DE2743622A1 - Schaltungsanordnung zum schutz elektrischer verbraucher gegen falschpolung der betriebsgleichspannung - Google Patents

Description

Schaltungsanordnung zum Schutz elektrischer Verbraucher gegen Falschpolung der Betriebsgleichspannung.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz elektrischer Verbraucher gegen Falschpolung der Betriebsgleichspannung, wobei eine in Serie mit dem Verbraucher geschaltete Diode bei richtiger Polung durch den Kontakt eines in einem Nebenschlußkreis liegenden Relais überbrückbar ist.

Zum Verpolungsschutz von elektrischen Verbrauchern sind Schaltungen bekannt, bei denen eine Diode in Serie mit dem zu schützenden Gerät liegt. Diese Maßnahme führt jedoch bei Geräten höherer Leistung und bei niedrigen Betriebsspannungen zu einer erheblichen Verlustleistung. So können sich beispielsweise die Verluste einer Umrichterstromversorgung für einen Fernschreiber, der an einer Kleinspannung betrieben werden soll, mit einer solchen Diode nahezu verdoppeln.

Pr 1 Wt / 26.9.1977

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Weiterhin ist eine Schaltung bekannt (DT-PS 956 524), bei der parallel zum Netzgleichrichter ein Schalter liegt, der bei Betrieb an der richtig gepolten Gleichspannung mittels eines parallel zu den Netzklemmen geschalteten Relais geschlossen wird. Da das Relais Jedoch in Reihe mit einem Widerstand unmittelbar an die Netzklemmen angeschaltet ist, muß das Ansprechen dieses Relais bei falscher Polung durch zusätzliche Maßnahmen, wie eine Paralleldiode, verhindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schaltungsanordnung zum Schutz elektrischer Verbraucher gegen Falschpolung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß das Relais auch ohne zusätzliche Maßnahmen nur bei richtiger Polung anspricht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Relaiswicklung in Reihe hinter der Diode und zumindest einem Teil der Verbraucherspannung parallel geschaltet ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Relaiswicklung ist gewährleistet, daß das Relais nur anzieht bzw. der Relaiskontakt nur geschlossen wird, wenn die Anschlußklemmen richtig gepolt sind, so daß zunächst Strom über die Diode^um Verbraucher fließen kann. Sobald das Relais angesprochen hat, wird die Diode durch den Kontakt überbrückt und somit die Verlustleistung erheblich vermindert. Diese gesamte Schaltungsanordnung hat außerdem den Vorteil, daß die Diode den Einschaltstromstoß übernimmt. So können auch Geräte mit großem kapazitiven Eingangswiderstand angeschlossen werden. Die Diode kann außerdem in an sich bekannter Weise mit einem Serienwiderstand versehen sein.

Nach dem Einschalten übernimmt der Relaiskontakt den Betriebsdauerstrom. Über die Relaiswicklung fließt lediglich ein geringer Haltestrom, der eine erheblich geringere Verlustleistung als die Diode bewirkt. Diese Verlustleistung kann in einer Weiterbildung der Erfindung ebenfalls vermieden werden, wenn ein bistabiles

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und polarisiertes Relais verwendet und mit einem Kondensator in Reihe geschaltet wird. In diesem Fall wird der Kondensator mit dem Einschaltstromstoß aufgeladen, wobei gleichzeitig das Relais in die eine stabile Lage schaltet und den Parallelkontakt zur Diode schließt. Wird der Strom an den Netzklemmen abgeschaltet, so entlädt sich der Kondensator, und mit diesem Entladestrom schaltet das polarisierte Relais in die andere stabile Lage, so daß der Kontakt öffnet.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zum Verpolungsschutz mit einem monostabilen ungepolten Relais, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zum Verpolungsschutz mit

einem bistabilen polarisierten Relais, Fig. 3 und 4 weitere abgewandelte Schaltungsanordnungen.

Die Fig.1 zeigt einen Verbraucher R1, der über die Klemmen 1 und 2 an eine Gleichspannung angeschaltet wird. Zum Schutz gegen Falschpolung ist zunächst eine in Serie geschaltete Diode V vorgesehen, welche nur bei richtiger Polung an den Klemmen 1 und 2 Strom zum Verbraucher fließen läßt.

