DE2929453C2 - Circuit arrangement for monitoring the input and output voltage of a power supply unit - Google Patents
Circuit arrangement for monitoring the input and output voltage of a power supply unitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Ein- und der Ausgangsspannung eines Netzgerätes, wobei die Ein- und die Ausgangsspannung an den Eingang je eines Grenzwertmelder gelegt sind.The invention relates to a circuit arrangement for monitoring the input and output voltage of a power supply unit, with the input and output voltage at the input of a limit monitor are laid.
Eine Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Gleichspannung mit einem Grenzwertmelder ist beispielsweise aus der DE-PS 25 57 952 bekannt. Solche Schaltungsanordnungen stellen einen Spannungsausfall fest, zeigen ihn an und schalten Geräte beim Spannungsausfall ab, bis die Störung beseitigt ist. Bei Netzgeräten ist für die Fehlersuche und Störungsbeseitigung die Information wichtig, ob die Eingangsspannung oder die Ausgangsspannung des Netzgerätes ausgefallen ist. Außerdem ist es wünschenswert, die Information zu speichern, wozu bisher Haftrelais eingesetzt wurden.A circuit arrangement for monitoring a direct voltage with a limit indicator is for example from DE-PS 25 57 952 known. Such circuit arrangements represent a power failure fixed, display it and switch off devices in the event of a power failure until the fault has been eliminated. at Power supply units, the information is important for troubleshooting and fault elimination whether the input voltage or the output voltage of the power supply has failed. Also, it is desirable that the To store information, for which purpose latching relays were previously used.
Es besteht die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Information auch über den Ort des Spannungsausfalls gespeichert wird und auch nach Abschaltung des Netzgerätes noch abgerufen werden kann.The object is to design a circuit arrangement of the type mentioned so that the Information is also saved about the location of the power failure and also after the Power supply can still be called up.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ausgänge beider Grenzwertmelder mit den Eingängen eines digitalen Verknüpfungsgliedes mit negierter Diskonjunktion und den Eingängen eines RS-Flip-Flops mit Vorbereitungseingang verbunden sind, daß der Ausgang des Verknüpfungsgüedes mit dem Vorbercitungscingang des RS-Flip-Flops verbunden ist, daß jedem Ausgang des RS-Flip-Flops eine Meldeeinrichtung nachgeschaltet ist und daß das RS-Flip-Flop eine eigene Stromversorgung besitzt.According to the invention this object is achieved in that the outputs of both limit indicators with the Inputs of a digital link with negated disconjunction and the inputs of a RS flip-flops are connected to the preparation input that the output of the link with the Vorbercitungscingang the RS flip-flops is connected that each output of the RS flip-flop a reporting device is connected downstream and that the RS flip-flop has its own power supply.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nicht nur der Ausfall der Ein- oder Ausgangsspannung des Netzgerätes festgestellt, sondern diese Information wird gespeichert und ist auch nach Abschaltung des Netzgerätes jederzeit noch abrul'bar,In the circuit arrangement according to the invention, not only is the failure of the input or output voltage of the power supply is determined, but this information is stored and is also after Shutdown of the power supply can still be canceled at any time,
bis die Überwachungsschaltung erneut anspricht, wenn eine neue Störung auftritt. Die Überwachung und Wartung werden damit wesentlich erleichtertuntil the monitoring circuit responds again when a new fault occurs. Monitoring and This makes maintenance much easier
Vorzugsweise ist zwischen den Ausgang des Verknüpfungsgüedes und den Vorbereitungseingang des RS-Flip-Flops ein Verzögerungsglied geschaltet Damit ist sichergestellt, daß der Vorbereitungseingang des RS-F!ip-Flops mit einem Freigabesignal beaufschlagt ist, wenn an einem der beiden Eingänge des RS-Fiip-Flops aufgrund einer Störung ein Signal ansteht.Preferably between the output of the link and the preparatory input of the RS flip-flops connected a delay element This ensures that the preparation input of the RS-F! Ip-Flops receives an enable signal when one of the two inputs of the RS-Fiip-Flops a signal is pending due to a disturbance.
Vorteilhaft ist es, wenigstens das RS-Flip-Flop in C-MOS-Technik auszuführen. Integrierte Bausteine in C-MOS-Technik besitzen eine geringe Verlustleistung und lassen sich mit Batterien geringer Leistung speisen. Die gesonderte Stromversorgung für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist damit ohne besonderen Aufwand zu realisieren.It is advantageous to implement at least the RS flip-flop in C-MOS technology. Integrated modules in C-MOS technology has a low power loss and can be powered by batteries with low power. The separate power supply for the circuit arrangement according to the invention is therefore without special Realize effort.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung anhand der F i g. 1 und 2 näher erläutert.The circuit arrangement according to the invention is illustrated below with reference to FIGS. 1 and 2 explained in more detail.
