DE1588335B2

DE1588335B2 - Einrichtung zur steuerung der ein- und abschaltvorgaenge eines stromversorgungsgeraetes

Info

Publication number: DE1588335B2
Application number: DE1967J0033385
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. 7030 Böblingen Tsui
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1967-04-07
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1976-07-22
Also published as: FR1558664A; GB1166983A; DE1588335A1; JPS4722144B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Ein- und Abschaltvorgänge der Ausgangsspannungen eines Stromversorgungsgerätes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bereits Gegenstand des älteren Patents 12 45 492.
Für viele Arten von elektronischen Geräten und Einrichtungen müssen besondere Schutzmaßnahmen für den Fall ergriffen werden, daß Fehler in der Stromversorgung auftreten. Diese Fehler können · Schäden an spannungs- oder stromempfindlichen Bauteilen der Einrichtungen hervorrufen.

ίο Im allgemeinen sind derartige Schutzmaßnahmen nur dann erforderlich, wenn zum Betrieb einer elektronischen Einrichtung mehrere Versorgungsspannungen benötigt werden, von denen einige, welche hier als »kritische Spannungen« bezeichnet werden, wenn sie nur noch alleine vorliegen, diese Schaden hervorrufen. Die kritischen Spannungen sollten daher bei der Einschaltung später als die nicht kritischen Spannungen eingeschaltet werden und bei der Abschaltung — gleichgültig, ob es sich um eine normale Abschaltung oder um eine Notabschaltung handelt — früher abgeschaltet werden als die nicht kritischen Spannungen.

Deshalb muß bei den Ein- und Abschaltvorgängen solcher Stromversorgungsgeräte eine Folgesteuerung

as vorgesehen werden, welche die Schaltung der kritischen Spannungen in einem günstigen Verhältnis zur Schaltung der nicht kritischen Spannungen durchführt. Diese Schaltfolge wird bei bekannten Einrichtungen zur Stromversorgung jedoch nur bei der manuellen Ein- und Abschaltung berücksichtigt. Bei einer Notabschaltung, im Falle eines festgestellten Fehlers, berücksichtigen diese Einrichtungen die Abschaltfolge jedoch nicht. Sie besitzen darüber hinaus selbst im Falle der normalen manuellen Ein- bzw. Abschaltung zumeist noch folgende Nachteile:

1. Die diesen bekannten Einrichtungen zugrunde gelegten Verfahren zur Erkennung von Stromversorgungsfehlern beruhen meistens auf einer Überwachung der Gleichspannungen am Ausgang eines Siebfilters. Wenn die Ausgangsspannung unter ihre vorgegebene Toleranz absinkt, wird ein Alarmsignal gegeben. Ein nach diesem Verfahren gewonnenes Alarmsignal kann erst dann erzeugt werden, wenn die Spannung sich auf einen Wert verändert hat, welcher nicht mehr verwendet werden kann. Der Zeitpunkt, zu dem dieses Alarmsignal auftritt, ist bereits zu spät, um noch eine Abschaltfolge bis zu ihrem Ende durchzuführen. Ein wirksamer Schutz der nachfolgenden elektronischen Einrichtungen ist in diesem Falle also nicht mehr gegeben.

2. Die Abschaltung wird im allgemeinen mit elektromechanischen Schaltern, ζ. Β. Schützen, durchgeführt, welche wegen ihrer Trägheitseigenschaften ziemlich lange Ansprechzeiten besitzen, die in der Größenordnung von Millisekunden liegen. Diese Zeiten entsprechen etwa der HaIbperiode der Netzwechselspannung. Sie sind deshalb nicht mehr klein im Vergleich zu den Entladezeitkonstanten der Gleichspannungsausgänge, wenn nicht eine unwirtschaftliche Überdimensionierung der Energiespeicherkondensatoren an den Ausgängen der Versorgungsleitungen vorgesehen wird. Die Verzögerung der elektromagnetischen Schalter bei der Abschaltung führt deshalb zu Schwierigkeiten in solchen Fällen,

wo ein Fehler bei einer nichtkritischen Spannung festgestellt wird und diese absinkt, während die kritischen Spannungen während dieser gesamten Zusammenbruchphase eingeschaltet bleiben.

