DE1965315A1

DE1965315A1 - Schaltungsanordnung zum unterbrechungsfreien Umschalten von einem Betriebsstromversorgungsgeraet auf ein Ersatzstromversorgungsgeraet

Info

Publication number: DE1965315A1
Application number: DE19691965315
Authority: DE
Inventors: Fritz Giebler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-12-29
Filing date: 1969-12-29
Publication date: 1971-07-15
Also published as: LU62320A1; SE361793B; DE1965315B2; NL7018871A; FR2074028A5; GB1306748A; CH518025A; DK129749B; BE760974A; DK129749C; CA932399A; US3790822A

Description

Schaltungsanordnung zum unterbrechungsfreien Umschalten von einem Betriebsstromversorgungsgerat auf ein Ersatzstromversorgungsgerät .

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum unterbrechungsfreien Umschalten von einem Betriebsstromversorgungsgerat auf ein Ersatzstromversorgungsgerät, bei der das Betriebsstromversorgungsgerat über eine Diode an den Verbraucher angeschlossen ist' und das Eraatzstromversorgungsgerät an den Verbraucher angeschaltet wird, wenn die Betriebsspannung unter einen einstellbaren Wert sinkt.

Bei zentralgesteuerten Anlagen der Datenverarbeitungs- und der Vermittlungstechnik wird in der Regel eine unterbrechungsfreie Stromversorgung verlangt. Da die Betriebsstromversorgungsgeräte ausfallen können, läßt sich die erforderliche Zuverlässigkeit nur durch unterbrechungsfreiee Anschalten eines Ersatzstromversorgungsgerätes an den Verbraucher erreichen. Dabei wurde bisher meistens die in Fig. 1 dargestellte Anordnung verwendet. Die Betriebsstromversorgungsgeräte und das einer Gruppe von Verbrauchern zugeordnete Ersatzstromversorgungsgerät waren über Entkopplungsdioden an die Verbraucher angeschaltet. Diese Anordnung hatte den Vorteil des einfachen Aufbaus und damit hoher Zuverlässigkeit. Da jedoch die Dioden DE während des normalen Betriebs mit einem Betriebsstromversorgungsgerat nicht leitend sein dürfen, ist eine Spannungsdifferenz zwischen den Ausgangsspannungen der Betriebsstrom-

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Versorgungsgeräte und des Ersatzstromversorgungsgerätes erforderlich. Bei den für integrierte Schaltweise üblichen niedrigen Spannungen verursachen diese Spannungsdifferenz und die Streuungen der Diodendurchlaßspannungen unzu-* lässig große Toleranzen der Spannung am Verbraucher.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die die große Zuverlässigkeit der bekannten Anordnung besitzt, aber auch eine genaue Einhaltung der Spannung am Verbraucher ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ersatzstromversorgungsgerät über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors, der über einen Verstärker in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Betriebsstromversorgungsgerätes und dem Fehlersignal einer Spannungsüberwachungseinrichtung innerhalb des Betriebsstromversorgungsgerätes gesteuert wird, an den Verbraucher schaltbar ist.

Da das Ersatzstromversorgungsgerät nun durch einen steuerbaren elektronischen Schalter an den Verbraucher angeschlossen ist, ist eine Spannungsdifferenz zwischen den Ausgangsspannungen des Betriebsstromversorgungsgerätes und des Ersatzstromversorgungsgerätes nicht mehr notwendig. Der verwendete Transistor - ein Leistungstransistor - besitzt die für unterbrechungsfreie Umschaltung erforderliche hohe Schaltgeschwindigkeit. Der bei der Umschaltung entstehende kurze Spannungseinbruch kann durch parallel zum Verbraucher geschaltete Kondensatoren überbrückt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Meßfühler der Spannungsregeleinrichtung ,jedes Betriebsstromversorgungsgerätes unmittelbar an den Verbraucher angeschlossen, während der Meßfühler der Spannungsregeleinrichtung des Krsatzstromversorgungsgerätes mit dem Ausgang des Ersatzstrom-PA 9/411/1294 -3- ^N °⁷⁶⁸ ORlGfNAtJNSPECTEO