An der Klemme 1 eines mit Widerständen 2 und 3 realisierten Spannungsteilers liegt die Eingangsspannung Ue des zu überwachenden Netzgerätes, das in der F i g. 1 nicht gezeigt ist. Der Abgriff 4 des Spannungsteilers ist mit dem nichtinvertierenden Eingang eines als Grenzwertmelders dienenden Operationsverstärkers 5 verbunden, an dessen invertierendem Eingang über eine Klemme 6 eine Referenzspannung Ur \ ansteht. Der Ausgang des Operationsverstärkers 5 ist über einen Widerstand 7 zur Potentialtrennung mit dem Eingang eines Optokopplers 8 verbunden, dessen Fototransistor Ba über einen Widerstand 9 und eine Klemme 10 an positiver, vom Netzgerät gelieferter Spannung liegt.At terminal 1 of a voltage divider implemented with resistors 2 and 3, the input voltage Ue of the power supply unit to be monitored, which is shown in FIG. 1 is not shown. The tap 4 of the voltage divider is connected to the non-inverting input of an operational amplifier 5 serving as a limit value indicator, at whose inverting input a reference voltage Ur \ is applied via a terminal 6. The output of the operational amplifier 5 is connected to the input of an optocoupler 8 via a resistor 7 for potential separation, the phototransistor Ba of which is connected to a positive voltage supplied by the power supply via a resistor 9 and a terminal 10.
Die Klemme 11 eines zweiten, mit Widerständen 12 und 13 realisierten Spannungsteilers ist mit der Ausgangsspannung Ua des Netzgerätes beaufschlagt. Der Abgriff 14 des Spannungsteilers ist mit dem invertierenden Eingang eines zweiten, als Grenzwertmelder dienenden Operationsverstärkers 15 verbunden, an dessen nichtinvertierenden Eingang über eine Klemme 16 ebenfalls eine Referenzspannung Ur2 ansteht. Der Ausgang 17 des Optokopplers 8 und der Ausgang 18 des Operationsverstärkers 15 sind einerseits mit den Eingängen eines NOR-Gliedes 19 und andererseits mit den Eingängen 20a und 20ό eines RS-Flip-Flops 20 mit statischem Vorbereitungseingang 20c verbunden. Das RS-Flip-Flop 20 ist in bekannter Weise aus NAND-Gliedern 21,22,23 und 24 aufgebaut. Hierzu wird beispielshaft auf U. Tietze und Ch. Schenk, »Halbleiterschaltungstechnik«, 3. Auflage, 1974, Seite 515, verwiesen. Das RS-Flip-Flop 20 ist in C-MOS-Technik realisiert, diese Technik ist beispielsweise in dem genannten Buch auf den Seiten 505 und 506 beschrieben. Zur eigenen Stromversorgung ist der RS-Flip-Flop mit einer Klemme 30 verbunden, an der die Spannung Uh einer Batterie ansteht.The terminal 11 of a second voltage divider implemented with resistors 12 and 13 has the output voltage Ua of the power supply applied to it. The tap 14 of the voltage divider is connected to the inverting input of a second operational amplifier 15 serving as a limit value indicator, at whose non-inverting input a reference voltage Ur 2 is also applied via a terminal 16. The output 17 of the optocoupler 8 and the output 18 of the operational amplifier 15 are connected on the one hand to the inputs of a NOR element 19 and on the other hand to the inputs 20a and 20ό of an RS flip-flop 20 with a static preparation input 20c. The RS flip-flop 20 is constructed from NAND gates 21, 22, 23 and 24 in a known manner. For this, reference is made to U. Tietze and Ch. Schenk, “Semiconductor Circuit Technology”, 3rd edition, 1974, page 515, for example. The RS flip-flop 20 is implemented using C-MOS technology; this technology is described on pages 505 and 506 of the book mentioned, for example. For its own power supply, the RS flip-flop is connected to a terminal 30, at which the voltage Uh of a battery is present.
Der Ausgang des NOR-Gliedes 19 ist über ein Verzögerungsglied 25 mit dem Vorbereitungseingang 20c des RS-Flip-Flops verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist das Verzögerungsglied 25 ein RC RC-Glied mit dem Widerstand 25a und dem Kondensator 256. Der Ausgang des NOR-Gliedes 19 ist außerdem noch an eine Klemme 26 geführt, über die sowohl das zu überwachende Netzgerät als auch die Geräte abgeschaltet werden können, die von dem Netzgerät mit Strom versorgt werden.The output of the NOR element 19 is via a delay element 25 with the preparation input 20c of the RS flip-flop connected. In the exemplary embodiment, the delay element 25 is an RC element with RC the resistor 25a and the capacitor 256. The output of the NOR gate 19 is also still on a terminal 26, via which both the power supply unit to be monitored and the devices are switched off that are powered by the power supply unit.
