DE202019102456U1

DE202019102456U1 - Failure-reduced circuit for mapping two redundant input signals to one output signal

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Publication number: DE202019102456U1
Application number: DE202019102456.9U
Authority: DE
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2019-05-02
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2029-05-03
Also published as: DE102020107081A1

Abstract

Schaltung (10), umfassend:
einen ersten Signalverdoppler (18) mit einem ersten Eingang (16), einem ersten Ausgang (24) und einem zweiten Ausgang (26);
einen zweiten Signalverdoppler (22) mit einem zweiten Eingang (20), einem dritten Ausgang (28) und einem vierten Ausgang (30);
einen ersten Knoten (32);
einen zweiten Knoten (34);
einen dritten Knoten (42);
einen Stromkomparator (38);
ein steuerbares Schaltelement (40); und
einen Anschluss (36) zum Treiben einer Last; wobei
der erste Signalverdoppler (18) eingerichtet ist, am ersten Ausgang (24) einen ersten Strom und am zweiten Ausgang (26) einen zweiten Strom auszugeben, wobei der erste Strom und der zweite Strom jeweils einem über den ersten Eingang (16) eingegebenen Strom entsprechen;
der zweite Signalverdoppler (22) eingerichtet ist, am dritten Ausgang (28) einen dritten Strom und am vierten Ausgang (30) einen vierten Strom auszugeben, wobei der dritte Strom und der vierte Strom jeweils einem über den zweiten Eingang (20) eingegebenen Strom entsprechen;
der erste Knoten (32) mit dem zweiten Knoten (34) verbunden ist, wobei der erste Knoten (32) eingerichtet ist, dem zweiten Knoten (34) einen fünften Strom zuzuleiten, dessen Stärke einer Summe einer Stromstärke (11) des über den ersten Eingang (16) eingegebenen Stroms und einer Stromstärke (12) des über den zweiten Eingang (20) eingegebenen Stroms entspricht;
der dritte Knoten (42) mit dem ersten Ausgang (24), dem dritten Ausgang (28) und dem steuerbaren Schaltelement (40) verbunden und eingerichtet ist, dem steuerbaren Schaltelement (40) einen sechsten Strom zuzuleiten, dessen Stärke einer Summe einer Stromstärke (I1) des ersten Stroms und einer Stromstärke (12) des dritten Stroms entspricht; und
der Stromkomparator (38) eingerichtet ist, das steuerbare Schaltelement (40) zu steuern und den, dem steuerbaren Schaltelement (40) vom dritten Knoten (42) zugeleiteten Strom dem zweiten Knoten (34) zuzuleiten, wenn ein Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang (16) eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang (20) eingegebenen Strom oberhalb eines oberen Grenzwertes (OG) oder unterhalb eines unteren Grenzwertes (UG) liegt.

A circuit (10) comprising:
a first signal doubler (18) having a first input (16), a first output (24) and a second output (26);
a second signal doubler (22) having a second input (20), a third output (28) and a fourth output (30);
a first node (32);
a second node (34);
a third node (42);
a current comparator (38);
a controllable switching element (40); and
a terminal (36) for driving a load; in which
the first signal doubler (18) is set up to output a first current at the first output (24) and a second current at the second output (26), the first current and the second current each corresponding to a current input via the first input (16) ;
the second signal doubler (22) is set up to output a third current at the third output (28) and a fourth current at the fourth output (30), the third current and the fourth current each corresponding to a current input via the second input (20) ;
the first node (32) is connected to the second node (34), the first node (32) being set up to feed a fifth current to the second node (34), the strength of which is a sum of a current strength (11) via the first Entrance (16) input current and a current strength (12) of the current input via the second input (20) corresponds;
the third node (42) is connected to the first output (24), the third output (28) and the controllable switching element (40) and is set up to supply the controllable switching element (40) with a sixth current, the strength of which is a sum of a current strength ( I1) of the first current and a current strength (12) of the third current corresponds; and
the current comparator (38) is set up to control the controllable switching element (40) and to feed the current fed to the controllable switching element (40) from the third node (42) to the second node (34) if there is a difference between that via the first input (16) entered current and the current entered via the second input (20) is above an upper limit value (OG) or below a lower limit value (UG).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine elektrische Schaltung, die zwei redundante analoge Eingangssignale auf ein analoges Ausgangssignal abbildet, wobei die elektrische Schaltung eingerichtet ist, das Ausbleiben eines Eingangssignals zu kompensieren.The present invention relates to an electrical circuit. In particular, the present invention relates to an electrical circuit which maps two redundant analog input signals onto an analog output signal, the electrical circuit being set up to compensate for the absence of an input signal.

