DE1763346A1 - UEberlastungssicherung fuer elektronische Relaisanordnungen - Google Patents
UEberlastungssicherung fuer elektronische RelaisanordnungenInfo
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- H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
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Description
-
Ü@n .1:@tun@;:@icllerun für elektronische Relaisanördxiun en --------- --------- ----- .Die Erfindung be-ieht :.sich auf eine Schaltungsanordnung für eine 2i#1Lsttätige Überlastungssicherung elektronischer Schal- @, unG en. Als elektronische Schaltungen sind it:i folgenden neben elek" #roiii:c?:en ächaltern auch elektronische Relaisanordnungen, - Dabei ist es ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß die Erwärmung des Strommeßvriderstandes sowohl durch den ihn durchfließenden Strom als aber auch durch die Umgebungstemperatur bestimmt ist. Die Sicherung schützt daher die Ausgangsschaltung auch abhängig von der Umgebungsternperatur. Da die Curie-Temperatur konstant und nur vom T:aterial abhängig ist, wird der für die Erwärmung des ferromagnetischen Hauteils nötige Ausgangs-
atL:om t@it zunehmender Umgebungstemperatur kleiner. 3 o -äird auch die Verlustleistung in der Ausgangß- gi i .3chaltung Kleiner, so daß sich im Uberlastuligsrall eine von der Umgebungstemperatur nahezu unabhängige TemDeratur der Bauelenente in der Ausgangsschaltung ergibt. ' .;ei-tere ürläuterungeii der Erfindung Nerden in folgenden anhand 'der Figuren 1, 2, > und 4. gegeben. Dabei zeigt: Dir. 1 das Prinzip einer thermischen Kopplung, -,ig. 2 eine graphische Darstellung des Ver- laufs der Temperatur und der Leistung in Abhängigkei t von der Zeit, fig. 3 ein praktisches Schaltbeispiel für eine ele@@tröiische l-:c:laisanordiiu:ig, bei der die galvanische Trennung z#aischen Ein-- - ünd Ausgangsä,--reis mittels Übertrager erreieht ist, - r ig. 4 - schließlich eine;eiere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Zurhliutey°u@g des erfindungsgemäßen Prinzips wird als @,Y:,:tes auf die#iöu1 hingeViiesen. Dort ist das Ersatz-- ue__:xl ibila für eine t:errische Kopplung dargestellt. Das- 'erromf:g=etiäche Bauteil ist izdiesem fall ein Il:agne tkern :K. Mit %I ist die eiristrd<<äende Leistung, die in diesem Fnlle alsrärr.!eci s tung in Erscheinung tritt, tozeichnet. Die thernischen ;('orte eines Strommeßwider- - Die Steuerwirkung einer in einem Strommeßwiderstand gebildeten und über die thermische Rückkopplung auf den Kern einwirkenden Steuergröße zeigt die Figur 2. Dort sind in einer ersten Zeile die Temperaturen des Kernes IK (durchgezogene Linie) und des Strommeßwiderstandeo IR (gestrichea_--te Linie) als Funktion der Zeit dargestellt. Eine strichpunktierte Linie gibt den Wort der Curie-Temperatur wN des betreffenden magnetischen Werkstoffes, aus dem der Magnetkern besteht, an. In einer zweiten Zeile ist die den Strommeßwiderstand erwärmende Leistung h1 ebenfalls als Funktion der Zeit dargestellt. Es sei angenommen, daß bis zum Zeitpunkt t0 die Funktionen normal verlaufen, d.h. keile unzulässig hohe Leistung auftritt. Ein zu diesem Zeitpunkt einsetzender plötzlicher Leistungsanstieg bedingt eine Erhöhung, der Widerstandstemperatur M (erste Zeile der Figur 2). Die thermischen Größen des ätrommeßwiderstanden und der thermischen Kopplung sind dabei so gewähl t, daß die Temperatur des Strommeßwiderstandes steiler ansteigt als die des Magnetkernes. Dadurch ergibt sich die in :Figur 2 mit tän bezeichnete "Verzögerungszeit"
für den Regelvorgang. Durch die Verwendung eines Heiß- leiters als S±rommeßwiderätand kann dieser Temperaturan- stieg noch steiler gemacht werden. Zum Zeitpunkt t1 er- reicht die Terperatur .f'ci des 1,=agne-Lkernes dessen Curie- Temperatur 'C, d.h., der Magnetkern verliert seine Per- meabilität. Der Stromfluß wird Null, d.h. die Leistung rd geht ebenfalls auf den Y'ier t Null zurück.