3. Auch die Kombination einer elektronischmechanisch arbeitenden Sicherung ist bekannt. Hier tritt im Kurzschlußfalle zuerst im Meßverstärker eines Stellgliedes eine Strombegrenzung ein. Da dieser Grenzstrom auf längere Zeit das Stellglied überlasten würde, erfolgt anschließend eine Vollabschaltung mit Hilfe eines Relais. Ein Kontakt dieses Relais macht den Serienwiderstand des Stellgliedes hochohmig. Diese Maßnahme ist für viele Fälle zum Schutz der nachfolgenden elektronischen Einrichtungen im wesentlichen ungeeignet; sie sichert nämlich nicht eine Abschaltfolge, bei der der Abfall der kritischen Spannungen früher erfolgt als der Abfall der nichtkritischen Spannungen.

Des weiteren hat man zum Schutz von Halbleiterschaltungen bereits daran gedacht, zur Wahrung der Schaltfolge bei der Zu-und Abschaltung der Betriebsund Steuerspannung, die Steuerspannung zeitlich nur vor der Betriebsspannung einzuschalten und zeitlich nur nach dieser abzuschalten, indem an den Steuerspannungskreis ein durch die Steuerspannung aufgeladener und nach dem öffnen eines im Steuerspannungskreis liegenden Schalters die Steuerspannung noch vorübergehend aufrechterhaltender Kondensator und weiterhin ein durch die Steuerspannung betätigtes, gegenüber dem Kondensator durch ein richtungsabhängiges Schaltglied abgeriegeltes Schaltorgan angeschlossen ist, das bei seinem durch die Steuerspannung ausgelösten Ansprechen die mit dem Schalter im Betriebsspannungskreis in Reihe liegende Schaltstelle schließt.

Diese relativ einfache Schaltungsanordnung ist jedoch für die Steuerung der Ein- und Abschaltvorgänge von Stromversorgungsgeräten sehr komplexer elektronischer Anlagen, wie beispielsweise elektronischen digitalen Datenverarbeitungssystemen, nicht geeignet.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine schnell und sicher ansprechende derartige Einrichtung zu schaffen, die insbesondere auch bei der Notabschaltung im Falle erkannter Fehler eine vollständige Abschaltfolge durchfuhrt

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in dem Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Vorteile der Steuereinrichtung nach der Erfindung bestehen also darin, daß sie mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten arbeitet. Dadurch ist es möglich, daß eine Notabschaltfolge vollständig durchgeführt werden kann und daß spannungs- und stromempfindliche Bauelemente der versorgten elektronischen Geräte und/oder Informationsinhalte wirkungsvoll gegen Zerstörung geschützt werden können.

Zu den Vorteilen zählt weiter, daß eine Überdimensionierung der Energiespeicherkondensatoren vermieden wird, was zu Kostenersparungen in den Steuereinrichtungen nach der Erfindung beiträgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild mit der Steuereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines einphasigen Netzanschlußgerätes,

Fig. 3 das Prinzipschaltbild eines dreiphasigen Netzanschlußgerätes,

Fig. 4 das Prinzipschaltbild eines gesteuerten

ίο Stellgliedes nach der Erfindung,

F i g. 5 Impulsdiagramme des Steuergerätes nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Darstellung des SpannungsVZeitVerlaufs von typischen nichtkritischen und kritischen Spannungen und

Fig.7 das Blockschaltbild des in der Erfindung verwendeten Statusregisters zur Speicherung von Information, die für den gegenwärtigen Zustand der Ein- und Abschaltgegensteuerungen repräsentativ ist.

ao Fi g. 1 zeigt das Blockschaltbild eines elektronisch gesteuerten und überwachten Stromversorgungssystems, bei welchem die Grundlagen der Erfindung Anwendung gefunden haben. Netzseitig ist ein ein- oder dreiphasiger elektromechanischer Netzschalter

as EMS vorgesehen, welcher auch über einen Schalter MS manuell ein- oder ausgeschaltet werden kann.

