DE19534308A1 - Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwachung - Google Patents

Description

In der Telekommunikationstechnik werden Übertragungssysteme und insbesondere Spannungsversorgungseinrichtungen redundant ausgebildet. Eine redundante Dimensionierung von Einheiten der Übertragungstechnik wird von den Betreibergesellschaften wegen einer erhöhten Ausfallsicherheit gefordert.

Um eine Datenübertragung auch in Fehlerfällen sicherzustellen werden neben Ersatzstrecken zur Übertragung von Daten auch Übertragungssysteme und insbesondere Stromversorgungseinrich­ tungen doppelt bereitgestellt. Die nicht direkt in die Nach­ richtenübertragung einbezogenen redundanten Einrichtungen werden dabei im Standby-Modus betriebsbereit gehalten. Die im Standby-Modus betriebenen Geräte übernehmen dann im Fehler­ fall unterbrechungsfrei die jeweiligen Funktionen der ausge­ fallenen elektrischen Einheiten oder im Fall eines Ausfalls einer Spannungsversorgungseinrichtung die Versorgung der elektrischen Geräte mit der zu ihrem Betrieb nötigen Betriebspotentialspannung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwachung anzugeben, wobei das den Spannungsaus­ fall signalisierende Signal potentialgetrennt von den zu überwachenden Eingangsspannungen sein soll.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von zwei Eingangsspannungen gebildet aus einer Anschalteeinheit vorgesehen ist, einer Koppeleinheit und einer Ausgangseinheit, wobei an der Ausgangseinheit bei Ausfall mindestens einer Eingangsspannung ein diesen Ausfall anzeigendes Ausgangssignal abgreifbar ist und an der Basis eines in der Anschalteeinheit angeordneten ersten Schaltelementes die erste und am Emitter des Schalt­ elementes die zweite Eingangsspannung angeschlossen ist und daß die Koppeleinheit aus einem Optokoppler gebildet ist und zwischen den Kollektor und Emitter des ersten Schaltelementes und dem Eingang eines zweiten Schaltelementes in der Anschalteeinheit angeordnet ist.

Die Erfindung bringt neben dem Vorteil, daß der Ausfall einer Spannungsquelle ohne wesentliche Schaltzeitverluste sofort angezeigt wird den weiteren Vorteil mit, daß der Spannungs­ ausfall einer der zu überwachenden Spannungsquellen mit einer minimalen Anzahl von Schaltungsbauteilen erreicht wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Abhängigkeit der Ansprechwerte der Schaltungsanord­ nung weitgehend unabhängig von Temperaturgängen und Bauteile­ toleranzen sind.

Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachste­ henden näheren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand von einer Zeichnung ersichtlich.

Die Zeichnung gibt zum einen einen vereinfachten modular gegliederten Schaltungsaufbau und zum anderen den schaltungs­ technischen Aufbau der Spannungsüberwachungsschaltung S wieder.

Die modular aufgegliederte Schaltungsanordnung S setzt sich aus einer Anschalteeinheit E, einer Koppeleinheit K und einer Ausgangseinheit A zusammen.

In der Anschalteeinheit E ist ein Transistor T1 als Schalt­ glied angeordnet, an dessen Basis sowohl eine Referenzspan­ nung PUBAT über einen Widerstand R1 als auch über einen weiteren Widerstand R2 eine erste zu überwachende Eingangs­ spannung NUBAT1 angeschlossen ist. Der Kollektor des Tran­ sistors T1 ist mit der Referenzspannung PUBAT und mit der Kathode einer Zenerdiode ZD verbunden. Der Emitter des Schalttransistors T1 ist mit der Kathode der Fotodiode DF eines im Koppelelement K angeordneten Optokopplers FDFT verbunden. Der Emitteranschluß des Schalttransistors T1 ist ebenso über einen Widerstand R3 mit einer zweiten zu überwa­ chenden Spannung NUBAT2 verbunden. Die Anoden der Zenerdiode ZD und die der Fotodiode FD des Koppelelementes K sind miteinander unmittelbar verbunden.

Als Koppelelement K wird eine Fotodiode FD in Verbindung mit einem Fototransistor FT verwendet. Der Fototransistor FT des Koppelelementes K ist mit seinem Kollektor an der Basis eines im Modul der Ausgangseinheit A angeordneten Transistors T2 verbunden. Der Emitter des Fototransistors FT ist ebenfalls mit dem Emitter des in der Ausgangsstufe A angeordneten Tran­ sistors T2 verbunden. Die Basis des Transistors T2 liegt über einen Widerstand R4 an einer Versorgungsspannung ULED. Am Kollektor des Transistors T2 der Ausgangseinheit A liegt bei Ausfall von einer der an der Anschalteeinheit angeschlossenen Spannungsquellen NUBAT1, NUBAT2 ein Low-Potential an, wenn eine der zu überwachenden Spannungsquellen ausfällt.

