-
Uezeichnung: Schutzkonzept für auf Steckeinheiten angeordnete
-
Schaltkreise
Schutzkonzept fiir auf Steckeinheiten
angeordnete Schaltkreise Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung
zum Schutz der auf einer Steckeinheit angeordneten Schaltkreise beim Stecken in
und Ziehen aus einem Magazinschrank.
-
Die Erfindung basiert auf der Tatsache, daß jeder Körper, solange
er elektrisch isoliert ist, gegenilber Massepotential oder einem sonstigen Potential
jede beliebige statische Ladung und damit beliebiges Potential annehmen kann. nei
einer galvanischen Kontaktierung fließen dann Ausgleichsströme, die einen Potentialausgleich
zwischen den in Verbindung gebrachten Potentinlebenen erbringen.
-
Es hat sich gezeigt, daß derartige Ausgleichsströme bei den heutigen
integrierten Schaltkreisen zu Beschädigungen ftihreii, was insbesondere in itinblick
auf die sogenannten CMtOS-Schaltkreise gilt. Diese Schaltkreisfamilie ist aus dem
Aufsatz Die COS/MOS-Technik", aus der Zeitschrift Elektronik" 1971, S. 111 - 116
bekannt und in dieser Literaturstelle ist auch die große Empfindlichkeit der XOS-Transistoren
gegeniiber statischen Aufladungen angesprochen.
-
Aus der DT-AS 26 03 607 ist auch bereits eine Schutzschaltung fiir
mit CMOS-Schaltkreisen arbeitende Funktioiiseinheiten bekannt, gemäß der in den
Versorgungsspannungszuleitungen der Schaltkreise jeweils Entkopplungsdioden vorgesehen
sind. Diese Konzeption
bedingt einen großen scha ltungstechnisciien
Aufwand, da jeder einzelne Schaltkreis iiber eine entsprechend gepolte Diode entkoppelt
werden nun, Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
Mittel anzugeben, die auf den Steckeinheiten eindeutige und definierte Potentiale
gewährleisten und zwar noch ehe die Signaleingänge mit den zugehörigen Signalleitungen
im Magazinschrank verbunden sind und nachdem eine Steckeinheit aus dem Magazinschrank
gezogen ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steckeinheiten
an der der Steckseite mit den Steckerstiften gegeniiberliegenden Stirnseite zusätzliche
Anschlußpunkte aufweisen, die auf den Steckeinheiten selbst mit den der Versorgungsspannungszuführung
dienenden Steckerstiften verbunden sind und daß ein Kartenzieher vorgesehen ist,
der einerseits mit der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist und and er erseits
während der Verbindung mit den Steckeinheiten die zusätzlichen Anschlußpunkte mit
der Versorgungsspannung verbindet.
-
Eine weitere, jedoch erwas aufwendigere Lösung der der Erfindung zugrunde
liegenden Aufgabe Besteht darin, die Steckeinheiten mit speziellen, sogenannte voreilende
Kontakte, aufweisenden Steckerleisten zu besticken, wobei diese voreilenden Kontakte
die gewiInschten definierten Potentiale vor Erreichen der Endposition der Steckeinheiten
gewahrleisten.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist danber hinaus vorgesehen, daß die
weiteren Steckerstifte über hochohmige Zugwiderstände mit einem festen Potential
verbunden sind.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen nahcr erläutert.
-
Fig. 1 zeigt das Gesamtkonzept des einen erfindungsgemäßen Schutzkonzepts
Fig. 2 zeigt eine Steckeinheit, wie sie zur Ermöglichung des erfindungsgemnßen Schutzsystems
ausgebildet ist.
-
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Steckeinheit mit erfindungsgemäß
vorgesehenen Zugwiderständen.
-
In Fig. 1 ist ein Magazinschrank 1 dargestellt, in dessen oberem Teil
der Stromversorgungsteil 2 untergebracht ist.
-
Der Magazinschrank ist im jibrigen mit Aufnahmemittel für die Steckeinheiten
bestückt. Stellvertretend für die Gesamtheit dieser Aufnahmemittel ist ein Paar
Führungsschienen 3 dargestellt, die zur oberen und unteren Fjjhrung und lialterung
der gesteckten Steckeinheiten dienen. Der Magazinschrank ist im dargestellten Fall
reihenweise mit Steckeinheiten 4 bestiickt, wobei die Steckerseite der Steckeinheiten
auf der nicht gezeichneten Wandseite des Magazinschrankes verdrahtet ist.
-
Erfindungsgemäß ist nun ein Konzept vorgesehen, entsprechend dem eine
Steckeinheit hinsichlich ihrer Versorgungsspannungszuführungen bereits vor dem Einführen
in den Magazinschrank,
also vor der Kontaktierung der entsprechenden
Steckerstifte mit diesen Versorgungspotentialen verbunden wird und nach dem Ziehen
aus dem Magazinschrank verbunden bleibt. Dadurch können sich statische Ladungen
über "unkritische" Pfade ausgleichen und die uf den Steckeinheiten angeordneter
Schaltkreise 5 bleiben von unkontrollierten Ausgleichsströmen verschont.
