DE19640345A1 - Stromversorgungsschaltung für eine elektronische Auslöseschaltung - Google Patents
Stromversorgungsschaltung für eine elektronische AuslöseschaltungInfo
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- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/06—Arrangements for supplying operative power
- H02H1/063—Arrangements for supplying operative power primary power being supplied by fault current
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsschaltung für
eine elektronische Auslöseschaltung mit einem von einem zu
überwachenden Strom erregten Stromwandler, einer von dem
Stromwandler gespeisten Gleichrichterschaltung und einer
durch die Gleichrichterschaltung aufladbaren Kapazität.
Eine Stromversorgungsschaltung der genannten Art ist
Bestandteil der in vielen unterschiedlichen Ausführungen
bekannten elektronischen Überstromauslöser, die als
Schutzorgan insbesondere in Niederspannungs-Leistungs
schaltern verwendet werden. Ein Beispiel einer solchen
Auslöseschaltung ist der US 4 631 625 A zu entnehmen.
Die erwähnte Kapazität dient insbesondere als Energiespeicher
für einen die Auslösung bewirkenden Auslösemagneten. Die
Funktion der Kapazität als Energiespeicher hat zur Folge, daß
bei plötzlichen Anstieg des zu überwachenden Stromes die
Spannung an der Kapazität relativ langsam ansteigt und
deshalb die zum Auslösen benötigte Energie nicht sofort zur
Verfügung steht. Hierdurch können Verzögerungen von 10 ms
oder einem Mehrfachen dieses Wertes auftreten. Dies ist
störend, wenn eine Auslösezeit in der gleichen Größenordnung
gefordert ist.
Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde,
die beschriebenen unerwünschten Verzögerungen zu vermeiden
und damit zu einem verbesserten Ansprechverhalten der
Auslöseschaltung beizutragen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
zwischen die Kapazität und die Auslöseschaltung ein in
Abhängigkeit von einer an der Kapazität liegenden Spannung
und einer vorgegebenen Schwellspannung steuerbares Schalt
element geschaltet ist, und daß das Schaltelement bei
geringer Größe des Stromes geöffnet ist.
Die Schaltung nach der Erfindung hat die Eigenschaft, daß die
Kapazität stets auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist.
Wird die Schwellspannung überschritten, so wird die
Auslöseschaltung an die Kapazität angelegt, jedoch nach
kurzer Zeit wieder durch das Schaltelement abgetrennt, wenn
der zu überwachende Strom niedrig ist und dementsprechend nur
ein geringer Ladestrom in die Kapazität fließt. Tritt nun ein
höherer Strom auf, der eine schnelle Auslösung erfordert, so
vergeht nur eine sehr kurze Zeit, bis an der Kapazität die
zum Durchschalten des Schaltelementes benötigte Spannung
erreicht ist. Damit wird der Auslöseschaltung die benötigte
Energie rascher als bei den bisherigen Stromversorgungs
schaltungen zur Verfügung gestellt.
Ein besonders rasches Ansprechen der Stromversorgungs
schaltung ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch
zu erreichen, daß das Schaltelement als Spannungsregler
ausgebildet ist.
Die Eigenschaften der neuen Stromversorgungsschaltung können
noch dadurch vorteilhaft beeinflußt werden, daß das Schalt
element, eine die Schwellspannung bereitstellende Spannungs
quelle und ein die an der Kapazität liegende Spannung mit der
Schwellspannung vergleichender Komparator durch CMOS-Bauele
mente gebildet sind. Schaltelemente dieser Art zeichnen sich
durch einen besonders geringen Eigenverbrauch aus, wodurch
die Kapazität entsprechend gering belastet wird und ihre
Ladung über längere Zeit erhalten bleibt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in dem Schaltbild
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die in den Schaltbild gezeigte Stromversorgungsschaltung
dient zur Versorgung einer elektronischen Auslöseschaltung A,
die ein zur Auslösung eines Leistungsschalters LS in
Abhängigkeit von einem durch einen Stromwandler W erfaßten
Stromes I dient. Die zur Auslösung benötigte Energie wird aus
dem Stromwandler W mittels einer Gleichrichterschaltung GL
und einem durch diese über einen Regler R aufzuladenden
Kapazität C bereitgestellt. Der von dem Stromwandler W
erfaßte Strom ist in sehr großen Grenzen veränderlich. Für
die Auslöseschaltung A ist es wesentlich, daß eine zur
Auslösung ausreichende Energie im Bedarfsfall möglichst
unverzögert zur Verfügung steht.