Zwischen den am Eingang der Anschalteeinheit E anliegenden Spannungen PUBAT, NUBAT1 und NUBAT2 und dem am Ausgang der Ausgangseinheit A anliegenden Ausgangssignals wird eine Potentialtrennung durch den Optokoppler FDFT im Koppelmodul K erwirkt. Die Optokoppler-Fotodiode FD wird stromlos wenn die zu überwachende Eingangsspannung NUBAT2 ausfällt. Durch einen Spannungsausfall bei der zu überwachenden am Eingang der Anschalteeinheit E anliegenden Eingangsspannung NUBAT1 fließt kein Strom über R2. Durch die Eingangsspannung NUBAT2 ist der Transistor T1 leitend geschaltet. Die Zenerdiode ZD und die Fotodiode FD werden dadurch überbrückt.

Wenn der Fototransistor FT des Optokopplers FD gesperrt ist, weil eine Eingangsspannung PUBAT, NUBAT1, NUBAT2 fehlt, wird über ULED (+ SV) und den Widerstand R4 der Transistor T2 leitend und in der Ausgangseinheit A findet ein Potential­ wechsel beispielsweise von einem "High"-Potential auf ein "Low"-Potential statt.

Ein wie oben beschriebenes Schaltverhalten kann auch dadurch bewirkt werden, wenn statt des Transistors T2 ein Komparator mit offenen Kollektorausgang eingesetzt wird. Der invertie­ rende Eingang des Komparators ist dann mit dem Kollektor des Fototransistors FT des Optokopplers FDFT und dem Widerstand R4 sowie der nichtinvertierende Eingang des Komparators mit einer Referenzspannung von 1/2 *ULED verbunden.

Um einen minimalen Stromverbrauch bei der angegebenen Schal­ tungsanordnung zu erreichen, sollten vorzugsweise Widerstände R1 mit 464 KOhm, R2 mit 562 KOhm, R3 mit 100 KOhm und R4 mit 316 KOhm verwendet werden. Die verwendeten Transistoren T1 und T2 haben die Typenbezeichnung BCW68G, der Optokoppler SFH610-3 und die Zenerdiode BZV55C12.

Die angegebene Schaltungsdimensionierung stellt bei minimalem Stromverbrauch sicher, daß wenn die Eingangsspannungen NUBAT1 und NUBAT2 im Bereich um -30 bis -80 V gegenüber PUBAT (0 V) sind, daß das Fehlersignal PWRF-L am Ausgang der Schaltungs­ anordnung nicht nach 0 V schaltet.

Bei der dargestellten Schaltungsanordnung zur Überwachung von zwei Spannungsquellen ist durch die Anordnung eines Optokopp­ lers sichergestellt, daß ein potentialgetrenntes Fehlersignal am Ausgang der Schaltungsanordnung S anliegt, wenn entweder eine der beiden oder beide am Eingang Anschalteeinheit E anliegenden Spannungen NUBAT1 und NUBAT2 ausfallen.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung von zwei Eingangsspan­ nungen (NUBAT1, NUBAT2) gebildet aus einer Anschalteeinheit (E), einer Koppeleinheit (K) und einer Ausgangseinheit (A), wobei an der Ausgangseinheit bei Ausfall mindestens einer Eingangsspannung (NUBAT1, NUBAT2) ein diesen Ausfall anzei­ gendes Ausgangssignal abgreifbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Basis eines in der Anschalteeinheit (E) angeordne­ ten ersten Transistors (T1) eine erste und am Emitter des Transistors (T1) eine zweite Eingangsspannung (NUBAT1, NUBAT2) angeschlossen ist,
daß die Koppeleinheit (K) aus einem Optokoppler (FDFT) gebil­ det ist und zwischen dem Kollektor und Emitter des ersten Transistors (T1) der Anschalteeinheit (E) und dem Eingang eines zweiten Transistors (T2) in der Ausgangseinheit (A) angeordnet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor des ersten Transistors (T1) und der Anode der Fotodiode (FD) des Optokopplers (FDFT) eine Zenerdiode (ZD) angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor (3) des Fototransistors (FT) des Optokopplers (FDFT) mit der Basis des im Ausgangskreis angeordneten zweiten Transistors (T2) und der Emitteranschluß (4) des Fototransistors (FT) mit dem Emitter des zweiten Transistors (T2) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schaltungsanordnung in einem Halbleiterbau­ stein integrierbar ist.