Stand der TechnikState of the art

Weist eine Anordnung elektrische Steuergeräte auf, die redundante Signale zur Steuerung eines analogen Aktors erzeugen, kann es notwendig/vorteilhaft sein, die von den Steuergeräten ausgegebenen analogen Steuersignale unter Ausnutzung der Redundanz auf ein analoges Steuersignal abzubilden.If an arrangement has electrical control devices that generate redundant signals for controlling an analog actuator, it may be necessary / advantageous to map the analog control signals output by the control devices to an analog control signal using the redundancy.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesbezüglich den Stand der Technik zu verbessern.The present invention is based on the object of improving the prior art in this regard.

Eine erfindungsgemäße Schaltung umfasst einen ersten Signalverdoppler mit einem ersten Eingang, einem ersten Ausgang und einem zweiten Ausgang, einen zweiten Signalverdoppler mit einem zweiten Eingang, einem dritten Ausgang und einem vierten Ausgang, einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten, einen dritten Knoten, einen Stromkomparator, ein steuerbares Schaltelement und einen Anschluss zum Treiben einer Last. Der erste Signalverdoppler ist eingerichtet, am ersten Ausgang einen ersten Strom und am zweiten Ausgang einen zweiten Strom auszugeben, wobei der erste Strom und der zweite Strom jeweils einem über den ersten Eingang eingegebenen Strom entsprechen. Der zweite Signalverdoppler ist eingerichtet, am dritten Ausgang einen dritten Strom und am vierten Ausgang einen vierten Strom auszugeben, wobei der dritte Strom und der vierte Strom jeweils einem über den zweiten Eingang eingegebenen Strom entsprechen.A circuit according to the invention comprises a first signal doubler with a first input, a first output and a second output, a second signal doubler with a second input, a third output and a fourth output, a first node, a second node, a third node, a current comparator , a controllable switching element and a connection for driving a load. The first signal doubler is set up to output a first current at the first output and a second current at the second output, the first current and the second current each corresponding to a current input via the first input. The second signal doubler is set up to output a third current at the third output and a fourth current at the fourth output, the third current and the fourth current each corresponding to a current input via the second input.

Der erste Knoten ist mit dem zweiten Knoten verbunden und der erste Knoten ist eingerichtet, dem zweiten Knoten einen fünften Strom zuzuleiten, dessen Stärke einer Summe einer Stromstärke des über den ersten Eingang eingegebenen Stroms und einer Stromstärke des über den zweiten Eingang eingegebenen Stroms entspricht. Der dritte Knoten ist mit dem ersten Ausgang, dem dritten Ausgang und dem steuerbaren Schaltelement verbunden und eingerichtet, dem steuerbaren Schaltelement einen sechsten Strom zuzuleiten, dessen Stärke einer Summe einer Stromstärke des ersten Stroms und einer Stromstärke des dritten Stroms entspricht. Der Stromkomparator ist eingerichtet, das steuerbare Schaltelement zu steuern und den, dem steuerbaren Schaltelement vom dritten Knoten zugeleiteten Strom, dem zweiten Knoten zuzuleiten, wenn ein Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang eingegebenen Strom oberhalb eines oberen Grenzwertes oder unterhalb eines unteren Grenzwertes liegt.The first node is connected to the second node and the first node is set up to feed a fifth current to the second node, the strength of which corresponds to a sum of a current strength of the current input via the first input and a current strength of the current input via the second input. The third node is connected to the first output, the third output and the controllable switching element and is set up to supply the controllable switching element with a sixth current, the strength of which corresponds to a sum of a current strength of the first current and a current strength of the third current. The current comparator is set up to control the controllable switching element and to feed the current fed to the controllable switching element from the third node to the second node if a difference between the current input via the first input and the current input via the second input is above an upper limit value or below a lower limit value.

Der maximal tolerierbare Unterschied kann parametrierbar sein und bspw. bei 5% einer einzugebenden Maximal- oder Sollstromstärke liegen.The maximum tolerable difference can be parameterizable and can be, for example, 5% of a maximum or target current strength to be entered.

Dabei ist unter dem Begriff „Signalverdoppler“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine elektronische Schaltung zu verstehen, die an Ihren Ausgängen Ströme ausgibt, deren Stärke der Stromstärke des am Eingang eigegebenen Stroms entspricht. Bspw. kann der Signalverdoppler als (galvanisch getrennter) Gleichstromübertrager ausgeführt sein. Ferner ist unter dem Begriff „Knoten“ wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Punkt in einem elektrischen Netzwerk zu verstehen, der (mindestens) drei Anschlüsse aufweist, bspw. zwei Zuleitungen und einen Abfluss, wobei die Summe der Ströme durch die Anschlüsse immer Null ist. Zuleitungen/Abflüsse können ferner mit gleichrichtenden Elementen (Dioden, Transistoren, Triacs) versehen sein.The term “signal doubler” as it is used in the description and the claims is to be understood in particular as an electronic circuit that outputs currents at its outputs, the strength of which corresponds to the current strength of the current input at the input. E.g. the signal doubler can be designed as a (galvanically separated) direct current transformer. Furthermore, the term “node” as used in the description and the claims is to be understood as meaning, in particular, a point in an electrical network that has (at least) three connections, for example two feed lines and an outlet, the sum of the currents is always zero due to the connections. Supply lines / drains can also be provided with rectifying elements (diodes, transistors, triacs).

