DE2252434C3

DE2252434C3 - Anordnung zur Überwachung und zum Schutz von in Reihe geschalteten Kondensatoren

Info

Publication number: DE2252434C3
Application number: DE19722252434
Authority: DE
Inventors: Georg Beinhold; Klaus Wegener
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-10-21
Filing date: 1972-10-21
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2252434B2; DE2252434A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung und zum Schutz von in Reihe geschal r.eten Kondensatoren gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige Anordnung ist aus dem DE-GM 17 71 111 bekannt.

Es ist allgemein üblich, mehrere Kondensatoren in Serie zu schalten, wenn die insgesamt anzulegende Spannung größer ist, als die Nennspannung der einzelnen Kondensatoren. Ist bei einer solchen Reihenschaltung einer der Kondensatoren defekt, steht an den verbleibenden einwandfreien Kondensatoren eine Spannung an, die höher als die Nennspannung der Kondensatoren ist, so daß auch diese zwangsläufig zerstört werden.

Die eingangs beschriebene Anordnung dient dem Schutz vor diesen Überspannungen an den einzelnen Kondensatoren. Dabei besteht der Spannungsteiler ebenfalls aus Kondensatoren. Das hat den Nachteil, daß zur Überwachung ein erheblicher Aufwand getrieben werden muß. Darüber hinaus wird die Kondensato.-kette vor insgesamt an ihr anliegenden, extern bedingten Überspannungen nicht geschützt, weil diese vom der Überwachungseinrichtung nicht erfaßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung anzugeben, die mit wenig aufwendigen Mitteln sicherstellt, daß erstens durch die beim Defektwerden eines Kondensators an den übrigen Kondensatoren anliegende Überspannung nicht zusätzlich auch noch die übrigen Kondensatoren zerstört werden, und die zweitens darüber hinaus gleichzeitig gewährleistet, daß die Kondensatoren nicht durch das Auftreten von extern verursachten Überspannungen an der Reihenschaltung überlastet werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Infolge der verwendeten ohmschen Widerstände ist der Aufwand gegenüber dem Einsatz eines kapazkiven Teilers vorteilhaft reduziert. Gleichzeitig ist ein Schutz der Kondensatoren auch bei externen Überspannungen gegeben.

In Reihe geschalteten Bauelementen einen !spannungsteiler parallel zu schalten und mit dessen Hilfe eine Brückenschaltung zu bilden, in deren Ausgani'sdia- ^Μ gonale eine Überwachungseinrichtung eingeschaltet ist, ist an sich bekannt. So werden zum Beispiel im der DE-AS 10 52 557 Anordnungen zur Überwachung von in Reihe geschalteten Halbleiterventilen beschrieben, die ebenfalls einen Spannungsteiler und eine in der Ausgangsdiagonalen angeordnete Überwachungseinrichtung verwenden.

Anhand zweier Ausführungsbeispiele sei die Erfindung erläutert.

In F i g. 1 werden zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 1, 2 aus einer Spannungsquelle 11 gespeist Parallel zu den Kondensatoren sind Symmetrierungswiderstände 4, 5 geschaltet, die für eine gleichmäßige Spannungsaufteilung auf die beiden Kondensatoren sorgen. Solche Widerstände sind insbesondere bei Gleichspannungskondensatoren, wie z. B. Elektrolyt-Kondensatoren, erforderlich, weil deren Leckströme streuen. Parallel zur Kondensatorreihenschaltung ist ein aus den Widerständen 7,8 aufgebauter Spannungsteiler geschaltet, so daß die Kondensatoren 1,2 mit den innen zugeordneten Symmetrierungswiderständen 4, 5 und die Spannungsteilerwiderstände 7, 8 eine Brückenschaltung bilden, in deren Ausgangsdiagonale eine Überwachungseinrichtung 9 eingeschaltet ist.

Unter der Voraussetzung, daß das Widerstandsverhältnis der beiden Symmetrierungswiderstände 4,5 das gleiche ist wie das der Spannungswiderstände 7,8, steht an der Überwachungseinrichtung 9 im Normalfall keine Spannung an, weil sie dann an Punkten gleichen Potentials liegt. Wird jedoch einer der Kondensatoren defekt und nimmt er demzufolge keine oder nur noch eine geringe Spannung auf, dann wird das Brückengleichgewicht gestört und an der Überwachungseinrichtung steht eine Spannung an, so daß die Überwachungseinrichtung anspricht. Je nach den Erfordernissen der Anlage kann dadurch ein Warnsignal ausgelöst, eine Senkung der angelegten Spannung eingeleitet oder — wie mit dem Schalter 12 angedeutet — eine Abtrennung der Kondensatoren 1, 2 von der Speisespannungsquelle 11 vorgenommen werden. Die Überwachungseinrichtung selbst kann als Relais oder als Gleichspannungswandler mit nachgeschalteter elektronischer Kippschaltung ausgebildet sein.

Parallel zu einem der Brückenwiderstände ist ein spannungsbegrenzendes Element 10, hier eine Zenerdiode, geschaltet. Diese ist so dimensioniert, daß das Brückengleichgewicht infolge der spannungsbegrenzenden Wirkung der Zenerdiode gestört wird, wenn die am Spannungsteiler anstehende Spannung einen bestimmten Wert überschreitet. Dadurch is«, in einfacher Weise erreicht, daß die Überwachungseinrichtung 9 nicht nur dann anspricht, wenn einer der Kondensatoren 1, 2 defekt ist, sondern auch dann, wenn an der Reihenschaltung selbst eine unzulässig hohe Spannung, beispielsweise infolge irgendwelcher externer Schalthandlungen, auftritt.

In Fig.2 ist ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar sind hier drei Kondensatorgruppen, die jeweils aus zwei parallel geschalteten Kondensatoren 1 a/lZ), 2a/2i>, 3a/3t> bestehen, in Reihe geschaltet. Zu jeder Gruppe ist je ein Spannungssymmetrierungswiderstand 4, 5, 6 parallel geschaltet. Der Spannungsteiler besteht im Beispiel !cdiglich aus zwei Widerständen 7, 8 die jedoch so bemessen sind, daß die Anschlußpunkte der Überwachungseinrichtung 9 im normalen Betriebsfall auf gleichem Potential liegen. In entsprechender Weise kann die Anordnung auch aufgebaut sein, wenn mehr als drei Kondensatoren bzw. Kondensatorgruppen überwacht und geschützt werden sollen.

Die Vorzüge der Anordnung nach der Erfindung

besonders augenfällig bei Reihenschaltungen ndensatorgruppen, die aus mehreren parallel eten Kondensatoren bestehen, weil die Folgedurch das Defektwerden eines Kondensators anders groß wären.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur Überwachung und zum Schutz von in Reihe geschalteten Kondensatoren durch eine Brückenschaltung, deren eine Hälfte durch einen den Kondensatoren parallelgeschalteten Spannungsteiler gebildet ist und in deren Ausgnngsdiagonale eine Überwachungseinrichtung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler aus ohmschen Widerständen (7, 8) und die andere Brückenhälfte aus den Kondensatoren (1 bis 3) parallelgeschalteten ohmschen Symmetrierungswiderständen (4 bis 6) aufgebaut sind und daß parallel zu einem der Brückenwiderstände ein spannungsbegrenzendes Bauelement: (10) geschaltet ist.