DE2640338A1 - Schaltungsanordnung zur kurzschlussund ueberlastsicherung eines leistungsschaltkreises - Google Patents

Schaltungsanordnung zur kurzschlussund ueberlastsicherung eines leistungsschaltkreises

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DE2640338A1
DE2640338A1 DE19762640338 DE2640338A DE2640338A1 DE 2640338 A1 DE2640338 A1 DE 2640338A1 DE 19762640338 DE19762640338 DE 19762640338 DE 2640338 A DE2640338 A DE 2640338A DE 2640338 A1 DE2640338 A1 DE 2640338A1
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DE
Germany
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circuit
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switch
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Pending
Application number
DE19762640338
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English (en)
Inventor
Waldemar Ing Grad Lau
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BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/06Details with automatic reconnection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • "Schaltungsanordnung zur Kurzschluß- und Uberlastsicherung
  • eines Beistungsschaltkreises" Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Kurzschluß- und Überlastsicherung eines Iieitungsschaltkreises' bei der zwischen Eingang und Ausgang ein UND-Glied, eine Endstufe, ein Strombegrenzer und ein Überlastfühler geschaltet sind und liegt auf dem Gebiet der elektronischen Steuer- und Regeltechnik.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 60 678 ist eine Ansteuerschaltung für Relais, Lampen und Magnetventile bekannt, bei der der Beistungsschaltkreis im Überlastfall abschaltet.
  • Die Schaltungsanordnung besteht aus der Reihenschaltung eines UND-Gatters, einer Endstufe, Spannungsbegrenzers und ohmschen Widerstandes. Der ohmsche Widerstand steuert über einen Schwel -wertschalter und ein Verzögerungsglied ein Flipflop. Das Flipflop ist mit einem Taktgenerator verbunden und als bistabiles Schaltelement ausgebildet, so daß es über einen Eingang gesetzt und über einen anderen Eingang rückgesetzt wird. Das Flipflop gibt ein logisches Signal auf den Eingang des UND-Gatters. Bei zu hohem Strom in dem Beistungsschaltkreis gibt das Flipflop sein Null-Signal an das UND-Gatter und schaltet dieses ab.
  • Der Taktgenerator sorgt für ein Umkippen des Flipflops und damit Durchschalten des UND-Gatters. Durch den Einsatz von Verzögerungsglied, Taktgenerator und Flipflop ist ein hoher Aufwand erforderlich.
  • Auch aus einem Prospekt der Fa.Thomson-CSF ESM 1607 "Integrierter Lampen/Relais-Treiber" ist eine Anordnung zur Begrenzung eines einstellbaren Ausgangsstromes bekannt. Mittels eines thermischen Überlastungsschutzes wird die Schaltungsanordnung bei erhöhtem Strom abgeschaltet. Aufgrund der Verwendung der Schaltungsanordnung als Lampentreiber wird eine hohe Schnelligkeit zum Abschalten der Last nicht gefordert. Durch den thermischen Schutz ist eine Totzeit gegeben, wodurch das geforderte kurzfristige Abschalten nicht ermöglicht wird.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Uberstromsicherung zu finden, die schnell abschaltet, hohe Ströme verträgt, sowie in integrierter oder diskreter Technik verwirklicht werden kann Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem UND-Glied und der Endstufe ein Verzögerer geschaltet ist, daß an einem Ausgang des Uberlastfühlers ein Rückführkanal angeschlossen ist, der über einen Schwellwertschalter auf einen Sperreingang des UND-Gliedes führt, so daß im Kurzschluß- oder Uberlastfall der überlastfühler den erhöhten Strom feststellt und über einen Schwellwertschalter den Sperreingang des UND-Gliedes ansteuert und dadurch das UND-Glied sperrt, so daß nach der Ausschaltverzögerungszeit des Verzögerungsgliedes der Ausgang des Beistungsschaltkreises gesperrt wird, wodurch iiber den Schwellwertschalter das UND-Glied mit seinem Sperreingang wieder durchschaltet und nach Ablauf einer Einschaltverzogerungszeit des Verzögerungsgliedes den Ausgang des Leistungsschaltkreises freigibt. Bei anhaltender Uberlast oder anhaltendem Kurzschluß wechselt der Ausgang des Beistungsschaltkreises periodisch zwischen Null-Signal und L-Signal, wobei die Pulsdauer durch die Ausschaltzeit und die Pausendauer durch die Einschaltzeit des VersöErerungsgliedes eingestellt werden. Ein vom Schwellwertschalter gesteuerter Strombegrenzer verhindert, daß während eines Taktimpulses ein unzulässig hoher Ausgangsstrom fließt.