Des Weiteren ist unter dem Begriff „Stromkomparator“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Bauteil zu verstehen, welches ein Signal ausgibt, das von der Differenz der Stärke zweier Ströme abgeleitet wird. Zudem ist unter dem Begriff „steuerbares Schaltelement“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein elektronisches oder ein elektromechanisches Bauteil zu verstehen, das in Abhängigkeit von einem Steuersignal ein über einen Eingang eingegebenen Strom (im Wechsel) an unterschiedlichen Ausgängen auszugeben.Furthermore, the term “current comparator” as used in the description and the claims is to be understood in particular as a component which outputs a signal that is derived from the difference in the strength of two currents. In addition, the term “controllable switching element”, as used in the description and the claims, is to be understood in particular as an electronic or an electromechanical component which, depending on a control signal, sends a current input via an input (alternating) to different outputs to spend.

Somit wird bei einem spontanen Wegfall eines Eingangssignals das Ausgangssignal aus dem verbleibenden Eingangssignal abgeleitet, indem dieses verdoppelt wird, während im Normalbetrieb (in dem die über den ersten und zweiten Eingang eingegebenen Ströme sich nicht oder nur unwesentlich unterscheiden) das Ausgangssignal der Summe der Eingangssignale entspricht. Somit reicht es aus, dass die über den ersten Eingang und den zweiten Eingang eingegebenen Ströme jeweils 50% der Stromstärke I liefern, die zur Versorgung/Steuerung der Last benötigt werden.Thus, in the event of an input signal dropping out spontaneously, the output signal is derived from the remaining input signal by doubling it, while in normal operation (in which the currents input via the first and second input do not differ or only slightly differ) the output signal corresponds to the sum of the input signals . It is therefore sufficient that the currents entered via the first input and the second input are each 50% of the current strength I. supply that are required to supply / control the load.

Der Stromkomparator kann eingerichtet sein, zu bewirken, dass der Strom, der dem steuerbaren Schaltelement vom dritten Knoten zugeleitet wird, am Anschluss vorbeigeleitet wird, wenn der Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang eingegebenen Strom zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert liegt.The current comparator can be configured to cause the current that is fed to the controllable switching element from the third node to bypass the connection if the difference between the current input via the first input and the current input via the second input is between the lower one Limit value and the upper limit value.

Dem ersten Knoten können der erste Strom und der dritte Strom zugeleitet werden und der Stromkomparator kann eingerichtet sein, eine Stromdifferenz auszuwerten, die einer Differenz des über den ersten Eingang eingegebenen Stroms und des über den zweiten Eingang eingegebenen Stroms entspricht.The first current and the third current can be fed to the first node and the current comparator can be configured to evaluate a current difference which corresponds to a difference between the current input via the first input and the current input via the second input.

Dem ersten Knoten können der über den ersten Eingang eingegebene Strom und der über den zweiten Eingang eingegebene Strom zugeleitet werden und der Stromkomparator kann eingerichtet sein, eine Stromdifferenz auszuwerten, die einer Differenz zwischen dem zweiten Strom und dem vierten Strom entspricht.The current input via the first input and the current input via the second input can be fed to the first node and the current comparator can be configured to evaluate a current difference which corresponds to a difference between the second current and the fourth current.

Das steuerbare Schaltelement kann ein Relais sein und der Stromkomparator kann eingerichtet sein, das Relais zu schalten, wenn ein Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang eingegebenen Strom oberhalb eines oberen Grenzwertes oder unterhalb eines unteren Grenzwertes liegt.The controllable switching element can be a relay and the current comparator can be set up to switch the relay when a difference between the current input via the first input and the current input via the second input is above an upper limit value or below a lower limit value.

Der Stromkomparator kann eingerichtet sein, einen Alarm auszulösen, wenn der Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang eingegebenen Strom oberhalb des oberen Grenzwertes oder unterhalb des unteren Grenzwertes liegt.The current comparator can be set up to trigger an alarm if the difference between the current input via the first input and the current input via the second input is above the upper limit value or below the lower limit value.

Bspw. kann das steuerbare Schaltelement über ein zweites Kontaktpaar den Alarm auslösen.E.g. the controllable switching element can trigger the alarm via a second pair of contacts.

