DE2247767B2 - Schaltungsanordnung zum unterbrechungsfreien umschalten von einem betriebsstromversorgungsgeraet auf ein ersatzstromversorgungsgeraet - Google Patents

Description

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch Widerstand mit der Basis des genannten Transistors und gekennzeichnet, daß am ersten und zweiten 35 die andere Elektrode dieser Diode unmittelbar mit dem Transistor (T \, T2) jeweils eine Sperrspannung Kollektor des Transistors verbunden.

anliegt, und daß jeweils zwischen der Basiselektrode Dieie Schaltung hat den Nachteil, daß bei niedriger

und dem Bezugspunkt der Stromversorgung die Gleichspannung, beispielsweise von 5 V, einSpannungs-

Schaltstrecke eines Transistors (73, Tb) angeordnet abfall von 1 bis 1,25 V an der Diode auftritt und bei

ist, der den Leitzustand des nachgeordneten 40 hohen Strömen, beispielsweise 20 bis 30 A, an der Diode

steuerbaren Transistors (71. 72) aufweist. eine sehr große Verlustleistung auftritt. Für einen

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, integrierten Aufbau der Schaltungsanordnung ist die dadurch gekennzeichnet, daß der den ersten Verlustleistung zu groß, da die dabei entwickelte Transistor (71) steuernde Transistor (73) über Wärme nicht abgeleitet werden kann. Die Umschaltung ftOGIieder (Cl, C2, R5, Rb. R7) von einer 45 vom Betriebsstromversorgungsgerat auf das Ersatzweiteren Transistorstufe (74) gesteuert ist. deren stromversorgungsgerät erfolgt sehr rasch. Dadurch ist Arbeitsspannung unmittelbar vom Betriebsstrom- das Übergangsverhalten nicht genau definiert und es Versorgungsgerät abgenommen wird, und daß die treten beim Umschalten Überschwingerscheinungen Arbeitsspannung für die Impulsstufe und die und kurzzeitige Spannungseinbrüche auf.
Transistorschaltstufe unmittelbar vom Ersat/strom- 50 Aufgabe der Erfindung ist es. eine Schaltungsanordversorgungsgerät abgenommen wird. nung der eingangs erwähnten Art zur unterbrechungs-

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch freien Umschaltung vom Betriebsstromversorgungsgegekennzeichnet, daß ein Relais (Vl) vorgesehen ist, rät auf das Ersatzstromversorgungsgerät beim Unterdas unmittelbar von der Spannung des Betriebs- schreiten tines bestimmten Spannungswertes aufzuzeistromversorgungsgerätes erregt ist, daß beim 55 gen, die die oben geschilderten Nachteile vermeidet.
Auftreten eines Fehlersignals auch das Relais abfällt Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der zweite und über einen ersten Relaiskontakt die Spannung Transistor nur in Abhängigkeit vom Fehlersignal einer des Ersatzstromversorgungsgerätes an eine eigene Spannungsüberwachungseinrichtung innerhalb des BeLeitung (V) legt, die mit den Schalttransistoren von triebsstromversorgungsgerätes steuerbar ist, daß beim weiteren Umschalteinrichtungen verbunden ist, daß 60 Unterschreiten des einstellbaren Wertes der Betriebsüber einen zweiten Relaiskontakt die zugeordnete spannung das Fehlersignal eine Transistorschaltstufe Transistorschaltstufe für die Umsteuerung freigege- steuert, die den zweiten Transistor ohne Verzögerung ben wird, und daß beim Wiederkommen der leitend steuert, daß das Ausgangssignal der Transistor-Spannung des Betriebsstromversorgungsgerätes das schaltstufe eine Impulsstufe steuert, die einen Impuls Relais erregt wird und die Relaiskontakte ihre 65 bestimmter Dauer abgibt, der über eine erste Abfla-Arbeitslage einnehmen. chungsstufe den ersten Transistor in den gesperrten

