DE1170051B

DE1170051B - Arrangement for intrinsically safe monitoring of the terminal voltage of a power supply unit

Info

Publication number: DE1170051B
Application number: DEL39804A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Andrich
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-08-18
Filing date: 1961-08-18
Publication date: 1964-05-14

Description

Anordnung zur eigensicheren überwachung der Klemmenspannung eines Netzgerätes Bei industriellen Steuerungen bzw. Regelungen besteht häufig die Aufgabe, Schwankungen der von Netzgeräten gelieferten Versorgungsspannungen für die elektronischen Bauteile anzuzeigen bzw., sofern die Schwankungen unzulässig groß werden, einen Schaltvorgang auszulösen, der den Ablauf der Steuerung unterbricht. Diese Aufgabe ist insbesondere dann gegeben, wenn es sich um eine binäre Steuerung handelt, deren logische Elemente Transistoren als Schaltelemente aufweisen. Bei diesen Steuerungen wird im allgemeinen der Wert L des binären Steuersignals durch die bestimmte Größe einer Gleichspannung realisiert, z. B. durch -12 V Gleichspannung. Dieses Signal entspricht der Kollektorversorgungsspannung der Transistoren. Ist diese Versorgungsspannung auf Grund eines Fehlers im Netzteil wesentlich kleiner als -12 V, so kann der Fall eintreten, daß nachgeschaltete Transistoren nicht mehr beeinflußt werden können und damit die Steuerung versagt. Es können Fehlschaltungen auftreten, die unter Umständen einen gefahrbringenden Vorgang auslösen. Zur Lösung des vorstehenden Problems ist es bekannt, die betreffende Versorgungsspannung mittels eines Schwellwertschalters od. dgl. zu überwachen. Diese überwachung ist jedoch nicht eigensicher, da der Schwellwertschalter in dem Sinne defekt werden kann, daß er dauernd einen ordnungsgemäßen Zustand der Versorgungsspannung anzeigt, ohne daß dies der Fall zu sein braucht.Arrangement for intrinsically safe monitoring of the terminal voltage of a Power supply unit With industrial controls or regulation, the task is often Fluctuations in the supply voltages supplied by power supply units for the electronic Display components or, if the fluctuations are unacceptably large, one Trigger a switching process that interrupts the control process. This task is especially given when it is a binary control, whose logic elements have transistors as switching elements. With these controls In general, the value L of the binary control signal is determined by the specified size realized a DC voltage, z. B. by -12 V DC voltage. This signal corresponds to the collector supply voltage of the transistors. Is this supply voltage Due to a fault in the power supply unit, the case may be significantly less than -12 V occur that downstream transistors can no longer be influenced and thus the control fails. Faulty switching can occur under Trigger a dangerous process. To solve the above problem it is known to switch the relevant supply voltage by means of a threshold switch or the like to be monitored. However, this monitoring is not intrinsically safe because the threshold switch can be defective in the sense that it is permanently in a proper condition of the Indicates supply voltage without this needing to be the case.

Durch die Erfindung soll eine eigensichere überwachung gewährleistet werden, d. h., bei einem Defekt, sei er in dem die Versorgungsspannung erzeugenden Netzgerät oder in den Mitteln zur überwachung, erfolgt mit Sicherheit eine Anzeige bzw. ein Schaltvorgang.The invention is intended to ensure intrinsically safe monitoring be, d. In other words, in the event of a defect, be it in the one generating the supply voltage In the power supply unit or in the means for monitoring, there is certainly a display or a switching process.

Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Anordnung zur eigensicheren überwachung der Klemmenspannung eines Netzgerätes bzw. Netzteiles (Versorgungsgerät) und besteht darin, daß ein weiteres Netzgerät (Vergleichsgerät) mit im wesentlichen derselben Klemmenspannung vorgesehen ist, das zusammen mit dem Versorgungsgerät von einer Wechselspannungsquelle gespeist wird sowie gemeinsam mit dem Versorgungsgerät abgesichert ist, und dessen Klemmenspannung mit der Klemmenspannung des Versorgungsgerätes (N1) direkt und der andere Pol dieses Gerätes über einen Ausgleichswiderstand (R) jeweils mit dem gleichnamigen Pol des Vergleichsgerätes (N2) verbunden sind, so daß beim Auftreten von Spannungsschwankungen ein im wesentlichen durch den Widerstand gegebener Ausgleichsstrom fließt, der eine Unterbrechung der Sicherung und damit eine Abschaltung beider Geräte und/oder eine Störmeldung bewirkt.The invention therefore relates to an arrangement for intrinsically safe Monitoring of the terminal voltage of a power supply unit or power supply unit (supply unit) and consists in the fact that another power supply unit (comparison device) with essentially the same terminal voltage is provided together with the supply unit is fed by an AC voltage source and together with the supply device is secured, and its terminal voltage with the terminal voltage of the supply device (N1) directly and the other pole of this device via a balancing resistor (R) are each connected to the pole of the same name on the comparison device (N2), see above that when voltage fluctuations occur, a substantially through the resistance given equalizing current flows, which causes an interruption of the fuse and thus causes a shutdown of both devices and / or a fault message.

Der Ausgleichswiderstand kann' gegebenenfalls durch den inneren Widerstand der Netzgeräte gebildet werden. Unter Pol der Netzgeräte ist in diesem Fall der Pol der EMK zu verstehen.The balancing resistance can 'if necessary by the internal resistance the power supply units are formed. In this case, the pole of the power supply units is To understand pole of the emf.

Durch entsprechende Dimensionierung des Ausgleichswiderstandes bzw. der Ansprechempfindlichkeit des den Ausgleichsstrom erfassenden Bauelementes, z. B. einer Sicherung; kann man die maximal zulässige Schwankung der Versorgungsgleichspannung festlegen.By appropriately dimensioning the balancing resistor or the responsiveness of the compensating current detecting component, z. B. a fuse; one can determine the maximum allowable fluctuation of the DC supply voltage determine.

Es ist an sich bekannt, zwei Spannungen in der Weise zu vergleichen, daß die Ungleichheit der beiden Spannungen zu einem Ausgleichsstrom über einen Widerstand führt. Dieser Ausgleichsstrom wird mit einer Einrichtung erfaßt, die eine Anzeige oder eine Abschaltung veranlaßt.It is known per se to compare two voltages in such a way that that the inequality of the two voltages leads to an equalizing current through a resistor leads. This compensating current is detected with a device which has a display or cause a shutdown.

Diese bekannte Anordnung ist jedoch nicht eigensicher, da im Defekt in der den Ausgleichsstrom erfassenden Einrichtung nicht bemerkt wird. Dieser Defekt kann sich in nachteiliger Weise derart auswirken, daß die Einrichtung dauernd die Gleichheit der zu überwachenden Spannungen meldet, obwohl dies gar nicht mehr der Fall zu sein braucht.However, this known arrangement is not intrinsically safe because it is defective is not noticed in the device detecting the equalizing current. This defect can have a disadvantageous effect such that the device continuously the Reports the equality of the voltages to be monitored, although this is no longer the case Case needs to be.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.Further features, advantages and possible uses of the invention result from the description of an exemplary embodiment shown in the drawing.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist beispielsweise aus zwei stabilisierten oder geregelten Netzteilen N1 und N2 aufgebaut, die jeweils eine Gleichspannung von zumindest annähernd derselben Größe liefern. Die Netzteile werden von einer an die Klemmen K1, K2 angeschlossenen Wechselspannungsquelle gespeist. In der einen Zuleitung liegt eine Sicherung Si. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, daß die Gleichspannungserzeugung in einem für beide Netzteile N1, N2 gemeinsamen Gleichrichterteil erfolgt, während nur der Regel-bzw. Stabilisierungsteil getrennt ist.The arrangement according to the invention is composed, for example, of two stabilized or regulated network parts N1 and N2, each of which supplies a direct voltage of at least approximately the same magnitude. The power supply units are fed by an alternating voltage source connected to terminals K1, K2. A fuse Si is located in one of the supply lines. The arrangement can be such that the DC voltage is generated in a rectifier part common to both power supply units N1, N2 , while only the control or Stabilization part is separated.