Der erste Eingang und der zweite Eingang können zur Eingabe zueinander redundanter Signale vorgesehen sein. Ferner können der erste Eingang und der zweite Eingang Analogeingänge sein und der Anschluss ein Analogausgang sein.The first input and the second input can be provided for inputting signals that are redundant to one another. Furthermore, the first input and the second input can be analog inputs and the connection can be an analog output.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

1a und 1b Blockdiagramme eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen;
2 eine Ausführungsform des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels illustriert;
3a und 3b Blockdiagramme eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen;
4 eine Ausführungsform des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels illustriert; und
5 das Schalten des steuerbaren Schaltelements illustriert.

The invention is explained below in the detailed description based on exemplary embodiments, reference being made to drawings in which:

1a and 1b Show block diagrams of a first embodiment of the invention;
2 an embodiment of the in 1 illustrated embodiment illustrated;
3a and 3b Show block diagrams of a second embodiment of the invention;
4th an embodiment of the in 3 illustrated embodiment illustrated; and
5 the switching of the controllable switching element illustrates.

Dabei sind in den Zeichnungen gleiche oder funktional ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.Identical or functionally similar elements are identified by the same reference symbols in the drawings.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

1a und 1b illustrieren ein erstes Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Schaltungen 10. Die in 1a und 1b schematisch dargestellte Schaltung 10 umfasst zwei Eingänge 12, 14, die bspw. zum Anschluss von Steuergeräten (nicht gezeigt) vorgesehen sein können. Z. B. können, wie in 1a und 1b angedeutet, an den Eingängen 12, 14 die Analogausgänge zweier (redundanter, z. B. baugleicher) Mikrocontroller angeschlossen sein, wobei die Mikrocontroller eingerichtet sind, Ströme in die Schaltung 10 einzugeben, deren Stärke auf 50% einer Sollstromstärke I (die zur Steuerung einer Last benötigt wird) reduziert ist. D. h., anstatt eines Mikrocontrollers, an dessen Analogausgang die Last (nicht gezeigt) direkt angeschlossen ist, können zur ErhöhungderAusfallsicherheit zwei Mikrocontroller vorgesehen sein, die jeweils 50% des zum Treiben der Last vorgesehenen Steuerstroms bereitstellen. 1a and 1b illustrate a first embodiment of circuits according to the invention 10 . In the 1a and 1b circuit shown schematically 10 includes two entrances 12th , 14th which can be provided, for example, for connecting control devices (not shown). For example, as in 1a and 1b indicated at the entrances 12th , 14th the analog outputs of two (redundant, e.g. identical) microcontrollers must be connected, the microcontrollers being set up to feed currents into the circuit 10 enter the strength of 50% of a nominal current strength I. (which is needed to control a load) is reduced. In other words, instead of a microcontroller to whose analog output the load (not shown) is directly connected, two microcontrollers can be provided to increase the reliability, each providing 50% of the control current provided for driving the load.

Wie in 1a und 1b gezeigt, fließen der am Eingang 12 eingegebene Strom in einen ersten Eingang 16 eines ersten Signalverdopplers 18 und der am Eingang 14 eingegebene Strom in einen zweiten Eingang 20 eines zweiten Signalverdopplers 22. Die Signalverdoppler 18, 22 sind als Gleichstromübertrager ausgebildet und geben an ihren Ausgängen 24, 26, 28, 30 Ströme aus, deren Stärke 11, 12 der Stromstärke des am jeweiligen Eingang 16, 20 eingegebenen Stroms entspricht. Die an den Eingängen 16, 20 eingegebenen Ströme werden zudem über Dioden einem ersten Knoten 32 zugeleitet. Der erste Knoten 32 ist über eine weitere Diode mit einem zweiten Knoten 34 verbunden, so dass der aus den Strömen gebildete Summenstrom dem zweiten Knoten 34 zugeleitet und über den mit dem zweiten Knoten 34 verbundenen Anschluss 36 ausgegeben wird (und somit zum Treiben einer am Anschluss 36 angeschlossenen Last beiträgt).As in 1a and 1b shown, the flow at the entrance 12th entered current into a first input 16 a first signal doubler 18th and the one at the entrance 14th entered current into a second input 20th a second signal doubler 22nd . The signal doubler 18th , 22nd are designed as direct current transformers and give at their outputs 24 , 26th , 28 , 30th Stream out whose strength 11 , 12th the amperage at the respective input 16 , 20th current entered. The ones at the entrances 16 , 20th Input currents are also connected to a first node via diodes 32 forwarded. The first knot 32 is via another diode to a second node 34 connected, so that the total current formed from the currents to the second node 34 and via the one with the second node 34 connected port 36 is output (and thus to drive one at the connection 36 connected load).