Zustand steuert, daß beim Überschreiten des einstellba-. ren Wertes der Betriebsspannung die Überwachungs-

einrichtung an Stelle des Fehlersignals ein die ausreichende Betriebsspannung kennzeichnendes Signal abgibt und die Transistorschaltstufe über eine gweite Abflachungsstufe einen Sperrimpuls an die Basis des zweiten Transistors anlegt und daß die Betriebs- «pannung den ersten Transistor in den leitenden Zustand steuert.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglcht die unterbrechungsfreie Umschaltung des Verbrauchers vom Betnebsstromversorgungsgerät auf ein Ersatzstromversorgungsgerät und ebenso eine unterbrechungbireie Rückschaitung auf das Betriebsstromversorgungsgerät, sobald die Spannungsüberwachungseinrichtung wieder eine ausreichende Ausgangsspan-■ung am Betriebsstromversorgungsgerät feststellt. Die 'S Umschaltung erfolgt über Transistoren, die im leitenden Zustand einen sehr kleinen Spannungsabfall aufweisen. Die Umschaltung erfolgt sehr langsam, so daß ein uefinierter weicher Übergang ohne Überschwingerjcheinungen erfolgt. Dabei tritt kein Spannungseinbruch auf. Das Ersatzstromversorgungsgerät kann für eine Mehrzahl von Betriebsstromversorgungsgeräten eingesetzt werden, wobei durch eine Verriegelungstchaltung sichergestellt ist, daß von den mehreren gleichberechtigten Betriebsstromversorgungsgeräten *5 beim Ausfall immer nur eines das Ersatzgerät anfordern kann. Damit wird eine stromversorgungsmäßige Entkopplung der verschiedenen Verbraucher erzielt und gleichzeitig eine Überlastung des nur für ein Stromverlorgungsgerät bemessenen Ersatzstromversorgungsgerates vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Zur Anschaltung des Verbrauchers an das Betriebsgerät oder das Ersatzgerät dienen die Transistoren Γ1 und 72. An den Emitter des Transistors 72 ist über die Klemme + AE die positive Ausgangsspannung des Ersatzgerätes und an den Emitter des Transistors 71 liber die Klemme + ΛΟ die positive Ausgangsspannung des Betriebsgerätes zugeführt. Die Kollektoren der beiden Transistoren sind zusammengeschaltet und über die Klemme +A mit dem positiven Eingang des Verbrauchers verbunden. Die negativen, geerdeten Pole der Ausgangsspannungen (OV-Potential) des Betriebs- und Ersatzgerätes sind parallel geschaltet zum Verbraueher geführt und gleichzeitig mit der K'emme -A der Umschalteeim ichtung verbunden. Der Verbraucher kann also je nach Schaltzustand der Transistoren T\ und 72 aus dem Betriebsgerät oder aus dem Ersatzgerät gespeist werden.

Um mit den Transistoren 71, Tl größere Ströme schalten zu können, sind zu ihrer Ansteuerung Verstärkerstufen erforderlich. Der Transistor TX wird über den Transistor 73 angesteuert, der seinerseits seinen Basisstrom vom Transistor 74 erhält. Ähnlich wird der Transistor Tl über die Transistoren 76 und Tl leitend gesteuert. Zum sicheren Sperren der Leistungstransistoren Ti und 72 ist eine positive Hilfsspannung erforderlich, die auf das OV-Potential bezogen und größer ist als die Ausgangsspannung des Betriebs- bzw. Ersatzgerätes. Diese Hilfsspannung wird an der Klemme + UH zugeführt und liegt über die Diode D1 und den Widerstand R 3 bzw. die Diode Dl und den Widerstand R 4 als Sperrspannung an den Basen der Leistungstransistoren Ti und Tl.

Um eine unterbrechungsfreie Umschaltung zu erhalten, muß die Ausgangsspannung des Betriebsgerätes überwacht werden. Für die vorliegende Umschalteeinrichtung ist es erforderlich, daß die Spannungsüberwachung bei Ausfall des Betriebagerätes ein Signal in Form eines annähernd OV-Potentials abgibt, das der Klemme 5 zugeführt wird.

Im normalen Betriebszustand der Umschalteeinrichtung geben sowohl das Betriebsgerät als auch das Ersatzgerät ihre Nennspannungen ab. Die Spannungsüberwachung des Betriebsgerätes liefert kein Signal an die Klemme S. Der Transistor Tl wird nicht angesteuert, so daß auch der Transistor 76 und folglich auch der Transistor Tl gesperrt sind. Dagegen wird der Transistor 74 über die Dioden D6, Dl und den Widerstand /?9 durch die Ausgangsspannung des Betriebsgerätes leitend gesteuert Sein Kollektorstrom fließt über die Widerstände R 5, Rb in die Basis des Transistors 73. Der so leitende Transistor 73 schaltet über den Widerstand Rl den Leistungstransistor 71 durch. Damit wird der Verbraucher aus dem Betriebsgerät gespeist Außerdem wird über die Diode DI das Relais Vl erregt, so daß die Kontakte 2, 3 und 5, 6 geschlossen sind. Die Dioden Z? 3 und Z? 5 entkoppeln die Leitungen zur Klemme + Aßund zur Klemme V.

