DE2926409C2 - Elektronische Sicherungsvorrichtung für mehrere abzusichernde Stromkreise - Google Patents

Description

hang mit der Verwendung von automatischen Sicherungen auftretenden hohen Kosten vermieden sind.

Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Sehaitungsvorrichtung gelöst, die durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet ist

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß mehrere voneinander unabhängige elektrische Stromkreise durch eine einzige automatische Sicherung abgesichert werden können, weshalb die normalerweise anfallenden hohen Kosten vermeidbar sind.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß infolge der Verwendung einer automatischen Sicherung diese nach dem Ansprechen in einfacher Weise manuell wieder in Betrieb gesetzt werden kann.

Vorteilhafterweise können durch die elektronische Sicherung sowohl Wechselstrom als auch Gleichstromkreise abgesichert werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit der Figur erläutert In der Figur ist die Primärwicklung eines Übertngers bzw. Transformators mit 3 bezeichnet Die Anschlußleitungen 1 und 2 dieser Primärwicklung liegen an einer Netzspannung Usea- Die Sekundärwicklung des Übertragers weist die Anschlußleitungen 5 und 6 auf. Die Anschlußleitung 5 ist über einen Widerstand 9 mit einem Wechselspannungsausgang 21 verbunden. Die Ausgangsleitung 6 ist über einen Ruhekontakt 121, der später ausführlich erläutert werden wird, über eine Leitung 8 mit dem anderen Wechselspannungsausgang 23 verbunden. Zwischen den Ausgängen 21 und 23 liegt die Ausgangswechselspannung an. Zur Erzeugung eines Gleichstroms wird die zwischen der Anschlußleitung 5 der Sekundärwicklung 4 und der Leitung 8 liegende Wechselspannung durch einen Gleichrichter bzw. eine Gieichrichterschaltung gleichgerichtet Beispielsweise handelt es sich bei dieser Gleichrichterschaltung um den in der aus der Figur ersichtlichen Weise geschalteten Graetz-Gl^ichrichter 7. Ein Ausgangsanschluß 71 dieses Graetz-Gleichrichters 7 ist beispielsweise mit Masse veirbunden, während der andere Ausgangsanschluß 72 über die automatische Sicherung 12 mit dem Anschluß 22 verbunden ist Zwischen Masse und dem Anschluß 22 liegt die durch den Graetz-Gleichrichter 7 erzeugte Gleichspannung an. Die durch dec Gleichrichter 7 erzeugte pulsierende Gleichspannung wird vorzugsweise durch den Glättungskondensator 13 geglättet Im Überlastfall des Gleichstromkreises fließt von der Sekundärwicklung 4 des Transformators während einer ersten Halbperiode ein erhöhter Strom über die Leitung 5, den Gleichrichter 7, den Masseanschluß 71, die zwischen Masse und dem Anschluß 22 liegende Last die automatische Sicherung 12, den Gleichrichteranschluß 72, den Gleichrichter 7, die Leitung 8, den Kontakt 121 der automaitischen Sicherung, die Leitung 6 zurück zur Sekundärwicklung 4. Dieser Überlaststrom fließt auch im Kurzschlußfall, wenn beispielsweise der Anschluß 22 versehentlich mit Masse verbunden wird. Ein Überlaststrom ist so groß, daß die automatische Sicherung 12 anspricht, wodurch bewirkt wird, daß der Ruhekontakt 121 dieser Sicherung betätigt wird. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen dem Gleichrichter 7 und der Sekundärwicklung 4 des Transformators unterbrochen. Beispielsweise liegt der Überlaststrom der eingangs genannten automatischen Sicherung bei etwa 2 A.
lin dem Wechselstromkreis ist, wie weiter oben bereits erwähnt wurde, beispielsweise vor dem Anschluß 2t der Widerstand 9 vorgesehen. Parallel zu diesem Widerstand 9 sind eine Diode IG und eine dazu in Reihe geschaltete Fotodiode 11 angeordnet Vorzugsweise ist diese Fotodiode 11 Teil eines Optokopplers, in dem auch der Fototransistor 17 angeordnet ist Die Diode 10 verhindert daß die Fotodiode 11 des Optokopplers in der Sperrichtung überlastet wird. Wenn nun beispielsweise bei einem Kurzschluß zwischen den Anschlüssen

