DE19717811B4

DE19717811B4 - Überwachungsschaltung für eine Versorgungsspannung

Info

Publication number: DE19717811B4
Application number: DE19717811A
Authority: DE
Inventors: Rainer Horstkotte; Thomas Bierwirth
Original assignee: Schneider Automation GmbH
Current assignee: Schneider Automation GmbH
Priority date: 1997-04-26
Filing date: 1997-04-26
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2017-04-27
Also published as: US6188321B1; DE19717811A1

Abstract

Überwachungsschaltung (10) für eine Versorgungsspannung (UB), umfassend einen ersten Schwellwertschalter (20), der beim Unterschreiten eines von der Versorgungsspannung (UB) abhängigen ersten Eingangssignals (IN1) unter einen vorgebbaren Schwellwert ein erstes Meldesignal (USWN) von einem ersten definierten Pegel (HIGH) auf einen zweiten definierten Pegel (LOW) schaltet, wodurch ein Entladevorgang eines Kondensators (40) eingeleitet wird, und einen zweiten Schwellwertschalter (66), der beim Unterschreiten eines von der Spannung des Kondensators (40) abhängigen zweiten Eingangssignals (IN2) unter einen vorgegebenen Schwellwert nach Ablauf einer festgelegten Warnzeit t_W ein zweites Meldesignal (TOTUSN) von einem ersten Pegel (HIGH) auf einen zweiten Pegel (LOW) schaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwertschalter (20, 66) zum Entprellen der Eingangssignale (IN1, IN2) jeweils eine interne Zählschaltung zur Festlegung einer Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) aufweisen, wobei die Meldesignale während der Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) auf dem zweiten definierten Pegel (LOW) verharren, nachdem das Eingangssignal (IN1, IN2) den vorgegebenen Schwellwert überschritten hat und wobei die Meldesignale nach...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsschaltung für eine Versorgungsspannung (UB), umfassend einen ersten Schwellwertschalter, der beim Unterschreiten eines von der Versorgungsspannung (UB) abhängigen ersten Eingangssignals (IN1) unter einen vorgebbaren Schwellwert ein erstes Meldesignal (USWN) von einem ersten definierten Pegel (HIGH) auf einen zweiten definierten Pegel (LOW) schaltet, wodurch ein Entladevorgang eines Kondensators eingeleitet wird, und einen zweiten Schwellwertschalter, der beim Unterschreiten eines von der Spannung des Kondensators abhängigen zweiten Eingangssignals (IN2) unter einen vorgebbaren Schwellwert nach Ablauf einer festgelegten Warnzeit t_W ein zweites Meldesignal (TOTUSN) von einem ersten Pegel (HIGH) auf einen zweiten Pegel (LOW) schaltet.

Eine derartige Überwachungsschaltung ist bekannt ( DE 39 10 212 C2 ). Bei dieser Überwachungsschaltung steuern das erste und zweite Meldesignal und ein Signal aus einer Überwachungsschaltung, die bei Unterschreiten einer vorgebbaren unteren Schwelle der Versorgungsspannung anspricht, Schaltelemente in einen Schaltzustand, in dem Anschlüsse für die Meldesignale von dem die Versorgungsspannung liefernden Pol mit hohem Spannungspegel abgetrennt und an den anderen, die niedrige Versorgungsspannung liefernden Pol angelegt sind. Damit wird gewährleistet, dass das erste und zweite Meldesignal auch dann den für eine sichere Erkennung notwendigen Pegel haben, wenn die Versorgungsspannung für eine längere Zeitspanne einen Pegel hat, der zwar eine gewisse Höhe hat, jedoch nicht für den Betrieb einer Datenverarbeitungseinrichtung ausreichenden Pegel aufweist.

Um prellfreie Meldesignale zu erhalten, ist bei der bekannten Schaltungsanordnung ein Kondensator vorgesehen, der bei Unterspannung entladen wird. Liegt die Versorgungsspannung über der Schwelle eines Schwellwertschalters, wird der Kondensator aufgeladen, wodurch ein Signal auf einen hohen Pegel springt. Hierdurch wird ein prellfreies Signal erzeugt. Bei dem Kondensator handelt es sich um einen Kondensator mit hoher Kapazität, so dass eine Realisierung der Schaltungsanordnung in SMD-Technik nicht möglich ist.

