwachen und von ihren Verbrauchern abzuschalten, sobald die abgegebene Spannung einen bestimmten, festgelegten Spannungsbereich verläßt. Die bekannten Relaisschaltungen enthalten zu diesem Zweck mindestens zwei Relais, von denen das eine beim Unterschreiten der unteren Spannungsbereichsgrenze und das andere beim Überschreiten der oberen Spannungsbereichsgrenze wirksam wird. Die Nachteile dieser bekannten Relaisschaltungen bestehen darin, daß die Relais in bezug auf ihre Ansprech- bzw. Abfallströme eng toleriert sein und diesbezüglich ständig überwacht werden müssen. Trotzdem ist ein sofortiges Abschalten der Versorgungsspannung bei Verlassen des festgelegten Spannungsbereiches nicht erreichbar, sondern es wird erst immer nach dem Ablauf der Ansprechbzw. Abfallzeit des Relais abgeschaltet. Außerdem unterliegen die Schaltkontakte der Relais selbst einem bestimmten Verschleiß, so daß die Relais in bestimmten Zeitabständen ersetzt werden müssen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Relaisschaltungen ist der, daß mit ihnen die Versorgungsspannung nicht taktsynchron abgeschaltet werden kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum taktsynchronen Abschalten der von einer Stromversorgungseinrichtung abgegebenen Spannung zu schaffen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die abzuschaltende Stromversorgungseinrichtung einerseits über einen einzigen Transistor an ihre Verbraucher und andererseits direkt an eine Vergleichssteuereinrichtung, die eine Normalspannungsquelle enthält, angeschlossen und der Transistor mit seiner Steuerelektrode an eine bistabile Kippschaltung angeschaltet ist, die abhängig von dem Takt eines Taktgenerators und den von der Vergleichssteuereinrichtung gelieferten Potentialen bei Überbzw. Unterschreiten bestimmter Spannungswerte taktsynchron umgesteuert wird.

Auf diese Weise ist es erreichbar, die Abschaltung der Stromversorgungseinrichtung taktsynchron durchzuführen. Da magnetische Speicher, z. B. Ringkerne, Ferritplatten, Transfluxoren u. dgl., die Eigenschaft haben, auch ohne ständige Stromversorgung ihren Schaltungsanordnung zum Abschalten
einer Stromversorgungseinrichtung

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Adolf Bacher, München,
ist als Erfinder genannt worden

Magnetisierungszustand beliebig lange beizubehalten, hat eine gemäß der Erfindung aufgebaute Schaltungsanordnung den Vorteil, daß trotz Spannungsabschaltung der weitere Funktionsablauf der Anlage fehlerfrei gesichert ist, weil bei einem taktsynchronen Abschalten kein Zeichen oder Zeichenschritt verstümmelt werden kann.

Es ist zwar auch bekannt, Leistungsschalter von Stromversorgungseinrichtungen zum Schutz gegen Überströme, die durch innere Kurzschlüsse oder Überspannungen aus Kommutierungsschwingungen hervorgerufen sein können, durch Transistorkippstufen auszulösen, dabei wird aber immer nur eine bestimmte Sollstromstärke bewertet. Außerdem gewährleisten diese bekannten Einrichtungen kein taktsynchrones Abschalten.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.

In der Zeichnung ist eine gemäß der Erfindung aufgebaute Schaltungsanordnung dargestellt. Auf der linken Seite ist die abzuschaltende Stromversorgungseinrichtung St dargestellt, die einerseits über den Transistor Tl an die Verbraucher 6 und andererseits direkt an die Vergleichssteuereinrichtung VSt angeschaltet ist. Die Vergleichssteuereinrichtung VSt ist mit einer in diesem Beispiel nicht dargestellten Normalspannungsquelle verbunden und gibt an ihren Anschlüssen 3 und 4 so lange positives Potential ab, wie sich die von der Stromversorgungseinrichtung St abgegebene Spannung innerhalb des bestimmten, festgelegten Spannungsbereiches befindet. Sobald dies nicht mehr der Fall ist, liegt an den Anschlüssen 3 und 4 ein negatives Potential. An ihren Anschlüssen 8

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und 9 tritt nur dann positives Potential auf, wenn die von der Stromversorgungseinrichtung St abgegebene Spannung wieder in den bestimmten, festgelegten Spannungsbereich zurückkehrt. Um einen möglichst raschen Potentialwechsel an den Anschlüssen 3, 4, 8 und 9 durchführen zu können, kann die Vergleichssteuereinrichtung mit in sich rückgekoppelten Schmitt-Triggerkreisen ausgerüstet sein.
Die Steuerelektrode des Transistors Tl ist in diesem

und T5 an die Vergleichssteuereinrichtung und den Ausgang 2 eines Taktgenerators angeschlossen.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist im einzelnen wie folgt:

Von der Vergleichssteuereinrichtung VSt aus wird der Anschluß 7 mit einer gut stabilisierten Spannung Ul versorgt, die zur Stromversorgung der Transistoren Tl, T3, T4 und Γ5 dient. Solange die an dem Anschluß 1

sperrt und die bistabile Kippschaltung in ihre Ausgangslage zurücksteuert. Dadurch sinkt das bisher am Anschluß 5 vorhandene positive Potential rasch ab. Um das rasche Absinken dieses Potentials im 5 Transistor Tl völlig zur Wirkung kommen zu lassen, ist dem den stationären Basisstrom im wesentlichen bestimmenden Widerstand R 3 noch der Kondensator C3 parallel geschaltet.

Um fernerhin eine möglichst große Freizügigkeit Beispiel an den einen Kollektorstromkreis der aus den i° in der Bemessung der Spannung Ul zu haben, die beiden Transistoren Tl und Γ3 aufgebauten bistabilen immer größer als die von der Stromversorgungs-Kippschaltung angeschaltet. Vor den beiden Ein- einrichtung St abgegebene Spannung sein muß, ist gangen der bistabilen Kippschaltungen, in diesem sowohl dem Kondensator C3 als auch dem WiderBeispiel sind es die Basen der Transistoren Tl und Γ3, stand R3 noch die Diode D 8 parallel geschaltet, ist der eine direkt an die Vergleichssteuereinrichtung 15 Durch sie wird der innere Spannungsabfall des über VSt und der andere über die Steuertransistoren TA den Transistor Tl verlaufenden Stromkreises klein

gehalten und der Transistor Tl niederohmig gesperrt. Dies wirkt sich für die Sperrung des Transistors 7Ί besonders bei hohen Umgebungstemperaturen günstig 20 aus.

Da der Stromkreis, der durch den Transistor Tl ein- bzw. ausgeschaltet werden kann, durch einen in der Stromversorgungseinrichtung St angeordneten Siebkondensator oder die Blindkomponenten der vorhandene und von der dargestellten Stromversor- 25 angeschlossenen Verbraucher kapazitiv oder induktiv gungseinrichtung St abgegebene Spannung sich inner- belastet sein kann, wodurch die von der Stromversorhalb des festgelegten Spannungsbereiches befindet, gungseinrichtung St abgegebene Spannung sich beim sind der Schalttransistor Tl und in der bistabilen Ein- bzw. Ausschaltvorgang nicht linear, sondern Kippschaltung der Transistor T3 leitend. Ebenfalls nach einer e-Funktion ändert, empfiehlt es sich, die liegt an den Anschlüssen 3 und 4 so lange positives 30 untere und obere Spannungsbereichsgrenze so zu Potential, wie sich die von der Stromversorgungs- wählen, daß die zulässigen Spannungen erst nach einrichtung St abgegebene Spannung in dem be- einer vollen Periodendauer des Taktgenerators mit stimmten, festgelegten Spannungsbereich befindet. Sicherheit erreicht sind. Zu diesem Zweck kann die Verläßt die abgegebene Spannung diesen Bereich, so sich aus dem Lastwiderstand und dem nicht darwird entweder an dem Anschluß 3 oder 4, je nachdem 35 gestellten Siebkondensator ergebende Zeitkonstante so ob die obere oder die untere Grenze überschritten bemessen sein, daß die zulässigen Spannungsgrenzen wird, das positive Potential durch negativeres ersetzt, für die Verbraucher erst nach der durch die Taktso daß sich im Transistor TA entweder über die frequenz bestimmten Periodendauer erreicht werden. Diode D6 oder über die Diode Dl ein Basisstrom Mit Hilfe von in die Kollektorstromkreise der

ausbilden kann. Der bisher über den Widerstand Rl 40 bistabilen Kippstufe eingeschalteten Relais AL kann gesperrte Transistor TA wird leitend. Am Emitter die Lage der Schalteinrichtung jeweils angezeigt vom Transistor Γ5 liegt dann auch positives Potential. werden, indem z. B. Kontakte dieser Relais Signal-Dieser Transistor bleibt aber noch über den Wider- lampen ein- bzw. ausschalten. Die Ausschaltspannunstandi?2 so lange gesperrt, bis er durch den die gen dieser Relais können durch die Dioden/? 4 und D 5 negativen Rückkanten des am Anschluß 2 anliegenden 45 von den Kollektoren der Transistoren Tl und Γ3 Taktimpulses differenzierenden Kondensator Cl ge- ferngehalten werden.