Die Plus-Klemme des Netzteiles N l, des Versorgungsgerätes, ist mit der Plus-Klemme des Netzteiles N2 des Vergleichsgerätes direkt verbunden, während die Minus-Klemme des Netzteiles N 2 über einen Ausgleichswiderstand R mit der Minus-Klemme des Netzteiles N2 verbunden ist. Der Widerstand R ist niederohmig. An den Klemmen K3, K4 kann die eigensicher überwachte Versorgungsgleichspannung abgenommen werden. Solange die Gleichspannungen der Netzteile N l, N 2 annähernd dieselbe Größe haben, fließt über den Widerstand R im wesentlichen kein Ausgleichsstrom. Tritt jedoch in dem einen Netzteil ein Defekt auf, so daß dessen zugeordnete Gleichspannung absinkt, so fließt ein durch den Widerstand R gegebener Ausgleichsstrom, der die Sicherung Si zum Ansprechen bringt und damit die Versorgungsspannung unterbricht.The plus terminal of the power supply unit N l, of the supply unit, is directly connected to the plus terminal of the power supply unit N2 of the comparison device, while the minus terminal of the power supply unit N 2 is connected to the minus terminal of the power supply unit N2 via a compensation resistor R. The resistor R is low-resistance. The intrinsically safe monitored DC supply voltage can be taken from terminals K3, K4. As long as the DC voltages of the power supply units N 1, N 2 are approximately the same size, essentially no equalizing current flows through the resistor R. If, however, a defect occurs in one power supply unit, so that its associated DC voltage drops, an equalizing current flows through the resistor R, which causes the fuse Si to respond and thus interrupts the supply voltage.

Dabei ist vorausgesetzt, daß der Ausgleichsstrom wesentlich größer als der normale Belastungsstrom ist. Dies läßt sich durch entsprechende Dimensionierung des Widerstandes R erreichen.It is assumed that the compensating current is much greater than the normal load current. This can be done through appropriate dimensioning of resistance R.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung zur eigensicheren Überwachung der Versorgungsspannung können somit Fehlschaltungen, die auf Grund von Versorgungsspannungsschwankungen verursacht werden würden, vermieden werden. Sie ist damit ein vorteilhafter Baustein für fehlergeschützte Steuerungen.Due to the arrangement designed according to the invention for intrinsically safe Monitoring of the supply voltage can therefore lead to faulty switching caused by supply voltage fluctuations should be avoided. It is therefore an advantageous component for error-protected controls.

Die Erfindung kann mit Vorteil auch bei solchen binären Steuerungen angewendet werden, die Impulse oder eine Wechselspannung als binäres Steuersignal aufweisen. Bei diesen Steuerungen werden mit Vorteil UND-Gatter verwendet, die an Stelle des Diodenvorsatzes eine Widerstandskombination aufweisen. Die Funktionstüchtigkeit dieser Gatter hängt unter anderem von einer stabilen Gleichspannungsversorgung ab, die durch den Einsatz der erfindungsgemäß ausgebildeten Gleichspannungsquelle gewährleistet wird.The invention can also be used to advantage in such binary controls can be applied, the pulses or an alternating voltage as a binary control signal exhibit. In these controls, AND gates are used to advantage Have a resistor combination in place of the diode attachment. The functionality this gate depends, among other things, on a stable DC voltage supply, which is ensured by the use of the DC voltage source designed according to the invention will.

Claims

Claims: 1. Arrangement for intrinsically safe monitoring of the terminal voltage of a power supply unit or power supply unit (supply unit), characterized in that Another power supply unit (comparison device) with essentially the same terminal voltage is provided, which together with the supply device from an AC voltage source is fed and is fused together with the supply device and its Terminal voltage is compared with the terminal voltage of the supply device, by one pole of the supply device (N1) directly and the other pole this Device via a balancing resistor (R) to the pole of the same name Comparison device (N2) are connected, so that when voltage fluctuations occur a compensating current essentially given by the resistor flows, the one Interruption of the fuse and thus a shutdown of both devices and / or one Causes fault message.

2. Monitoring device according to claim 1, characterized by dimensioning the equalizing resistor (R) in such a way that the equalizing current is significantly greater than the load current in normal operation.

3. Monitoring device according to claim 1 or 2, characterized in that the balancing resistor (R) is formed by the internal resistance of the two power supplies (NI, N2) . Considered publications: German Patent Nos. 362 523, 401909, 401 910, 356 621, 504 224; German interpretative document No. 1052 557.