  • In einer Ausgestaltung ist ein Speicher zwischen das UND-Glied und den Schwellwertschalter derart geschaltet, daß bei Anlegen eines L-Signales an den Eingang des UND-Gliedes und den Eingang des Speichers der Ausgang des Leistungsschaltkreises periodisch ein- oder ausgeschaltet wird, wodurch nach Aufheben des Kurzschluß- oder Überlastfalles der Ausgang selbsttätig wieder auf L-Signal schaltet, und daß bei Anlegen eines L-Signales an den Eingang des UND-Gliedes und eines Null-Signal es an den Eingang des Speichers der Ausgang des leistungsschaltkreises im Kurzschluß- oder Überlastfall abgeschaltet wird und nach Aufheben des Kurzschluß- oder Überlastfalles so lange abgeschaltet bleibt bis am Eingang des Speichers durch Anlegen eines L-Signales eine ---i-folgt, durch die der Ausgang wieder auf L-Signal geschaltet wird.
  • Vorteilhaft ist der in Bezug auf Spannungsfestigkeit, Leistungsvermögen und Schnelligkeit universelle Einsatz der nachgesuchte Schaltungsanordnung trotz des geringen Bauelementeaufwandes.
  • Kurzzeitige Stromspitzen , die ein Abschalten der Anordnun ur Folge haben könnten, werden ebenso unterdrückt wie kurze Störspitzen. Diese Störunterdrückung wird erreicht durch die Einschaltverzögerungszeit t1 des Verzögerers. Durch den Aufbau der Anordnung sowohl in diskreter als auch in integrierter Technik können Betriebsspannungen sehr unterschiedlicher Höhe angelegt werden. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann jeder Gegebenkeit angepaßt werden.
  • Ein Ausfuhrungsbeispiel der Schaltungsanordnung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Zwischen dein Eingang 1 und dem Ausgang 13 sind ein UND-Glied 2 mit dem Eingang 3 und den inversen Eingängen 4 und 15, ein Verzögerer 6, ein Leistungsverstärker 9, ein Strombegrenzer 10 und ein Uberlastfühler 12 geschaltet. Von dem Überlastfühler 12 führt eine Verbindung auf den Schwellwertschalter 11, der wiederum mit dem Sperreingang 4 des UND-Gliedes 2 und dem S;rombegrenzer 1D verbunden ist. er Strombegrenzer 10 wird vom chwe wer schater 11 gesteuert.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, ist an den Schwellwertschalter 11 ein Speicher 14 mit externem Eingang 16 angeschaltet. Der Ausgang des Speichers 14 ist mit dem Sperreingang 15 des UND-Gliedes 2 verbunden.
  • Hierdurch erfolgt wahlweise durch Anlegen eines L-Signales an den externen Speichereingang bei Aufheben eines Kurzschlusses eine selbsttätige Quittierung oder bei einen Null-Signal am externen Sperreingang nach Aufheben eines Kurzschlusses am Ausgang eine Quittierung nur manuell durch Anlegen eines L-Signales an den externen Speichereingang.
  • Im Kurzschluß- oder Überlastfall spricht der Uberlastfühler 12 an und steuert über den Schwellwertschalter 11 den Sperreingang 4 des UND-Gliedes 2 an. Das am Eingang 1 anliegende logische L-Signal wechselt am Ausgang des UND-Gliedes 2 auf Null-Signal. Nach Ablauf der Ausschaltverzögerungszeit t2 des Verzögerungsgliedes 6 erscheint am Ausgang 13 der Schaltungsanordnung ebenfalls Null-Signal, die Anordnung ist also gesperrt.
  • Das Null-Signal am Ausgang 13 läßt den Schwellwertschalter 11 wieder abfallen, wodurch die Sperrbedingung am UND-Glied 2 wieder aufgehoben ist und das weiterhin am Eingang 1 anstehende L-Signal das UND-Glied passiert. Nach Ablauf der Einschaltverzögerungszeit t1 des Verzögerers 6 erscheint dieses L-Signal wieder am Ausgang 13. Der Verzögerer 6 besteht beispielsweise aus einstellbaren RC-Gliedern.
  • Bei immer noch anstehendem Kurzschluß oder erhöhtem Strom wechselt der Ausgang der Schaltungsanordnung periodisch zwischen Null- und L-Signal, wobei die Periodendauer durch die Ausschaltzeit t2 und die Pausendauer durch die Einschaltzeit t1 des Verzögerers 6 bestimmt ist.
  • Der Strombegrenzer 10 wird vom Schwellwertschalter 11 gesteuert, er verhindert einen unzulässig hohen Strom während der Pulsdauer.
  • Der in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Speicher 14 mit Vorzugslage verhindert, daß im Uberlastfall eine automatische Wiederzuschaltung erfolgt. Es hat sich nämlich in der Praxis herausgestellt, daß es oftmals vorteilhaft sein kann, wenn die Anordnung im Überlastfall erst nach Registrierung durch das Bedienungspersonal manuell wieder eingeschaltet wird. Dies erfolgt vorteilhafterweise durch ein auf den Eingang 16 geführtes externes Signal.
  • Durch Anlegen eines Null-Signales ist der Kurzschluß gespeichert. Durch Anlegen oder Abschalten des externen Signals kann vom Anwender wahlweise von der einen Betriebsart (automatische Störabschaltung, selbstquittierender Betrieb) auf die andere (manuelles Zuschalten nach Fehlererkennung) umgeschaltet werden. Dies wird unter anderem bei Antrieben, die sich nicht selbst wieder einschalten dürfen, in den VDE-Vorschriften 0113 gefordert.
  • Leerseite

