DE2640337A1

DE2640337A1 - Schaltungsanordnung zur kurzschlussund ueberlastsicherung eines leistungsschaltkreises

Info

Publication number: DE2640337A1
Application number: DE19762640337
Authority: DE
Inventors: Claus-Juergen Ing Gra Claussen; Waldemar Ing Grad Lau
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1976-09-08
Filing date: 1976-09-08
Publication date: 1978-03-09

Description

"Schaltungsanordnung zur Kurzschluß- und Überlastsicherung
eines Beistungsschaltkreises" Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Kurzschluß- und Uberlastsicherung eines Leistungsschaltkreises, bei der zwischen Eingang und Ausgang ein UND-Glied, ein Leistungsverstärker, ein Strombegrenzer und Strommeßfühler h chaiMetsind und liegt auf dem Gebiet der elektronischen Steueningstechnik.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 60 678 ist eine getaktete Anordnung zur Durchschaltung eines Signals auf den Ausgang bekannt. Bei Uberlast oder Kurzschluß am Ausgang muß der Eingang gesperrt werden. Mittels eines Uberlastfühlers wird die Dauer und Höhe des Stromes gemessen und über einen Verzögerer auf einen Speicher gegeben. Durch einen Taktgenerator wird der Speicher gelöscht und ein Gatter am Eingang gesperrt oder durchgeschaltet. Durch die Verwendung von Taktgeber, Speicher und Verzögerer wird ein hoher Bauteileaufwand erforderlich.
Aus einem Prospekt der Fa. Thomson-CSF "Integrierter Rampen/ Relais-Treiber ESM 1607" ist eine Schaltung zum Einsatz als Lampentreiber mit extern einstellbarer Ausgangsstrom-Begrenzung und thermischen Überlastschutz bekannt. Die Funktionsweise des thermischen Überlastschutzes wird nicht gezeigt.
Eine Last am Ausgang soll allerdings auch hier bei erhöhtem Strom kurzfristig abgeschaltet werden. Eine Erweiterung der Schaltung für andere Aufgaben ist zwar möglich, doch ist dann nicht mehr die Kurzschlußfestigkeit gesichert. Der thermische Überlastschutz bedeutet eine Totzeit, wodurch sich ein vollwertiger Schutz nicht erreichen läßt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Anordnung zu vermeiden und eine Kurzschlußsicherung zu finden, die mit geringem Bauteileaufwand sowohl integriert als auch in diskreter Schaltungstechnik zu verwirklichen ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Strommeßfühler über einen Schwellwertschalter mit einem einstellbaren Verzögerer verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerers an eXen Sperreingang des UND-Gliedes angeschaltet ist, daß im Uberlastfall ein vom Strommeßfühler gebildetes Signal im Verzögerer um eine Zeit t1 verzögert auf den Sperreingang des UND-Gliedes gelangt und dieses solange sperrt, bis die Ausschaltverzögerungszeit t2 des Verzögerers abgelaufen ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist hinter dem Verzögerer ein Speicher angeordnet, der über einen Quittiereingang verfügt und dessen Ausgang auf einen Eingang des UND-Gliedes gelegt ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen UND-Glied und Leistungsverstärker eine Signaleinrichtung geschaltet, die die unterschiedlichen Betriebszustände anzeigt.
Vorteilhaft nach der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist besonders der universelle Einsatz des Leistungsschaltkreises. Da die Anordnung sowohl in integrierter wie auch in diskreter Bauweise herstellbar ist, ist keine Beschränkung der verwendeten Betriebsspannung erforderlich. Die Anordnung arbeitet weiterhin sowohl als getaktete kurzschlußfeste Endstufe als auch beispielsweise bei der Anschaltung von Antrieben mit gespeichertem Kurzschluß. Getakteter Leistungsschaltkreis heißt im vorliegenden Fall das periodische Ein-und Ausschalten des Einganges im Kurzschlußfall. Durch die einstellbare Abschaltverzögerungszeit des Leistungsschaltkreises kann das Puls/Pausen-Verhältnis so eingestellt werden, daß eine Glühlampe, deren Nennleistung der Ausgangsleistung des Leistungsschaltkreises entspricht, trotz des hohen Kaltstromes eingeschaltet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Der Eingang