Das Netzgerät NG besteht in bekannter Weise aus einem Netztransformator, welcher sekundärseitig mehrere Wechselspannungen unterschiedlicher Größe bereitstellt. Für jede Ausgangswechselspannung ist eine Gleichrichteranordnung vorgesehen, welcher die üblichen Lade- und Siebschaltungen folgen (vgl. Fig. 3). Da es sich hier um konventionelle Schaltungen handelt, sind sie in Fig. 1 nicht näher dargestellt. Am Ausgang des Netzgerätes NG stehen also gleichgerichtete, jedoch noch mit einer gewissen Restwelligkeit behaftete, unterschiedliche Spannungen bereit, von denen ein Teil zu der Gruppe der kritischen Spannungen und ein Teil zu den nicht kritischen Spannungen gehört.

Diese zuletzt genannten Ausgangsgleichspannungen sind nun diejenigen Spannungen, deren Pegel überwacht werden. Darüber hinaus können diese Spannungen auch stabilisiert werden, wobei die Stabilisatorschaltungen so modifiziert werden, daß sie die Aufgaben der Erfindung lösen können. Hierzu befindet sich im Längszweig der Leitungen, welche die zu stabilisierenden und überwachenden Spannungen führen, ein Stellglied, welches in üblicher Weise aus einem Transistor oder einer Gruppe parallelgeschalteter Transistoren besteht Parallel zum Ausgang eines Stellgliedes liegen jeweils Kondensatoren C₂, welche als Energiespeicher dienen. Die Transistoren werden in bekannter Weise in ihrem normalen Betriebszustand in ihrem linearen Bereich betrieben und dienen so als steuerbare Serienwiderstände, deren Widerstandswert jedoch nur innerhalb endlicher Grenzen verändert werden kann.
In der Einrichtung nach der Erfindung haben sie

6a jedoch noch eine zusätzliche Aufgabe zu erfüllen. Diese zusätzliche Aufgabe besteht darin, daß sie die als Energiespeicher dienenden Kondensatoren C₂ sowohl bei der normalen als auch bei der Notabschaltung möglichst schnell von dem netzgeräteseitigen Teil der Einrichtung abzutrennen haben.

Vorteilhafterweise sollte in dem gesamten Stromversorgungssystem nur noch ein elektromechanischer Schalter enthalten sein, welcher dann dazu verwendet

5 6

werden sollte, die primäre Netz-Wechselspannung NG her, zu beseitigen. Die Entladevorrichtung 7 kann

am Eingang des Systems ein- und abzuschalten. aus einfachen Ableitungen, elektronischen Schaltun-

Zur Überwachung des Systemzustandes dient das gen oder elektromechanischen Anordnungen be-. Statusregister 2, welches im wesentlichen aus Flip- stehen, die entweder für jede Leitung oder aus einer flop-Speichern besteht, die beispielsweise als Ver- 5 gemeinsamen Einrichtung für Spannungen der gleiriegelungsschaltungen ausgeführt sind. Der Inhalt chen Polarität bestehen. Im letzteren Falle kann sie dioses Statusregisters zeigt genau den jeweiligen aus einer parallelen Anordnung von in Reihe geSchritt der Steuereinrichtung beim Durchlaufen einer schalteten Dioden und Strombegrenzungswiderstän-Einschalt- oder Ausschaltfolge oder den Zustand den aufgebaut werden. Die Steuersignale für die Ent- »Ein« oder »Aus« an. Diese Angaben werden auch xo ladevorrichtungen 7 werden ebenfalls von der Logikzu einer Logikschaltung 3 übertragen, welche die schaltung 3 erzeugt. Die Logikschaltung enthält also Steuerung der Ein- und Ausschaltfolge und der Auf- zwei Teilschaltungen 9 und 10, die unterschiedliche rechterhaltung des Ein- und Ausschaltezustandes Steuersignale erzeugen. Während die Teilschaltung 9, vornimmt. wie Fig. 4 deutlicher erkennen läßt, ein digitales

