DE202019102456U1 - Failure-reduced circuit for mapping two redundant input signals to one output signal - Google Patents
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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
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 und1b Blockdiagramme eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen; -
2 eine Ausführungsform des in1 gezeigten Ausführungsbeispiels illustriert; -
3a und3b Blockdiagramme eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen; -
4 eine Ausführungsform des in3 gezeigten Ausführungsbeispiels illustriert; und -
5 das Schalten des steuerbaren Schaltelements illustriert.
-
1a and1b Show block diagrams of a first embodiment of the invention; -
2 an embodiment of the in1 illustrated embodiment illustrated; -
3a and3b Show block diagrams of a second embodiment of the invention; -
4th an embodiment of the in3 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
Wie in
Unterscheiden sich die an den Eingängen
Fällt (nur) einer der an den Eingängen
Wie in
Wie in
Unterscheiden sich die über die Eingänge
Fällt (nur) einer der an den Eingängen
Wie in
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 (11)
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- 2019-05-02 DE DE202019102456.9U patent/DE202019102456U1/en active Active
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2020
- 2020-03-16 DE DE102020107081.0A patent/DE102020107081A1/en active Pending
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DE202014104369U1 (en) * | 2014-09-15 | 2014-09-24 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Electronic device for selective power distribution in the low-voltage DC range |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |