DE2730810A1

DE2730810A1 - Elektronische sicherung fuer eine stromversorgungsanlage

Info

Publication number: DE2730810A1
Application number: DE19772730810
Authority: DE
Inventors: Umberto Meroni
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1976-07-07
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1978-01-19
Also published as: MX144338A; IT1067179B; US4148088A; BR7703431A

Description

Elektronische Sicherung für eine Stromversorgungsanlage.

Die Erfindung betrifft eine elektronische Sicherung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die zur Speisung elektronischer Apparate vorgesehenen Stromversorgungsanlagen bestehen in bestimmten Fällen aus einer Speisestufe, die eine Spannung mit festgelegtem Wert erzeugt und diese über eine Verteilungsschiene an eine Vielzahl von parallelgeschalteten Gleichstromwandlern weitergibt. Jeder dieser Wandler transformiert die Spannung der Verteilungsschiene in mehrere Spannungswerte, die zur Speisung der Schaltungen erforderlich sind, an die er angeschaltet ist. Bei den üblicherweise benutzten Gleichstromwandlerη beeinflussen hinter dem Wandler auftretende Kurzschlüsse gegebenenfalls den Eingang, was eine Absenkung der Schienenspannung und daher eine Unterversorgung des gespeisten Gerätes in seiner Gesamtheit zur Folge hat. um diesen Nachteil zu vermeiden, schaltet man im allgemeinen vor jedem Wandler eine Sicherung, die bei Kurzschluß in einem der Verbraucherkreise den Wandler abschaltet, der den vom Kurzschluß betroffenen Verbraucherkreis speist, so daß Absenkungen der Schienenspannung vermieden werden. In den bekannten Anlagen werden herkömmliche elektromechanieche Sicherungen verwendet, die aber häufige Wartungearbeiten erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln und geringem Schaltungsaufwand eine elektronische Sicherung zu realisieren, die bei anomalen Betriebsverhältnissen die erwähnten Wandler abschaltet, deren Betrieb jedoch leicht wiederhergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die Zeichnung zeigt in

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Fig. 1 das Blockschaltbild einer Stromversorgungsanlage, in der die elektronische Sicherung gemäß der Erfindung benutzt wird, und

Fig. 2 eine genauere Darstellung der elektronischen Sicherung,

Eine Speisestufe SA erzeugt gemäß Fig. 1 eine Gleichspannung V mit festgelegtem Wert. Über eine Verteilungsschiene gelangt die Spannung V zu einer Anzahl η Gleichstrom- bzw. Spannungswandlern CV,, CV-,...,CV. vor welchen je eine Sicherung F., F₂, ...,F_n und eine normalerweise geschlossene Taste I₁, I-,..., I eingeschaltet ist; jede elektronische Sicherung F. wird am Eingang a gespeist und gibt die Spannung V an den Ausgang b weiter. Jeder Wandler CV₁ erzeugt eine Vielzahl von Spannungswerten, wovon einer als Hilfsspannung V_& für die Funktion der elektronischen Sicherung F₁ (Eingang c) gemäß der Erfindung benutzt wird.

Die Tasten I., die normalerweise zur Anschaltung des Wandlers an die Verteilungsschiene dienen, steuern jeweils auch die Wiederherstellung des Stromdurchgangs in der Sicherung F₁, welcher sie zugeordnet ist, nachdem ein hinter dem Wandler CV₁ aufgetretener anomaler Zustand die Trennung des Wandlers von der zugehörigen Schiene bewirkt hatte.

Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 2 soll der Transistor T₁ im Sperrzustand einen Wandler CV₁ von der Speiseschiene trennen. Der Kollektor des Transistors T. ist mit dem Pluspol der Speisestufe SA am Eingang a verbunden, während sein Emitter an den Wandler CV₁ und damit über die Taste I₁ an den Minuspol der Speisestufe angeschlossen ist. Die Basis des Transistors T₁ erhält eine Vorspannung über einen aus den Widerständen R₁ und R₂ bestehenden Spannungsteiler. Der Transistor T₁ wird über einen zweiten Transistor T₂ gesteuert, dessen Kollektor mit dem Widerstand R₁ verbunden ist, dessen Emitter am Eingang c an einer Hilfsspannung V_ft liegt und dessen Basis über

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einen Widerstand R₃ an der Spannung V der Verteilungsschiene liegt. Die Verteilungsschiene ist über einen Kondensator C₁ mit den genannten Spannungsteiler verbunden.

An die Basis des Transistors T₁ ist ferner der Kollektor eines dritten Transistors T₃ angeschlossen, dessen Basis über einen zweiten Spannungsteiler vorgespannt ist, der aus den Widerständen R₄ und R₅ besteht und über einen Widerstand R₆ mit dem Kollektor des Transistors T₂ verbunden ist. Parallel zum Widerstand R₅ liegt ein Kondensator C₂· Der zweite Spannungs teiler ist über eine Diode D₁ mit dem Kollektor des Transistors T. verbunden.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der hier beschriebenen Schaltungsanordnung sei der Betriebszustand betrachtet, bei dem der Transistor T₁ wie auch der Transistor T₂ stromdurchlässig ist. Da der Transistor T₁ leitet, liegt der Wandler CV₁ an der Speisespannung, und an seinem Ausgang ist deshalb die Hilfespannung V_ft verfügbar. Der durch die Widerstände R₁ und R₂ flieBende Strom gewährleistet die Sättigung des Transistors T₁. Der Transistor T₃ ist dagegen gesperrt, weil durch die Widerstände R₄ und R₅ kein Strom fließt, da die Diode D₁ den Strom über den Widerstand Rg und über den Transistor T₁ kurzschließt.