Die Logikschaltung 3 ist dafür vorgesehen, daß sie 15 Signal erzeugt, welches mit Hilfe einer UND-Schal-

von den Ausgangssignalen der Registerstufen des tung UT im normalen Regelfall die Übertragung der

Statusregisters 2 verschiedene Spannungssignale ab- Stellsignale zu dem Stellwiderstand STW ermöglicht

leitet, die zur Steuerung der verschiedenen Stell- und im Fehlerfall dieses Stellglied vollkommen sperrt,

glieder 1 und Entladeschalter 6, 7, über die noch zu steuern die Signale der Teilschaltung 10 die rasche

sprechen sein wird, dienen. Damit im Falle der Ab- ao Entladung der Filterkondensatoren C₁ (+C_L). Die

schaltung der Netzwechselspannung sowohl das Stellglieder 1 enthalten eine Teilschaltung 8, welche

Statusregister 2 als auch die Logikschaltung 3 unge- den Regelverstärker RV (Fig. 4), die Und-Schaltung

stört weiterarbeiten können, ist im System eine Hilfs- UT und den Differentialverstärker DV enthält,

gleichspannungsquelle 4 vorgesehen, welche ebenfalls Fig. 2 und 3 zeigen Beispiele des Netzgerätes NG.

über den elektromagnetischen Schalter EMS ein- as Die dargestellten Schaltungen besitzen einen weit-

und abgeschaltet wird. Diese Hilfsgleichspannungs- gehend konventionellen Aufbau,

quelle sollte eine Entladezeitkonstante besitzen, die Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten

beträchtlich größer ist, als diejenige für alle Aus- Stromversorgungssystems läßt sich am besten im

gangsspannungen, d.h., sowohl die kritischen als Zusammenhang mit der Fig. 5 erläutern. Für die

auch die nicht kritischen des Stromversorgungs- 30 Ein- und Ausschaltung hat man hierbei zu unter-

systemes. Wenn es nötig ist, kann die Hilfsgleich- scheiden zwischen der

Spannungsquelle auch durch einen Akkumulator ., ,, ,, ^- i_ n.

ergänzt werden, welcher auch für Bereitschafts- und ^L Manuellen Einschaltung,

Pufferzwecke verwendet werden kann. 2. Manuellen Abschaltung und

Das Stromversorgungssystem nach der Erfindung 35 3. Automatischen- oder Notabschaltung,
enthält ferner eine Überwachungsschaltung 5 zur Ermittlung von Defekten, die sich als Unterspannung, Manuelle Einschaltung
Überspannung oder Überstrom bemerkbar machen.

Bei der Erkennung einer Änderung eines überwach- Bei der manuellen Einschaltung durch den Schalter

ten Wertes außerhalb seiner Toleranzgrenzen wird 40 MS wird der elektromagnetische Schalter EMS am

ein Alarmsignal AS₇, erzeugt. Zusätzlich kann auch Eingang des Systems eingeschaltet und dieses mit

eine Schaltung NSF, zur frühzeitigen Erkennung von dem Netz verbunden. Außerdem wird die Hilfsspan-

Netzspannungsfehlern vorgesehen werden, die eben- nungsquelle 4 zur sofortigen Versorgung des Re-

falls ein Alarmsignal AS₁ im Falle des Auftretens gisters 2 und der Logikschaltung 3 eingeschaltet,

eines solchen Fehlers erzeugt. Beide Alarmsignale 45 wodurch alle Stellglieder des.- Systems abgeschaltet,

werden zu dem Statusregister 2 übertragen, welches d. h., ah eine solche Steuerspannung gelegt werden,

daraufhin eine Ausschaltfolge einleitet. daß sie ihren maximal möglichen Serienwiderstands-

Ein weiterer Bestandteil des Stromversorgungs- wert annehmen. Das Statusregister 2 wird von dem

systems nach der Erfindung ist eine zu den Energie- Zustand »Aus« in den Zustand »Einschaltfolge« um-

speichera C₂ derjenigen Leitungen, welche kritische 50 geschaltet und dadurch die Einschaltfolge einge-

Spannungen führen, jeweils parallelgeschaltete Kurz- leitet.