Dieser Zustand bleibt solange bestehen, als das Betriebsgerät Spannung abgibt. Fällt nun das Betriebsgerät aus, so wird die Klemme S über eine Spannungsüberwachung mit der Klemme — A verbunden. Damit wird der Transistor Tl über die Dioden DlO, DIl und den Widerstand R 19 leitend gesteuert.

77 schaltet sofort über den Widerstand R13 den Transistor 76 durch, der seinerseits über den Widerstand R1 und die Lampe GL die aufleuchtet, den Leistungstransistor 72 ansteuert. 72 schaltet nun den Pluspol des Ersatzgerätes über die Klemme +A zum Verbraucher durch.

Der Transistor 76 steuert außerdem über den Widerstand R 12 und den Kondensator C3 vorübergehend den Transistor 75 leitend. Der Kollektorstrom von 75 verursacht am Punkt zwischen der Diode Dl und dem Widerstand R 9 eine Potentialanhebung. die eine Sperrung des Transistors 74 bewirkt. Damit erhält der Transistor 73 und mithin auch der Transistor 71 einen kurzzeitigen Sperrimpuls, wodurch bis zum völligen Zusammenbruch der Ausgangsspannung des Betriebsgerätes ein inverser Stromfluß über den Transistor 71 unterbunden wird.

Um einen weichen Übergang vom Betriebsgerät zum Ersatzgerät zu erreichen, ist noch ein Zeilglied in Form des Kondensators Cl vorgesehen. In diesen Kondensa tor fließt nach Durchschalten des Transistors 75 ein Ladestrom über die Emitter-Basisstrecke von 74. der Diode D 6, den Widerstand R 6 und die Emitter-Basisstrecke des Transistors 73. Dieser Ladestrom bewirkt ein langsames Sperren des Transistors 73 und damit auch des Transistors 71.

Sobald an der Klemme +AB keine Spannung mehr ansteht, fällt das Relais Vl ab. Damit wird der Kontakt 1, 2 geschlossen und die vom Ersatzgerät gelieferte positive Spannung gelangt zum Emitter des Transistors

78 und zur Klemme V. Gleichzeitig ist der Kontakt 5, 6 geöffnet. Der Emitter und die Basis von 78 liegen auf gleichem Potential (+ AE) und damit ist 78 gesperrt. Ist nun für mehrere Betriebsgeräte nur ein Ersatzgerät vorgesehen, so muß verhindert werden, daß bei Ausfall eines zweiten Betriebsgerätes dessen Umschalteeinrichtung das Ersatzgerät auf einen zweiten Verbraucher schaltet. Zu diesem Zweck sind die Klemmen V sämtlicher Umschalteeinrichtungen über eine Sammelleitung verbunden. Somit gelangt bei Ausfall eines

Betriebsgerätes die positive Ausgangsspannung des Ersatzgerätes an die Klemme V aller angeschlossenen Betriebsgeräte. Sie liegt also an den Emittern aller Transistoren 78, die jedoch nur in den nicht gestörten Betriebsgeräten über den Widerstand R18 und den Kontakt 5, 6 leitend gesteuert werden. Die Ausgangsspannung des Ersatzgerätes speist ferner über die Dioden D 5 und den Kontakt 2, 3 zusätzlich die Relais Vl aller nicht gestörten Betriebsgeräte. Bei Ausfall eines zweiten Betriebsgerätes kann deshalb in dessen Umschaltebaugruppe das Relais Vl nicht mehr abfallen und der Kontakt 5, 6 bleibt geschlossen. Folglich wird der Transistor 78 über den Widerstand R 18 leitend gesteuert bleiben. Sein Kollektorstrom fließt über den Widerstand R 19 zur Klemme Sund, da das Umschaltesignal ansteht, weiter zum gemeinsamen Minuspol. Er hebt dabei das Potential am Punkt R 19, D12 so weit an, daß mittels der Dioden DlO, DlI der Transistor Tl gesperrt bleibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß immer nur ein ausgefallenes Betriebsgerät das Ersatzgerät anfordern kann.

