DE1588798C - Überwachungseinrichtung für elektronische Gleichspannungsregelgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für elektronische Gleichspannungsregelgeräte mit einem oder mehreren im Längszweig der Regeleinrichtung angeordneten Stelltransistoren und einem Strommeßwiderstand, der in Reihenschaltung mit einem Widerstand · eines Spannungsteilers im· Querzweig der Regeleinrichtung in den Steuerkreis eines Meßtransistors eingeschaltet ist.

Es ist bekannt, zum "Schutz von Stelltransistoren in Spannungsregelgeräten vor Überlastung den Spannungsabfall an einem vom Laststrom durchflossenen Meßwiderstand mit einer Bezugsspannung im Steuerkreis eines Transistors zu vergleichen und gegebenenfalls Maßnahmen einzuleiten, die eine Zerstörung der Stelltransistoren verhindern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine erweiterte Überwachungseinrichtung zu schaffen, bei der unter weitgehend gemeinschaftlicher Ausnutzung aller Schaltungstcile

nicht nur der Laststrom, sondern auch der Span- von der Ausgangsspannung unabhängige Hilfsnungsabfall an der Kollektor-Emitter-Strecke und spannung U Ii liefert über den Vorwiderstand R11 die Temperatur der Stelltransistoren elektronisch und die Diode D 2 einen öffnenden Steuerstrom für überwacht' werden. Die Überwachungseinrichtung die Stelltransistoren Ti 1. Die Hilfsspannungsquelle soll gleichzeitig auf andere mit der Gleichspannungs-- 5 liefert außerdem die Betriebsspannung für die Überrcgeleinrichtung zusammenwirkende Schaltungsteile wachungsschaltung. Die Spannungsregelung erfolgt einwirken, um die Voraussetzungen für eine Wieder- mit einem für stetig wirkende Stellglieder gebräucheinschaltung des Regelgerätes nach Behebung einer liehen Spannungsregler Sp, der nicht näher beStörung zu schaffen. ■ schrieben wird. Ebenfalls im Längszweig der Regel-Gemäß der Erfindung sind ein erster und ein io schaltung ist der Strommeßwiderstand R 5 angezweiter Meßtransistor bei Überlastung des Gleich- ordnet, der vom Laststrom durchflossen wird. Im spannungsregelgerätes unter Zuhilfenahme von mit Querzweig ist hinter den Stelltransistoren TsI- ein Zeitgliedern arbeitenden Transistorstufen und einer Spannungsteiler R 3, R 4 vorgesehen, der an der Ausvon der Ausgangsspannung des Regelgerätes un- gangsspannung Ua liegt: Die Reihenschaltung aus abhängigen Hilfsspannung im Steuerkreis zweier 15 den Widerständen R 3 und R 5 bildet mit dem Basis-Hilfsthyristoren angeordnet, die in zeitlicher Ab- Emitter-Kreis des Meßtransistors Ts 3 den ersten hängigkeit voneinander Spannungsimpulse auf je Schaltungsteil zur Stromüberwachung. Einen weiteren eine Primärwicklung eines gemeinsamen Impuls- Meßkreis zur Spännungsüberwachung bildet die Übertragers geben, der über vorzugsweise mehrere Steuerstrecke des Transistors Ti 3 mit der Diode Z1 von galvanisch getrennten Sekundärwicklungen des 20 und den dazu in Serie liegenden Kollektor-Emitter-Impulsübertragers gesteuerte Abschaltthyristoren die Strecken aller parallelgeschalteten Stelltransistoren Sperrung' des Stelltransistors bzw. der Stelltransisto- Ts 1. Der Meßtransistor Ts 3 ist über einen Transistor ren, die Abschaltung eines der Regeleinrichtung vor- Ts 4 mit der Steuerstrecke des Hilfsthyristors Ty 2 geschalteten Gleichrichtergerätes und Entladung verbunden. Dem Transistor Ts 4 ist ein Meßtransistor eines Siebkondensators am Eingang der Regel- 2s Ts 5 parallel geschaltet, dessen Basis-Emitter-Kreis einrichtung und gegebenenfalls die automatische in Serie mit einer Diode Z 2 den Kaltleiter R k zur Wiedereinschaltung des Regelgerätes bewirkt. ■ Temperaturüberwachung - der Stelltransistoren Ts 1 Außer der Überwachung des Laststromes der enthält. Der Hilfsthyristor Ty 2 liegt über ein Spannung und der Temperatur am Stelltransistor RC-GM&d R 6, C 3 in Reihenschaltung mit einem übernimmt die Überwachunesschaltuni» weitere mit 30 Teil I