DE2126078C3

DE2126078C3 - Einrichtung zum Schutz eines Grenz wertmelders gegen die Erzeugung von Fehl alarmsignalen nach Einschalten einer Ver sorgungsspannungsquelle

Info

Publication number: DE2126078C3
Application number: DE2126078A
Authority: DE
Inventors: Robert Joseph Morris Township Healey; Joseph Parsippany Plany
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1970-06-08
Filing date: 1971-05-26
Publication date: 1973-11-29
Also published as: FR2100733B1; DE2126078B2; US3651470A; FR2100733A1; NL7107777A; GB1330942A; CA923990A; SE367873B; BE768116A; DE2126078A1; JPS47488A

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einer intervallweiser Betrieb vorgesehen werden, um Be-Eingangs-Hilfklemme zur Aufnahme von zu über- triebsleistung einzusparen. Bei einem derartigen inwachenden Eingangssignalen, deren Polarität der tervallweisen Betsieb besteht jedoch die Gefahr, daß Polarität des Bezugssignals entgegengesetzt ist, 55 die Einschaltung der Grenzwertmelder einen Fehldadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler alarm auslöst. Zur Verhinderung derartiger Fehl-(251, 252) vorgesehen ist, dessen eines Ende die alanne ist es erforderlich, daß der Grenzwertmelder Eingangs-Hilfsklemme (3) bildet und dessen an- lediglich auf den Betrag des Eingangssignals anderes Ende an die eine Hauptstromelektrode eines spricht, sofern dieser einen bestimmten Schwellwert Transistors (102) angeschlossen ist, daß die andere 60 erreicht oder überschreitet. Ein weitergehender Hauptstromelektrode des Transistors (102) an die Schutz gegen Fehlalarmsignale bei Einschaltung des Versorgungsspannung&quelle (6) und die Steuer- Grenzwertmelders erfordert eine gesonderte Schutzelektrode des Transistors (102) an die Diode (133) einrichtung, welche beim Einschalten des Grenzwertmit Durchbruchscharakteristik angeschlossen meiders voll wirksam ist. Sobald sich der Grenzwertsind und daß die Mittelabgriffklemme (4) des 65 meider in Betrieb befindet, muß die Schutzeinrich-Spannungsteilers (251, 252) mit dem Eingang der tung unwirksam werden, um den Betrieb des Grenz-Vergleichseinrichtung (10) verbunden ist. werlmelders zu ermöglichen. Zur Einsparung von

Betriebsleistung ist es dabei günstig, wenn der Grenz-

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wertmelder und die Schutzschaltung von einer ge- men 1,2 oder 3 zugeführt wird. Und zwar spricht der meinsamen Spannungsquelle versorgt werden. Grenzwertmelder auf einen bestimmten Wert des an-Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gelegten Eingangssignals in der Weise an, daß an der Schutzeinrichtung für einen Grenzwertmelder zu Klemme 100 ein Ausgangssignal ansteht, wenn die schaffen, welcher die vorstehend erwähnten Furiktio- 5 Amplitude des angelegten Eingangssignals einen vornen erfüllt. gebbaren Schweilwert erreicht oder überschreitet. Die Aufgabe wird bei einer Einrichtung der ein- Zur Erzeugung des .Schwellwerts enthält der Grenzgangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch ge- wertmelder einen gesonderten Schaltkreis, welcher löst, daß die Schutzeinrichtung folgende Bestandteile ein dem Schweilwert entsprechendes Bezugssignal enthält: ₁₀ abgibt. Der Grenzwertmelder wird von einer Quelle 6 ε) eine von der Versorgungsspannungsquelle ge- versorgt, welche im Beispielsfall eine Gleichspanspeiste und mit einer Sperrschaltung verbundene nungsquelle mit positiver Ausgangsspannung (Ver-Konstantstromque'le, sorgungsspannung) ist.

b) eine f-.rste Abschalteinrichtung mit einer an die Die Auswahl der von dem Eingangssignal beauf-Konstantstromquelle angeschlossenen und von 15 schlagten Eingangsklemmen ist abhängig von der dieser gesteuerten Steuerelektrode, deren Amplitude und der Polarität des zu überwachenden Hauptstromweg an die Steuerelektrode des Aus- Eingangssignals. Und zwar werden Eingangsspangangst ransistors angeschlossen ist, nungssignale mit einer in der Größenordnung des

