DE2557952B2 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung eines gleichstromkreises - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Gleichstromkreises, an deren Eingangsklemmen die Spannung des Gleichstromkreises liegt und an deren Ausgangsklemmen im Störungsfall ein Sperrsignal ansieht und bei der ein erster Grenzwertmelder für einen unteren Grenzwert und ein zweiter Grenzwertmelder für einen oberen Grenzwert der überwachten Spannung vorgesehen ist.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DT-AS 36 001 bekannt. Diese Schaltungsanordnung gibt die Speisung eines Verbrauchers aus einem Gleichstromkreis über mindestens einen in der Speiseleitung befindlichen, als Schalter genutzten Transistor frei, wenn die Speisespannung zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert liegt. Der Verbraucher wird durch ein von der Schaltungsanordnung an den in der Speiseleitung befindlichen Transistor abgegebenes Sperrsignal von dem speisenden Gleichstromkreis getrennt, wenn die Speisespannung entweder den unteren Spannungsgrenzwert unterschreitet oder den oberen Spannungsgrenzwert überschreitet.

Bei der Überwachung eines Gleichstromkreises zur Speisung eines Verbrauchers, dessen Betrieb eine gewisse Mindestspannung erfordert, tritt durch Glättungsgiieder, die sich im überwachten Stromkreis befinden, die Schwierigkeit auf, daü beim Einschalten der überwachten Spannung ein relativ langsamer Spannungsanstieg erfolgt, beim Abschalten der überwachten Spannung oder bei einem — beispielsweise

durch einen Kurzschluß hervorgerufenen — Spannungseinbruch ein relativ langsamer Spannungsmessung. Wird als Grenzwert des Grenzwertmelders eine niedrige Spannung gewählt, dann wird nach dem Einschalten frühzeitig ein das Erreichen der Mindestspannung anzeigendes, beispielsweise die Speisung des Verbrauchers einleitendes oder diesen entriegelndes Freigabesignal erzeugt, was in den meisten Fällen erwünscht ist, jedoch bedingt die Wahl eines tiefliegenden Grenzwertes bei Eintreten eines Spannungseinbruches im übenvachten Stromkreis eine relativ späte Abgabe des Sperrsignals. Ein sehr hoch, d. h. in der Nähe der Mindestspannung liegender Grenzwert des Grenzwertmelders vermeidet diesen Nachteil, jedoch geht dies auf Kosten eines verspätet abgegebenen Freigabesignals nach dem Einschaltvorgang.

Im vorliegenden Fall geht es somit nicht, wie bei der obengenannten DT-AS 11 36 001 darum, ein Sperrsignal dann abzugeben, wenn die Spannung des Gleichstromkreises einen oberen Grenzwert überschreitet oder einen unteren Grenzwert unterschreitet.

Es besteht vielmehr die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Gleichstromkreises anzugeben, die bei Erreichen der für Jen Verbraucher erforderlichen Mindestspannung frühzeitig ein Freigabesignal zur Verfügung stellt, wobei jedoch eine schnelle Erkennung von Spannungseinbrüchen durch Abgabe eines Sperrsignals sichergestellt sein soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß drei Speicherglieder vorgesehen sind, wobei der dynamische Setzeingang des ersten Speichergliedes und über ein Invertierglied der dynamische Setzeingang des dritten Speichergliedes mit dem Ausgang des ersten Grenzwertmelders und der dynamische Setzeingang des zweiten Speichergliedes über ein Invertierglied mit dem Ausgang des zweiten Grenzwertmelders verbunden ist, und daß die gleichartigen Ausgänge des zweiten und dritten Speichergliedes disjunktiv verknüpft mit dem Rücksetzeingang des ersten Speichergliedes verbunden sind, dessen Ausgang den Ausgang der Schaltungsanordnung bildet.

Der im Rahmen dieser Anmeldung verwendete Begriff Grenzwert der Grenzwertmelder steht für Kippspannung bzw. Rückkippspannung dieser Grenzwertmelder. Da Kippspannung und Rückkippspannung sehr nahe beieinanderliegen können, erübrigt sich im vorliegenden Fall eine Unterscheidung zwischen beiden Größen.