der Primärwicklung des Impulsübertragers Tr der Verbesserung der Betriebssicherheit von Strom- an der Hilfsspannung Ujt. Für die Schaltung zur versorgungseeräten eng zusammenhängende Funk- Stromüberwachung ergibt sich" folgende Wirkungstionen. Nach dem Abschalten des Regelgerätes wer- weise: Bei Überstrom überwiegt die am Strommeß-' den von .der Überwachungsschaltung selbsttätig in widerstand R S entstehende Spannung den Spannungseinem bestimmten Rhythmus Wiedereinschaltversuche 35 abfall am Widerstand R 3 des ,Spannungsteilers im gemacht, um die Ausfallzeit der Stromversorgung Querzweig der Schaltung. Der Meßtransistor Ts 3 möglichst kurz zu halten. Die Überwachungsschaltung wird jetzt leitend gesteuert und zündet über den unterscheidet dabei drei Kriterien, um das Regel- Transistor Ts 4 den Hilfsthyristor Ty 2. Jetzt kann gerät nicht erneut zu gefährden. Ist die Störunas- über den Primärwicklungsteil I des Impulsübertragers Ursache eine kurzzeitige Überlastung, dann wird der 40 Tr und den Kondensator C 3 mit dem parallel-Wiedereinschaltversuch in zeitlichen Abständen von geschalteten Entladewiderstand R 6 ein Strom fließen, z.B. 2 Sekunden wiederholt. Bei Dauerkurzschluß der zur Aufladung des Kondensators C 3 führt. Der bleibt das Regelgerät nach einem ersten' Wieder- Kondensator C 3 nimmt verzögert Spannung auf einschaltversuch abgeschaltet. Bei thermischer Über- und steuert nach Erreichen der Arbeitsspannung der lastung des Stelltransistors bzw. der Stelltransistoren 45 Diode Z 3 den Löschtransistor Ts 6 in den leitenden erfolnt die Wiedereinschaltung in Abhängigkeit von Zustand. Der Hilfsthyristor Ty 2 wird dadurch stromder Temperatur am Stelltransistor bzw. an den Stell- los. Der Löschtransistor Ts 6 hält den Strom durch transistoren. Ist dem Regelgerät ein mit LC-Siebung die Primärwicklung I so lange aufrecht, bis infolge arbeitendes Gleichrichtergerät vorgeschaltet, so kön- der Entladung des Kondensators C 3 der Basisstrom nen beim Einschalten Überspannungen an den Stell- 5° unterbrochen wird. Während der Dauer des Impulses transistoren auftreten. Um zu verhindern, daß die wird der Übertrager Tr ummagnetisiert. In den drei Spannuncsüberwachung darauf anspricht, wird der Sekundärwicklungen des Übertragers entstehen Zünd-Siebkondensator bei jeder Abschaltung des Regel- impulse, die über die Vorwiderstände R 12, R13 und gerätes entladen, um bei der Einschaltung verzögert R14 und die Steuerstrecken der Abschaltthyristoren auf Nenn-Spannung aufgeladen zu werden. 55 Ty 4, Ty 5 und Ty 6 einen Zündstrom treiben. Der Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Abschaltthyristor Ty 4 entzieht den Stelltransistoren Hand eines in den. Fig. la und Ib dargestellten Ts 1 den öffnenden Steuerstrom. Die Stelltransistoren Ausführunpsbeispiels näher erläutert. sperren jetzt, und der Ausgang des Regelgerätes Das Gleichspannungsregelgerät ist auf seiner Ein- wird spannungslos. Gleichzeitig sperrt der Abschaltganpsseite (Spannung £/,.) mit einem beispielsweise 60 thyristor Ty 5 über die Leitungen α und b ein vorthyristorneregelten Gleichrichtergerät verbunden, das geschaltetes, in der Figur nicht dargestelltes Gleichin der Figur nicht dargestellt ist. Im Längszweig der richtergerät. Der Thyristor Ty 6 zündet den Thvristor Schaltung ist in bekannter Weise das Stellglied Ts 1 TyI, der den Siebkondensator C1 über den Widerangcordnct, das im Ausführungsbeispiel aus mehre- stand R 1 entlädt. Die pulsierende Hilfsspannung Us, ren Transistoren besteht, deren Kollektor-Emitter- 65 die über die Diode D 1 am Widerstand R 1 licc.t, Strecken einander parallel geschaltet sind. Zur löscht den Thyristor Tv 1 nach der Entladung des Symmetrierung der Kollektorströme· ist jedem Stell- Siebkondensators C1 auf einen durch die Größe der transistor ein Emitterwiderstand zugeordnet. Eine Hilfsspannung Us vorgegebenen Spannungswert. Bei