- Die sich daran ,anschließende Abkühlung des Strommeßwiderstandes und des i,agnetlterne ä führt zum Zeitpunkt t2 dazu, daß infolge der höheren z'ärhek@:pazität des Magnetkernes eine Umkehr des "Wärmeflusses eintritt. Zum Zeitpunkt t3 erreicht der r=ägne-tkern wiederum die Curie-Temperatur, während die Teni- peratür deo StrommeßWiderständes tiefer liegt. Nach Unter- schreiten der Curie-Temperatur erhält der @'Iagnetkern s"ine magi:eti@Tchen Eigenschaften wieder, so daß der Stromfluß erneut einsetzt. Infolgedessen steigt die Temperatur nji? des S trömmeßwiderstandes erneut an o "Penn zum Zeitpunkt t4 der 1agnetkorn und der Strörrmeßwders tand wiederum gleiche ='cr::peratur besitzen, beginnt auch die Temperatur des Ker- nes erneuet zu steigen, erreicht zum Zeitpunkt t5 erneut den Curie-Punkt, so daß der Stromfluß erneut unterbrochen wird und der .torgang sich wiederum wiederholt. Man erkennt anhand der Figur 2 deutlich, daß sowohl zum Zeitpunkt t2 al s auch zum Zeitpunkt t4 Magnetkern und Wiederstand je- weis gleiche Temperatur aufweisen. Im ersten fall liegt diese Temperatur jedoch über, im zweiten Fall unterhalb des Gui-ie-Punktes ö Durch die thermische -Kopplung zwischen Strommeß"@iderstand und Magnetkern entsteht also eine periodische Abfrage des Auegang:.stromeso Die Abfragefre- auenz ist bei konstanteriii Ausgangsstrom abhängig von den thermioehen Größen, die entsprechend der Darstellungs- - weise in Figur 1 auch als thermische Zeitkonstanten be- zeichnet werden können. @`v'ählt man demnach die zwischen dem - Dadurch, daß die Temperatur des Strommeßwiderstandes auch abhängig von der Umgebungstemperatur ist, wird vorteilhafter ;leise der für die Erwärmung des Magnetkernes nötige Ausgangsstrom mit zunehmender Umgebungstemperatur kleiner, was gleichzeitig eine Verringerung der Verlustleistung bedeutet. Anhand der Figur 2 erkennt man,_daß der Ansprechwert der Überlastungssicherung durch das Produkt aus fließendem Überstrom und Zeitdauer der Überlastung bestimmt ist. Dabei ist es ein besonderer Vorteil der erfindungsger:äßen Anordnung, daß bei allen Überlastungen, die unterhalb des Ancprechwertes der Überlastungssicherung liegen, die normale Arbeitsweise der elektronischen Schaltung nicht beeinflußt wird und daß nach Beenden .einer Überlastung und Abkühlen des Kernes auf eine Temperatur unterhalb des Curie-Punktes die Sicherung selbsttätig in den eingeschalteten Zustand zurückkehrt.
- Ein praktisches Ausführungsbeispiel zeigt die Figur 3. Dort ist eine den Magnetkern K enthaltende elektronische Relaisanordnung RA dargestellt, in deren Ausgangskreis der von Strom IA durchflossene Strommeß:°riderstand R.M geschaltet ist. Die in der Figur i als Wärmewiderstand RRK symbolisierte thermische Rückkopplung ist hier lediglich durch eine schraffierte Linie angedeutet worden. Der
Strommeßwi derstand kann beispiels;,ieise aus einer biflar tiderständs-#rieklung auf dem V2agnetkern selbst e:@tcherz. Bei einer anderen elektronischen Relaisanord- nung, die nach dem Modulatorprinzip arbeitet, können @:attel einer 1'r'i derstandswiclrlung die ModulatorUbertrager über den Curic-Punkt er:rärnt und die Ausgang s:-transistoren hierdurch gesperrt -irerQen. Ir-: :fahren der Erfindung ist es auch möglich, die eher- I sehe Koplilung zurl Steuerkreis einer Relaisanordnung zu- rückzuführen. In einen solchen Fall ist es nicht erfor- derlich,-die --Regelung über die Beeinflussung des magne- -,.i,@c?:o=t @enkmteffes durehzurihren. Vielmehr kann bei- spi,_el @--cise im Steuerkreis ein sogenannter Heiß- bzwo Kaltleiter an ,geeigneter Stelle vorhanden sein. Figur 4a zeigt. eine solche Anordnung mit eine:: Heißleiter HZ, Figur 4b eine mit einer:: Kaltleiter KZ. Zn beiden Fällen ist der Strerine2;riderettnd wiederum mit R!Mbdzeichne to Seine '#L'e-reatur ist einerseits von dem ihn durchfließen- den Strom M, andererseits vor. der Umgebungstemperatur ab- @..ir:z;ig. @:ei.`?- bzw. Kaltleiter sind in diesem Beispiel fremdbeheizt. Dabei ist die Heizung dieser temperaturab- T:,'_1: g--g#e- i der stände durch die therriwcr#e Kopplung die in den Beispielen der i-igur 4a und 4b schraffiert ange- deutet ist, realisiert. hei zu: hohen Ausgangsströmen s=chließ t dem cißleiter EI, der Figur 4a: den Steuerkreis kurz, zehrend der Faltleiter Kh in Figur 4b den Eingangs- widerstand des Steuerkreises erhöht. In beiden Fällen *vir l`+ die _fi@i.stazdsv eränd-er urg regelnd auf die elek.- trcnische uela#.isanordnung.