schlußentladevorrichtung 6. Kernstück dieser Kurz- Da die Einschaltzeitpunkte T_n und Ausschaltzeitschlußentladevorrichtung ist im wesentlichen ein punkte T_A der kritischen und nicht kritischen Spansteuerbarer Silizium-Gleichrichter, im· allgemeinen nungen in einem bestimmten Verhältnis zuejnander eine Silizium-Vierschichtdiode. Bei der Dimensionie- 55 stehen müssen, muß auch dieser Zusammenhang bei rung dieser Schaltung ist vor allem der maximale der Ein- und Abschaltfolge berücksichtigt werden. Kurzschlußstrom von Bedeutung, da von ihm die Fig. 6 zeigt die charakteristischen Zeitpunkte der Zeit zur Entladung der Energiespeicher abhängt. Ein- und Abschaltung.

Für alle Ausgangsspannungen des Netzgerätes NG, Im abgeschalteten Zustand liegt an den Steuersowohl für die kritischen als auch die nicht kriti- 60 eingängen der Stellglieder das in Fig. 4 dargestellte' sehen, mit Ausnahme jedoch der Hilfsspannung HS Signal SA, welches allen Stellgliedern über die Leisind auch die zugeordneten Filterkondensatoren C_x tungen SL zugeführt wird. Nach der manuellen Einfand damit auch die Ladekondensatoren C_L; Fig.3) schaltung zum Zeitpunkt ES mit Hilfe des Schalters mit einer Schnellentladeeinrichtung 7 parallel ge- MS, erfolgt nach einer Verzögerung S₁ die Einschalschaltet. Die Schnellentladeeinrichtungen sollen in 65 tung des elektromagnetischen Schalters. EMS, wie der Lage sein, die Ladung der Filterkondensatoren ' Fig. 5 im oberen Teil ausführlich zeigt. Unter Jem C₁ (,+Ci) innerhalb von Sekundenbruchteilen nach Signalzug EMS ist der Verlauf des Effektivwertes dem Aussetzen eines Gleichstromes vom Netzgerät der Netzwechselspannung dargestellt. Darauf folgt

der Signalzug ANG, welcher den Verlauf der Ausgangsgleichspannungen an dem Netzgerät NG zeigt.

Nach der durch den elektromagnetischen Schalter EMS gegebenen Verzögerungszeit O₁ wird auch die Hilfsbatterie 4 über den Schalter BS, durch ein Steuersignal auf der Leitung BSL eingeschaltet. Dadurch wird der monostabile Multivibrator M₁ in dem aus drei Multivibratoren ß, M₁ und M₂ bestehenden Statusregisters 2 angestoßen, welcher nach der instabilen Periode T₁ wieder in die stabile »Null«-Lage zurückkehrt. Hierdurch wird der bistabile Multivibrator B in seine »Eins«-Lage gebracht, und das Statusregister enthält somit die Information: System eingeschaltet.

Das Ausgangssignal des Statusregisters 2 wird auch, wie bereits erwähnt, zu der Logikschaltung 3 übertragen, welche mit Hilfe ihrer Stellgliedsteuerung 9 über die Leitung SL mit Beginn der instabilen Phase von M₁ das Ausgangssignal SL_NK zu den Stellgliedern für die Regelung nicht kritischer Spannungen überträgt. Durch die Anhebung des Pegels von SE auf SA wird das entsprechende Stellglied in Betrieb genommen, so daß es mit seiner normalen Regeltätigkeit beginnen kann. Die Ausgangsspannung V_NK der Stellglieder für nicht kritische Spannungen zeigt ebenfalls die F i g. 5 als vierten Signalzug von unten gerechnet.

Nach der durch den monostabilen Multivibrator M₁ festgelegten Verzögerungszeit T₁ erhalten auch die Stellglieder für die Regelung der kritischen Spannungen das Potential S_A, so daß auch sie eingeschaltet werden und ihre normale Regeltätigkeit aufnehmen.