Des Weiteren ist aus der EP 0 623 868 A1 eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Versorgungsspannung einer Prozessoreinheit bekannt, bei der Ausgangssignale eines Schwellwertschalters bzw. Komperators in einem Flipflop zwischengespeichert werden. Weiterhin wird in US-PS 4,234,920 eine Schaltungsanordnung beschrieben, bei der ein Ausgangssignal zeitverzögert schaltet, wenn ein Eingangssignal einen vorgegebenen Schwellwert unter- bzw. überschreitet. Dabei wird die Zeitverzögerung ebenfalls über einen Kondensator eingestellt.

Der Erfindung liegt nun das Problem zu Grunde, eine Überwachungsschaltung der zuvor genannten Art derart weiterzubilden, dass das erste und zweite Meldesignal bei Spannungsabfall mit geringem Aufwand prellfrei erzeugt und bei Spannungwiederkehr zurückgesetzt werden kann. Insbesondere sollen die Meldesignale auch nullspannungssicher sein. Ferner soll eine Realisierung der Schaltung mit SMD-Bauteilen möglich sein.

Die Aufgabe wird bei einer Überwachungsschaltung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schwellwertschalter zum Entprellen der Eingangssignale (IN1, IN2) jeweils eine interne Zählschaltung zur Festlegung einer Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) aufweisen, wobei die Meldesignale während der Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) auf dem zweiten definierten Pegel (LOW) verharren, nachdem das Eingangssignal (IN1, IN2) den vorgegebenen Schwellwert überschritten hat und wobei die Meldesignale nach Ablauf der Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) den ersten definierten Pegel (HIGH) einnehmen. Dadurch, dass die Meldesignale für eine definierte Zeit auf einem definierten binären Wert, zum Beispiel "LOW", gehalten werden, wird das die Meldesignale generierende Signal entprellt. Die eingesetzten Schwellwertschalter verlangen aufgrund ihrer internen Zählschaltung keine externe Beschattung zur Bestimmung der Verzögerungszeiten t_V1, t_V2, wodurch einerseits weniger Bauteile benötigt werden und andererseits eine Realisierung in SMD-Technik ermöglicht wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Überwachungsschaltung zur Überwachung einer Hilfsspannung einen dritten Schwellwertschalter auf, der beim Unterschreiten der Hilfsspannung unter einen vorgebbaren Schwellwert die Meldesignale USWN, TOTUSN auf einen vordefinierten binären Wert setzt. Durch diese Maßnahme wird eine Nullspannungssicherheit gewährleistet. Dabei bedeutet nullspannungssicher, dass die Signale unabhängig von den anderen, in der Überwachungsschaltung vorhandenen Pegeln, zum Beispiel auch bei Unterspannung, auf einem sicheren Pegel, zum Beispiel 0 V verharren.

Als besonderer Vorteil der Überwachungsschaltung ist zu erwähnen, dass die Schwellwertschalter den gleichen Aufbau aufweisen und vorzugsweise vom Typ MAX 809 sind. Dadurch lässt sich ein besonders einfacher und kostengünstiger Schaltungsaufbau in SMD-Technik realisieren. Die Schwellwertpegel können jedoch auf verschiedene Weise eingestellt werden.

Es ist vorgesehen, dass der Kondensator dem ersten Schwellwertschalter nachgeschaltet ist, der als Reaktion auf das erste Meldesignal USWN entladen und als Reaktion auf das zweite Meldesignal TOT USN aufgeladen wird. Dabei ist der Kondensator einerseits über einen Widerstand und einen Transistor mit einem positiven Pol der Versorgungs- oder Hilfsspannung verbunden, wobei die Basis des Transistors über einen Widerstand und ein Treiberglied mit dem Ausgang des ersten Schwellwertschalters und über einen weiteren Widerstand und ein Treiberglied mit dem Ausgang des zweiten Schwellwertschalters verbunden ist. Durch diese Schaltungsmaßnahme wird erreicht, dass der Kondensator sofort nach Auslösung des zweiten Meldesignals TOT USN wieder aufgeladen wird, so dass auch zeitlich in kurzer Reihenfolge nacheinander auftretende Spannungseinbrüche detektiert werden können.