c) eine zweite Abschalteinrichtung, welche auf das Bezugssignals liegenden Amplitude und mit gleicher Durchschalten der Diode mit Durchbruchscha- 20 Polarität wie die Versorgungsspannung des Grenzrakteristik anspricht und deren Hauptstromweg wertmelders der Eingangsklemme I zugeführt und mit der Verbindungsklemme zwischen der Kon- gelangen von dort über eine Leitung 11 zu einer Verstantstromquelle und der Steuerelektrode der er- gleicherschaltung 10. Eingangsspannungssignale mit sten Abschalteinrichtung angeschlossen ist, wo- einer der Versorgungsspannung des Grenzwertmelbei nach Einschalten des Grenzwertmelders die 25 ders entgegengesetzten Polarität werden dagegen der von der Konstantspannungsquelle beaufschlagte Eingangsklemme 3 zugeführt, welche über einen erste Abschalteinrichtung den Eingangsstrom Spannungsteiler mit den Teilerwiderständen 251 und des Ausgangslransistors abzweigt und dadurch 252 sowie einer Leitung 17 mit einer Bezugssignaldessen Durchschaltung verhindert und die nach quelle 20 verbunden ist. Die an der Mittelabgriff-Durchschalten der Diode mit Durchbruchscha- 30 klemme 4 des Spannungsteilers 251/252 anstehende rakteristik ansprechende zweite Abschaltein- Spannung besitzt die gleiche Polarität wie die Verrichtung die erste Abschalteinrichtung außer sorgungsspannung des Grenzwertmelders und ist umBetrieb setzt und dadurch die Durchschaltung gekehrt proportional dem Betrag der Eingangsspandes Ausgangstransistors ermöglicht. nung an der Klemme 3. Die Mittelabgriffklemme 4 ist

In Ausgestaltung der Erfindung wird für eine Ein- 35 über die Klemme 1 mit der Leitung 11 der Verrichtung mit einer Eingangs-Hilfsklemme zur Auf- gleicherschaltung 10 verbunden. Das Ausgangssignal nähme von zu überwachenden Eingangssignaien, de- der Vergleicherschaltung 10 weist normalerweise die ren Polarität der Polarität des Bezugssignals entge- entgegengesetzte Polarität wie die Eingangsspannung gengesetzt ist, ein Spannungsteiler vorgesehen, des- an der Klemme 3 auf. Diese Polaritätsumkehr kann sen eines Ende die Eingangs-Hilfsklemme bildet und 40 jedoch dadurch vermieden werden, daß die Mittelabdessen anderes Ende an die eine Hauptstromelek- griffklemme 4 mit einer Klemme 14 einer Eingangstrode eines Transistors angeschlossen ist, daß die an- leitung 12 der Vergleicherschaltung 10 sowie die dere Hauptstromelektrode des Transistors an die Klemme 8 einer Ausgangsleitung 9 der Bezugssignal-Versorgungsspannungsquelle und die Steuerelektrode quelle 20 mit der Eingangsklemme 1 verbunden werdes Transistors an die Diode mit Durchbruchscha- 45 den.

rakteristik angeschlossen sind, und daß die Mittelab- Eingangsspannungssignale mit sehr geringer Am-

griffktemme des Spannungsteilers mit dem Eingang plitude werden der Eingangsklemme 2 zugeführt,

der Vergleichseinrichtung verbunden ist. welche mit einer Verstärkerschaltung 15 verbunden

Durch die Erfindung ist eine Überwachung ist. Die Verstärkerschaltung 15 vergrößert die Am-

von bipolaren Signalen mit Hilfe eines in inte- 5° plitude des Eingangsspa.nnungssignals auf einen

grierter Bauweise ausgebildeten Grenzwertmelders Wert, welcher einen Vergleich mit der Amplitude des

möglich, welcher durch ein unipolares Signal einge- von der Quelle 20 erzeugten Bezugsspannungssignals

schaltet wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung be- ermöglicht. Die Verstärkerschaltung 15 ist mit ihrer

steht darin, daß Fehlalarme bei Einschalten des Ausgangsklemme 5 mit der Eingangsleitung 11 der

Grenzwertmelders vermieden werden. 55 Vergleicherschaltung 10 verbunden.

Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelhei- Die Vergleicherschaltung 10 vergleicht den Betrag

ten und Vorteilen nachstehend an Hand der Zeich- des Eingangsspannungssignals auf der Eingangslei-

nungen näher erläutert; es zeigt tung 11 mit dem Betrag der Bezugsspannung auf der

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemä- Leitung9, welche hierfür über die Klemmen8 und

ßen Grenzwertmelders, 60 14 mit der Leitung 12 verbunden wird. Das Aus-

Fig.2 A und 2B jeweils eine Hälfte eines elektri- gangssignal der Vergleicherschaltung 10 besitzt zwei

sehen Schaltbildes des erfindungsgemäßen Grenz- stabile Zustände, wobei eine Änderung des Signalzu-

wertmelders nach F i g. 1 und Standes dann erfolgt, wenn der Betrag des Eingangs-

F i g. 3 ein Schema für die Zusammensetzung der Spannungssignals größer oder gleich dem Betrag der

Schaltbildhälften nach F i g. 2 A und 2 B. 65 Bezugsspannung ist. Für den Fall, daß bei dem dar-

Der Grenzwertmelder nach F i g. 1 überwacht die gestellten Ausführungsbeispiel der Betrag des EinAmplitude eines Eingangssignals, beispielsweise gangsspannungssignals auf der Leitung 11 kleiner ist eines Spannungssignals, das den Eingangsklem- als der Betrag der Bezugsspannung auf der Leitung

12, so entspricht das Ausgangssignal der Ver- 20 mit der Gleichspannungsquelle6 verbunden, welgleicherschaltung 10 auf der Leitung 13 dem Zu- eher einen konstanten Gleichstrom zur Vorspannung stand »O«. Überschreitet dagegen der Betrag des einer mit seiner Sourceelektrode verbundenen Zener-Eingangsspannungssignals auf der Leitung 11 den diode 133 in Durchlaßrichtung führt. Der von der Betrag der Bezugsspannung auf der Leitung 12, so 5 Durchlaßspannung der Zenerdiode fest vorgegebene entspricht das Ausgangssignal der Vergleicherschal- Spannungsabfall wird der Basis eines mit der Spantung 10 auf der Leitung 13 dem Zustand »L«. Dieses nungsquelleo verbundenen Transistors 103 zuge-Ausgangssignal auf der Leitung 13 wird über eine führt, welcher einen Strom durch einen Spannungs-Ausgangsstufe 40 sowie eine Leitung 41 der Aus- teiler mit den Teilerwiderständen 202 und 203 treibt. gangsklemme 100 zugeführt. Die Ausgangsklemmc »o Die an der Abgriffklemme des Spannungsteilers 202 100 kann mit der Ausgangsklemme 171 einer Sperr- und 203 anstehende Spannung entspricht der Bezugsschaltung 50 verbunden werden, die in Abhängigkeit spannung, die über die Klemmen 8 und 14 der Einvon einem Steuersignal der Ausgangsstufe 40 über gangsleitung 12 der Vergleicherschaltung 10 zugeeine Leitung 172 ein Rückkopplungssignal zuführt, führt wird.

wodurch das Ausgangssignal auf dem Zustand »L« 15 Die Durchlaßspannung der Zenerdiode 133 wird

festgehalten wird. ferner zur Vorspannung des Schalttransistors 102 in

Die Bezugssignalquelle 20 ist ferner über eine Lei- den leitenden Zustand verwendet. Der Schalttransitung 21 mit einer Treiberschaltung 30 verbunden, die stör 102 verbindet die Spannungsquelle6 mit dem in Abhängigkeit von der Einschaltung der Bezugssi- Spannungsteiler 251/252, wobei der Transistor 102 gnalquelle 20 ein Sperrsignal erzeugt, das über eine ao zusammen mit den Teilerwiderständen 251 und 252 Leitung 31 und eine Sperrschaltung 39 der Aus- gemäß den vorstehenden Erläuterungen die Polarität gangsstufe 40 zugeführt wird. Das Sperrsignal ver- des Eingangsspannungssignals umkehrt. Dieses PoIahindert die Übertragung der Ausgangssignale des ritätsumkehrschema ermöglicht die Überwachung Vergleichers 10 zu dem Ausgangsanschluß 100 wäh- von negativen Eingangsspannungssignalen durch die rend des Einschaltens der Bezugssignalquelle 20 bzw. 25 Vergleicherschaltung 10 ohne Änderung der Versordes Grenzwertmelders, wodurch in vorteilhafter gungsspannung sowie der verwendeten Halbleiter-Weise Fehlalarmsignale vermieden werden. bauteile.

