DE2824789B1

DE2824789B1 - Messschaltung fuer eine elektrische Steuer-,Regel- und/oder Schutzeinrichtung mit einer gesondert stromversorgten elektronischen Auswerteschaltung

Info

Publication number: DE2824789B1
Application number: DE19782824789
Authority: DE
Inventors: Helmut Leibold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-06-06
Filing date: 1978-06-06
Publication date: 1979-11-08
Also published as: JPS54160285A; DE2824789C2

Description

Patentansprüche: 1. Meßschaltung für eine elektrische Steuer-, Regel- und/oder Schutzeinrichtung mit einer gesondert stromversorgten Auswerteschaltung, bei der eine von der Meßspannung abgeleitete Eingangsspannung auf ein Spannungsmeßglied mit einstellbarer Ansprechspannung geführt ist, das mit von der Meßspannung abgeleiteter Versorgungsspannung betrieben wird und dessen Ausgangskreis die Fotodiode eines potentialtrennenden Optokopplers speist, die ihrerseits einen im Ausgangskreis der Auswerteschaltung angeordneten Fototransistor des betreffenden Optokopplers steuert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Versorgungsspannung (Uv) dem Spannungsmeßglied (M) über den Fototransistor (FT1) eines intermittierend betriebenen zusätzlichen Optokopplers (K1) zugeführt ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodiode (FD 1) des zusätzlichen Optokopplers (K 1) von einem mit bestimmter Frequenz intermittierend arbeitenden Frequenzgenerator (G) gespeist ist, dessen Puls-Pausenverhältnis bei gleichgerichteter Meßspannung (UM) an die Arbeitsgeschwindigkeit der Meßschaltung bzw.
dessen Puls-Pausenverhältnis und dessen Frequenz bei Wechselmeßspannung (UM) an deren Frequenz angepaßt ist 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsmeßglied (M) ein integrierter Fensterdiskriminator vorgesehen ist, aus dessen selbstgebildeter Referenzspannung (URef) die Ansprechspannung (UAn) abgeleitet ist und dessen Versorgungsspannung (Uv) ebenso wie die Eingangsspannung (UE) aus der insbesondere gleichgerichteten und geglätteten (E1, C1, C2, D1, D2) Meßspannung (UM) gewonnen ist.
Die Erfindung betrifft eine Meßschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine solche Meßschaltung ist aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 17, No. 12 vom Mai 1975, Seite 3513 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Meßschaltungen der genannten Art hinsichtlich der Degradationswerte der Optokoppler zu verbessern und ihren Energieverbrauch bei kleiner Ansprechspannung und/oder bei relativ lang andauernder hoher Meßspannung herabzusetzen und gegebenenfalls die Fotodioden mit einem zulässigen größeren Strom betreiben zu können.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt und nachfolgend erläutert.
An die Eingänge El, E2 der Meßschaltung wird die zu erfassende Meßspannung UM als Gleich- oder Wechselspannung gelegt und über einen gegen Überspannung schützenden Widerstand R1 auf einen Brückengleichrichter G1 mit parallel geschalteten Varistor R2 geführt. Hinter dem Brückengleichrichter G1 wird durch Zenerdioden D1 und D2 spannungsbegrenzt und durch Glättungskondensatoren C1 und C2 geglättet über Widerstände R3 bzw. R4 die Versorgungsspannung Uv bzw. die Eingangsspannung UE für ein als integrierten Fensterdiskriminator ausgebildetes Spannungsmeßglied M abgenommen und im Falle der Eingangsspannung UE unmittelbar auf einen Eingang des Spannungsmeßgliedes M gegeben, wogegen die Versorgungsspannung über dem Fototransistor FT1 eines zusätzlichen Optokopplers K 1 einem ersten Versorgungsanschluß des Spannungsmeßgliedes M zugeführt ist, dessen zweiter Versorgungsanschluß unmittelbar mit dem Brückengleichrichter G1 und dem einen Festpol eines Potentiometers Po verbunden ist.
Der andere Festpol des Potentiometers Po ist ist mit einem eine im Spannungsmeßglied M gebildete Referenzspannung URef liefernden Ausgang des Spannungsmeßgliedes M verbunden und der verstellbare Abgriff des Potentiometers Po an einen Eingang des Spannungsmeßgliedes M angeschlossen, dem eine von der Referenzspannung URef abgeleitete Ansprechspannung UAn für das Spannungsmeßglied Mzugeführt wird, so daß nur bei höherer Eingangsspannung UE als der Ansprechspannung UA0 am Ausgang Q des Spannungsmeßgliedes M ein Strom über die Fotodiode FD2 eines Optokopplers K2 zum ersten Versorgungsanschluß des Spannungsmeßgliedes fließen kann, der durch Aufleuchten der Fotodiode FD2 den zugehörigen Fototransistor FT2 des Optokopplers K2 in den stromdurchlässigen Zustand steuert, so daß eine mit dem Fototransistor FT2 verbundene Zeitstufe T während dieser Zeit ein Ausgangssignal A auf eine nicht dargestellte Auswerteschaltung (mit Indikatoren und Steuer-, Regel- und/oder Schutzeinrichtungen) gibt.
Zum taktmäßig intermittierenden Arbeiten des Spannungsmeßgliedes Mund des Optokopplers K2 ist der Fototransistor FT1 in Steuerabhängigkeit von der Fotodiode FD1 des zusätzlichen Optokopplers K1 gebracht, die ihrerseits von einem intermittierend betriebenen Impulsgenerator G gespeist wird. Der Impulsgenerator G arbeitet mit einer festen Frequenz und einem relativ großen Puls-Pausenverhältnis von etwa 1:10. Bei der gezeigten gleichgerichteten Meßspannung UM hängt das Puls-Pausenverhältnis weitgehend von der Arbeitsgeschwindigkeit der Meßschaltung, insbesondere des Spannungsmeßgliedes M ab.
Bei nicht gleichgerichteter Meßspannung, bei der die Meßwechselspannung UM sowohl zur Bildung einer Eingangswechselspannung UE als auch einer Versorgungswechselspannung Uv ausgenutzt wird, wobei der Gleichrichter G und die Glättungskondensatoren C1, C2 entfallen, wird die Frequenz und das Puls-Pausenverhältnis des Impulsgenerators G möglichst an die Frequenz der Meßspannung angepaßt.

Claims

Durch das taktmäßige intermittierende Arbeiten des Spannungsmeßgliedes M und der beiden Optokoppler K 1, K 2 wird eine entsprechend starke Reduzierung des Betriebsstromes erreicht, da der Fototransistor FT2 des Optokopplers K 2 im Ansprechfall des Spannungsmeßgliedes M die Zeitstufe Ttriggert, die dann ihrerseits ein statisches Signal liefert.