Zur Entladung des Kondensators ist diesem ein Widerstand parallel geschaltet. Über den Wert des parallel geschalteten Widerstands ist die Warnzeit t_w einstellbar.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kondensator mit seinem positiven Anschluss über einen Widerstand und eine Diode mit einem Treiberbaustein verbinden ist, dessen Ausgang in Abhängigkeit der Spannung eines Primärkondensators steuerbar ist. Bei langen Warnzeiten t_W ist es nicht sinnvoll, den Speicherkondensator für die Eingangsspannung (Primärkondensator) auf die größte Toleranz der Warnzeit tw auszulegen. Durch die vorgeschlagenen Schaltungen ist es nunmehr möglich, den Kondensator in Abhängigkeit der Spannung am Primärkondensator vorzeitig zu entladen. Dadurch wird die Warnzeit t_W verkürzt.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Spannung des Primärkondensators einem Steuereingang eines Optokopplers zugeführt wird, dessen Kollektor mit dem positiven Pol der Versorgungs- oder Hilfsspannung und dessen Emitter mit der Mittelanzapfung eines zwischen positivem und negativem Pol der Versorgungs- oder Hilfsspannung liegenden Spannungsteilers verbunden ist, wobei ein Eingang des Treiberbausteins ebenfalls mit der Mittelanzapfung des Spannungsteilers verbunden ist. Auch der erste Schwellwertschalter ist über einen Optotransistor ansteuerbar. Durch die Optotransistoren wird eine galvanische Entkopplung gewährleistet.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

1 ein Prinzipschaltbild einer Schaltung zur Überwachung von Versorgungsspannungen;

2 ein Zeitdiagramm von Signalen der Anordnung gemäß 1.