^riiifif selbst verbunden ist. Diese Aus führung s form hat den Vorteil, daß bei der Speisung des Verbrauchers durch das Betriebsstromversorgungsgerät die Genauigkeit der von diesem Ger^;i' abgegebenen Spannung erhalten bleibt, weil der Spannungsabfall an der üntkopplungsdiode vom Gerät ausgesegelt wird. Kine umschaltung des Meßfühlers der Spannungsregeleinrichtung d»? Ersatsstromversorgungsgerätes ist nicht notwendig, weil der genannte Transistor bei geeigneter Wahl des Typs eine so kleine Durchlaßspannung hat, daß deren Streuung keine unzulässige Toieranz der Spannung am Verbraucher verursacht. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird also bei Normalbetrieb mit einem Betriebsstromversorgungsgerät die gleiche Zuverlässigkeit wie bei der bekannten Anordnung, jedoch eine größere Genauigkeit der Spannung am Verbraucher erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung und Fig. 3 die Schaltung eines der verwendeten Verstärker.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild der Stromversorgung mit Umschaltung auf ein Ersatzstromversorgungsgerät EG für eine Gruppe von 3 Verbrauchern V. Die Versorgungsleitung B des Betriebsstromversorgungsgerätes BG ist jeweils über eine Diode DB mit dem Verbraucher V verbunden. Der Meßfühler A ist direkt an den Verbraucher V angeschlossen. Die Versorgungsleitung B und die Signalleitung C von der Spannungsüberwachungseinrichtung führen jeweils noch zu den Steuereingängen der Verstärker VE, die ihrerseits die Transistoren T4 steuern. Die Emitter sämtlicher Transistoren T4 sind mit der Versorgungsleitung B des fCrsatzstromversorgungsgerätes EG verbunden.

Die Schaltung eines der verwendeten Verstärker zeigt Fig. 3. Bei normalem Betrieb wird der Verbraucher V über die Versorgungsleitung B und die Entkopplungsdiode DB gespeist. Der pnp-Transistor T4 ist dann gesperrt, weil über den Widerstand R9

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ein gegenüber dem Emitter positives Potential an die Basis des Transistors T4 gelegt wird. Der npn-Transistor T1 befindet sich in leitendem Zustand, da über die Widerstände R1 und K 3 positives Potential an der Basis liegt. Die Basis der Transistoren T2 und T3 befindet sich deshalb nahezu auf Erdpotential, so daß diese Transistoren gesperrt sind und ein Basisstrom für den Transistor T4 nicht fließen kann. Sinkt die Ausgangsspannung des Betriebsstromversorgungsgerätes BG unter einen im Gerät einstellbaren Grenzwert, so spricht die Spannungsüberwachungseinrichtung des Gerätes an. Über die Signalleitung G und den Widerstand R3 legt diese Spannungsüberwachungseinrichtung ein Signal an die Basis des Transistors T1, das diesen sperrt. Dadurch werden die Transistoren T2 und T3 in den leitenden Zustand gesteuert. Der Basisstrom des Transistors T4 kann nun über den Kollektorwiderstand R8 des Transistors T3 fließen. Die großen exemplarabhängigen Streuungen des Basis-Emitter-Spannungsabfalles des Transistors T4 führen allerdings zu großen Streuungen des Basisstromes des Transistors T4. Um diese Streuungen auszugleichen, wurde für den Widerstand R8 ein einstellbarer Widerstand gewählt. Der nun leitende Transistor T4 schaltet das Ersatzstromversorgungsgerät EG an den Verbraucher.

Wird ein ausgefallenes Betriebsstromversorgungsgerät ausgewechselt, so fehlt am Eingang des Transistors T1 das Fehlersignal der Spannungsüberwachungseinrichtung dieses Betriebsstromversorgungsgerätes. Um den Transistor T1 trotzdem in gesperrtem Zustand und damit die Transistoren T2, T3 und T4 in leitendem Zustand zu halten, muß ein entsprechendes definiertes Potential an die Basis des Transistors T1 gelegt werden. Zu diesem Zweck ist der Widerstand R2 vorgesehen. Über diesen und über die Widerstände R1 und R3 wird Erdpotential an die Basis des Transistors T1 gelegt.

Kehrt die Spannung des Betriebsstromversorgungsgerätes wieder und wird das Eehlersignal auf der Signalleitung B abgeschaltet,

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so wird der Transistor Ϊ4 wieder gesperrt und das Ersatzstrom versorgungsgerät abgeschaltet.

3 Figuren

3 Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zum unterbrechungsfreien Umschalten von einem Betriebsstromversorgungsgerat auf ein Ersatzstromversorgungsgerät, . bei der das Betriebsstromversorgungsgerat über eine Diode an den Verbraucher angeschlossen und·das Ersatzstromversorgungsgerät an den Verbraucher angeschaltet wird, wenn die Betriebsspannung, unter einen einstellbaren Wert sinkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ersatzstromversorgungsgerät (EG) über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors (T4), der über einen Verstärker (YE, in Abhängigkeit von der Ausgar^pannung des Betriebsstromversorgungsgerätes (BG-) und dem Fehlersignal einer Spannungsüberwachungseinrichtung innerhalb des Betriebsstromversorgungsgerätes (BGr) gesteuert wird, an den Verbraucher schaltbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler der Spannungsregeleinrichtung des Betriebsstromversorgungsgerätes (BGr) direkt an den Verbraucher (Vj angeschlossen ist, während der Meßfühler der Spannungsregeleinrichtung des Ersatz3tromversorgungsgerätes (EG) mit dem Ausgang des Ersatzstromversorgungsgerätes verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode der genannten Diode (DB) über einen Widerstand (R9) mit der Basis des genannten Transistors (T4) und die andere Elektrode dieser Diode (DB) mit dem Kollektor des Transistors (T4-) verbunden ist.

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