Erscheint die Spannung des Betriebsgerätes wieder \ an der Klemme + AB, so werden durch diese Spannung die Transistoren 74, 73 und 71 leitend gesteuert und damit der Verbraucher wieder an das Betriebsgerät geschaltet. Das Relais Vl zieht an und trennt durch Öffnen des Kontaktes 1, 2 die positive Ausgangsspannung des Ersatzgerätes von der Klemme V, wodurch die Verriegelung der übrigen Umschalteeinrichtungen aufgehoben wird. Gleichzeitig verschwindet das Umschaltesignal O Van der Klemme 5. Die Transistoren 77, 76 und 72 sperren. Damit ist die Rückschaltung des Verbrauchers vom Ersatzgerät auf das Betriebsgerät vollzogen. Um bei dieser Rückschaltung ebenfalls einen weichen, unterbrechungsfreien Übergang zu erhalten, sind auch hier Zeitglieder vorgesehen. Über die Aufladung des Kondensators C2 wird ein langsames Durchschalten der Transistoren 73 und 71 erreicht, während durch den Eniladestrom des Kondensators CA über die Diode D9 und den Widerstand R13 der Transistor 76 verzögert gesperrt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanord- Patentansprüche· nung zum unterbrechungsfreien Umschalten von einem Ben iebsstromversorgungsgerät auf ein Ersatzstromver-

1. Schaltungsanordnung zum unterbrechungsfrei- sorgungsgerät, bei der das Betriebsstromversorgungs-

en Umschalten von einem Betriebsstromversor- 5 gerät über die Emitter-Ko lektor-Strecke emes Transi-

gungsgerät auf ein Ersatzstromversorgungsgerät, stors angeschaltet .st und das Ersatzstromversorgungs-

bei der das Betriebsstromversorgungsgerat über die gerät über die Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten

Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors ange- Transistors an den Verbraucher anschaltbar ist. wenn

schaltet ist und das Ersatzstromversorgungsgerät die Betriebsspannung unter einen einstellbaren Wert

über die Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten ^IO sinkt

Transistors an den Verbraucher anschaltbar ist. Bei elektrischen Anlagen der Datenverarbeitungswenn die Betriebsspannung unter einen einstellba- und Vermittlungstechnik wird in der Regel eine ren Wert sinkt, dadurch gekennzeichnet, unterbrechungsfreie Stromversorgung verlangt. Da die daß der zweite Transistor (72) nur in Abhängigkeit Betriebsstromversorgungsgerate ausfallen können, läßt vom Fehlersignal einer Spannungsüberwachungs- «5 sich die erforderliche Zuverlässigkeit nur durch einrichtung innerhalb des Betriebsstroitiversor- unterbrechungsfreie Anschaltung eines Ersatzversorgungsgerätes steuerbar ist, daß beim Unterschreiten gungsgerätes an den Verbraucher erreichen,
des einstellbaren Wertes der Betriebsspannung das Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zum unter-Fehiersignal eine Transistorschaltstufe (T7) steuert, brechungsfreien Umschalten von einem Betnebsstrom die den zweiten Transistor ohne Verzögerung *> Versorgungsgerät auf ein Ersatzstromversorgungsgerät leitend steuert, daß das Ausgangssignal der Transi- bekannt, bei der das Betriebsstromversorgungsgerat storschaltstufe eine Impulsstufe (7"5) steuert, die über eine Diode an den Verbraucher angeschlossen ist einen Impuls bestimmter Dauer abgibt, der über eine und das Ersatzstromversorgungsgerät über die Emittererste Abflachungsstufe den ersten Transistor (71) in Kollektor-Strecke eines Transistors an den Verbrauden gesperrten Zustand steuert, daß beim Über- 25 eher angeschaltet ist. wenn die Betriebsspannung unter schreiten des einstellbaren Wertes der Betriebsspan- einen einstellbaren Wert sinkt (DT-AS 19 65315). Dabei nung die Überwachungseinrichtung ein an Stelle des ist der Transistor nur in Abhängigkeit von der Fehlersignals die ausreichende Betriebsspannung Ausgangsspannung des Betriebsstromversorgungsgeräkennzeichnendes Signal abgibt und die Transistor- tes durch ein Fehlersignal einer Spannungsüberv.a schaltstufe über eine zweite Abflachungsstufe einen 3° chungseinrichtung steuerbar. Ein Meßfühler der Span-Sperrimpuls an die Basis des zweiten Transistors nungsregeleinrichtung des Betriebsstromversorgungsanlegt und daß die Betriebsspannung den ersten gerätes ist direkt an den Verbraucher angeschlossen und Transistor in den leitenden Zustand steuert. die eine Elektrode der genannten Diode ist über einen