Die kostengünstige Schaltungsanordnung ermöglicht nach Eintreten eines Spannungseinbruches die schnelle Abgabe des Sperrsignals. Tritt ein Spannungseinbruch ein, nachdem die Spannung im überwachten Stromkreis den Wert der zum Betrieb des Verbrauchers erforderlichen Mindestspannung erreicht hat, wird bereits bei Unterschreitung des nur knapp unterhalb der Mindestspannung liegenden oberen Grenzwertes ein Sperrsignal abgegeben. Das Sperrsignal dient dazu, weitere Maßnahmen einzuleiten, die eine Beschädigung von solchen elektronischen Komponenten des Verbrauchers ausschließen, die durch den überwachten Gleichstromkreis gespeist werden und durch einen Spannungseinbruch Schaden nehmen könnten. Ein noch im Bereich des Spannungsanstiegs vor Erreichen des vom zweiten Grenzwertmelder überwachten oberen Grenzwertes eintretender Spannungseinbruch wird ebenfalls frühzeitig erkannt, da in diesem Fall nach Unterschreitung des vom ersten Grenzwertmelder überwachten unteren Grenzwertes das ausgangsseitig anstehende Freigabe signal durch ein Sperrsignal abgelost wird. Da andererseits nach dem Einschalten bereits nach Überschreitung des unteren Gren/weries das Frcigabesignal abgegeben wird, ist in jedem FuIi gewährleistet. "> daß nach Einschalten der Spunniingsqiielle im überwachten Stromkreis frühzeitig ein Freigabesignal um Ausgang der Schaltungsanordnung ansteht. Somit wird ein günstiges Überwachungsverhalt cn der Schaliimgsanordnung erreicht, das charakterisiert ist durch ein

Hi frühzeitiges Auftreten des Frcigabcsigiials nach I iiischalten der Spannungsquclle und durch nur geringfügig verzögerte Abgabe des .Sperrsignals unabhängig davon, welche Spannungshöhe bei Eintritt des Spaiiniingseinbruches erreicht ist.

i^r> In einer vorteilhaften Ausführungsform nehmen die Speicherglieder nach dem Einschalten der Schaltungsanordnung eine Vorziigslage ein. Dabei kann die Vorzugslage dem zurückgesetzten Zustund entsprechen. Damit wird gewährleistet, dall nach dem

2i) Einschalten der Schaltungsanordnung die .Speicherglieder sich in einer funktionsgerecriten Ausgangstage befinden und nicht erst durch Stellimpulse in eine derartige Lage gebracht werden müssen.

Ferner ist es günstig, wenn der im /urüikgcsei/ieii

2^r> Zustand 1-Signal führende Ausgang des ersten Speichergliedes den Ausgang der Schaltungsanordnung bildet. Damit ist das I -Signal als .Sperrsignal definiert.

Weiterhin ist es günstig, wenn tür die disjunktive Verknüpfung ein NORCJlied vorgesehen ist, dessen

«ι Eingänge mit den im zurückgesetzten Zustand 0 Signal führenden Ausgängen des zweiten und dritten .Speichergliedes verbunden sind. Es ist die am wenigsten aufwendige, funktionsgerechte Veikniipfung. Werden die im zurückgesetzten Zustand der Speichcrglicder

J^r> 1-Signal aufweisenden Ausgänge dem Verknüpfungsglied zugeführt, muß in diesem Fall ein NAND-Gl.ied mil einem nachgeschalteten Invertierglied eingesetzt werden.

Ferner ist es vorteilhalt, wenn ein am Rückset/cin-

■ii' gang der .Speicherglieder anstehendes O-Signal den rückgesetzten Zustand einstellt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind als Grenzwertmelder N AN D-Schmitt-Trigger eingesetzt. Derartige Grenzwertmelder sind relativ unkompliziert

ii aufgebaui und damit preisgünstig.