Unterscheiden sich die an den Eingängen 12, 14 eingegebenen Ströme in ihrer Stärke 11, 12, wird in dem Schaltkreis 38 (der im Folgenden als Stromkomparator bezeichnet wird), ein Differenzstrom (der Stärke 13 = 11 - 12) erzeugt. Der Stromkomparator 38 schaltet in Abhängigkeit von der Stärke 13 des Differenzstroms ein Relais 40 (oder ggf. ein anderes Schaltelement). Wird kein Differenzstrom in dem Stromkomparator 38 erzeugt (bzw. ist der Differenzstrom Null), nimmt das Relais 40 den in 1a gezeigten Schaltzustand ein, wodurch der dritte Knoten 42 mit einem vierten Knoten 44 verbunden ist und die an den Ausgängen 24, 28 der Signalverdoppler 18, 22 ausgegebenen Ströme nicht durch den Anschluss 36 geleitet werden (und somit nicht zum Treiben einer am Anschluss 36 angeschlossenen Last beitragen).Are there any differences at the entrances? 12th , 14th entered currents in their strength 11 , 12th , will be in the circuit 38 (hereinafter referred to as the current comparator), a differential current (of strength 13 = 11 - 12) is generated. The current comparator 38 switches depending on the strength 13 of the differential current a relay 40 (or possibly a other switching element). There will be no differential current in the current comparator 38 generated (or the differential current is zero), the relay takes 40 the in 1a switching state shown, creating the third node 42 with a fourth knot 44 connected and those at the outputs 24 , 28 the signal doubler 18th , 22nd output currents not through the connector 36 (and thus not to drive one on the connection 36 connected load).

Fällt (nur) einer der an den Eingängen 12, 14 eingegebenen Ströme weg (bspw. 12 = 0 und 11 > 0), wird in dem Stromkomparator 38 ein Differenzstrom (der Stärke 13 = 11 -12) erzeugt. Wenn dieser groß genug ist, schaltetet der Stromkomparator 38 das Relais 40. Der Stromkomparator 38 kann bspw. so ausgebildet sein, dass, wenn der Absolutwert der Stärke 13 des Differenzstroms eine Schwelle überschreitet, das Relais 40 geschaltet wird. Hat das Relais 40 den in 1b gezeigten Schaltzustand eingenommen, ist der dritte Knoten 42 mit dem zweiten Knoten 34 verbunden und die Summe der an den Ausgängen 24, 28 ausgegebenen Ströme (in diesem Fall ein Strom mit der Stromstärke I1) trägt zum Treiben einer am Anschluss 36 angeschlossenen Last bei.If (only) one of them falls at the entrances 12th , 14th entered currents away (e.g. 12 = 0 and 11> 0), is in the current comparator 38 a differential current (of strength 13 = 11 -12) is generated. When this is large enough, the current comparator switches 38 the relay 40 . The current comparator 38 can for example be designed so that when the absolute value of the strength 13 of the differential current exceeds a threshold, the relay 40 is switched. Has the relay 40 the in 1b assumed switching state is the third node 42 with the second knot 34 connected and the sum of at the outputs 24 , 28 output currents (in this case a current with the current strength I1 ) contributes to driving one at the connector 36 connected load.

Wie in 2 gezeigt, können die Signalverdoppler 18, 22 als galvanisch getrennte Gleichstromübertrager ausgebildet sein und der Stromkomparator 38 einen galvanisch getrennten Stromwandler 46 umfassen, an dem ausgangsseitig eine Leuchtdiode 48 und eine Relais-Spule 50 angeschlossen sind. Die Leuchtdiode 48 gibt bei einem Unterschied der Stärke 11, 12 der an den Eingängen 12, 14 eingegebenen Ströme ein optisches Signal (Alarm) aus. Zudem versteht es sich, dass neben dem optischen Signal auch ein elektrisches Fehlersignal (Alarm) ausgegeben werden kann, welches bspw. eine übergeordnete Steuerung hinsichtlich des Unterschieds der Stärke 11, 12 der an den Eingängen 12, 14 eingegebenen Ströme arlarmiert.As in 2 shown, the signal doubler 18th , 22nd be designed as a galvanically separated direct current transformer and the current comparator 38 a galvanically isolated current transformer 46 include, on the output side a light emitting diode 48 and a relay coil 50 are connected. The light emitting diode 48 gives with a difference in strength 11 , 12th the one at the entrances 12th , 14th The entered currents emit an optical signal (alarm). In addition, it goes without saying that, in addition to the optical signal, an electrical error signal (alarm) can also be output, which, for example, provides a higher-level control with regard to the difference in strength 11 , 12th the one at the entrances 12th , 14th entered currents are alarmed.