Der in Fig. 1 lediglich als Blockschaltbild darge- Das zu überwachende negative Eingangsspanstellte Grenzwertmelder ist in den F i g. 2 A, 2 B nä- nungssignal wird der Eingangsklenune 3 zugeführt, her dargestellt, wobei die Schaltbilder nach Fig. 2 A 30 während gleichzeitig bei durchgeschaltetem Transi- und 2B gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Schema zu- stör 102 an dem der Klemme3 entgegengesetzten sammenzufügen sind. In F i g. 2 A und 2 B sind dabei Anschluß des Spannungsteilers 251, 252 die positive gleiche Bauteile wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugsbe- Versorgungsspannung ansteht. Der dabei durch den zeichnungen versehen. Das zu überwachende Ein- Spannungsteiler zu der Klemme 3 fließende Strom ei gangsspannungssignal wird — wie vorstehend bereits 35 zeugt an der Abgriffklemme 4 eine positive Spanerläutert ist — den Eingangsklemmen 1,2 oder 3 in nung, deren Betrag umgekehrt proportional dem BeAbhängigkeit von der Polarität und dem Betrag des trag des negativen Eingangsspannungssignals an der Eingangsspannungssignals zugeführt. Positive Ein- Klemme 3 ist. Auf diese Weise wird der Betrag der gangsspannungssignale mit einer in der Größenord- Ausgangsspannung der Vergleicherschaltung 10 genung des Bezugssignals liegenden Amplitude werden 40 genüber dem Betrag des negativen Eingangsspanüber die Klemme 1 der Eingangsleitung 11 des Ver- nungssignals umgekehrt. Die Ausgangsspannung der gleichers 10 zugeführt. Eingangsspannungssignale Vergleicherschaltung 10 kann in Phase mit dem nemit sehr geringer Amplitude liegen an der Eingangs- gativen Eingangsspannungssignal an der Klemme 3 klemme 2 der Verstärkerschaltung 15, welche wie- gehalten werden, indem die Bezugsspannung der derum über die Klemmen 5 und 1 mit der Eingangs- 45 Klemme 1 zugeführt und die Klemme 4 mit der leitung 11 des Vergleichers 10 gekoppelt ist. Die Klemme 14 verbunden werden.
Verstärkerschaltung 15 vergrößert Signale mit gerin- Die Verstärkerschaltung 15 wird von der Bezugsgen Amplituden, um die Überwachung von Ein- signalquelle 20 versorgt, deren Ausgangsspannung gangsspannungssignalen mit geringem Betrag durch geringer ist als die Gleichspannung der Quelle 6 den Grenzwertmelder zu ermöglichen. Eingangsspan- 50 Durch diese Maßnahme kann die Verlustleistung der nungssignale mit negativer Polarität werden der Ein- Verstärkerschaltung 15 gegenüber einer direkten gangsklemme 3 zugeführt, die mit dem Spannungstei- Versorgung aus der Quelle 6 verkleinert werden. Die ler 251 und 252 verbunden ist. Der Spannungsteiler Versorgungsspannung für die Verstärkerschaltung 15 ist an die Bezugssignalquelle 20 über die Leitung 17 wird von dem Transistor 103 abgenommen, dessen angeschlossen. Diese Anordnung, deren Betriebs- 55 Emitterelektrode mit der Basiselektrode eines Tranweise nachstehend erläutert wird, kehrt das negative sistors 127 gekoppelt ist, der seinerseits mit seiner Eingangsspannungssignal um, wobei das invertierte Emitter-Kollektorstrecke an der Gleichspannungs-Eingangsspannungssignal an der Klemme 4 ansteht quelle 6 liegt. Die Emitter-Kollektor-Impedanz des und über die Klemme 1 der Leitung 11 des Verglei- Transistors 127 verbindet die Gleichspannungschere 10 zugeführt wird. Das von der Signalquelle 20 60 quelle 6 mit der Verstärkerschaltung 15 und regelt erzeugte Bezugssignal steht an der Klemme 8 an und auf diese Weise den Betrag der Versorgungsspanwird durch Verbinden der Klemmen 8 und 14 der nung der Verstärkerschaltung.
Leitung 12 der Vergleicherschaltung 10 zugeführt. Das zu überwachende Spannungssignal wird der

Alle Bauteile des Grenzwertmelders werden von Vergleicherschaltung 10 über die Leitung 11 zugeder gemeinsamen Gleichspannungsquelle 6 versorgt, 65 führt. Die Vergleicherschaltung 10 enthält zwei in die darüber hinaus zur Erzeugung der Bezugsspan- der Serie angeordnete Differenzverstärkerstufen die nung herangezogen wird. Hierfür ist ein Feldeffekt- in üblicher Weise arbeiten. Unter normalen Betriebstransistor 101 innerhalb der Bezugsspannungsquelle bedingungen ist der Betrag des Eingangsspannungs-