den Thyristoren Ty 4, Ty 5 und Ty 6 handelt es sich glied bestimmt ist, an den Primärwicklungsteil II des

um steuerbare Gleichrichter, die mittels, der Steuer- Impulsübertragers Tr gegeben. Das Zeitglied steuert

elektrode gesperrt werden können. · den Transistor Ts 10, der den Thyristor Ty 3 löscht

Um die Laufzeit des Abschaltsignals vom Meß- und den. Impulsstrom -während der Impulsdauer

widerstand R 5 bis zu den Abschaltthyristoren Ty 4, 5 übernimmt. In den drei Sekundärwicklungen ent-

Ty 5 und Ty 6, die bei Kurzschluß die Stelltransisto- stehen Löschimpulse, die über die Steuerstrecken

ren Ts 1 gefährden kann, unschädlich zu machen, ist der. Abschaltthyristoren Ty 4, Ty 5 und Ty 6 einen

zwischen dem Kollektor des Meßtransistors Ts 3 und Sperrstrom treiben, wodurch diese löschen. Danach

der Basis des den Stelltransistoren fs 1 vorgeschalte- wird der öffnende Strom für die Stelltransistoren Ts 1

ten Transistors Ts 2 eine Diode D3, in Serie mit io wieder freigegeben. Die Spannung am Ausgang des

einem Widerstand R 10 eingeschaltet. Durch diesen vorgeschalteten Gleichrichtergerätes läuft angenähert

Schaltungsteil erreicht man, daß durch die am Meß- nach einer e-Funktion ohne Überschwingungen auf

widerstand R 5 abfällende Spannung über den leitend den Nennwert der Ausgangsspannung hoch. Nach

gesteuerten Meßtransistor Ts 3,.¹ die Diode D 3 und jeder Abschaltung infolge Überstromes in den

den Widerstand R10 der Abschaltvorgang der Stell- 15 Stelltransistoren erfolgt nach . beispielsweise etwa

transistoren verzögerungsfrei eingeleitet und die 2 Sekunden ein Wiedereinschaltversuch entsprechend

Laufzeit überbrückt wird. · der Umladung des Kondensators C 4. Bei einem

Nach einer Überlastung des Regelgerätes durch Dauerkurzschluß bleibt nach dem ersten Wieder-

Überstrom, die zu einer Abschaltung des Regel- einschaltversuch der Einschalttransistor Ts 8 leitend

gerätes geführt hat, erfolgt unter Verwendung eines ao und der Koppelkondensator C 5 aufgeladen, da sich

Zeitgliedes ein automatischer Wiedereinschaltversuch. am Ausgang keine Spannung aufbauen kann und

Der Schaltungsteil für die automatische Wieder- daher keine Sperrspannung über den Vorwiderstand

einschaltung enthält außer dem Zeitglied, das aus 7? 8 an die Steuerstrecke des . Einschalttransistors

der Parallelschaltung von Widerstand R 7 und Kon- Ts 8 gelangt. Das Gerät bleibt ohne weitere Ein-

densator C 4 besteht, eine Transistorstufe Ts 8,. die 25 schaltversuche abgeschaltet.