3a und 3b illustrieren ein zweites Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Schaltungen 10, welches sich von dem in 1a, 1b illustrierten Ausführungsbeispiel (unter anderem) dadurch unterscheidet, dass die Eingänge 12, 14 und der Anschluss 36 galvanisch getrennt sind. Wie im Zusammenhang mit 1a und 1b erläutert, können die Eingänge 12, 14 bspw. zum Anschluss von Steuergeräten (nicht gezeigt) vorgesehen sein, indem an den Eingängen 12, 14 die Analogausgänge zweier (redundanter, z. B. baugleicher) Mikrocontroller angeschlossen sind, die eingerichtet sind, Ströme in die Schaltung 10 einzugeben, deren Stärke auf 50% einer Sollstromstärke I (die zur Steuerung einer Last benötigt wird) reduziert ist. 3a and 3b illustrate a second embodiment of circuits according to the invention 10 which differs from the in 1a , 1b illustrated embodiment differs (among other things) in that the inputs 12th , 14th and the connection 36 are galvanically isolated. As related to 1a and 1b explained, the inputs can 12th , 14th For example, to connect control devices (not shown) by connecting to the inputs 12th , 14th the analog outputs of two (redundant, e.g. identical) microcontrollers are connected that are set up to flow currents into the circuit 10 enter the strength of 50% of a nominal current strength I. (which is needed to control a load) is reduced.

Wie in 3a und 3b gezeigt, fließen der am Eingang 12 eingegebene Strom in den ersten Eingang 16 des ersten Signalverdopplers 18 und der am Eingang 14 eingegebene Strom in den zweiten Eingang 20 des zweiten Signalverdopplers 22. Die Signalverdoppler 18, 22 sind als galvanisch getrennte Gleichstromübertrager ausgebildet und geben an ihren Ausgängen 24, 26, 28, 30 Ströme aus, deren Stärke 11, 12 der Stromstärke des am jeweiligen Eingang 16, 20 eingegebenen Stroms entspricht. Die am ersten Ausgang 26 und am dritten Ausgang 30 ausgegebenen Ströme werden über Dioden dem ersten Knoten 32 zugeleitet. Der erste Knoten 32 ist über eine weitere Diode mit dem zweiten Knoten 34 verbunden, so dass der aus den Strömen gebildete Summenstrom dem zweiten Knoten 34 zugeleitet und über den mit dem zweiten Knoten 34 verbundenen Anschluss 36 ausgegeben wird (und somit zum Treiben einer am Anschluss 36 angeschlossenen Last beiträgt).As in 3a and 3b shown, the flow at the entrance 12th entered current into the first input 16 of the first signal doubler 18th and the one at the entrance 14th entered current into the second input 20th of the second signal doubler 22nd . The signal doubler 18th , 22nd are designed as galvanically isolated direct current transformers and give at their outputs 24 , 26th , 28 , 30th Stream out whose strength 11 , 12th the amperage at the respective input 16 , 20th current entered. The one at the first exit 26th and at the third exit 30th Output currents are connected to the first node via diodes 32 forwarded. The first knot 32 is via another diode to the second node 34 connected, so that the total current formed from the currents to the second node 34 and via the one with the second node 34 connected port 36 is output (and thus to drive one at the connection 36 connected load).

Unterscheiden sich die über die Eingänge 16, 20 eingegebenen Ströme in ihrer Stärke 11, 12, wird in dem Stromkomparator 38 ein Differenzstrom (der Stärke 13 = 11 - 12) erzeugt. Der Stromkomparator 38 schaltet in Abhängigkeit von der Stärke 13 des Differenzstroms ein Relais 40 (oder ggf. ein anderes Schaltelement). Wird kein Differenzstrom in dem Stromkomparator 38 erzeugt (bzw. ist der Differenzstrom Null), ist nimmt das Relais 40 den in 3a gezeigten Schaltzustand ein, wodurch der dritte Knoten 42 mit dem vierten Knoten 44 verbunden ist und die an den Ausgängen 24, 28 der Signalverdoppler 18, 22 ausgegebenen Ströme nicht durch den Anschluss 36 geleitet werden (und somit nicht zum Treiben einer am Anschluss 36 angeschlossenen Last beitragen).Are the inputs different 16 , 20th entered currents in their strength 11 , 12th , is in the current comparator 38 a differential current (of strength 13 = 11 - 12) is generated. The current comparator 38 switches depending on the strength 13 of the differential current a relay 40 (or possibly another switching element). There will be no differential current in the current comparator 38 generated (or the differential current is zero), the relay takes 40 the in 3a switching state shown, creating the third node 42 with the fourth knot 44 connected and those at the outputs 24 , 28 the signal doubler 18th , 22nd output currents not through the connector 36 (and thus not to drive one on the connection 36 connected load).