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signals auf der Leitung 11 kleiner als der Betrag des über die Leitung 12 zugefiihrlen Bezugssignals. Die in Darlington-Sehaltung angeordneten Eingangs-Transistoren 109, 125 der ersten Differen/.vcrstäikerslule werden von dem Spannungssignal auf der mit der Basiselektrode des Transistors 109 verbundenen Leitung 12 in der Weise gesteuert, daß die Transistoren 109, 125 bei einem Spannungssignal mit kleiner Amplitude sperren. Die beiden anderen in Darlingtonschaltung angeordneten Transistoren 110 und 126 der ersten Differenzverslärkerslufe werden von dem Bezugsspannungssignal auf der mit der Basiselektrode des Transistors 110 verbundenen Leitung 12 derart gesteuert, daß die Transistoren 110, 126 bei einer überhalb der Amplitude des Eingangsspannungssignals liegenden Amplitude des Bezugsspannungssignals leiten. Die gemeinsame Kollektorspannung der Transistoren 110, 126 weist dann einen niedrigen Betrag auf. Diese Kollektorspannung wird der Basiselektrode des Eingangstransistors 111 der zweiten Differenzverstärkerstufe zugeführt, welche mit dem weiteren Transistor 112 in Darlington-Schallung angeordnet ist und zusammen mit diesen von der niedrigen Kollektorspannung der Transistoren 110, 126 in den Leitungs/.ustand gesteuert wird. Die gemeinsame Kollektorspannung der Transistoren 111, I !2 weist daher einen hohen Betrag auf. Die beiden in Darlingtonschaltung angeordneten Ausgangstransl· stören 114, 113 der /weiten Differenzverstärkerstufe sind über ihre Basiselektroden mil der hohen Kollcktorspannung der Transistoren 109, 125 verbunden und sind daher gesperrt, wobei deren gemeinsame Kollektorspannung einen niedrigen Beirag aufweist. Die hohe Kollcktorspannung der Transistoren 111, 112 wird der Basiselektrode eines Eingangslransislors 115 der Ausgangsstufe 40 zugeführt und steuert diesen in den Sperrzustand.

Der über die Emitterkollektor-Strccke des Transistors 115 fließende Strom wird über den Widerstand 220 der Kollcktorelektrode eines weiteren Eingangstransistors 118 der Ausgangsstufe 40 zugeführt, welcher durch den konstanten Spannungsabfall über dem Transistor 117 und den Widerstand 219 der zweiten Differenzverstärkerslufe vorgespannt ist und dadurch einen konstanten Strom zieht. Der über diesen konstanten Stromwert liegende Teil des Stroms über den Transistor 115 wird der Basiselektrode eines weiteren Transistors 120 der Ausgangsstufe 40 zugeführt, wobei dieser gesperrt wird. Der Kollektorelcktrode des Transistors 120 ist ein Feldeffekttransistor 119 vorgeschaltet, dessen Strom über seine Source-Drain-Strccke durch den Vorwiderstand 222 auf einem konstanten Wert gehalten wird. Der Transistor 120 ist so ausgelegt, daß er im vollen Leitungszustand den gesamten über den Feldeffekttransistor 119 fließenden Strom aufnimmt. Der mit der Kollektorelektrodc des Transistors 120 basisseitig verbundene Ausgangstransistor 122 der Ausgangsstufe 40 ist daher bei leitendem Transistor 120 gesperrt, und die mit der Emitterelektrode des Transistors 120 verbundene Ausgangsklemme 100 des Grenzwcrtmcldcrs ist mit einer niedrigen Spannung beaufschlagt.

Die vorstehend erläuterte Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Grenzwertmelder bezog sich auf den Fall, daß der Betrag des zu überwachenden Spannungssignals am Eingang des Grenzwcrtmelders kleiner isl als der Betrag des Bezugsspannungssiiinals. Liegt dagegen der umgekehrte Fall vor, daß nämlich der Betrag des auf der Leitung 11 anstehenden Spannungssignals größer ist als der Betrag der Bezugsspannung auf der Leitung 12, so werden die in Darlington-Sehaltung angeordneten Transistoren 109 und 125 durch die hohe Spannung auf der Leitung 11 gesperrt. Die daraus resultierende geringe Kollektorspannung der Transistoren 109,125 beaufschlagt die Basiselektrode des mit dem Transistor 113 in Darlington-Sehaltung umgeordneten Transistors 114, wodurch Jie Transistoren 113, 114 durchgeschaltet werden. Da der Betrag der Bezugsspannung geringer ist als der Betrag des .Eingangsspannungssignals, werden ferner die mil der Leitung 12 verbundenen Transistoren 126, 110 durchgeschaltel.