In F i g. 5 ist dann als vorletztes Signal die kritische Spannung V^ dargestellt. Alle mit Parallelkapazitäten behaftete Gleichpannungsleitungen zeigen den typischen Einschaltverlauf (Signale ANG, F_w,

Nach dem Ablauf der soeben erläuterten Einschaltfolge EF (F i g. 5), befindet sich das System in seinem eingeschalteten Zustand. Dieses wird im Statusregister 2 dadurch angezeigt, daß sich nur der bistabile . Multivibrator B in seiner »Eins«-Lage befindet.

bilen Multivibrators in seine »Nulk-Lage zurück. Außerdem erregt er den monostabilen Multivibrator M₂, welcher nach seiner instabilen Periode T₂ wieder in die Ausgangslage zurückkehrt und dadurch die Hilfsbatterie wieder abschaltet. Gleichzeitig mit der Rückkehr des monostabilen Multivibrators M₁ in seine stabile Lage wird das Steuersignal KS₁ zum Kurzschluß der Eingangskondensatoren C₁ (+Q.) erzeugt.

ίο Durch das Einschalten des monostabilen Multivibrators M₁ mit Hilfe des Alarmsignals AS₁ werden gleichzeitig die Steuersignale für die Stellglieder wieder abgeschaltet, so daß deren Serienwiderstand wieder auf den Maximalwert eingestellt wird. Die Logikschaltung 3 erzeugt ferner mit Hilfe ihrer Kurzschlußsteuerschaltung 10 das Signal KS₂, wodurch die Energiespeicher-Kondensatoren C₂, welche parallel zum Ausgang derjenigen Leitungen geschaltet sind, welche die kritischen Spannungen V_K führen, kurzgeschlossen werden. Fig. 5 zeigt den schnellen Abfall der kritischen Spannung VK. Da die Energiespeicherkondensatoren C₂ derjenigen Leitungen, welche die nicht kritischen Spannungen führen, nicht kurzgeschlossen werden, ergibt sich jeweils ein durch die Belastung-gegebener zeitlicher Verlauf der abfallenden Spannung.

Wie F i g. 5 weiter zeigt, ist im Statusregister 2 die Abschaltfolge AF dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer ersten Phase sich der bistabile Multivibrator B, und der monostabile MultivibratorM₁ in ihrer »Eins«- Lage befinden und der monostabile Multivibrator M₂ noch in der »Nulk-Lage steht. In der zweiten Phase, die bis zum Ende der Periode T₂ dauert, befinden sich der bistabile Multivibrator B und der monostabile Multivibrator M₁ wieder in der »Nulk-Lage, und der monostabile Multivibrator M₂ ist in seiner »Eins«-Lage.

Im Abschaltzustand A befinden sich dann alle Multivibratoren des System-Statusregisters 2 wieder in der »Nulk-Lage.

Manuelle Abschaltung

Die manuelle Abschaltung erfolgt, ebenso wie die manuelle Einschaltung, mit Hilfe des Schalters MS. In F i g. 5 ist die Abschaltung AS in dem ersten Signalzug dargestellt. Die manuelle Abschaltung wirkt um die Zeit δ₂ verzögert auf den elektromagnetischen SchalterEMS und schaltet diesen zum ZeitpunktM/4 ab. Dadurch wird die Netzwechselspannung vom Stromversorgungssystem abgetrennt und von der Fehlerschaltung NSF ein Netzwechselspannungsfehler NWF erkannt, worauf diese Schaltung das Alarmsignal AS₁ erzeugt. Der Abfall der Gleichspannung des Netzgerätes NG besitzt über den Bereich NABF einen normalen Verlauf. Erst nach der Erzeugung des Steuersignals KS₁ zum Kurzschluß der Filterkondensatoren C₁(H- C_L) erfolgt der beschleunigte Abfall der Gleichspannungen in _dem Bereich KABF, als Folge erkannter Fehler EKF. Mit der Abschaltung durch den elektromagnetischen Schalter EMS wird die Abschaltfolge AF eingeleitet. Im Statusregister 2 erregt das Alarmsignal AS₁ den monostabilen Multivibrator M₁. Dieser stellt durch seine Rückkehr in die stabile Lage nach der Verzögerungszeit T₁ den bistaNotabschaltung (Automatische Abschaltung)