Fällt (nur) einer der an den Eingängen 12, 14 eingegebenen Ströme weg (bspw. 12 = 0 und 11 > 0), wird in dem Stromkomparator 38 ein Differenzstrom (der Stärke 13 = 11 -12) erzeugt. Wenn dieser groß genug ist, schaltetet der Stromkomparator 38 das Relais 40. Der Stromkomparator 38 kann bspw. so ausgebildet sein, dass, wenn der Absolutwert der Stärke 13 des Differenzstroms eine Schwelle überschreitet, das Relais 40 geschaltet wird. Nimmt das Relais 40 den in 3b gezeigten Schaltzustand ein, ist der dritte Knoten 42 mit dem zweiten Knoten 34 verbunden und die Summe der an den Ausgängen 24, 28 ausgegebenen Ströme (in diesem Fall ein Strom mit der Stromstärke I1) trägt zum Treiben einer am Anschluss 36 angeschlossenen Last bei.If (only) one of them falls at the entrances 12th , 14th entered currents away (e.g. 12 = 0 and 11> 0), is in the current comparator 38 a differential current (of strength 13 = 11 -12) is generated. When this is large enough, the current comparator switches 38 the relay 40 . The current comparator 38 can for example be designed so that when the absolute value of the strength 13 of the differential current exceeds a threshold, the relay 40 is switched. Takes the relay 40 the in 3b is the third node 42 with the second knot 34 connected and the sum of at the outputs 24 , 28 output currents (in this case a current with the current strength I1 ) contributes to driving one at the connector 36 connected load.

Wie in 4 gezeigt, können die Signalverdoppler 18, 22 als galvanisch getrennte Gleichstromübertrager ausgebildet sein und der Stromkomparator 38 einen galvanisch getrennten Stromwandler 46 umfassen, an dem ausgangsseitig eine Leuchtdiode 48 und eine Relais-Spule 50 angeschlossen sind. Die Leuchtdiode 48 gibt bei einem Unterschied der Stärke 11, 12 der an den Eingängen 12, 14 eingegebenen Ströme ein optisches Signal (Alarm) aus. Zudem versteht es sich, dass neben dem optischen Signal auch ein elektrisches Fehlersignal (Alarm) ausgegeben werden kann, welches bspw. einer übergeordneten Steuerung den Unterschied der Stärke 11, 12 der an den Eingängen 12, 14 eingegebenen Ströme signalisiert.As in 4th shown, the signal doubler 18th , 22nd be designed as a galvanically separated direct current transformer and the current comparator 38 a galvanically isolated current transformer 46 include, on the output side a light emitting diode 48 and a relay coil 50 are connected. The light emitting diode 48 gives with a difference in strength 11 , 12th the one at the entrances 12th , 14th The entered currents emit an optical signal (alarm). In addition, it goes without saying that, in addition to the optical signal, an electrical error signal (alarm) can also be output, which, for example, tells a higher-level controller the difference in strength 11 , 12th the one at the entrances 12th , 14th indicated currents.

5 illustriert das Schalten des steuerbaren Schaltelements 40. 5 zeigt dazu einen möglichen Verlauf der Stromstärken 11, 12, der an den Eingängen 16, 20 eingegebenen Ströme. Solange der Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang 16 eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang 20 eingegebenen Strom unterhalb des oberen Grenzwertes OG und oberhalb des unteren Grenzwertes UG liegt, verbleibt das steuerbare Schaltelement 40 in dem in 1a und 3a gezeigten Schaltzustand. Wenn jedoch, wie in 5 zum Zeitpunkt SZ, der Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang 16 eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang 20 eingegebenen Strom den oberen Grenzwert OG überschreitet (oder den unteren Grenzwert UG unterschreitet) bewirkt der Stromkomparator 38, dass das steuerbare Schaltelement 40 den in 1b und 3b gezeigten Schaltzustand einnimmt. Zudem kann der Stromkomparator 38, wie im Zusammenhang mit 2 und 4 beschrieben, einen Alarm auslösen, wenn der Unterschied zwischen dem über den ersten Eingang 16 eingegebenen Strom und dem über den zweiten Eingang 20 eingegebenen Strom oberhalb des oberen Grenzwertes OG (oder unterhalb des unteren Grenzwertes UG) liegt. 5 illustrates the switching of the controllable switching element 40 . 5 shows a possible course of the current strengths 11 , 12th who is at the entrances 16 , 20th entered currents. As long as the difference between that via the first input 16 entered current and that via the second input 20th entered current below the upper limit value 1st floor and above the lower limit Basement remains, the controllable switching element remains 40 in the in 1a and 3a switching status shown. However, if, as in 5 at the time SZ , the difference between that via the first input 16 entered current and that via the second input 20th entered current the upper limit value 1st floor exceeds (or the lower limit Basement falls below) causes the current comparator 38 that the controllable switching element 40 the in 1b and 3b assumes switching state shown. In addition, the current comparator 38 as related to 2 and 4th described to trigger an alarm when the difference between that via the first input 16 entered current and that via the second input 20th entered current above the upper limit value 1st floor (or below the lower limit Basement ) lies.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: Schaltungcircuit
1212: Eingangentrance
1414th: Eingangentrance
1616: Eingangentrance
1818th: SignalverdopplerSignal doubler
2020th: Eingangentrance
2222nd: SignalverdopplerSignal doubler
2424: Ausgangoutput
2626th: Ausgangoutput
2828: Ausgangoutput
3030th: Ausgangoutput
3232: Knotennode
3434: Knotennode
3636: Anschlussconnection
3838: Schaltkreis (Stromkomparator)Circuit (current comparator)
4040: steuerbares Schaltelement (Relais)controllable switching element (relay)
4242: Knotennode
4444: Knotennode
4646: StromwandlerPower converter
4848: Leuchtdiodelight emitting diode
5050: Relais-SpuleRelay coil
I1I1: StromstärkeAmperage
I2I2: StromstärkeAmperage
I3I3: StromstärkeAmperage
OG1st floor: oberer Grenzwertupper limit
UGBasement: unterer Grenzwertlower limit
SZSZ: Schaltzeitpunkt (Alarm)Switching time (alarm)