ίο 21 und 23 im Widerstand 9 ein Überlaststrom fließt der beispielsweise einen Wert von etwa 2 A erreicht wird die Fotodiode 11 des Optokopplers durch den Spannungsabfall am Widerstand 9 erregt Dies hat zur Folge, daß der ebenfalls in dem Optokoppler angeordnete Fototransistor 17 in den leitenden Zustand versetzt wird. Dadurch wird bewirkt daß ein elektronischer Schalter, beispielsweise ein Thyristor 19 leitend geschaltet wird. Die hierfür erforderliche Ansteuerschaltung besteht aus der Diode 15, dem Widerstand 14, dem Kondensator 16, dem Fototransistor 17 des Optokonplers und dem Widerstand 20. Durch diese Ansteut^ächaltung wird bei erregter Fotodiode 11 und bei leitendem Transistor 17 ein Potential an die Ansteuerelektrode des Thyristors 19 gelegt das diesen in den leitenden Zustand versetzt Es fließt dann ein Strom in dem Kreis zwischen dem mit Masse verbundenen Anschluß 71 des Gleichrichters 7, dem Anschluß 72 des Gleichrichters 7, der magnetischen Sicherungen 12, dem Widerstand 18, dem leitenden Thyristor 19 und dem mit dem Thyristor verbundenen Masseanschluß. Der in diesem Kreis fließende Strom ist infolge der Bemessung des Widerstands 18 so groß, daß die magnetische Sicherung 12 anspricht und den Kentakt 121 betätigt Auf diese Weise wird der Wechselstromkreis unterbrochen.

In dem obigen Ausfühmngsbeispiel wurde die Absicherung eines Wechselstromkreises und eines Gleichstromkreises vor zu hohen Strömen durch eine einzige automatische Sicherung beschrieben. Es ist auch denkbar, daß mit einer einzigen automatischer. Sicherung in derselben Weise über weitere Optokoppler zusätzliche Gleichstrom- und/oder Wechselstromkreise abgesichert werden. In diesem Fall ist in den zusätzlichen abzusichernden Stromkreisen, entsprechend der Fotodiode 11, jeweils eine weitere Fotodiode eines weiteren Optokopplers vorgesehen. In dem Stromkreis, in dem die automatische Sicherung angeordnet ist, sind dann die weiteren Fototransistoren der weiteren Optokoppler und entsprechende weitere Ansteuerschaltungen enthalten.

Statt Optokoppler mit (Fotodiode) LED und Fototransistor können auch Koppler mit Fotowiderstand oder Fotodiode als Empfänger verwendet werden. Des weiteren sind Stromsensoren mit Reedkontakten denkbar. Übenso könnte der Überstrom des zweiten Stromkreises mit einem Hall-Generator über eine SpuJe gemessen werden. An der Stelle des Thyristors 19 kann auch ein anderer geeigneter elektronischer Schalter verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 Schluß der automatischen Sicherung (12) und dem Patentansprüche: zweiten Anschluß (71) der Gleichrichterschaltung (7) eine Versorgungsgleichspannung erzeugbar ist, daß

1. Elektronische Sicherungsvorrichtung für meh- der Widerstand (9) zwischen einem ersten Wechselrere abzusichernde Stromkreise mit Sicherungen 5 spannungsausgang (21) und dem ersten Anschluß (5} und fehlererfiissenden Schaltungen, die in diesen ab- der Sekundärwicklung (4) angeordnet ist, und daß in zusichernden Stromkreisen angeordnet sind, wobei der den zweiten Anschluß (6) der Sekundärwicklung eine fehlererfassende Schaltung potentialgetrennt (4) mit der Gleichrichterschaltuug (7) und einem fiber ein Schaltelement einen Kontakt öffnet, der die zweiten Wechselspannungsausgang (23) verbinden-Stromzufuhr zu sämtlichen abzusichernden Strom- io den Leitung der Kontakt (121) der automatischen kreisen unterbricht, dadurch gekennzeich- Sicherung (12) vorgesehen ist

net, daß ein abzusichernder Stromkreis eine automatische Sicherung aufweist und die anderen Strom-

kreise lediglich fehlererfassende Schaltungen aufweisen, die im Oberlastfall ansprechen, daB das is

Schaltelement (17) in dem durch die automatische Die Erfindung betrifft eine elektronische Sicherungs-Sicherung abgesicherten Stromkreis angeordnet ist vorrichtung für mehrere abzusichernde Stromkreise und bei seiner Betitigung einen die automatische nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Sicherung il2) betätigenden Stromfluß bewirkt, und Es ist bekannt, zur Absicherung von Schaltkreisen daß der ^«jntakt (121) ein Kontakt der automati- 20 automatische Sicherungen bzw. Sicherungsautomaten sehen Sicherung (12) ist zu verwenden, die bei Vorliegen eines; UDerstroms, bei-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- spielsweise im Fall eines Kurzschlüsse», in Tätigkeit gezeichnet, daß als fehlererfassende Schaltung ein Wi- langen und einen Kontakt schalten, der den zu schützenderstand (9) vorgesehen ist und eine lichtemittieren- den Stromkreis öffnet Ein Nachteil der Verwendung de Diode (11) zu dem Widerstand (9) parallel ge- 25 solcher Sicherungsautomaten besteht: darin, daß bei der schaltet ist, daß der Widerstand (9) so gemessen ist, Absicherung mehrerer Schaltkreise, dia jeder für sich daß die lichtemittierende Diode (11) im Oberlastfall durch einen Sicherungsautomaten der vorgenannten durch den an dem Widerstand (9) auftretenden Art abgesichert werden müssen, groß; Kosten anfallen, Spannungsabfall erregbar ist, daß als Schaltelement da solche Sicherungsautomaten relativ teuer sind