Darüber hinaus ist es günstig, wenn der dynamische Setzeingang der Speieherglieder derart beschallet ist. daß der Takteingang mit den Gren/.wertmelderii verknüpft ist, daß am vorbereitenden Set/eingang

■>o dauernd 1-Signal ansteht und am vorbereitenden Rücksetzeingang ebenfalls dauernd 1-Signal ansteht. Dabei kann der Takteingang der Speicherglieder auf die bei einem Signalwechsel von 1 auf 0 auftretende Signalflanke ansprechen. Damit erzeugt jede einen

Vi Signalwechsel von 1 auf 0 entsprechende Signalflanke jeweils einen Zustandswechsel des betreffenden Speichergliedes.

Um zu erreichen, daß nach Eintritt eines Spunniingseinbruches unter darauffolgender Abgabe eines Sperr-

wi signals durch die Schalllingsanordnung das zweite und dritte Speicherglied wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgesetzt werden, um nach Beseitigung des Spannlingseinbruches die erneute Überwachung aufnehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der im

i'> zurückgesetzten Zustand U-Signal führende Ausgang des ersten Speichergliedes mit dein Rticksetzeingang des dritten Speichergliedes und der Takieingung des dritten Speichergliedcs mit dem Rücksetzeingang des

zweiten Speicherglicdcs verbunden ist.

Als Speichcrglieder können JK-Speiehergliedcr eingesetzt werden. Solche Spcieherglicder sind handelsüblich und kostengünstig verfügbar.

Vs ist ferner vorteilhaft, wenn den Eingangsklcmmcn der Schaltungsanordnung ein optoelektronischer Koppler nachgcsehaltet ist, dessen Ausgangssignal parallel dem ersten und zweiten Grenzwertmelder zugeführt ist. Durch Hinsatz des optoelektronischen Kopplers erfolgt mit geringem Aufwand eine wirksame Potentialtren-IHing des überwachten Stromkreises und der zur Überwachung des Stromkreises vorgesehenen Schaltungsanordnung. Der optoelektronische Koppler ermöglicht eine proportionale Wandlung der Spannung des zu überwachenden Stromkreises auf das für die crfindungsgemäße Schaltungsanordnung geeignete Spannungsniveau. Damit steht ein präzises Abbild der Spannung des überwachten Stromkreises im gewünschten Spannungsmaßstab zur Verfügung.

Ils ist vorteilhaft, wenn der Ausgang des optoelektronischen Kopplungsgliedes mit einem seriengeschalteten Widerstand als erster Spannungsteiler an die Versorgungsspannung der Schaltungsanordnung gelegt ist, wenn ein zweiter, zwischen positivem Potential und Bczugspolcntial liegender Spannungsteiler vorgesehen ist, der aus zwei in Serie liegenden Potentiometern und zwei zwischen diesen angeordneten Entkopplungsdioden besteht, wenn der Abgriff des ersten Spannungsteilers an den Verbindungspunkt beider Entkopplungsdioden geführt ist und wenn der Abgriff des einen Potentiometers mit dem Eingang des ersten Grenzwertmeldcrs und der Abgriff des anderen Potentiometers mit dem Eingang des zweiten Grenz-wertmeldcrs verbunden ist. Über die Potentiometer ist somit eine Anpassung des Spannungsabbildes des überwachten Stromkreises an die Grenzwerte der Grenzwertmelder leicht einstellbar ermöglicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. I das Schaltbild der Schaltungsanordnung,

I" ig. 2a einen Spannungsverlauf im überwachten Stromkreis für den Fall, daß nach Einschalten der Spannung und vor Eintritt eines Spannungseinbruches in diesen Stromkreis die volle Betriebsspannung erreicht wird,

F i g. 2b bis 2f das zugehörige Impulsdiagramm,

Fig. 3a einen Spannungsverlauf im überwachten Stromkreis für den Fall, daß nach Einschalten der Spannung vor Erreichen der Betriebsspannung bereits ein Spannungseinbruch eintritt und

F i g. 3b bis 3f das zugehörige Impulsdiagramm.