öffnet wird. Die Erfindung ist nicht allein auf das mit pnp-

Sobald die beiden Transistoren TA und T5 leitend Transistoren dargestellte Ausführungsbeispiel besind, gelangt über den Koppelkondensator Cl und schränkt, sondern kann auch mit Transistoren vom über die Diode D 3 ein positiver Impuls auf die Basis 50 Leitfähigkeitstyp npn verwirklicht werden, wenn die des Transistors Γ3, durch den die aus den Tran- Stromversorgungseinrichtung und die verwendeten sistoren Tl und Γ3 bestehende bistabile Kippschaltung Dioden entsprechend umgepolt werden. Weiterhin umgesteuert wird, d.h., der Transistor Tl wird jetzt kann die bistabile Kippschaltung nicht nur einen Schaltleitend, und der Transistor Γ3 wird gesperrt. transistor Tl, sondern, wie durch das Vielfachzeichen Durch das Leitendwerden des Transistors Tl ent- 55 in dem Basisstromkreis dieses Transistors angedeutet steht an dem Anschluß 5 ein positives Potential, das die ist, eine Mehrzahl solcher Schalttransistoren steuern. Diode 2)8 öffnet. Nach dem Öffnen der Diode D 8
ist der Schalttransistor Tl niederohmig gesperrt.
Dadurch sind die Verbraucher 6 von der Stromversorgungseinrichtung St abgeschaltet. 60

Geht die von der Stromversorgungseinrichtung St abgegebene Spannung in den zulässigen Bereich wieder zurück, so wird das Potential an beiden Anschlüssen 3 und 4 durch die Vergleichssteuereinrichtung VSt wieder positiv gemacht, und der 65 Transistor TA wird gesperrt. An einem der Anschlüsse 8 oder 9 entsteht zur gleichen Zeit positives Potential, das über die Dioden Dl oder Dl den Transistor Tl

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zum Abschalten der von einer Stromversorgungseinrichtung abgegebenen Spannung bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten, durch eine obere und eine untere Grenze festgelegten Spannungsbereiches, dadurch gekennzeichnet, daß die abzuschaltende Stromversorgungseinrichtung (St) einerseits über einen einzigen Transistor (Tl) an ihre Verbraucher (6)

und andererseits direkt an eine Vergleichssteuereinrichtung (VSt), die eine Normalspannungsquelle enthält, angeschlossen und der Transistor (Tl) mit seiner Steuerelektrode an eine bistabile Kippschaltung (Tl, Γ3) angeschaltet ist, die abhängig von dem Takt eines Taktgenerators (2) und den von der Vergleichssteuereinrichtung (VSt) gelieferten Potentialen bei Über- bzw. Unterschreiten bestimmter Spannungswerte taktsynchron umgesteuert wird. ίο

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen Steuereingang der bistabilen Kippschaltung (Tl, T3) zwei Transistoren (T4, TS) vorgeschaltet sind, von denen der eine durch einen Taktgenerator und der andere durch die Vergleichssteuereinrichtung (VSt) gesteuert wird, und nur bei einem einheitlichen Schaltzustand beider Transistoren (T4, TS) ein Umsteuerimpuls an die bistabile Kippschaltung (T2, T3) weitergegeben wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Steuereingang der bistabilen Kippschaltung (T2, 7*3) mit der Vergleichssteuereinrichtung (VSt) über ein Mischgatter (Dl, Dl) verbunden ist und an diesen Eingang von der Vergleichssteuereinrichtung (VSt) ein den Rückstellvorgang einleitendes Potential angelegt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der bistabilen Kippschaltung Transistoren (Tl, T3) verwendet sind und in jedem Kollektorstromkreis der beiden Transistoren ein Anzeigerelais (AL) angeordnet ist, durch dessen Schaltkontakte die Schaltlagen der bistabilen Kippschaltung (Tl, T3) angezeigt werden.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen die Stromversorgungseinrichtung (VSf) und die Verbraucher (6) eingeschaltete Transistor (Ti) vom Leitfähigkeitstyp pnp ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante, die sich aus dem Lastwiderstand (6) und dem in der Stromversorgungseinrichtung (St) angeordneten Siebkondensator ergibt, an die Taktfrequenz des zentralen Taktgebers so angepaßt ist, daß die zulässigen Spannungsgrenzen für die Verbraucher mit Sicherheit erst nach der durch die Taktfrequenz bestimmten Periodendauer erreicht sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippschaltung (Tl, T3) zur Steuerung einer Mehrzahl von Transistoren (Ti) vorgesehen ist, von denen jeder zwischen die Stromversorgungseinrichtung (St) und einen oder mehrere zugeordnete Verbraucher (6) eingeschaltet ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem im wesentlichen den Basisstrom des durch die bistabile Kippschaltung (Tl, T3) zu steuernden Transistors (Ti) bestimmenden Widerstand (R3) sowohl ein Kondensator (C3) als auch eine Diode (D 8) parallel geschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 093 886;
SSW-Druckschrift 426/202—4585 TS 9.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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