DE2341367A1

DE2341367A1 - Schaltungsanordnung zur spannungsabhaengigen strombegrenzung in eigensicheren kreisen

Info

Publication number: DE2341367A1
Application number: DE19732341367
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl Ing Arnold; Manfred Dipl Ing Mihm
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1975-02-27

Description

23AJ367

BROWN, BOVERl & ClE · AKTIENGESELLSCHAFT
MANNHEIM

Mp.-Nr. 606/73 Mannheim, den 13. Aug. 1973

PAT- Mn/Fl.

"Schaltungsanordnung zur spannungsabhängigen Strombegrenzung in eigensicheren Kreisen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur spannungsabhängigen Strombegrenzung in eigensicheren Kreisen, wobei zum Aufbau der Schaltungsanordnung Transistoren und Widerstände vorgesehen sind (Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 22 61 105.8)).

Derartige Einrichtungen werden zur Herstellung eingesicherer Stromkreise (Ex)iG5 verwendet, welche der Begrenzung des Stromes auf einen ungefährlichen Wert, d.h. der Funkenverhütung in Stromkreisen, die in explosionsgefährdeter Umgebung verlegt sind, dienen.

Es ist bekannt, den Strom in den explosionsgefährdeten Bereich führenden Stromkreisen durch sog. "Zenerbarrieren" mittels ohmscher Widerstände oder mittels Schaltungen mit elektronischen Bauelementen zu begrenzen.

Diesen bekannten Anordnungen zur Strombegrenzung haften folgende Nachteile an:

Zum einen hat die Strombegrenzung mittels Widerstand einen erheblichen Spannungsabfall über derZenerbarriere zur Folge und damit aueh einen entsprechenden Leistungsverlust.

Eine andere bekannte, mit elektronischen Bauelementen aufgebaute Schaltungsanordnung vermeidet diesen Nachteil mit Hilfβ

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eines niederohmigen Arbeitsbereichs (flache Kennlinie). Hierbei ist aber eine Ausnutzung des maximal zulässigen Stromes n±ht möglich.

Aufgabe" der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Speisung von eigensicheren Stromkreisen zu schaffen, wobei die am Ausgang des eigensicheren Stromkreises auftretende Leistung im Strom-Spannungs-Diagramm eina^Hyperbel angenähert ist und unterhalb eines Leistungsgrenzvrertes, bei dem Funken entstehen, liegt.

Die Erfindung manifestiert sich in der Aufgabenstellung und impliziert die nachfolgend genannte Lgsung.

Eine Lösung der Aufgäbe besteht darin, zwischen einer ersten Eingangsklemme und einer ersten Ausgangsklemme der Schaltungsanordnung zusätzlich ein ohmscher Widerstand angeordnet ist.

Vorteilhafter Weise verdol zusätzlich zwischen die Eingangsklemmen der Schaltungsanordnung zwei zueinander parallel angeordnete Zenerdioden geschaltet.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung,

Fig. 2 das Strom-Spannungs-Diagramm am Ausgang des eigensicheren Kreises.

Die Eingangs spannung Ug ist über eine Sicherung 1 an zwei parallel zueinander angeordnete Zenerdiode 2,3 geführt, welche parallel zu den Eingangsklemme A, O^ der Schaltungsanordnung 5 geschältet sind, welche die Funktion eines Strombegrenzers erfüllt. Zwischen Eingangsklemme A und Ausgangsklemme B der Schal-

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tungsanordnung 5 ist ein Widerstand 4 vorgesehen. Der Ausgang der Schaltungsanordnung 5 führt zu dem eigentlichen eigensicheren Kreis 6,- der beispielsweise mit dem Abschlußwiderstand 7 abgeschlossen ist. Die Schaltungsanordnung 5 ist in der Weise ausgebildet, wie die Einrichtung des der Hauptanmeldung zugrundeliegenden Gegenstandes. Jedoch kann an deren Stelle auch jede Art von bekannten Strombegrenzern angewendet werden.

Da die Leitungen des eigensicheren Stromkreises 6 und der Abschlußwiderstand 7 Eigeninduktivität haben und folglich einen elektrischen Energiespeicher darstellen, wird der Strom in diesem Stromkreis 6 in Abhängigkeit von der gerade anliegenden Spannung derart begrenzt, daß am Abschlußwiderstand 7 des eigensicheren Stromkreises 6 eine konstante Leistung zur Verfügung steht, die unter einem Wert liegt, bei dem Funken auftreten können, wenn der Stromkreis 6 plötzlich unterbrochen wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, besteht die Erfindung darin, eine Hyperbel 8 mit konstanter Leistung vorzusehen, d.h. bei geringer Stromstärke kann verhältnismäßig hohe Spannung anliegen bzw. bei hohem Strom eine verhältnismäßig geringe Spannung.

Die Lösung geht nun davon aus, daß vom Wert I = 0 an bis zum Wert I=I. die Schaltungsanordnung 5, die Kennlinie bestimmt. Sobald vom Wert I = I. am Punkt K der Leistungs-Kurve im Strom-Spannungs-Diagramm erreicht ist, übernimmt der Widerstand 4 die Gestaltung der Kennlinie, d.h. die Spannung U. am Ausgangswiderstand 7 des eigensicheren Stromkreises 6 vermindert sich bei wachsendem Strom rasch. Sie ist Null bei dem Maximalwert des Stromes I. __„_f der bei Kurzschluß höchstens auftreten darf.

Ά. ΙΠ0.Χ

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Ausgangsleistung niemals einen Grenzwert übersteigt, bei dem Funkenbildung einsetzen könnte.

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Claims

.. 4 Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur spannungsabhängigen Strombegrenzung in eigensicheren Stromkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang des eigensicheren Stromkreises auftretende Leistung im Strom-Spannungs-Diagramrn einer Hyperbel angenähert ist und unterhalb eines Leistungsgrenzwertes, bei dem Funken entstehen, liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zur spannungsabhängigen Strombegrenzung in eigensicheren Stromkreisen, wobei zum Aufbau der Schaltungsanordnung Transistoren und Widerstände vorgesehen sind (Zusatz zu Patent... (Patentanmeldung P 22 61 105.8)), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer ersten Eingangsklemme (A) und einer ersten Ausgangsklemme (B) der Schaltungsanordnung zusätzlich ein ohmscher Widerstand (4) angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Eingangsklemmen (A,O₁) der Schaltungsanordnung (5)zwei zueinander parallel angeordnete Zenerdioden (2,3) geschaltet sind.

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