In 1 ist ein Prinzipschaltbild einer Überwachungsschaltung 10 für eine Versorgungsspannung UB dargestellt. Die Überwachungsschaltung 10 enthält eine Hilfsspannungsquelle UH mit den Polen UH+ und UH–, von denen der Pol UH– an Masse gelegt ist. Zwischen den Polen UH+ und UH– ist ein aus den Widerständen 12 und 14 gebildeter Spannungsteiler angeordnet. Ein Abgriff 16 des Spannungsteilers, an dem das Signal IN1 anliegt, ist mit einem Eingang 18 eines ersten Schwellwertschalters 20 verbunden. Parallel zu dem Widerstand 12 ist eine Reihenschaltung aus Widerstand 22 und eines Transistors 24 angeordnet, dessen Kollektor mit dem Pol UH+ und dessen Emitter mit dem Widerstand 22 verbunden ist. Bei dem Transistor 24 handelt es sich vorzugsweise um einen Optotransistor, an dessen Basis die zu überwachende Versorgungsspannung bzw. Primärspannung anliegt. Parallel zu dem Widerstand 14 ist ein Kondensator 26 angeordnet. Der Schwellwertschalter 20 liegt über einen weiteren Anschluss 28 an dem Pol UH–.
Ein Ausgang 30 des Schwellwertschalters 20, an dem das Signal RN anliegt, ist mit dem Eingang eines invertierenden Treibers 32 verbunden. Der Ausgang des Treibers 32 liegt über einem Widerstand 34 an der Basis eines Transistors 36 dessen Emitter mit dem Pol UH+ und dessen Kollektor über einen Widerstand 38 mit dem positiven Anschluss eines Kondensators 40 verbunden ist, der mit seinem negativen Anschluss an dem Pol UH– liegt. Parallel zu der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 36 ist ein Widerstand 42 angeordnet.
Dem Treiber 32 ist ein weiterer invertierender Treiberbaustein 44 nachgeschaltet, dessen Ausgang über einen Widerstand 46 mit einer Ausgangsstufe 48 verbunden, die ein Signal USWN erzeugt. Die Ausgangsstufe 48 besteht aus den beiden Transistoren 50 und 52, die jeweils emitterseitig mit dem Pol UH+ verbunden sind. Die Basis des Transistors 50 ist mit dem Widerstand 46 verbunden. Parallel zu der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 50 liegt ein Widerstand 54. Der Kollektor des Transistors 50 ist mit der Basis des Transistors 52 verbunden und parallel zu der Basis-Emitterstrecke des Transistors 52 ist ein Widerstand 56 angeordnet. Der Kollektor des Transistors 52, an dem das erste Meldesignal USWN abgreifbar ist, ist über einen Widerstand 58 mit dem Pol UH– verbunden.
Weiterhin ist der Ausgang 30 des ersten Schwellwertschalters 20 über eine Diode 60 mit dem Eingang eines invertierenden Treiberbausteins 62 verbunden. Dem Treiber 62 ist ein weiterer invertierender Treiber 64 zur Bildung des Signals USN nachgeschaltet.
Ein zweiter Schwellwertschalter 66 liegt mit seinem Eingang 68 an einer Verbindungsstelle 70 zwischen dem Widerstand 38 und dem positiven Anschluss des Kondensators 40. Parallel zu dem Kondensator 40 ist ein Widerstand 72 angeordnet, über den der Kondensator entladbar ist. An dem Eingang 68 des Schwellwertschalters 66 liegt das Signal IN2 an. Ferner ist der Schwellwertschalter 66 über einen Anschluss 74 mit dem Pol UH– verbunden. Ein Ausgang 76 des Schwellwertschalters 66, an dem das Signal OU2 anliegt, ist über einen Widerstand 78 mit der Anode einer Diode 80 verbunden, an deren Kathode das Signal USN abgreifbar ist. Ferner liegt die Anode der Diode 80 über einen Widerstand 82 an dem Eingang des invertierenden Treiberbausteins 62.
Der Ausgang des invertierenden Treibers 64 ist mit der Kathode der Diode 80 verbunden und liegt über einen Widerstand 84 an der Basis des Transistors 50, um über die Ausgangsstufe 48 das Meldesignal USWN zu bilden. Das Signal USN liegt über einen Widerstand 86 an der Basis des Transistors 36 um das Signal IN2 zu beinflussen. Des weiteren liegt das Signal USN über einen Widerstand 88 an einer Ausgangsstufe 90, die das zweite Meldesignal TOTUSN generiert.