ein durch die lichtemittierende Diode (ll)betätigba- 30 Es ist weiterhin, bekannt, elektrische Stromkreise

res lichtempfindliches Schaltelement (17) vorgese- durch Schmelzsicherungen abzusichern. Ein Nachteil

hen ist, und daß ein ehktronischer Schalter (19) vor- der Verwendung von Schmelzsicherungen besteht da-

gesehen ist, der bei der Erregung des lichtempfindli- bei aber darin, daß diese im Oberlastfall zerstört und

chen Schaltelements (17) den. **% automatische Si- anschließend ausgewechselt werden müssen. Dies hat

cherung betätigenden Stromfluß erzeugt 35 unter Umständen zur Folge, daß die Schaltungen bzw.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gckcüü- Geräte, die die durch solche Schmelzsicherungen abgezeichnet, daß als lichtempfindliches Schaltelement sicherten elektrischen Stromkreise beinhalten, zum (17) ein Fototransistor vorgesehen ist und daß die Auswechseln der Sicherungen häufig außer Betrieb gelichtemittierende Diode (11) und der Fototransistor setzt werden müssen.

(17) Teile eines Optokopplers sind. 40 Aus der DE-PS 12 52 794 ist eine Einrichtung zur

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch Kontrolle einer größeren Anzahl vom Sicherungen begekennzeichnet, daß als elektronischer Schalter (13) kannt, bei der beim Schmelzen einer Sicherung ein Anein Thyristor vorgesehen ist, dessen Steuerelektrode zeigegerät erregt wird. Dabei ist es möglich, für mehredurch den Fototransistor (17) ansteuerbar ist, und re Sicherungen ein Anzeigegerät vorzusehen.

daß der Thyristor (19) in seinem leitenden Zustand 45 Aus der Zeitschrift »radio fernsehen elektronik« 23

ein. den Stromfluß erzeugendes Potential an die au- (1974) H. 4, S. 130 ist eine Anordnung bekannt bei der

tomatische Sicherung (12) anlegt ein Stromkreis dadurch abgeschaltet wird, daß bei Er-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, reichen eines maximal zulässigen Laststromes ein dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromkreis Schaltelement betätigt wird, das einen eine Sicherung ein Gleichstromkreis ist 50 betätigenden Stromfluß bewirkt

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Aus der DE-AS 12 51 426 ist eine Schaltungsanorddadurch gekennzeichnet, daß der weitere Strom- r.ung der eingangs genannten Art bekannt, die zur kreis ein Gleichstromkreis ist gleichzeitigen Überwachung mehrerer Sicherungsele-

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mente dient und bei der Sicherungen und fehlererfasdadurch gekennzeichnet, daß der weitere Strom- 55 sende Schaltungen in den abzusichernden Stromkreisen kreis ein Wechselstromkreis ist vorgesehen sind. Dabei öffnet eine fehlererfassende

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- Schaltung beim Durchschlagen einer ihr zugeordneten zeichnet, daß in Reihe zu der lichtemittierenden Di- Sicherung potentialgetrennt über ein Schaltelement eiode (11) eine die lichtemittierende Diode (11) in der nen Kontakt der die Stromzufuhr zu »ämtlichen abzusi-Sperrichtung entlastende Diode (10) geschaltet ist. eo chernden Stromkreisen unterbricht. Eine derartige

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Schaltungsanordnung ist ebenfalls sehr aufwendig und dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichter- teuer, da sie in jedem abzusichernden Stromkreis soschaltung (7) zwischen einem ersten Anschluß (5) wohl eine Sicherung als auch eine fehlererfassende und einem zweiten Anschluß (6) einer Sekundär- Schaltung enthält

wicklung (4) eines Übertragers geschaltet ist, daß ein 63 Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dar-

erster Anschluß der automatischen Sicherung (12)i in, eine elektronische Sicherungsvorrichtung für mehre-

mit einem Ausgang (72) der Gleichrichterschaltung re abzusichernde voneinander unabhängige Stromkrei-

(7) verbunden ist daß zwischen dem anderen An- se anzugeben, bei der die normalerweise im Zusammen-