der Endstufe ist mit 1 bezeichnet. An diesem Eingang liegt L-Signal an. Der Eingang 1 führt auf ein UND-Glied 2 mit wahrem Eingang a. Ein weiterer Eingang 3 für Null-Signale wird auf den negierten Eingang des UND-Gliedes 2 geführt Nach dem UND-Glied ist ein Leistungsverstärker 4 angeordnet und dahinter ein Strombegrenzer 5. Nach dem Strombegrenzer befindet sich ein Strommeßfühler 6, dessen Wert auf einen Schwellwertschalter 7 geführt ist. Dieser Schwellwertschalter der im einfachsten Fall auch ein Relais sein kann, besteht beispielsweise aus einem Halbleiterbauelement und schaltet bei einer gewissen Höhe des vom Strommeßfühler 6 gemessenen Stromes ein L-Signal auf den Eingang des Verzögerers 8.
Hinter dem Schalter 7 befindet sich ein Verzögerer 6 mit einstellbarer Verzögerungszeit.
Der Verzögerer 8 gibt bei Kurzschluß oder zu hohem Strom ein Signal auf den Sperreingang c des UND-Gliedes 2 und schaltet dieses ab. Durch die einstellbare Verzögerungszeit wird bei Lampenlast der kurzzeitige hohe Strom bedingt durch den anfänglich geringen Lampenwiderstand nicht abgeschaltet. Auch die Taktzeit zum Wiedereinschalten des gesamten Leistungsschaltkreises, wenn ein zu hoher Strom abgeklungen ist, wird durch den Verzögerer 8 gebildet. Während des Kurzschluß- und Uberlastfalles wird die Leistungsschaltstufe durch das UND-Glied 2 periodisch ein- und ausgeschaltet. Die Pulsdauer wird bestimmt durch die Einschaltverzögerungszeit t1 und die Pausendauer durch die Ausschaltverzögerungszeit t2 des Verzögerers 8. Der Ausgang des Leistungsschaltkreises, an den im Normalfall L-Signal anliegt, ist mit 9 bezeichnet und ein an den Ausgang gelegter Lastwiderstand mit 10.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung befindet sich zwischen Verzögerer 8 und UND-Glied 2 ein Speicher 11. Dieser Speicher verfügt über einen Quittiereingang 12. Der Ausgang des Speichers i.t mit dem Eingang b des UND-Gliedes 2 verbunden. Wenn an dem Quittiereingang 12 ein L-Signal angelegt wird, ist der Speicher 11 gelöscht und der Leistungsschaltkreis arbeitet ohne Speicher in der oben beschriebeen Art. Wenn an den Quittiereingang 12 ein 0-Signal angelegt wird und ein Kurzschluß oder ein zu hoher Strom durch den Leistungsschaltkreis fließt, wird der Speicher gesetzt und das UND-Glied 2 dauernd gesperrt. In vorteilhafter Weise wird auf diese Art eine Wiederanschaltung bei immer noch anstehendem Kurzschluß vermieden. Erst durch das Betätigen beispielsweise einer Handtaste durch das Bedienungspersonal ist eine Betriebsstörung korrigierbar. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn ein zwischen UND-Glied 2 und Leistungsendverstärker 4 befindlicher Signalgeber (Hupe, Lampe, BED-Anslge) dem Bedienungspersonal Nachricht von der Störung gibt.
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Claims

Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Kurzschluß- und Uberlastsicherung eines Leistungsschaltkreises, bei der zwischen Eingang und Ausgang ein UND-Glied, ein Leistungsverstärker, ein Strombegrenzer und ein Strommeßfühler hintereinander geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Strommeßfühler (6) über einen Schwellwertschalter (7) mit einem einstellbaren Verzögerer (8) verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerers (8) an einen Sperreingang (b) des UND-Gliedes (2) angeschaltet ist, daß im Uberlastfall ein vom Strommeßfühler (6) gebildetes Signal im Verzögerer (8) um eine Zeit t1 verzögert auf den Sperreingang (b) des UND-Gliedes (2) gelangt und dieses solange sperrt, bis die Ausschaltverzögerungszeit t2 des Verzögerers (8) abgelaufen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Verzögerer (8) ein Speicher (11) angeordnet ist, der über einen Quittiereingang (12) verfügt und dessen Ausgang auf einen Eingang (c) des UND-Gliedes (2) gelegt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen UND-Glied (2) und Leistungsverstärker (4) eine Signaleinrichtung (13) geschaltet ist, die die unterschiedlichen Betriebszustände anseigt.