Die Ausgangsstufe 90 besteht aus einem ersten Transistor 92, dessen Basis mit dem Widerstand 88 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 92 ist mit dem Pol UH+ verbunden und der Kollektor des Transistors 92 ist mit der Basis eines zweiten Transistors 94 verbunden. Parallel zu der Basis-Emitterstrecke des Transistors 92 ist ein Widerstand 96 angeordnet. Der Emitter des Transistors 94 ist mit dem Pol UH+ verbunden und der Kollektor des Transistors 94 ist über einen Widerstand 98 mit dem Pol UH– verbunden. An dem Kollektor des Transistors 94 ist das zweite Meldesignal TOTUSN abgreifbar. Ferner ist die Basis des Transistors 92 über einen Widerstand 100 mit dem Signal TOTN beaufschlagbar.
Zur Verbesserung der Nullspannungssicherheit weist die Überwachungsschaltung 10 einen dritten Schwellwertschalter 102 auf, dessen Eingang 104 an einem Abgriff 106 eines aus den Widerständen 108 und 110 gebildeten Spannungsteilers, der zwischen den Polen UH+ und UH– angeordnet ist. Parallel zu dem Widerstand 110 ist ein Kondensator 112 angeordnet. Ferner liegt der Schwellwertschalter 102 mit einem Anschluss 114 an dem Pol UH–.
Ein Ausgang des Schwellwertschalters 102, an dem das Signal USPGN anliegt, ist über einen Widerstand 118 mit dem Pol UH+ verbunden. Des weiteren ist der Ausgang 116 mit einem aus den Widerständen 120 und 122 bestehenden Spannungsteiler mit dem Pol UH– verbunden. Ein Abgriff 124 des Spannungsteilers ist mit der Basis des Transistors 126 verbunden. Der Emitter des Tansistors 126 liegt an UH– während der Kollektor des Transistors 126 einerseits über den Widerstand 128 an der Basis des Transistors 52 und andererseits über einen Widerstand 130 an der Basis des Transistors 94 liegt. Der Schwellwertschalter 102 dient dazu, die Hilfsspannung UH zu überwachen. Beim Unterschreiten eines bestimmten Pegels, zum Beispiel 4,4 V, an dem Eingang 104 des Schwellwertschalters 102, schaltet dessen Ausgang 116 das Signal USPGN auf den binären Wert "LOW". Der Transistor 126 sperrt die Ausgangsstufen 48 und 90, wodurch die Meldesignale USWN sowie TOTUSN auf den binären Wert "LOW" geschaltet werden. Dadurch ist die Nullspannungssicherheit garantiert.
Des Weiteren ist ein zweiter Optotransistor 132 vorgesehen, dessen Kollektor mit dem Pol UH+ und dessen Emitter mit einem Abgriff 134 eines aus den Widerständen 136 und 138 bestehenden und zwischen den Polen UH+ und UH– angeordneten Spannungsteilers verbunden ist. Parallel zu dem Widerstand 138 ist ein Kondensator 140 angeordnet. Der Abgriff 134 ist mit dem Eingang eines invertierenden Treiberbausteins 142 verbunden, dem ein weiterer invertierender Treiberbaustein 144 nachgeschaltet ist, an dessen Ausgang das Signal IN2X anliegt. Der Ausgang des Treiberbausteins 144 ist mit der Kathode einer Diode 166 verbinden, dessen Anode über einen Widerstand 148 mit dem positiven Anschluss des Kon densators 40 verbunden ist. Ferner liegt der Ausgang 30 des ersten Schwellwertschalters 20 über eine Diode 150 an dem Eingang des Treibers 142, und der Ausgang des Treibers 62 liegt über eine Diode 152 an dem Eingang des Treibers 142.
Im folgenden soll die Funktion der Überwachungsschaltung anhand des in 2 dargestellten Zeitdiagramms erläutert werden.
Die in der Schaltung eingesetzten Schwellwertschalter 20, 66, 102, schalten beim Unterschreiten einer an dem Eingang anliegenden Spannung unter eine Schwellspannung auf den binären Wert "LOW" und halten den binären Wert "LOW" beim Überschreiten der am Eingang liegenden Spannung über eine Schwellspannung für eine definierte Zeit, zum Beispiel 140 ms, aufrecht.