über einen Koppelkondensator C5 mit einem Impuls- Die Spannungsüberwachung.für die Stelltransistotransistor Ts 9 verbunden ist, der an die Steuer- ren erfolgt mittels der. im, Basis-Emitter-Kreis des strecke eines Hilfsthyristors Ty 3 angeschlossen ist. Meßtransistors Ts 3 in Serie mit der Kollektor-Die Wiedereinschaltung erfolgt verzögert durch Um- Emitter-Strecke des .Stelltransistors bzw. der Stell-.ladung des Kondensators C 4 nach einer Ab- 30 transistoren Ts 1 angeordneten Diode Zl. Bei Überschaltung. Den zum Ladekondensator C 4 parallel- spannung wird der Meßtransistor Ts 3 leitend gegeschalteten Steuerwiderstand R 7 durchfließen über steuert. Die Abschaltung und automatische Wiederdie Vorwiderstände R8 und R9 gegeneinander einschaltung erfolgen in gleicher Weise wie bei einer gerichtete Ströme, wobei'der Strom über den Vor- Überlastung durch Überstrom:
widerstand R 8, der von der Ausgangsspannung der 35 Der vom Kaltleiter R k gesteuerte Meßtransistor Schaltung abgeleitet'wird, den von der Hilfsspannung Ts S überwacht die Stelltransistortemperatur. Bei Uh abgeleiteten und über den Widerstand R 9 Übertemperatur wird der Kaltleiter hochohmig und fließenden Strom überwiegt. · der Meßtransistor TsS dadurch leitend gesteuert.

Die Differenz der Ströme erzeugt am Steuer- Die Abschaltung der Stelltransistoren erfolgt in widerstand Rl eine Spannung, die. den- Einschalt- 40 gleicher Weise wie bei der Abschaltung durch Übertransistor Ts 8 gesperrt hält. Wird infolge einer Ab- strom über den Hilfsthyristor Ty 2. Für die Wiede-schaltung der Ausgang des Regelgerätes spanriungs- einschaltung des Regelgerätes wird der bereits belos, dann ist im Steilerwiderstand R 7 nur noch der schriebene Schaltungsteil benutzt, jedoch unter VerStrom über den Widerstand R 9 aus der Hilfs- wendung einer zusätzlichen Transistorstufe Ts 7 zur spanhungsquelle wirksam. Die Spannung am Steuer- 45 Einschaltverzögerung. Gleichzeitig mit dem Meßwiderstand R 7 polt sich, verzögert durch den Lade- transistor Ts 5 für die Stelltransistortemperatur wird kondensator C 4, um und schaltet nach Erreichen der . der Transistor Ts 7 leitend gesteuert. Die Kollektor-Arbeitsspannung der im Basis-Emitter-Kreis liegen- Emitter-Strecke dieses Transistors liegt parallel zum den Diode Z 4 den Einschalttransistor Ts 8 durch. . Steuerwiderstand R 7 und verhindert somit die Um-Der ImpulstransistorTs 9 ist bis zur Aufladung des so ladung des Ladekondensators C 4. Der Einschalt-Koppelkohdensators C 5 leitend gesteuert und legt transistor Ts.8, der vom Umladevorgang gesteuert einen Zündimpuls an die" Steuerstrecke des Hilfs- wird, bleibt daher so lange gesperrt, bis die Anthyristors Ty 3. Der Hilfsthvristor Ty 3 liegt in Serie sprechtemperatur des Kaltleiters R k wieder untermit einem Zeitglied (ÄC-Glied) R15, C 8 und mit schritten wird. Die Transistoren TsS und Ts 7 dem Primärwickiungsteil II des Impulsübertragers Tr 55 sperren dann wieder und geben die Umladung des an der Hilfsspannung Uh. Bei diessen Zündung wird Ladekondensators C4 und damit, die Wiederein Spannungsimpuls, dessen Länge durch das Zeit- einschaltung frei!

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung für elektronische Gleichspannungsregelgeräte mit einem oder mehreren im Längszweig der Regeleinrichtung angeordneten Stelltransistoren und einem Strommeßwiderstand, der in Reihenschaltung mit einem Widerstand eines Spannungsteilers im Querzweig der Regeleinrichtung in den Steuerkreis- eines Meßtransistors eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Meßtransistor (Ts 3, Ts 5) bei Überlastung des Gleichspannungsregelgerätes unter Zuhilfenahme von mit Zeitgliedern arbeitenden. Transistorstufen und einer von der Ausgangsspannung des Regelgerätes unabhängigen Hilfsspannung im Steuerkreis zweier Hilfsthyristoren (Ty 2, Ty 3) angeordnet sind, die in zeitlicher Abhängigkeit voneinander Spannpngsimpulse auf je eine Primärwicklung eines gemeinsamen Impulsübertragers (Tr) geben, der über vorzugsweise mehrere von galvanisch getrennten Sekundärwicklungen des