In Fig. I sind mit den Bezugszeichen I, II, III und IV ausgewählte l.eitungsverbindungen bezeichnet. Die von ihnen geführten Signalspannungen sind in den Impulsdiagrammen der F i g. 2b bis 2f sowie F i g. 3b bis 3f mit U\, I hi· 'An und f-Ίν benannt.

In dem in F i g. 1 dargestellten Schaltbild bezeichnet U» die an den lüngangsklcmmen der Schaltungsanordnung liegende, zu überwachende Spannung eines (llcichsiromkrciscs. Diese Spannung Lk wird über einen Hegrctizungswidcrstand 1 einem optoelektronischen Koppler K zugeführt. Die eine Ausgangsklcmmc des optoelektronischen Kopplcrs K ist mit dem positiven Pol /' der Speisespannung, die andere Klemme des optoelektronischen Kopplcrs K über einen Widerstand 2 mit dem negativen Pol N der Speisespannung verbunden. Unter Speisespannung wird hier die zum Beirieb der Überwachungsanordnung notwendige Gleichspannung verslanden. Sie wird im allgemeinen wesentlich niedriger liegen als die zu überwachende Spannung U₀ der Spannungsquelle. Durch den optoelektronischen Koppler K wird somit eine einwandfreie '> Potentialtrennung zwischen der Spannung Uo des zu überwachenden Gleichstromkreises und der Überwachungsanordnung erreicht. Das durch den optoelektronischen Koppler K gelieferte proportional verkleinerte Spannungssignal stellt ein formgetreues Abbild der zu

ι» überwachenden Spannung Uo da;·. Dieses Signal liegt bereits auf dem Signalpegel, der für den Betrieb der nachgeschalteten logischen Funktionsglieder notwendig ist.

Der Ausgang des optoelektronischen Kopplers K und

!5 der Widerstand 2 bilden einen Spannungsteiler. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist mit einem weiteren, zwischen dem positiven Pol P der Speisespannung und dem Bezugspotential angeordneten Spannungsteiler verbunden. Dieser weitere Spannungsteiler besteht aus zwei seriengeschalteten Potentiometern 3 und 4, zwischen denen Entkopplungsdioden DX und D 2 angeordnet sind. Der Spannungsabgriff des ersten Spannungsteilers führt zu dem Verbindungspunkt der Entkopplungsdioden Dl und D 2.

Der Abgriff des Potentiometers 3 ist mit dem ersten Grenzwertmelder Sl verbunden, der Abgriff des einseitig am Bezugspotential M liegenden Potentiometers 4 mit dem zweiten Grenzwertmelders S2. Als Grenzwertmelder Sl, S2 sind NAND-Schmitt-Trigger

3» eingesetzt. Die beiden Grenzwertmelder Sl und S2 stimmen in Aufbau und Wirkungsweise überein. Durch geeignete Einstellung der Abgriffe an den Potentiometern 3 und 4 wird erreicht, daß der erste Grenzwertmelder Sl anspricht, wenn die Spannung Uo des überwachten Gleichstromkreises einen relativ niedrig liegenden Spannungswert U\ überschreitet, der zweite Grenzwertmelder S 2 jedoch erst dann, wenn die zu überwachende Spannung Uo des Gleichstromkreises einen Spannungswert Lh überschritten hat, der knapp unterhalb der Betriebsspannung Ub liegt.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung zunächst anhand des in Fig.2a dargestellten Spannungsverlaufs erläutert, bei dem die Spannung LZ₀ des überwachten Stromkreises nach dem Einschalten den Betriebsspannungswert Uberreicht und erst nach Erreichen des Betriebsspannungswertes Ub ein — beispielsweise kurzschlußbedingter — Spannungseinbruch im überwachten Stromkreis auflritt. Zum Zeitpunkt ίο wird die Spannung im überwachten Stromkreis eingeschaltet. Wegen den in diesem Stromkreis befindlichen Glättungsgliedern erfolgt ein relativ langsamer Spannungsanstieg. Im Zeitpunkt t\ erreicht die Spannung LO den unteren Grenzwert U\. Wird dieser Grenzwert erreicht, spricht der erste Grenzwertmelder Sl an und ändert seinen Ausgangspegcl Uw (F i g. 2c) von 1 auf 0. Der Ausgang des ersten Grenzwertmelders Sl ist mit dem Takteingang des ersten JK-Speichergliedes YX verbunden.