Die daraus resultierende hohe Kollcktorspannung der Transistoren 126, 110 sperrt die Transistoren 111, 112, so daß die an der Basiselektrode des Transistors 115 anstehende Kollcktorspannung der Transisioren 111, 112 einen verhältnismäßig geringen Betrag aufweist. Der Transistor 115 wird dadurch durchgeschaltet, wobei der über seine Emitier-Kollektor-Strcckc fließende Strom !gering ist. Dieser geringe Strom wird vollständig von dem Transistor 118 aufgenommen, so daß der Transistor 120 über seine

as Basiselektrode keinen Strom zur Durchschaltung in den Leitungsziistand erhält. Durch die Sperrung des Transistors 120 wird der gesamte, über den Feldeffekttransistor 119 fließende Strom der Basiselektrode des Transistors 122 zugeführt, welcher dadurch durchgestaltet wird und die Ausgangsklemme 100 des Grenzwcrtmelders mit der hohen Spannung der Gleichspannungsquelle 6 verbindet. Zur Anzeige dieses hohen Spannungsbetrages an der Klemme 100 kann diese mit einem Alarmmeldcr 60 verbunden werden, wobei die Klemme 190 des Alarmmeldcrs 60 verbunden wird.

Da viele Überspannungszuständc, bei denen der Betrag des Eingangsspannungssignals oberhalb des Grenzwerts liegt, nur zeitweilig auftreten, ist es gün-

stig. wenn das Ausgangssignal der Ausgangsstufe 40 nach Beendigung des Überspannungszustandes eine stetige Anzeige ergibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann eine Stetigkeit des an dem Alarmmelder 60 anstehenden Ausgangssignals der Ausgangsstufe 40 mittels der Sperirschaltung 50 erzielt werden, welche nach Auftreten eines Überspannungs- oder Alarmzuslandes bei Anschaltung an die Klemme 100 des Ausgangssignals der Vcrglcicherschaltung 10 sperrt. Die Sperrschaltung 50 enthält

50 ?in Transistorpaar 123, 124, welche bei einer großen Ausgangssignalamplilude auf der Leitung 100 durchgeschaltet sind. Die Basiselektrode des Transistors 123 ist mit dem Schalter 170 verbunden, weichet sich außerhalb der als integrierte Schallung ausgebil-

deten Sperrschaltung 50 befindet. Im Betriebszustand ist die Sperrschaltung 50 über den Schalter 170 mit der Klemme 100 verbunden. Bei Auftreten eines Alarmzustandes schaltet das auf der Leitung IOC über den Schalter 170 an der Basiselektrode des Transistors 123 anstehende hohe Ausgangssignal der 'Transistor 123 durch, wodurch von der Gleichspannungsquclle 6 ein Strom über den Widerstand 223 zu der Basiselektrode des Transistors 124 fließt und dei Transistor 124 durchgeschaltct wird. Die Kollektorelektrode des Transistors 124 ist mit der Basiselektrode des Transistors 128 verbunden, so daß nacli Durchschaltung des Transistors 124 der Basisstrorr des Transistors abgeleitet und somit der Transistoi

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120 auch nach Beendigung des Alarmzustandes in seinem nichtleitenden Zustand gehalten wird. Sobald der Transistor 120 sperrt, fließt der Strom über den Feldeffektransistor 119 zu der Basiselektrode des Transistors 122, wodurch dieser durchschaltet und das hohe Ausgangsspannungssignal des Grcnzwertmclders aufrechterhalten wird. Nach Entdeckung des Alarmzustandes kann die Sperrschaltung durch Verbinden des Schalters 170 mit seiner Masseklemmc abgeschaltet werden, um den Grenzwertmelder ausgnngsseitig zu entsperrcn.

Bei der anfänglichen Einschullpcriodc des Greivwertmelders kann sich dessen Ausgangszustand ändern, wodurch ein Fehlalarmzustand ausgelöst wird. Es ist dahergünstig, Schutzeinrichtungen innerhalb des Grenzwertmelders vorzusehen, um einen derartigen Fchlalarm zu verhindern. Sofern derartige Schutzeinrichtungen ein integraler Bestandteil des Grenzwertmelders sind, müssen diese eingreifen, bevor sich die Versorgungsspannung des Grenzwertmelder voll aufgebaut hat. Um ihre zugeordnete Funktion zu erfüllen, muß die Schutzeinrichtung in dem Sinne wirksam sein, daß die Erzeugung von FehluLirmsignalen während der transienten Einschaltpcriode des Gicnzwertmelders verhindert und die Erzeugung von Ausgangssignalen zugelassen werden, sobald sich die Versorgungsspannung des Grenzwertmelders vollständig aufgebaut hat.

Die Schutzeinrichtung bei dem dargestellten A'isführungsbeispiel spricht auf die Beaufschlagung der Bezugsspannungsquelle 20 an, um das Ausgangssignal des Grenzwertmelders zu sperren und die Ab-' gäbe von Fehlalarmsignalen zu verhindern. Wenn die Bezugsspannungsquelle 20 ihre volle Spannung besitzt, spricht die Schutzeinrichtung auf die Bezugsspannung an und gibt das Ausgangssignal des Grenzwertmelders frei, so daß ab diesem Zeitpunkt Alarmsignale in Abhängigkeit von einer Überspannung gebildet werden können.

Die Schutzeinrichtung enthält eine Steuer- und Treiberschaltung 30 in Verbindung mit der Bezugsspannungsquelle 20. Die Treiberschaltung 30 enthält einen Feldeffekttransistor 128 sowie einen Transistor 129, wobei die Drain-Source-Strecke des Feldeffekttransistors 128 zusammen mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 129 einen Nebenschluß für die Zenerdiode 133 darstellen, weiche die Bezugssignalsspannung gemäß der vorstehenden Beschreibung erzeugt. Die Basiselektrode des Transistors 129 ist an die Vcrbindungsklemme zwischen den beiden seriengeschalteten Dioden 131, 132 angeschlossen, welche die Zenerdiode 133 mit Masse verbinden. Die Kollektorelektrode des Transistors 129 ist über den Leiter 31 mit der Basiselektrode des Transistors 130 verbunden und steuert diesen bei Sperrung des Transistors 129 in den Durchlaßbereich. Der Transistor 130 ist mit der Ausgangsstufe des Grenzwertmeiders gekoppelt und sperrt dessen Ausgangssignal bei Steuerung in den Durchlaßbereich.

Die Funktionsweise der dargestellten Schutzeinrichtung ist ohne weiteres bei Betrachtung der Funktionsweise des dargestellten Grenzwertmelders während dessen Transistor-Einschaltperiode verständlich. Während der Einschaltperiode ist der Betrag des der Bezugsspannungsquclle 20 zugeführten Spannungswerts nicht ausreichend, um einen Durchbruch in der Zenerdiode 133 zu bewirken. Auf Grund dei Sperrung der Zenerdiode 133 zieht der Feldeffekttransistor 128 den gesamten von dem Feldeffekttransistor 101 gelieferten Strom. Da der Leitzustand des Transistors 129 durch die entsprechenden Spannungsabfällc an den Dioden 131, 132 gesteuert wird welche bei Sperrung der Zenerdiode 133 gering sind ist der Transistor 129 in dieser Betriebsphase gesperrt. Die Sperrung des Transistors 129 bewirkt daß der durch den Feldeffekttransistor 128 fließende konstante Strom über die Leitung 31 der Basiselektrode des Transistors 130 zugeführt wird und dieser durchschallet, wodurch die Basiselektrode des Ausgangstransistors 122 mit Masse verbunden wird. Aul Grund der Ableitung des Basisstroms des Transistor« 122 wird dieser gesperrt.

liei steigender Versorgungsspannung des Grenzwertmclders wird schließlich die Durchbruchspanivang der Zenerdiode 133 überschritten, so daß diese stromleitcnd wird und der Spannungsabfall über die Dioden 131, 132 in Durchlaßrichtung den Transistoi 129 durchschallet. Der leitende Transistor 12Ϊ nimmt den über den Feldeffekttransistor 128 fließenden Strom vollständig auf, wodurch die Basiselektrode des Transistors 130 stromlos wird und dei Transistor 130 sperrt. Der Basisstrom des Ausgangstnmsistors 122 wird daher nicht mehr nach Masse abgeleitet, sondern steuert den Transistor 122 durch, sobald der Ausgang der Vergleicherschal· lung den Basisstrom für den Ausgangstransistor 122 liefert.

Die beschriebene Schutzeinrichtung zur Verhinderung von Fehlalarmsignalcn unmittelbar nach Einschalten der Versorgungsspannungsquelle des Grenzwertmelder kann in vorteilhafter Weise als Bestandteil der in integrierter Bauweise ausgebildeten Grenz wertmelders vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung Patentansprüche: zum Schut2 eines Grenzwertmelders gegen die Erzeu-