Bei der Erkennung eines Fehlers entweder auf der Netzseite oder an den Gleichstromausgängen wird wieder ein Alarmsignal ^S₁ oder AS₂ erzeugt. Das Ausgangssignal AS₂ liefert die Überwachungsschaltung 5, welche in F i g. 1 dargestellt ist. Beide Alarmsignale werden zu dem elektromagnetischen Schalter EMS übertragen und bewirken dessen Notabschaltung NAA nach der Verzögerungszeit <5₃. Der weitere Verlauf der Abschaltfolge entspricht nun im wesentlichen derjenigen, die bereits im Zusammenhang mit

der manuellen Abschaltung erläutert wurde. Die Abschaltfolge mündet schließlich in den Abschaltzustand A ein, welcher im Statusregister 2 dadurch¹ gekennzeichnet ist, daß sich alle Multivibratoren in der »Nulk-Lage befinden.

Zur Festlegung der instabilen Zeiten T₁ und T₂ der monostabilen Multivibratoren M₁ und M₂ muß im wesentlichen beachtet werden, daß die instabile Periode T₁ größer gemacht wird als die Abschaltverzögerung δ₃ des elektromechanischen Schalters

EMS. Für die instabile Periode T₂ ist zu berücksichtigen, daß sie größer sein muß, als die für die Entladung der Eingangskondensatoren C₁ (+C_x,) benötigte Zeit.'

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Statusregister

Im übrigen zeigt F i g. 7 den schematischen Aufbau des Statusregisters. Wie diese Figur erkennen läßt, besitzt dieses Register, wenn man von der Spannungsversorgungsleitung absieht, drei Eingangsleitungen EMSL, AS₁ und AS₂, über welche die erforderlichen Kontrollsignale der aus einer Oder-Schaltung O₁ gebildeten Eingangsstufe zugeführt werden. Der Ausgang dieser Stufe ist kapazitiv mit dem Einstelleingang des monostabilen Multivibrators M₁ gekoppelt. Die Leitung EMSL wird aber nicht nur dem Eingangstor O₁, sondern auch einem weiteren Oder-Tor O₂ zugeführt, dessen Ausgangssignal auf der Leitung BSL den Batterieschalter BS schließt und im Falle der Abschaltung nun die Hilfsbatterie an die Versorgungsleitungen legt. Auch der »Eins«-Ausgang des monostabilen Multivibrators M₁ ist mit einem weiteren Eingang dieses Und-Tores O₂ verbunden. Der bistabile Multivibrator B besitzt sowohl an seinem »Eins«-Eingang als auch an seinem »Null«-Eingang eine Und-Schaltung (U₁, U₂). weiche jeweils zwei Eingänge besitzen. Der eine Eingang ist mit dem »Null«-Ausgang des monostabilen Multivibrators M₁ verbunden. Der andere Eingang des Und-Tores CZ₁ ist mit dem »Null«-Ausgang und der andere Eingang des Und-Tores U₂ mit dem »Eins«-Ausgang des bistabilen Multivibrators B verbunden.

Wie Fig.7 weiter zeigt, führt auch der »Eins«- Ausgang des bistabilen Multivibrators B zu einem Eingang der Oder-Schaltung O₂ und zu den Eingängen zweier weiterer Und-Tore U₅ und U₆. Das Ausgangssignal des Und-Tores U₆ ist das Signal KS₂ zur Steuerung der Kurzschlußentladung der Parallelkapazitäten von denjenigen Leitungen, weiche die kritische Spannung V_K führen. Das Ausgangssignal des Und-Tores U₅ ist das Signal SL_K zur Steuerung des Serienwiderstandes in den Stellgliedern derjenigen Leitungen, welche die kritische Spannung führen.

Der »Null«-Ausgang des bistabilen Multivibrators B ist einer der Eingänge der Und-Tore C/_a und CZ₄. Die Und-Schaltung i/₃ bezieht ihr zweites Eingangssignal von dem »Eins«-Ausgang des monostabilen Multivibrators M₁. Das Ausgangssignal dieser Und-Schaltung schaltet den monostabilen Multivibrator M₂ ein, dessen Ausgangssignal ebenfalls zu der Oder-Schaltung O₂ übertragen wird. Dieses Ausgangssignal ist ferner auch das Steuersignal KS₁, welches zur Steuerung der Ableitungen am Eingang der Stellglieder dient.

Der zweite Eingang der Und-Schaltung £/₄ ist ebenfalls mit dem »Eins«-Ausgang des monostabilen Multivibrators M₁ verbunden. Der Ausgang dieses Und-Tores führt ebenso wie der Ausgang des Und-Tores CZ₅ zu einer Oder-Schaltung O₃, deren Ausgangssignal das Signal SL_NK darstellt. Dieses Signal wird, wie bereits erwähnt, zur Kurzschlußentladung der Parallelkapazitäten derjenigen Leitungen benützt, welche die nicht kritischen Spannungen führen.

Zur Darstellung des Zustandes, in welchem sich das Statusregister jeweils befindet, dient die nachstehende Tabelle.

»Aus« (A) = Έ-M₁-M₂

»Einschaltfolge« (EF) =Έ·Μ₁
»Ein«(£) = B-M₁

»Ausschaltfolge« (AF) = B-M₁ + M₂

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der Ein- und Abschaltvorgänge eines Stromversorgungsgerätes, welches angeschlossenen Geräten verschiedene Spannungen liefert, von denen das Vorhandensein der einen (kritischen) Spannung ohne das Vorhandensein einer weiteren Spannung das angeschlossene Gerät gefährden kann, weshalb die sog. kritische Spannung als letzte ein- und als erste ausgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Ein- und Abschaltfolge der kritischen und nichtkritischen Spannungen eine Steuerschaltung vorgesehen ist, die mit Schaltungsanordnungen zur schnellen Erkennung von netzseitigen Wechselspannungsfehlern (NSF; Fig. 1) und Ausgangsspannungsund Stromfehlern (5) verbunden ist, die im Fehlerfall mittels eines primärseitigen elektromagnetischen Schalters (EMS) die Netzwechselspannung vom Gerät trennt und aus einer Schaltung zur Angabe des Zustandes (Ein, Aus, Ein-, Ausschaltfolge) der Einrichtung, ferner aus einer Schaltungsanordnung (3) zur vom Zustand abhängigen Erzeugung von Steuersignalen für die Steuerung der Stellglieder (1) und Siebglieder, wobei die Siebglieder so aufgebaut sind, daß jeweils ein Stellglied mit einem Eingangs- und Ausgangskondensator (C₁ und C₂) eine π-Schaltung bildet und schließlich aus steuerbaren Kurzschlußkreisen (6, 7) und Serienwiderständen (STW; Fig.4) besteht, welche die Entladezeitkonstanten dieser Schaltungsanordnungen beeinflussen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die (logischen) Ein- und Abschaltfolgesteuerungen im wesentlichen aus einem Statusregister (2; F i g. 1) zur Speicherung des momentanen Zustands der Ein- und Abschaltfolgesteuerungen, einer Stellglied-Abschaltesteuerung (9), die bei der Abschaltung den maximalen Serienwiderstand des gesteuerten Stellgliedes (Fig.4) einschaltet, und aus einer Kurzschluß-Entladesteuerung (10), welche die Energiespeicher-Kondensatoren (C₂), die parallel zum Ausgang derjenigen Leitungen geschaltet sind, welche die kritischen Spannungen führen, kurzschließt, besteht.

3. Einrichtungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Statusregister (2; Fig. 1) im wesentlichen aus einem bistabilen und zwei monostabilen Multivibratoren (B, M₁ und M₂) besteht, welche die Einschaltverzögerung der kritischen Spannungen gegenüber den nichtkritischen und die Abschaltverzögerung der nichtkritischen Spannungen gegenüber der kritischen bestimmen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsspannungsquelle (4; Fig. 1) vorgesehen ist, welche der Ein- und Ausschaltfolge und im Einschaltzustand die logischen Schaltungen (2,3; Fig. 1) und die Überwachungsschaltung (5) speist.