Die in Fig. 1 nicht enthaltenen vorbereitenden

wi Eingänge des JK-Speichergüedes Y X liegen ebenso wie die der gleichartigen JK-Speicherglieder Y2 und V3 auf 1-Potential. Jede bei einem Takteingang 7Ί, T2und 73 eingehende, einem Signalwechsel von 1 nach 0 entsprechende Flanke bewirkt bei dieser Beschallung

i'S der vorbereitenden Eingänge einen Signalwcchsel an den Ausgängen der JK-Speicherglieder. Dagegen bewirkt ein am Rücksetzeingang R 1, R2 und /73 der JK-Spcichcrglieder Yi bis Y3 anstehendes O-Signal die

Beibehaltung bzw. Einstellung des rückgesetzten Zustandes.

Der Signalverlauf am Takteingang Ti des JK-Speichergliedes VI ist in Fig. 2c mit Un bezeichnet. Der im Zeitpunkt 11 auftretende Signalwechsel am ■> Takteingang Π bewirkt die Einstellung des gesetzten Zustandes am JK-Speicherglied Vl. Damit erscheint am Ausgang A der Schaltungsanordnung als Freigabesignal ein O-Signal ( Ua in F i g. 2f).

Das Ausgangssignal des ersten Grenzwertmelders ι ο 51 wird gleichzeitig über ein Invertierglied Ni dem Takteingang Γ3 des dritten JK-Speichergliedes Y3 zugeführt. Die durch das Invertierglied Ni invertierte Signalflanke löst jedoch am dritten JK-Speicherglied V 3 keine Zustandsänderung U\\ (in Fig. 2e) aus. Das am Rücksetzeingang R 2 des zweiten JK-Speichergliedes V'2 anstehende 1-Signal beläßt dieses Speicherglied ebenfalls im rückgesetzten Zustand. Die Ausgänge V2-Wund V3-/Vder zweiten und dritten JK-Speicherglieder V2 und V3 stehen mit den Eingängen des NOR-Gliedes Vin Verbindung. Bei diesem Zustand der Eingangssignale Um und Uw (in F i g. 2d; 2e) gibt das NOR-Glied V am Ausgang ein 1-Signal ab, das dem Rücksetzeingang R 1 des ersten JK-Speichergliedes Vl zugeleitet ist. Das Anstehen eines 1-Signals am Rücksetzeingang R 1 bewirkt jedoch nicht das Einstellen des rückgesetzten Zustandes, so daß am Ausgang A weiterhin O-Signal als Freigabesignal ansteht. Das Ausgangssignal Ua ist im Impulsdiagramm in Fig. 2f dargestellt.

Beim weiteren Anstieg der Spannung L/o wird schließlich der Grenzwert Lh zum Zeitpunkt ti erreicht. Damit wird der zweite Grenzwertmelder 52 aktiv (U\ in F i g. 2b). Sein Ausgangssignal ist über das Invertierglied Λ/2 dem Takteingang Tl des zweiten JK-Speichergliedes V'2 zugeführt. Der Signalverlauf U/ am Takteingang Γ2 des zweiten JK-Speichergliedes V'2 ist in Fig.2b dargestellt. Der beim Ansprechen des zweiten Grenzwertmelders 52 zustande kommende Signalwechsel von 0 nach 1 ändert jedoch den Zustand des zweiten JK-Speichergliedes V 2 nicht (Um in Fig.2d). Damit steht weiterhin am Ausgang A der Schaltungsanordnung Freigabesignal (Ua in F i g. 2f) an.