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Kurzschluß- und Uberlastsicherung eines Leistungsschaltkreises, bei der zwischen Eingang und Ausgang ein UND-Glied, eine Endstufe, ein Strombegrenzer und ein Überlastfühler geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem UND-Glied (2) und der Endstufe (9) ein Verzögerer (6) geschaltet ist, daß an einem Ausgang des Überlastfühlers (12) ein Rückführkanal angeschlossen ist, der über einen Schwellwertschalter (11) auf einen Sperreingang (4) des UND-Gliedes (2) führt, so daß im Kurzschluß- oder Überlastfall der Überlastfühlei12) den erhöhten Strom feststellt und über den Schwellwertschalter (11) den Sperreingang (4) des UND-Gliedes (2) ansteuert und dadurch das UND-Glied (2) sperrt, so daß nach der Ausschaltverzögerungszeit (t2) des Verzögerungsgliedes (6) der Ausgang (13) des Leistungsschaltkreises gesperrt wird, wodurch über den Schwellwertschalter (11) das UND-Glied (2) mit seinem Sperreingang (4) wieder durchschaltet und nach Ablauf einer Einschaltverzögerungszeit (t1) des Verzögerungsgliedes (6) den Ausgang (13) des teistungsschaltkreises freigibt.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei anhaltender Uberlast oder anhaltendem Kurzschluß der Ausgang des Beistungsschaltkreises periodisch zwischen Null-Signal und Signal wechselt, wobei die Pulsdauer durch die Ausschaltzeit (t2) und die Pausendauer durch die Einschaltzeit (t1) des Verzögerungsgliedes (6) eingestellt wird.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strombegrenzer (10), der verhindert, daß während eines Taktimpulses ein unzulässig hoher Ausgangsstrom fließt, vom Schwellwertschalter (11) gesteuert wird.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (14) zwischen das WJD-Glied (2) mit seinem Eingang (15) und den Schwellwertschalter (11) derart geschaltet ist, daß bei Anlegen eines Ii-Signales an den Eingang (1) des UND-Gliedes (2) und den Eingang (16) des Speichers (14) der Ausgang (13) des ieistungsschaltkreises periodisch ein- und ausgeschaltet wird, wodurch nach Aufhebung des Kurzschluß- oder Überlastfalles der Ausgang selbsttätig auf L-Signal schaltet, und daß bei Anlegen eines L-Signales an den Eingang (1) und eines Null-Signales an den Eingang (16) der Ausgang (13) im Kurzschluß- oder Überlastfall abgeschaltet wird und nach Aufheben des Kurzschluß- oder Überlastfalles so lange abgeschaltet bleibt, bis am Eingang (16) durch Anlegen eines L-Signales eine Quittierung erfolgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2550025A1 (fr) * 1983-07-25 1985-02-01 Telemecanique Electrique Circuit de commande de puissance, a courant continu, avec protection contre les surcharges et les courts-circuits

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2550025A1 (fr) * 1983-07-25 1985-02-01 Telemecanique Electrique Circuit de commande de puissance, a courant continu, avec protection contre les surcharges et les courts-circuits
EP0133089A1 (de) * 1983-07-25 1985-02-13 Telemecanique Leistungssteuerschaltung für Gleichstrom mit Überlast- und Kurzschlussschutz

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