Claims (1)
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P ,a t e n t a n s p r ü c h e ----------------------------- 1. Schaltungsanordnung für eine selbsttätige Über-' lastungssieherung elektronischer Schaltungen mit ferromagnetischen Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausgangskreis der elektronischen Schaltung ein S trommeßwiderstand (FTI) vorhanden ist, dessen Erwärmung über eine thermische Kopplung (RRK) als thermische Regelgröße für die magnetischen Eigen- schaften der ferromagnetischen Bauteile wirkt: 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1dadurch Bekenn- zeichnet, daß die zwischen dem Strommeßwiderstand (RII) und deri oder den ferromägneti schon Bautoden (K) vorhandene thermische Kopplung (RRh)die eher- mizcheii' Jerte des Strohmeßwiderstandeü ("ärme@@@ider- stand RFI:, :ämekapa.zität CR) und des oder der ferro- mc:gnetischen Bauteile (i`Tärme-#iiderstand RKZ, lärme- kapüzi tät CK) derart bemessen sind, daß der Beginn eines Regelvorganges, nach Überschreiten der Terpe- ratur am Stromr:eßwiderstaiid (PJf) um eine bestimmte Zeit (tan) verzögert ist: 3: Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, die Igr;ärmung des Strommeßwider- Stande s (PII) durch den ihn durch-fließenden Ström (IA) und/oder durch die Umgebungstemperatur be- stimmt ist. .: Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis >dadurch gekennzeichnet, daß der obere ;ert für den Beginn eines Regelvorganges durch die Curie-Temperatur (@G) de:i magnetischen Materials des oder der fe-rro- magnetischen Bauteile (K) bestimmt ist. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strommeßrrideratänd (Rhfi) als Viderstandswicklung auf dem die Steuerenergie über- tragenden ferromagnetischen Bauteil (K) ausgebildet ist. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stronmeßvrderstand (RPZ) ein Beißleiter ist. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strommeßwiderstand (RM) als Heizung für einen temperaturabhängigen Vider s Land dient. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn-- zeichnet, daß" der tempezaturabhängige Widerstand (R1,1) ein fremdbeheizter Kaltleiter (KZ) bzw. Heißleiter (HZ) ist. @. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,- daß der Kaltleiter (KZ) bzw. Heiß- leiter (HZ) im Steuerkreis der elektronischen Relais- anordnung liegt.
Priority Applications (1)
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DE19681763346 DE1763346C3 (de) | 1968-05-09 | 1968-05-09 | Schaltungsanordnung zur Überlastungssicherung für elektronische Relaisanordnungen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19681763346 DE1763346C3 (de) | 1968-05-09 | 1968-05-09 | Schaltungsanordnung zur Überlastungssicherung für elektronische Relaisanordnungen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE1763346A1 true DE1763346A1 (de) | 1971-10-21 |
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DE1763346C3 DE1763346C3 (de) | 1974-06-06 |
Family
ID=5697493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681763346 Expired DE1763346C3 (de) | 1968-05-09 | 1968-05-09 | Schaltungsanordnung zur Überlastungssicherung für elektronische Relaisanordnungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1763346C3 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2286661A1 (fr) * | 1974-10-02 | 1976-04-30 | Siemens Ag | Oscillateur pour un appareil de chirurgie a haute frequence |
FR2375741A1 (fr) * | 1976-12-21 | 1978-07-21 | Ates Componenti Elettron | Dispositif de protection a semi-conducteurs |
AT506682B1 (de) * | 2008-04-17 | 2014-05-15 | Adaptive Regelsysteme Ges M B H | Strommesseinrichtung und verfahren zur galvanisch getrennten messung von strömen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB953731A (en) * | 1959-09-24 | 1964-04-02 | Mettoy Co Ltd | Improvements relating to toy vehicles |
-
1968
- 1968-05-09 DE DE19681763346 patent/DE1763346C3/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2286661A1 (fr) * | 1974-10-02 | 1976-04-30 | Siemens Ag | Oscillateur pour un appareil de chirurgie a haute frequence |
FR2375741A1 (fr) * | 1976-12-21 | 1978-07-21 | Ates Componenti Elettron | Dispositif de protection a semi-conducteurs |
AT506682B1 (de) * | 2008-04-17 | 2014-05-15 | Adaptive Regelsysteme Ges M B H | Strommesseinrichtung und verfahren zur galvanisch getrennten messung von strömen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1763346B2 (de) | 1973-11-15 |
DE1763346C3 (de) | 1974-06-06 |
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