Zum Zeitpunkt t_null wird einerseits die Versorgungsspannung UB (Signal OP PW) und andererseits die Hilfsspannung UH eingeschaltet. Infolge der in dem Schaltkreis enthaltenen Kapazitäten weisen die Signale OPTPW, UH und OPTPU einen exponentiellen Anstieg auf. Der Transistor 36 ist zu diesem Zeitpunkt durchgeschaltet, so dass der Kondensator 40 aufgeladen wird, wodurch das Signal IN2 ebenfalls einen Anstieg Verlauf aufweist.
Zum Zeitpunkt t₁ überschreitet das Signal IN2 am Eingang 68 des Schwellwertschalters 66 eine vordefinierte Schwellspannung, so dass dieser Schwellwertschalter für eine definierte Zeit t_v2, von ca. 140 ms noch auf dem binären Wert "LOW" bleibt.
Zum Zeitpunkt t₂ erreicht die Versorgungsspannung einen Wert, bei dem der Optotransistor 24 durchschaltet, so dass das Eingangssignal IN1 des ersten Schwellwertschalters 20 auf den binären Wert "HIGH" schaltet. Dadurch wird am Eingang 18 des Schwellwertschalters 20 die eingestellte Schwellspannung überschritten, wodurch dieser für eine definierte Zeit t_v1 von zum Beispiel 140 ms noch auf dem binären Wert "LOW" bleibt.
Die Zeitspannen t_v1 und t_v2 der Schwellschalter 20, 66 dienen dazu, die Eingangssignale IN1, IN2 zu entprellen. Das bedeutet, dass die Signale für eine gewisse Mindestdauer auf einem bestimmten Pegel verharren.
Als besonderer Vorteil der vorliegenden Schaltung ist anzumerken, dass die Schwellwertschalter 20, 66, 102 eine interne Zählschaltung aufweisen, mit der die Verzögerungszeiten t_v1, t_v2 bestimmt werden. Eine externe Beschaltung mit Kondensatoren zur Bestimmung dieser Verzögerungszeiten entfällt, wodurch ein Aufbau der Schaltungsanordnung in SMD-Technik ermöglicht wird.
Nach Ablauf der Verzögerungszeit t_v2, das heisst zum Zeitpunkt t₃, schaltet der Ausgang 76 des Schwellwertschalters 66 das Signal OU2 auf den binären Wert "HIGH". USN bleibt auf LOW (Selbsthaltung über 80). Nach Ablauf der Verzögerungszeit t_v1, das heisst zum Zeitpunkt t₄, schaltet das Signal RN am Ausgang 30 des Schwellwertschalters 20 von dem binären Wert "LOW" auf den binären Wert "HIGH". Über die Treiberbausteine 32, 44 wird die Ausgangsstufe 48 aktiviert, so dass das erste Meldesignal USWN von dem binären Wert "LOW" auf den binären Wert "HIGH" schaltet. Über Diode 60 wird die Selbsthaltung USN aufgehoben. Aufgrund des Pegelwechsels des Signals USN schaltet die Ausgangsstufe 90 das zweite Meldesignal TOTUSN von dem binären Wert "LOW" auf den binären Wert "HIGH", unter der Voraussetzung, dass an den Widerstand 100 das Signal TOTN den binären Wert "HIGH" aufweist.
Nach Ablauf der Verzögerungszeiten t_v1, t_v2 befindet sich die Überwachungsschaltung in ihrem Betriebszustand. Unterschreitet die an einem Primärkondensator abgegriffene Primärspannung einen bestimmten Wert (Zeitpunkt t₅), so schaltet der Transistor 24 in den nicht leitenden Zustand, wodurch das Signal IN1 am Eingang 18 des Schwellwertschalters 20 von dem binären Wert "HIGH" auf den binären Wert "LOW" schaltet. Die Schwellspannung am Eingang des Schwellwertschalters 20 wird unterschritten, so dass das Ausgangssignal RN ebenfalls auf den binären Wert "LOW" geschaltet wird. Bei einem Wiederanstieg der Primärspannung erreicht das Signal an der Basis des Transistors 24 nach kurzer Zeit wieder einen Wert, bei dem der Transistor 24 in den leitenden Zustand schaltet. Infolgedessen schaltet das Eingangssignal IN1 ebenfalls nach kurzer Zeit (Zeitpunkt t₆) wieder von dem binären Wert "LOW" auf den binären Wert "HIGH". Entsprechend der Funktion des Schwellwertschalters bleibt dieser beim Überschreiten der Schwellspannung für die definierte Zeit t_v1 auf dem binären Wert "LOW".