Wie das Schaltbild näher zeigt, ist zu diesem Zweck zwischen
die Kapazität C und die Auslöseschaltung A ein Schaltelement
S geschaltet, daß im Normalzustand, d. h. bei einem durch den
Stromwandler W fließenden Strom I mit einer Größe unterhalb
eines festgelegten Grenzwertes geöffnet ist. Das
Schaltelement S ist vom Ausgang eines Komparators K
steuerbar. Der Komparator K vergleicht die an der Kapazität C
anliegende Spannung mit einer Schwellspannung Us. Bei der
Inbetriebnahme der gezeigten Schaltungsanordnung wird die
Kapazität C über den Regler R aufgeladen, bis die
Schwellspannung Us ereicht und von dem Komparator K ein
Steuersignal an das Schaltelement S abgegeben wird. Die
Auslöseschaltung A wird dann mit der Kapazität C verbunden.
Ist der von dem Stromwandler W erfaßte Strom 1 verhältnis
mäßig gering, so sinkt die Spannung der Kapazität C rasch
unter den Schwellwert Us ab und das Schaltelement S wird
wieder geöffnet. Dieser Vorgang kann sich periodisch oder in
unregelmäßigen Abständen in Abhängigkeit von der jeweiligen
Größe des Stromes I wiederholen. Durch das Öffnen des
Schaltelementes S wird somit erreicht, daß die Kapazität C
stets auf eine gewisse Spannung vorgeladen ist und damit eine
Grundenergie gespeichert ist.
Steigt der Strom I in dem Stromwandler W auf eine Höhe an,
die eine Auslösung des Leistungsschalters LS erfordert, so
ist die Nachladung der Kapazität C über die Gleichrichter
schaltung GL und den Regler R entsprechend groß, so daß der
Schwellwert Us ständig überschritten bleibt und demgemäß das
Schaltelement S geschlossen wird. Der Auslöseschaltung A
steht auf diese Weise sofort die gespeicherte Grundenergie
der Kapazität C zur Verfügung und erhält darüber hinaus über
den Regler R zusätzliche Energie aus dem Stromwandler W.
Werden mit möglichst geringer Hilfsenergie arbeitende
Bauelemente für das Schaltelement S, den Komparator K und die
Spannungsquelle für die Schwellspannung Us verwendet, so
trägt diese Maßnahme zur Aufrechterhaltung der Ladung der
Kapazität C über einen längeren Zeitraum bei. Geeignet sind
insbesondere CMOS-Bauelemente.
Claims (4)
1. Stromversorgungsschaltung für eine elektronische
Auslöseschaltung (A) mit einem von einem zu überwachenden
Strom (I) erregten Stromwandler (W), einer von dem
Stromwandler (W) gespeisten Gleichrichterschaltung (GL) und
einer durch die Gleichrichterschaltung (GL) aufladbaren
Kapazität (C),
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen die Kapazität (C) und die Auslöseschaltung (A) ein
in Abhängigkeit von einer an der Kapazität (C) liegenden
Spannung (Uc) und einer vorgegebenen Schwellspannung (Us)
steuerbares Schaltelement (S) geschaltet ist und daß das
Schaltelement bei geringer Größe des Stromes (1) geöffnet
ist.
2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltelement (S) als Spannungsregler ausgebildet ist.
3. Stromversorgungsschaltung nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
die Gleichrichterschaltung (G2) und die Kapazität (C) ein
Regler (R) geschaltet ist.
4. Stromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis
3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltelement (S), eine die Schwellspannung (Us)
bereitstellende Spannungsquelle und ein die an der Kapazität
(C) liegende Spannung (Uc) mit der Schwellspannung (Us)
vergleichender Komparator (K) durch CMOS-Bauelemente gebildet
sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996140345 DE19640345A1 (de) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Stromversorgungsschaltung für eine elektronische Auslöseschaltung |
PCT/DE1997/002126 WO1998012784A1 (de) | 1996-09-20 | 1997-09-16 | Stromversorgungsschaltung für eine elektronische auslöseschaltung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996140345 DE19640345A1 (de) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Stromversorgungsschaltung für eine elektronische Auslöseschaltung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19640345A1 true DE19640345A1 (de) | 1998-03-26 |
Family
ID=7807477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996140345 Withdrawn DE19640345A1 (de) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Stromversorgungsschaltung für eine elektronische Auslöseschaltung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19640345A1 (de) |
WO (1) | WO1998012784A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19954038A1 (de) * | 1999-10-29 | 2001-05-03 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung mit einer Kapazität als Energiespeicher zur Betätigung des Auslösemagneten eines Niederspannungs-Leistungsschalters und Verfahren zur Aufladung der Kapazität |
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1996
- 1996-09-20 DE DE1996140345 patent/DE19640345A1/de not_active Withdrawn
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1997
- 1997-09-16 WO PCT/DE1997/002126 patent/WO1998012784A1/de active Application Filing
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998012784A1 (de) | 1998-03-26 |
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