Bei richtiger Polung der anliegenden Gleichspannung wird aber gleichzeitig das Relais K1 erregt. Es schließt seinen Kontakt k1 und überbrückt damit die Diode V. Nach dem Einschaltstromstoß durch die Diode V übernimmt also der Kontakt k1 den Betriebsdauerstrom. Es entsteht lediglich eine geringe Verlustleistung durch den Haltestrom über die Relaiswicklung K1.

Die Fig.2 zeigt eine Weiterbildung der Schaltung von Fig. 1. Hier wird ebenfalls ein VerbraucherR2 über die Klemmen 1 und

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an Gleichspannung angelegt. Dabei ist auch hier wiederum eine Diode Y vorgesehen, welche nur bei richtiger Polung Strom durch den Verbraucher fließen läßt. Anstelle des monostabilen neutralen Relais von Fig.1 ist nunmehr jedoch — ein bistabiles polarisiertes Relais K2 vorgesehen, welches mit einem Kondensator C in Reihe geschaltet ist. Dieser Kondensator C wird mit dem EinschaltstromstoiTV aufgeladen, wobei das bistabile Relais K2 umschaltet und den Kontakt k2 schließt. Wie in Fig.1 wird auch hier die Diode V überbrückt, so daß der Betriebsdauerstrom über den Kontakt k2 fließt. In diesem Fall entsteht auch in der Wicklung des Relais K2 keine Verlustleistung, da die einmal eingenommene Lage während der gesamten Einschaltdauer des Verbrauchers beibehalten wird, ohne daß ein Haltestrom fließt. Beim Abschalten der Betriebsgleichspannung entlädt sich der Kondensator C wieder über das Relais K2 und schaltet dieses in die andere stabile Lage. Dadurch öffnet sich der Kontakt k2; somit ist der Verbraucher auch bei einem erneuten Einschalten der Betriebsspannung gegen Falschpolung durch die Diode V geschützt.

Eine weitere Ausführungsform für eine Schaltung mit Verpolungsschutz zeigt Fig.3. Hierbei ist in Reihe mit der Diode V ein Widerstand RB vorgesehen, der zur Schonung von Sicherungen, Gleichrichtern oder der Einschaltkontakte einer Batterieleitung den Einschaltstromstoß begrenzt. Zur Aufnahme der kapazitiven Last ist dabei ein Kondensator C3 parallel geschaltet. Das ungepolte Relais K3 arbeitet mit seinem Kontakt k3 wie das Relais K1 in Fig.1. Es könnte aber auch ein bistabiles gepoltes Relais mit Serienkondensator wie in Fig.2 verwendet werden.

Eine Weiterbildung der Figuren 1 und 3 zeigt Fig.4. Hierbei liegt das Relais K4 nicht an der vollen Lastspannung IL des Verbrauchers R4. Vielmehr wird im Verbraucher R4, beispielsweise

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mit einem ohnehin vorhandenen Umrichter, eine Hilfsspannung U„ für das Relais K4 erzeugt. Da die Hilfsspannung eines Umrichters beispielsweise erst etwa 100 ms nach Anlegen der Netzspannung vorliegt, schaltet das Relais K4 erst, wenn das angeschlossene Gerät voll arbeitet. Der Stoßkondensator C4 ist aufgeladen und sowohl die Diode V als auch der Kontakt k4 sind dann nahezu stromlos; der Kontakt k4 wird weitgehend geschont. Auch hier könnte wie in Fig.2 ein bistabiles gepoltes Relais mit einem Serienkondensator verwendet werden.

4 Patentansprüche
4 Figuren

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Leerseite

Claims (4)

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   Patentansprüche:

   ι 1. Schaltungsanordnung zum Schutz elektrischer Verbraucher gegen Falschpolung der Betriebsgleichspannung, wobei eine in Serie mit dem Verbraucher geschaltete Diode bei richtiger Polung durch den Kontakt eines in einem Nebenschlußkreis liegenden Relais überbrückbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß das Relais (K1, K2) in Reihe hinter der Diode (V) und zumindest einem Teil der Verbraucherspannung (U,) parallel geschaltet ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (K2) bistabil und polarisiert ist und mit einem Kondensator (C) in Reihe geschaltet ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzungs-widerstand (RB) in Reihe zur Diode (V) geschaltet ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Verbraucher (R4) erzeugte Hilfsspannung (U^) am Relais (K4) anliegt.

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