Über die dem Ausgang 30 des Schwellwertschalters 20 nachgeschalteten invertierenden Treiber 32 und 44 wird die Ausgangsstufe 48 zur Erzeugung des ersten Meldesignals USWN angesteuert, das auf den binären Wert "LOW" geschaltet wird. Ferner wird über den invertierenden Treiber 32 und den Widerstand 34 der Transistor 36 in den nicht leitenden Zustand geschaltet. Dadurch entlädt sich der Kondensator 40 über den Widerstand 72, so dass das Signal IN2 einen exponentiell abfallenden Verlauf einnimmt. Nach einer Zeit tw (Warnzeit), das heisst zum Zeitpunkt t₈ unterschreitet das Signal IN2 einen Schwellwert des Schwellwertschalters 66, so dass das Signal OU2 am Ausgang 76 des Schwellwertschalters 66 auf den binären Wert "LOW" geschaltet wird. Dementsprechend schaltet auch das Signal USN von dem binären Wert "HIGH" auf den binären Wert "LOW".
Das Signal USN wird über den Widerstand 88 der Ausgangsstufe 90 zugeführt, wodurch das Ausgangssignal TOTUSN auf den binären Wert "LOW" geschaltet wird. Des Weiteren wird das Signal USN über den Widerstand 86 der Basis des Transistors 36 zugeführt. Liegt das Signal USN auf dem binären Wert "LOW", so wird der Transistor 36 durchgeschaltet, was eine sofortige Wiederaufladung des Kondensators 40 bewirkt. Dies hat den Vorteil, dass auch Spannungseinbrüche detektiert werden können, die in zeitlich kurzer Reihenfolge aufeinander folgen. Aufgrund des Anstiegs des Signals IN2 überschreitet der Pegel am Eingang 68 des Schwellwertschaltes 66 die Schwellspannung, so dass der Ausgang OU2 für eine definierte Zeit t_v2 auf dem binären Wert "LOW" beharrt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Signal IN2 entprellt wird.
Nach Ablauf der Verzögerungszeit t_v1 des ersten Schwellwertschalters 20, das heisst zum Zeitpunkt t₉, schaltet dieser das Ausgangssignal RN von dem binären Wert "LOW" auf den binären Wert "HIGH". Die Pegeländerung des Signals RN wird über die invertierenden Treiber 32 und 44 und den Widerstand 46 der Ausgangsstufe 48 weitergeleitet, so dass das erste Meldesignal USWN von dem binären Wert "LOW" auf den binären Wert "HIGH" schaltet. Weiterhin wird das Signal RN über die Diode 60 sowie die invertierenden Treiber 62, 64 und den Widerstand 88 zu der Ausgangsstufe 90 weitergeleitet, so dass das zweite Meldesignal TOTUSN von dem binären Wert "LOW" auf den binären Wert "HIGH" schaltet. Schließlich schaltet das Signal OU2 nach der Verzögerungszeit t_v2, das heisst zum Zeitpunkt t₁₀, auf den binären Wert "HIGH".
Bei langen Warnzeiten tw ist es nicht sinnvoll, den Speicherkondensator für die Eingangsspannung auf die größte Toleranz der Warnzeit auszulegen. Die Spannung des Speicherkondensators wird daher abgegriffen und der Basis des Optotransistors 132 zugeführt. Unterschreitet die Spannung des Speicherkondensators einen bestimmten Wert, so schaltet das Signal OPTPU von dem binären Wert "HIGH" auf den binären Wert "LOW", was in dem dargestellten Taktdiagramm zum Zeitpunkt t₇ geschieht. Aufgrund der Pegeländerung am Eingang der invertierenden Treiber 142, 144 ändert das Signal IN2X ebenfalls seinen Pegel und schaltet von dem binären Wert "HIGH" auf den binären Wert "LOW". Dies führt dazu, dass der Kondensator 40 sich über den Widerstand 148 und die Diode 166 vorzeitig entladen kann. Dadurch wird die Warnzeit tw verkürzt. Durch diese Schaltungsmaßnahme ist es möglich, primärseitig einen kleineren Kondensator einzusetzen.
Als weitere Besonderheit der Überwachungsschaltung ist die Überwachung der Hilfsspannung UH durch den Schwellwertschalter 102 zu erwähnen. Beim Unterschreiten der Hilfsspannung UH unter einen bestimmten Pegel, zum Beispiel 4,4 V, schaltet das Ausgangssignal USPGN des Schwellwertschalters 102 auf den binären Wert "LOW". Der nachgeschaltete Transistor 126 sperrt, so dass auch die von dem Transistor 126 angesteuerten Ausgangsstufen 48, 90 gesperrt werden. Die Ausgangssignale USWN und TOT USN schalten auf den binären Wert "LOW", wodurch die Nullspannungssicherheit auch beim Einsatz mehrerer Netzgeräte garantiert ist.