1. Einrichtung zum Schutz eines Grenzwert- gung von Fehlalarmsignalen nach Einschalten einer mclders gegen die Erzeugung von Fehlalarmsi- Versorgungsspannungsquelle, wobei der Grenzwertgnalen nach Einschalten einer Versorgungsspan- 5 meider eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugsnungsquelle, wobei der Grenzwertmelder eine signals enthält, welche eine Diode mit Durchbruchs-Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugssigna'.s charakteristik aufweist, die während des Einschalenthält, welche eine Diode mit Durchbruchscha- tens der Versorgungsspannungsquelle durchschaltet rakteristik aufweist, die während des Einschaltens und dabei ein Bezugssignal hervorruft, wobei der der Versorgungsspannungsquelle durchschaltet io Grenzwertmelder ferner eine Vergleichseinrichtung und dabei ein Bezugssignal hervorruft, wobei der zum Vergleichen des Bezugssignals mit einem zu Grenzwertmelder ferner eine Vergleichseinrich- überwachenden Eingangssignal sowie eine Ausgangstung zum Vergleichen des Bezugssignals mit schaltung mit einem an den Ausgang der Vergleichseinem zu überwachenden Eingangssignal sowie einrichtung angeschlossenen Ausgangstransistor enteine Ausgangsschaltung mit einem an den Aus- 15 hält, welche ein dem Pegel des zu überwachenden gang der Vergleichseinrichtung angeschlossenen Eingangssignals entsprechendes Ausgangssignal ab-Ausgangstranistor enthält, welche ein dem Pegel gibt und wobei der Grenzwertmelder eine Schutzeindes zu überwachenden Eingangssignals entspre- richtung enthält.

chendes Ausgangssigna] abgibt, und wobei der Grenzwertmelder- oder Schweilwertüberwachungs-

Grenzwertmelder eine Schutzeinrichtung enthält, 20 schaltungen werden bekanntlich verwendet, um das dadurch gekennzeichnet, daß die Erreichen eines bestimmten Bezugswertes durch ein Schutzeinrichtung folgende Bestandteile enthält: zu überwachendes elektrisches Signa! anzuzeigen,

a) eine von der Versorgungsspannungsquelle wobei das über-bzw. Unterschreiten des Bezugswergespeiste und mit einer Sperrschaltung (39) f^{es d}"^r^ ^das zu überwachende Signal «mem Fehler verbundene Kostantstromquelle (128); *⁵ innerhalb des elektrischen Systems entspricht, an

b) eine erste Abschalteinrichtung (130) mit JJ[f^Ich«. ^df Grenzwertmelder angeschlossen ist. einer an die Konstantstromquelle ange- ^Wen" ^die Amplitude des zu überwachenden Signals schlossenen und von dieser gesteuerten ^den Bezugswert überschreitet, so erzeugt der Grenz-Steuerelektrode, deren Hauptstromweg an ^rtmelder em Ausgangssignal welches von dem die Steuerelektrode des Ausgangstransistors ³° ^nor?^alen Ausgangssignalzustand stark abweicht, angeschlossen isf ^{Und zwar tritt das} Ausgangssignal des Grenzwert-

c) eine" zweite Äbschalteinrichtung (129), fnelders zum gleichen Zeitpunkt auf zu dem das zu welche auf das Durchschalten der Diode überwachende Signal den Grenzwert annimmt oder (133) mit Durchbruchscharakteristik an- überschreitet. Ein bekannter Grenzwertmelder fuhrt spricht und deren Hauptstromweg mit der ³S einen Vergleich der Amplitude des zu uberwachen-Verbindungsklemme zwischen der Konstant- ^{den Sl}ß^nals ™^{ι der} Amplitude eines dem Grenzwert stromquelle (128) und der Steuerelektrode entsprechenden Bezugssignals durch, dessen Anwender ersten Abschalteinrichtung (130) ange- ^dun8 J^{edoch auf die} Überwachung von Signalen m.t schlossen ist, wobei nach Einschalten des gleicher Polantat beschrankt ist
Grenzwertmelders die von der Konstant- ⁴° ^Ein wichtiges Anwendungsgebiet von Grenzwertspannungsquelle (128) beaufschlagte erste ^{meldcrn ist die} Überwachung der Funktion von Abschalteinrichtung (130) den Eingangs- Energieversorgungseinrichtungen fur elektrische Verström des Ausgangstransistors abzweigt und brauchernetzwerke. Die hier eingesetzten Grenzwertdadurch dessen Durchschaltung verhindert ^{meIder können an} räumlich entfernten Stellen des und die nach Durchschalten der Diode (133) ⁴⁵ Netzwerkes angeordnet und mit den Ubertragungsmit Durchbruchscharakteristik ansprechende einrichtungen verbunden sein, um das bei Erreichen zweite Abschalteinrichtung die erste Ab- ^des Grenzwertes erzeugte Ausgangssignal an eine schalteinrichtung außer Betrieb setzt und zentrale Steuereinrichtung zu übermitteln und dort dadurch die Durchschaltung des Ausgangs- Maßnahmen zur Korrektur des aufgetretenen Fehlers transistors ermöglicht ⁵° ^{in dem} Netzwerk auszulösen. An Stelle eines dauernden Betriebs kann für die Grenzwertmelder auch ein