Die zu überwachende Spannung LO erreicht unmittelbar darauf den Betriebsspannungswert, der eingehalten wird, bis schließlich im Zeitpunkt ίκ ein Spannungseinbruch erfolgt. Der Spannungseinbruch, beispielsweise als Folge des Kurzschlusses, erfolgt jedoch nicht schlagartig wegen der im überwachten Stromkreis enthaltenen Glättungsglieder. Zu einem Zeitpunkt h nach Eintritt des Spannungseinbruchs wird der Grenzwert U2, der geringfügig unterhalb der Betriebsspannung liegt, unterschritten. Dies ist mit einem Signalwechsel am zweiten Grenzwertmelder 52 verbunden (U] in Fig. 2b). Damit erfolgt am Takteingang T2 des « zweiten JK-Speichergliedes V2 ein Signalwechsel von 1 nach 0. Eine derartige Signalflanke am Takteingang T2 bewirkt einen Signalwechsel (Um in Fig. 2d) am Ausgang des zweiten Speichergliedes V2, d. h. das Einstellen des gesetzten Zustande. Damit steht am wi Ausgang Y2-N 1 -Signal (Um in Fig. 2d) an, wohingegen am Ausgang Y3-N des JK-Spcichergliedes V3 weiterhin O-Signal (Uw in Fig. 2e) ansteht. Das mit diesen Ausgängen verbundene NOR-Glied Vgibt damit vom Zeitpunkt rj an O-Signal ab. Dieses Signal bewirkt ^Ι>Γ' am Rücksetzeingang R I des ersten JK-Speichcrgliedes Yl die Wiederherstellung des rückgesetzten Zustandes. Damit steht nunmehr um Ausgang A (U.\ in Fi g. 2Γ) als Sperrsignal ein 1-Signal an.

Das Sperrsignal kann dazu dienen, geeignete Maßnahmen einzuleiten, die Schäden als Folge des Spannungseinbruches im überwachten Stromkreis ausschließen. Wegen des nur knapp unterhalb der Betriebsspannung liegenden Grenzwertes Ui wird eine schnelle Reaktion auf sich ereignende Spannungseinbrüche möglich.

Beim weiteren Absinken der Spannung L/o wird schließlich im Zeitpunkt £4 der untere Grenzwert U\ unterschritten. Dies hat einen Wechsel des Ausgangssignals des ersten Grenzwertmelders S1 zur Folge (Uu in Fig.2c). Die dabei zustandekommende Signalflanke schaltet am Takteingang Γ3 des dritten JK-Speichergliedes V3 dieses kurzzeitig in den gesetzten Zustand, wie aus F i g. 2e ersichtlich ist. Das diesen Umschaltvorgang bewirkende Signal am Takteingang T3 des JK-Speichergliedes V 3 steht gleichzeitig am Rücksetzeingang R 2 des zweiten JK-Speichergliedes V'2 an. Als O-Signal bewirkt es die Wiederherstellung des rückgesetzten Zustandes. Da der Ausgang Yi-N des ersten JK-Speichergliedes Vl mit dem Rücksetzeingang /?3 des dritten JK-Speichergliedes V3 verbunden ist und somit diesem Rücksetzeingang R 3 seit dem Zeitpunkt (3 O-Signal ansteht, fällt auch dieses JK-Speicherglied in den Zustand zurück, den es zum Zeitpunkt /0 des Anschaltens der Spannung im überwachten Stromkreis innehatte. Damit befinden sich sämtliche JK-Speicherglieder und Grenzwertmelder in demselben Zustand wie beim Einschalten der Spannung im überwachten Stromkreis. Nach Beseitigung des Kurzschlusses kann damit die Schaltungsanordnung zur Überwachung des Gleichstromkreises sofort ihre Überwachungsfunktion wieder übernehmen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung anhand eines in Fig. 3a dargestellten Spannungsverlaufs LO im überwachten Stromkreis erläutert, bei dem nach der Einschaltung der Spannung vor Erreichen der Betriebsspannung Ub bereits ein Spannungseinbruch im überwachten Stromkreis eintritt.