Claims

Überwachungsschaltung (10) für eine Versorgungsspannung (UB), umfassend einen ersten Schwellwertschalter (20), der beim Unterschreiten eines von der Versorgungsspannung (UB) abhängigen ersten Eingangssignals (IN1) unter einen vorgebbaren Schwellwert ein erstes Meldesignal (USWN) von einem ersten definierten Pegel (HIGH) auf einen zweiten definierten Pegel (LOW) schaltet, wodurch ein Entladevorgang eines Kondensators (40) eingeleitet wird, und einen zweiten Schwellwertschalter (66), der beim Unterschreiten eines von der Spannung des Kondensators (40) abhängigen zweiten Eingangssignals (IN2) unter einen vorgegebenen Schwellwert nach Ablauf einer festgelegten Warnzeit t_W ein zweites Meldesignal (TOTUSN) von einem ersten Pegel (HIGH) auf einen zweiten Pegel (LOW) schaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwertschalter (20, 66) zum Entprellen der Eingangssignale (IN1, IN2) jeweils eine interne Zählschaltung zur Festlegung einer Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) aufweisen, wobei die Meldesignale während der Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) auf dem zweiten definierten Pegel (LOW) verharren, nachdem das Eingangssignal (IN1, IN2) den vorgegebenen Schwellwert überschritten hat und wobei die Meldesignale nach Ablauf der Verzögerungszeit (t_V1, t_V2) wieder den ersten definierten Pegel (HIGH) einnehmen.
Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (10) zur Überwachung einer Hilfsspannung (UH) einen dritten Schwellwertschalter (102) aufweist, der beim Unterschreiten der Hilfsspannung (UH) unter einen vorgebbaren Schwellwert das erste und zweite Meldesignal (USWN und TOTUSN) auf den binären Wert "LOW" setzt.
Überwachungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwertschalter (20, 66, 102) den gleichen Aufbau aufweisen.
Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (40) dem ersten Schwellwertschalter (20) nachgeschaltet ist, der als Reaktion auf das erste Meldesignal (USWN) entladen und als Reaktion auf das zweite Meldesignal (TOTUSN) wieder aufgeladen wird.
Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (40) mit seinem positiven Anschluss über einen Widerstand (38) und einen ersten Transistor (36) mit einem positiven Pol der Versorgungs- oder Hilfsspannung (UB, UH) und mit seinem negativen Anschluss mit einem negativen Pol der Versorgungs- oder Hilfsspannung (UB, UH) verbunden ist.
Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (40) mit seinem positiven Anschluss an dem Eingang (68) des zweiten Schwellwertschalters (66) liegt.
Überwachungsschaltung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des ersten Transistors (36) über einen Widerstand (34) und einen invertierenden Treiber (32) mit dem Ausgang (30) des ersten Schwellwertschalters (20) verbunden ist.
Überwachungsschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des ersten Transistors (36) über einen Widerstand (86), in Reihe geschaltete invertierende Treiber (62, 64) und über in Reihe geschaltete Widerstände (78, 82) mit dem Ausgang (76) des zweiten Schwellwertschalters (66) verbunden ist.
Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kondensator (40) zur Entladung ein Widerstand (72) parallel geschaltet ist.
Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (40) mit seinem positiven Anschluss über einen Widerstand (148) und eine Diode (166) mit einem Treiberbaustein (144) verbunden ist, dessen Ausgang in Abhängigkeit der Versorgungsspannung (UB) steuerbar ist.
Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (UB) einem Steuereingang eines zweiten Transistors (132) zugeführt wird, dessen Kollektor mit dem positiven Pol der Versorgungs- oder Hilfsspannung und dessen Emitter mit einer Mittelanzapfung (134) eines zwischen positivem und negativem Pol der Versorgungs- oder Hilfsspannung liegenden Spannungsteilers bestehend aus Widerständen (136, 138) verbunden ist, wobei ein Eingang eines Treiberbausteins (142) ebenfalls mit der Mittelanzapfung (134) des Spannungsteilers verbunden ist und ein Ausgang des Treiberbausteins (142) mit einem Eingang des Treiberbausteins (144) verbunden ist, um eine Entladung des Kondensators (40) zu bewirken.
Überwachungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Transistor (132) ein Optotransistor ist.