Dieser Zustand dauert so lange, wie der vom Wandler CV^ aufgenommene Strom innerhalb eines festgelegten Wertes liegt. Steigt der vom Wandler CV^ aufgenommene Strom infolge Überlastung am Verbraucher über den festgelegten Wert an, so ist der aus den Widerständen R₁ und R₂ bestehende Vorspannungskreis nicht mehr in der Lage, den für die Sättigung des Transistors T₁ notwendigen Basisstrom zu liefern. Dies bewirkt eine Herabsetzung des Stromflusses über die Widerstände R₄ und R₅ und somit die Einleitung eines Regenerationsvorganges, der mit der Sättigung des Transistors T₃ und der Sperrung des Transistors T₁

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endet. Durch die Sperrung des Transistors T. wird die Speisung des Wandlers CV^ unterbrochen, und die Hilfsspannung V geht auf Null, wodurch der Transistor T₂ und daher auch der Transistor T₃ gesperrt werden.

Die Öffnung des Transistors T. läßt sich dadurch wieder herstellen, daß die Taste I^ geöffnet und dann wieder geschlossen wird. Der dadurch entstehende Einschwingvorgang bewirkt die Erzeugung eines Impulses, welcher über den Koppelkondensator C₁ einen Strom durch die Widerstände R₁ und R₂ hervorruft, der den Transistor T₁ in den Leitzustand steuert. Der Transistor T₃ bleibt dagegen gesperrt, weil der Kondensator C₂ die Öffnung dieses Transistors um eine Zeitdauer τ = R₅ . C₂ verzögert, die länger als die Zeit ist, welche erforderlich ist, bis am Ausgang des Wandlers CV₁ die Hilfsspannung V_a erreicht wird. Das Erscheinen von V bewirkt die Öffnung des Transistors T₂ und damit die Sättigung des Transistors T₁. Unter diesen Umständen wird die öffnung des Transistors T₃ verhindert, weil der Stromkreis durch den Widerstand R₆ sich durch die Diode D₁ und den Transistor T₁ wieder schließt.

Die Diode D 1st in spezieller Weise so angeschlossen, daß eine Wärmekompensation des Basis-Emitter-Übergangs des Transistors T₃ gewährleistet wird.

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Claims

1007 3/H/Ro. _ Ital.Anm.Nr. 25O78A/76 Dr. Dieter v. Beaold van 7. JuIi 1976 DIpI. - Ing. Petar TchOU Dipl.-Ing. Wolfgang Heueier 8 München 86, Postiach 860668 Societä Italiana Telecomunicazioni Siemens s.p.a. Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien Patentansprüche

1.)) Elektronische Sicherung für eine Stromversorgungsanlage, bei der eine Speisestufe eine Gleichspannung erzeugt, die über eine Verteilungsschiene an eine Vielzahl von Gleichspannungswandlern verteilt wird, denen eine Sicherung und eine normalerweise geschlossene Taste vorgeschaltet sind, und die jeweils eine Mehrzahl von Spannungswerten sowie eine zum Betrieb erforderliche Hilfsspannung erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß ein Transistor (T.) vorgesehen ist, der bei seinem Sperrzustand den Wandler (CVj), dem die Sicherung (F.) zugeordnet ist, von der Verteilungsschiene trennt, daß eine Sperrschaltung (T₃, D.) bei überlastung an dem Wandler (CV.) den Transistor (T.) sperrt, und daß die Sättigung des Transistors (T₁) von einem Steuerkreis (T₂) durch ein äußeres Steuersignal wiederherstellbar ist.

2.) Elektronische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschaltung einen zweiten Transistor (T₃) enthält, dessen Kollektor bzw. Emitter mit der Basis bzw. dem Emitter des ersten Transistors (T₁) verbunden ist, sowie eine Diode (D₁) , die eine öffnung des zweiten Transistors (T₃) verhindert, wenn der erste Transistor (T₁) gesattigt ist.

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ORIGINAL

3.) Elektronische Sicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkreis einen dritten Transistor (T-) von einem zum ersten Transistor (T.) komplementären Typ enthält, dessen Emitter an der Hilfsspannung (Vl liegt/ dessen Basis die Spannung (V) der Verteilungsschiene

empfängt und dessen Kollektor mit der Basis des ersten und des zweiten Transistors (T₁ und T₃) verbunden ist, ferner einen ersten Kondensator (C₁), der zwischen die Verteilungsschiene und den Kollektor des dritten Transistors (T₂) geschaltet ist und der Basis des ersten Transistors (T₁) einen infolge einer vorübergehenden Unterbrechung der Schienenspannung (V) erzeugten Impuls zuführt, sowie einen zweiten Kondensator (C₂) und einen Widerstand (R₅), die zueinander parallel liegen, zwischen Basis und Emitter des zweiten Transistors (T₃) geschaltet sind und die öffnung des zweiten Transistors (T₃) um eine Zeit verzögern, die für die Sättigung des ersten Transistors (T₁) ausreichend ist.

4.) Elektronische Sicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Impuls zur Wiederherstellung des Betriebszustandes der Sicherung (F₁) durch Offnen und Schließen der ihr zugeordneten Taste (1^) erzeugt wird.

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