-
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird diese erfindungsgemäße Lösung durch
einen über eine flexible Lcitung 6 elektrisch mit der Versorgungsspannung verbundenen
Kartenzieher 7 verifiziert, der die Versorgungsspannungszuführungen der Steckeinheiten
außerhalb des Magazinschrankes auf definiertem Potential hält.
-
Im dargestellten Beispiel ist ciiie Stecfkeinheit 'i' dargestellt,
deren Versorgungsspannungszuführungen über die entsprechenden Anschlußpunkte an
der Steclieintseit 4' selbst und am Kartenzieher mit der Versorgungsspannung im
Stromversorgungsteil 2 verbunden ist.
-
Nach dem Stecken wird der Kartenzieher von der jeweiligen Steckeinkeit
gelöst und zum jederzeitigen Gebrauch am Magazin schrank eingehängt. Die Mittel
zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe sind mithin nur ein einziges
tal notwendig.
-
In Fig. 2 ist eine Steckeinheit dargestellt, die der erfindungsgem.ißen
Konzeption entsprechend modifiziert ist.
-
Die Steckeinheit besteht, wie allgemein bekannt, aus einer Isolierstoffplatte
10, auf der im orthogonalen Raster integrierte Schaltkreise, beispielsweise CMOS-Schaltkreise
11 angeordnet sind. An einer Querseite der Isolierstoffplatte ist einevielpolige
Steckerleiste 12 angeordnet, über deren Steckerstifte 13 die entsprechenden Anschlüsse
der Schaltkreise mit Signalen einerseits und der Versorgungsspannung andererseits
versorgt werden. Im dargestellten Beispiel dienen die beiden äußeren Steckerstifte
13', 13" der Versorgungsspannungszuführung und entsprechend enthält die Isolierstoffplatte
aufgedruckte Leiterbahnen 14, die zu den zugehörigen Anschliissen der Schaltkreise
fiihren.
-
Erfindungsgemäß sind nun auf der Steckeinheit an der der Steckerseite
gegenüberliegenden Stirnseite 15 zusätzliche Anschlußpunkte 16, 17 vorgesehen, die
leitend mit den der Zufuhrung der Versorgungsspallnung dienenden Lel t erbahnen
14 verbunden sind. i'ber diese Anschlußpunkte 16, 17 erden die entsprechenden Punkte
des Kartenziehers beim Aufsetzen auf eine zu ziehende Steckeinheit mit der Versorgungsspannung
verbunden, so daß eine Steckeinheit beim Ziehen und Stecken gleiciiermaßen nach
bzw. vor der Kontaktierung mit den von der Magazinverdrah tung an die entsprechenden
Steckerstifte geführten Versorgungsspannungszuführungen verbunden ist.
-
Das bisher beschriebene Schutzkonzept entfaltet seine volle Wirkung,
solange sich eine Steckeinheit außerhalb des Magazinschranks befindet, insbesondere
in dem Fall, daß eine neue Steckeinheit der Transportverpackung entnommen und in
den
Magazinschrank gesteckt wird.
-
Bei dem nach Anspruch 2 definierten Konzept sind die Steckerleisten
jeder einzelnen Steckeinheit an den der Versorgungsspannungszuführung dienende Steckerstiften
mit sogenalrnten voreilenden Kontakten bestückt. Auch hierdurch wird gewöhrleistet,
daß vor der Verbindung der übrigen Steckerstifte mit den Leitungen im Magazinschrank
eindeutige Potentialverhältnisse vorliegen. Eine zeichnerische Darstellung kann
jedoch entfallen, da man sich nur die Steckerstifte 13', 13" der Fig.
-
verlängert denken muß. Diese Variante ist jedoch etwas aufwendiger,
da hierbei jede Steckeinheit mit teuereren Stcckerleisten bestückt werden muß.
-
In Weiterbildung der Erfindung sind weitere Maßnahmen getroffen, die
gewährleisten, daß eine Steckeinheit auch während des Betriebs, also im Arbeitszustand
des Magazinschranks gesteckt und gezegen werden kann. Hierbei können auf Grund des
Umstands, daß beim Ziehen bzw. Stecken einer Steckeinheit nicht alle Potentiale
exakt gleichzeitig anliegen, Störimpulse auftreten, die aL.'i den anderen an die
Signalleitungen angeschlossenen Schaltkreisen Fehlsignale und damit ein Fehlverhalten
hervorrufen können.
-
Um dies zu vermeiden, sind erfindungsgemäß - siehe Fig. 3 -alle Signaleingänge
der Steckeinheit über hochohmig Zugwider stande 20, 21 auf definiertes Potential
gelegt. Dadurch wird
gewährleistet, daß etwaige, durch das Ziehen
oder Stecken anderer Steckeinheiten hervorgerufene Störimpulse keine störenden Auswirkungen
auf andere Steckeinheiten haben.
-
Mit dem vorliegenden Schutzkonzept fiir mit integrierten Schaltkreisen
bestiickte Steckeinheiten wird sicher vermieden, daß auf Grund von unkontrollierten
Ausgleichsströmen Schaltkreise zerstört werden. Dies gilt sowohl für Ausgleichsströme
auf Grund von statischen Ladungen als auch für Störimpulse auf Grund des Ziehens
oder Steckeiis einer Steckeinheit während des Betriebes.