Claims

A circuit (10) comprising: a first signal doubler (18) having a first input (16), a first output (24) and a second output (26); a second signal doubler (22) having a second input (20), a third output (28) and a fourth output (30); a first node (32); a second node (34); a third node (42); a current comparator (38); a controllable switching element (40); and a terminal (36) for driving a load; wherein the first signal doubler (18) is set up to output a first current at the first output (24) and a second current at the second output (26), the first current and the second current each being a current input via the first input (16) correspond; the second signal doubler (22) is set up to output a third current at the third output (28) and a fourth current at the fourth output (30), the third current and the fourth current each corresponding to a current input via the second input (20) ; the first node (32) is connected to the second node (34), the first node (32) being set up to feed a fifth current to the second node (34), the strength of which is a sum of a current strength (11) via the first Input (16) input current and a current strength (12) of the current input via the second input (20) corresponds; the third node (42) is connected to the first output (24), the third output (28) and the controllable switching element (40) and is set up to supply the controllable switching element (40) with a sixth current, the strength of which is a sum of a current strength ( I1) of the first current and a current strength (12) of the third current corresponds; and the current comparator (38) is set up to control the controllable switching element (40) and to feed the current fed to the controllable switching element (40) from the third node (42) to the second node (34) if there is a difference between that via the first input (16) entered current and the current entered via the second input (20) is above an upper limit value (OG) or below a lower limit value (UG).

Circuit (10) according to Claim 1 , wherein the current comparator (38) is set up to cause the current which is fed to the controllable switching element (40) from the third node (42) to bypass the connection (36) if the difference between that via the first input (16) input current and the current input via the second input (20) is between the lower limit value (UG) and the upper limit value (OG).

Circuit (10) according to Claim 1 or 2 wherein the first signal doubler (18) is a first direct current transformer and the second signal doubler (22) is a second direct current transformer.

Circuit (10) according to one of the Claims 1 to 3 wherein the first node (32) is supplied with the first stream and the third stream.

Circuit (10) according to Claim 4 , the current comparator (38) being set up to evaluate a current difference (13) which corresponds to a difference between the current input via the first input (16) and the current input via the second input (22).

Circuit (10) according to one of the Claims 1 to 3 wherein the current input via the first input (16) and the current input via the second input (20) are fed to the first node (32).

Circuit (10) according to Claim 6 , wherein the current comparator (38) is set up to evaluate a current difference (13) which corresponds to a difference between the second current and the fourth current.

Circuit (10) according to one of the Claims 1 to 7th wherein the controllable switching element (40) is a relay and the current comparator (38) is set up to switch the relay when there is a difference between the current input via the first input (16) and the current input via the second input (20) is above an upper limit value (OG) or below a lower limit value (UG).

Circuit (10) according to one of the Claims 1 to 8th , wherein the current comparator (38) is set up to trigger an alarm if the difference between the current input via the first input (16) and the current input via the second input (20) is above the upper limit value (OG) or below the lower Limit value (UG) lies.

Circuit (10) according to one of the Claims 1 to 9 , wherein the first input (16) and the second input (20) are provided for the input of mutually redundant signals.

Circuit (10) according to one of the Claims 1 to 10 , wherein the first input (16) and the second input (20) are analog inputs and the connection (36) is an analog output.