Im Anschluß an die im Zeitpunkt /0 erfolgte Einschaltung der Spannung steigt die Spannung LO an und überschreitet im Zeitpunkt ii den unteren Grenzwert U\. Damit spricht der erste Grenzwertmelder 51 im Zeitpunkt fi an und weist ausgangsseitig einen Signalwechsel von 1 nach 0 (Uu in Fig.3c) auf. Diese Signalflanke löst eine Umschaltung am ersten JK-Speicherglied Vl aus, so daß am Ausgang A der Schaltungsanordnung O-Signal als Freigabesignal ansteht (Ua in Fig. 3f). Das zweite und dritte JK-Speicherglied V2 und V3 bleibt jeweils in seiner Ausgangslage, wie anhand des Impulsdiagramms in den F i g. 3d und 3e ersichtlich ist. Im Zeitpunkt i* tritt in dem überwachten Stromkreis ein Spannungseinbruch auf (Fig.3a). Zum Zeitpunkt h wird der untere Grenzwert U\ der Spannung unterschritten, wobei der Grenzwertmelder 51 wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkippt (Uu in F i g. 3c). Die dabei auftretende Signalflankc läßt das erste JK-Speicherglied Vl unberührt, nicht jedoch das dritte JK-Spcicherglicd V3 (Uw in Fig. 3e). Mit dem Wechsel des Ausgangssignals Uw des letztgenannten dritten Speichergliedes V3 wechselt auch das Ausgangssignal des NOR-Gliedes V, so daß am Rückstclleingang R 1 des ersten JK-Speichcrgliedcs V I 1-Signal ansteht. Damit wird ein Riickkippen in den Ausgangszustand erreicht, so daß am Ausgang A der Schaltungsanordnung wieder Spcrrsignal anliegt (Ua in Fig. 3f). Mit dem Riickkippen des ersten JK-Spcichcr-

gliedes Kl wird der Rücksetzeingang des dritten JK-Speichergliedes V3 mit O-Signal beaufschlagt, so daß auch dieses Speicherglied wieder in seinen Ausgangszustand zurückgesetzt wird. Damit ist der Ausgangszustand der Schaltungsanordnung, wie er beim Einschalten der Spannung im überwachten Stromkreis bestand, wiederhergestellt, so daß die Schaltungsanordnung nach Beseitigung des Kurzschlusses ohne weitere Rückstellvorgänge bereits wieder voll einsatzfähig ist.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Gleichstromkreises eine schnelle Erfassung

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von Spannungseinbrüchen bei gleichzeitiger früher Freigabe nach Einschalten der Spannung im überwachten Stromkreis ermöglicht. Dies wird durch die Einführung von zwei voneinander unabhängig einstellbaren Grenzwerten der Spannung ermöglicht. Die verwendete Schaltungsanordnung kann kostengünstig mit im Handel befindlichen logischen Bausteinen erstellt werden. Durch Einsatz eines optoelektronischen Kopplers wird die zu überwachende Spannung potentialfrei und im geeigneten Spannungsmaßstab für die Weiterverarbeitung durch logische Bausteine übertragen. Die beiden Grenzwerte der Spannung sind leicht und unabhängig voneinander einstellbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Gleichstromkreises, an deren Eingangsklemmen die Spannung des Gleichstromkreises liegt und an deren Ausgangsklemmen im Störungsfall ein Sperrsignal ansteht und bei der ein erster Grenzwertmelder für einen unteren Grenzwert und ein zweiter Grenzwertmelder für einen oberen Grenzwert der überwachten Spannung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß drei Speicherglieder (Y I, Y 2, Y3) vorgesehen sind, wobei der dynamische Setzeingang (Ti) des ersten Speichergliedes (Yi) und über ein Invertierglied (N 1) der dynamische Setzeingang (Ti) des dritten Speichergliedes (Y3) mit dem Ausgang des ersten Grenzwertmelders (S I) und der dynamische Setzeingang (T2) des zweiten Speichergliedes (Y2) über ein Invertierglied (N2) mit dem Ausgang des zweiten Grenzwertmelders (S 2) verbunden ist, und daß die gleichartigen Ausgänge (Y2-N, Y3-N) des zweiten (Y2) und dritten (V3) Speichergliedes disjunktiv (V) verknüpft mit dem Rücksetzeingang (R 1) des ersten Speichergliedes (Yi) verbunden sind, dessen Ausgang (Y i-P) den Ausgang (A)der Schaltungsanordnung bildet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherglieder (Yi, Y2, Yi) nach dem Einschalten der Schaltungsanordnung eine Vorzugslage einnehmen.

J. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzugslage dem zurückgesetzten Zustund entspricht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im zurückgesetzten Zustand I-Signal führende Ausgang (Yi-P)des ersten Speichergliedes (Yi) den Ausgang (A) der Schaltungsanordnung bildet.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die disjunktive Verknüpfung ein NOR-Glied (V) vorgesehen ist, dessen Eingänge mit den im zurückgesetzten Zustand O-Signal führenden Ausgängen (Y2-N, Y3-N) des zweiten (Y2) und dritten (Y3) Speichergliedes verbunden sind.

b. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß O-Signal am Rücksetzeingang (R I, R 2, R 3) der Speicherglieder (Yi, Y2, Y3)uen zurückgesetzten Zustand einstellt.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Grenzwertmelder (S 1, 52) NAND-Schmitt-Trigger eingesetzt sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dynamische Setzeingang der Speicherglieder derart beschaltet ist, daß der Takteingang (TI, Γ2, Γ3) mit den Grenzwertmeldern (51, 52) verknüpft ist, daß am vorbereitenden Setzeingang dauernd I-Signal ansieht und daß am vorbereitenden Rücksetzeingang ebenfalls dauernd I -Signal ansteht.

¹J. Schaltungsanordnung nach Amspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Takteingang (Ti, T2, T3) der Speicherglieder (Yi, Y2, Yi) auf die bei einem Signalwechsel von I auf 0 auftretende .Signalflanke anspricht.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, da-

durch gekennzeichnet, daß der im zurückgesetzten Zustand O-Signal führende Ausgang (Yi-N) des ersten Speichergliedes (Yi) mit dem Rücksetzeingang (R3) des dritten Speichergliedes (Y3) und daß der Takteingang (T3) dieses Speichergliedes (Y3) mit dem Rücksetzeingang (R 2) des zweiten Speichergliedes (Y2) verbunden ist.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 1O₁ dadurch gekennzeichnet, daß als Speicherglieder (Yi, Y2, Y3) JK-Speicherglieder eingesetzt sind.

12. Schaltungsanordnung nach einer der Ansprüche I bis II, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingangsklemmen der Schaltungsanordnung ein optoelektronischer Koppler (K) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal parallel dem ersten (51) und zweiten (5 2) Grenzwertmelder zugeführt ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des optoelektronischen Kopplers (K) mit einem seriengeschalteten Widerstand (2) als erster Spannungsteiler an die Versorgungsspannung (P, N) der Schaltungsanordnung gelegt ist, daß ein zweiter, zwischen positivem Potential (P) und Bezugspotential (M) liegender Spannungsteiler vorgesehen ist, der aus zwei in Serie liegenden Potentiometern (3,4) und zwei zwischen diesen angeordneten Entkopplungsdioden (D 1, D 2) besteht, daß der Abgriff des ersten Spannungsteilers an die Verbindungsleitung beider Entkopplungsdioden (Di, D2) geführt ist und daß der Abgriff des einen Potentiometers (3) mit dem Eingang des ersten Grenzwertmelders (51) und der Abgriff des anderen Potentiometers (4) mit dem Eingang des zweiten Grenzwertmelders (52) verbunden ist.