- Impulsübertragers gesteuerte Abschaltthyristoren (Ty 4, Ty 5, Ty 6) die Sperrung des Stelltransistors bzw. der Stelltransistoren (Ts 1), die Abschaltung eines der Regeleinrichtung vorgeschalteten Gleichrichtergerätes und die Entladung eines Siebkondensators am Eingang der Regeleinrichtung und gegebenenfalls die Wiedereinschaltung· des Regelgcrätcs bewirkt.

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Meßtransistor (Ts 3) außer dem Meßkreis mit dem Strommeßwiderstand (R 5) einen weiteren Meßkreis mit einer Serienschaltung aus der Emitter-Kollektor-Strecke des Stelltransistors (Ts 1) und einer Diode (Z 1) zur Spannungsüberwachung besitzt. · ' -

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 4°' oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hilfsthyristor (Ty 2) in Abhängigkeit von der Überschreitung der zulässigen Werte von Strom, Spannung und- Temperatur des .Stelltransistors die Abschaltung des Regelgerätes durch Zündung 45' der Abschaltthyristoren (Ty 4, Ty 5, Ty 6) durch einen Spannungsimpuls einleitet.

' 4.. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfsthvristor (Ty 3) nach einer Abschaltung und Fortfall der Ausgangsspannung die verzögerte automatische' Wiedereinschaltung des Regelgerätes ■ durch Löschung der Abschaltthyristoren (Ty 4, TyS, Ty 6) einleitet.

5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschaltung durch Überstrom oder Überspannung ein aus einer Parallelschaltung von Widerstand (R 7) und Kondensator (C 4) gebildetes, die Verzögerung bestimmendes Zeitglied in. Reihenschaltung mit einer Diode (Z 4) in den Steuerkreis eines Transistors (Ts 8) eingeschaltet ist und daß der Widerstand (Ii 7) im normalen Bctriebsfall entgegengesetzt von zwei Gleichströmen unterschiedlicher Größe durchflossen wird, von denen der größere von der Ausgangsspannung des Rcgulgeräles und der kleinere von der unabhängigen Hilfs-.spannungsquclle abgeleitet ist.'

6. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hilfsthyristoren (Ty 2, Ty 3) unabhängig von der Strom- und Spannungsüberwachung in einem ersten Meßtransistor (7'i3) von einem weiteren Meßtransistor (Γ·ν 5) ansteuerbar sind, der unter Verwendungeines Kaltleiters (Rk) die Temperatur des Stelltransistors bzw. der Stelltransistoren (Ts 1) überwacht. ■ .

7. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Hilfsthyristoren (Ty 2, Ty 3) je ein Löschtransistor (Ti 6, Ti 10) mit einem Zeitglied (C 3, R 6; C 8, R15) zugeordnet ist, der nach Löschung des entsprechenden Thyristors den Impulsstrom durch den Impulsübertrager (Tr) für eine durch das zugehörige Zeitglied bestimmte Impulsdauer übernimmt.

8. Überwachungseinrichtung nach .Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor des Meßtransistors (Ts 3) und der Basis des Stelltransistors bzw. der Stelltransistoren (Ts 1) oder eines vorgeschalteten Transistors (Ts 2) vom gleichen Leitfähigkeitstyp eine Diode (D 3) und ein Widerstand (R 10) in Serie angeordnet sind.

9. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltthyristor (Ty 6) zur Entladung des Siebkor.densators (C 1) einen Entladethyristor (TyI) zündet, der durch eine pulsierende Hilfsspannung (U_s) nach der Entladung auf einen definierten Spannungswert gelöscht wird. ....

10. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß nach einem erfolglosen Wiedereinschaltversuch bei ' Dauerkurzschlüß das Regelgerät abgeschaltet bleibt.

11. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ,nach Abschaltung des Regelgerätes bei Übertemperatur des Stelltransistors bzw.,,der. Stelltransistoren (TjI) das Zeitglied (C 4, R 7) für die Wiedereinschaltung durch einen vom zweiten Meßtransistor (TsS) gesteuerten Transistor (Ti 7) unwirksam geschaltet ist.