Den Ausgängen 20d und 20c des RS-Flip-Flops sind Meldeeinrichtungcn 27 und 28 nachgesohaltet. DieThe outputs 20d and 20c of the RS flip-flop are Reporting devices 27 and 28 subsequently. the
beiden Meldeeinrichtungen 27 und 28 sind identisch aufgebaut. Es ist jeweils die Basis eines Transistors 27a bzw. 28a über einen Widerstand 27 b bzw 280 mit dem Ausgang 2Od bzw. 2Oe und über einen Widerstand 27c bzw. 28c mit Bezugspoteniial verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 27a und 28a liegen über Leuchtdioden 27dund 28c/und Widerstände 27eund 28e an der positiven Spannung des Netzgerätes, die über die Klemme 29 und eine Auskoppeldiode 3! eingespeist wird. Über einen Taster 32 können die Transistoren 27a und 28a auch mit der Klemme 30 verbunden und damit von der Batteriespannung i/egespeist werden.both reporting devices 27 and 28 are constructed identically. In each case, a transistor 27a and 28a, b or 280 connected through a resistor 27 to the output 2oD or 2NC and via a resistor 27c and 28c with Bezugspoteniial the base. The collectors of transistors 27a and 28a are connected to the positive voltage of the power supply via LEDs 27d and 28c / and resistors 27e and 28e, which is supplied via terminal 29 and a coupling diode 3! is fed in. Via a button 32, the transistors 27a and 28a can also be connected to the terminal 30 and thus fed by the battery voltage.
Die Funktion der Schaltung nach F i g. 1 wird anhand der Diagramme der F i g. 2 näher erläutert. In F i g. 2 ist unter a) die Eingangsspannung Ue des Netzgerätes, unter b) die Ausgangsspannung Ua des Netzgerätes, unter c) das am Ausgang 17 des Optokopplers 8 anstehende Signal Uu, unter d) das am \usgang des Grenzwertmelders 15 anstehende Signal U\g, unter e) das Signal Ux>c am Vorbereitungseingang 20c des RS-Flip-Flops, unter f) und g)die Signale Ui\ und U22 an den Ausgängen der NAND-Glieder 21 und 22 und unter h) und i) die Signale LW und Uwe an den Ausgängen 2Od und 2Oe des Speichers 20 über der Zeit t aufgezeichnet. Beispielsweise im Zeitpunkt fi unterschreitet die Eingangsspannung Ue die Referenzspannung Ur\. Damit wird das bisherige L-Signal am Ausgang des Grenzwertmelder 5 und damit am Ausgang 17 des Optokopplers 8 ein Η-Signal. Da die Ausgangsspannung Ua zunächst noch deren Nennwert beibehält, bleibt der Signalzustand am Ausgang 18 des Grenzwertmelders 15 unverändert »H«. Am Eingang des NOR-Gliedes liegt damit ein »H«- und ein »L«-Signal an, und das Ausgangssignal des NOR-Gliedes wechselt von »H« zu »L«. Mit diesem Signalwechsel wird über die Klemme 26 das zu versorgende Gerät und gegebenenfalls auch das Netzgerät abgeschaltet. Der Signalwechsel am Ausgang des NOR-Gliedes wird wegen des Verzögerungsgliedes 25 nur verzögert auf den Vorbereitungseingang 21c der bistabilen Kippstufe 20 übertragen. Damit steht im Zeitpunkt t\ unabhängig von eventuellen Laufzeitverzögerungen auf jeden Fall noch ein »H«-Signal am Vorbereitungseingang 20c an und das RS-Flip-Flop ist freigegeben. Das am Eingang 20ό anstehende »H«-Signal erzeugt damit einen kurzzeiti- gen Signalwechsel am Ausgang des NAND-Gatters 21, womit die Kippstufe 20 gesetzt wird und am Ausgang 2Od Η-Signal und am Ausgang 2Oe L-Signal ansteht.The function of the circuit according to FIG. 1 is based on the diagrams of FIG. 2 explained in more detail. In Fig. 2 under a) the input voltage Ue of the power supply unit, under b) the output voltage Ua of the power supply unit, under c) the signal Uu present at the output 17 of the optocoupler 8, under d) the signal U \ g present at the output of the limit indicator 15, under e) the signal Ux> c at the preparation input 20c of the RS flip-flop, under f) and g) the signals Ui \ and U22 at the outputs of the NAND elements 21 and 22 and under h) and i) the signals LW and Uwe recorded at the outputs 20d and 20e of the memory 20 over the time t . For example, at time fi, the input voltage Ue falls below the reference voltage Ur \. Thus, the previous L signal at the output of the limit indicator 5 and thus at the output 17 of the optocoupler 8 becomes a Η signal. Since the output voltage Ua initially retains its nominal value, the signal state at the output 18 of the limit monitor 15 remains unchanged "H". At the input of the NOR element there is an "H" and an "L" signal, and the output signal of the NOR element changes from "H" to "L". With this signal change, the device to be supplied and possibly also the power supply unit is switched off via terminal 26. The signal change at the output of the NOR element is only transferred to the preparation input 21c of the bistable multivibrator 20 with a delay because of the delay element 25. In this way, regardless of any possible transit time delays, there is still an “H” signal at the preparation input 20c at time t \ and the RS flip-flop is enabled. The "H" signal present at input 20ό thus generates a brief signal change at the output of NAND gate 21, which sets flip-flop 20 and is present at output 2Od Η signal and output 20e L signal.
Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 25 steht am Vorbereitungseingang 20c ' L-Signal an, und das RS-Flip-Flop 20 bleibt gesperrt und im gesetzten Zustand, bis sowohl wieder die Eingangsais auch die Ausgangsspannung Ut,-und Ua anstehen und damit an beiden Eingängen des NOR-Gliedes 19 ein L-Signal liegt.After the delay time of the delay element 25 has elapsed, the preparation input 20c 'L signal is present, and the RS flip-flop 20 remains locked and in the set state until both the input ais and the output voltage Ut, -and Ua are pending again and thus to both Inputs of the NOR gate 19 is an L signal.
Mit dem Η-Signal am Ausgang 20ddes RS-Flip-Flops 20 wird der Transistor 27a der Meldeeinrichtung 27 angesteuert, und die Leuchtdiode 27c/leuchlet. Andererseits wird mit dem L-Signal am Ausgang 2Oe der Transistor 28a der Meldeeir>nO:<ting 28 gesperrt. Die ■ Leuchtdiode 27d sendet Licht aus, bis auch die Ausgangsspannung Ua durch Geräteabschaltung Null wird. Nun kann über den Taster 32 die Batteriespannung an die Meldeeinrichtungen 27 und 28 gelegt und die gespeicherte Information jederzeit abgerufen werden. ' Beim Abschalten der Ausgangsspannung Ua führt auch der Ausgang des Grenzwertmelders 15 kurzzeitig Η-Signal. Dies kann jedoch den Setzzustand des RS-Flip-Flops 20 nicht mehr beeinflussen, da die Kippstufe mittlerweilen durch das L-Signal am Vorbereitungseingang 20c gesperrt ist. Nach Abschalten der Ausgangsspannung Ua verschwinden alle Spannungen an den Eingängen des RS-Flip-Flops. da die Versorgungsspannung der Erfassur.gsschaltungen abgeschaltet sind. Die gespeicherte Information im RS-Flip-Flop 20 bleibt jedoch erhalten, da diese mit der Batteriespannung Ug versorgt wird.With the Η signal at the output 20d of the RS flip-flop 20, the transistor 27a of the signaling device 27 is activated, and the light-emitting diode 27c / leuchlet. On the other hand, with the L signal at the output 20e, the transistor 28a of the message ir> nO: <ting 28 is blocked. The ■ light-emitting diode 27d emits light until the output voltage Ua also becomes zero due to the device being switched off. The battery voltage can now be applied to the signaling devices 27 and 28 via the button 32 and the stored information can be called up at any time. When the output voltage Ua is switched off, the output of the limit monitor 15 also briefly carries a Η signal. However, this can no longer influence the set state of the RS flip-flop 20, since the flip-flop is meanwhile blocked by the L signal at the preparation input 20c. After switching off the output voltage Ua , all voltages at the inputs of the RS flip-flop disappear. since the supply voltage of the detection circuits are switched off. The information stored in the RS flip-flop 20 is retained, however, since it is supplied with the battery voltage Ug.
Beim Wiedereinschalten des Netzgerätes im Zeitpunkt /2 führen zwar die Ausgänge 17 und 18 H-Signal, bis die Eingangsspannung Ue und d«e Ausgangsspannuiig Ua des Netzgerätes die Referenzspannungen wieder überschritten haben, diese Signale verändern jedoch den gesetzten Zustand des RS-Flip-Flops 20 nicht, da am Vorbereiiungseingang 20c immer noch L-Signal ansteht. Erst wenn sowohl Ue als auch Ua die Referenzspannungen Ur\ und Ur2 überschritten haben, erhält der Eingang 20c ein Η-Signal und die Kippstufe 20 kann bei einer erneuten Störung wieder gesetzt werden. Bis zu diesem Zeitpunkt bleibt jedoch die Information über die letzte Störung erhalten, und die Diode 27cHeuchtet beim besprochenen Beispiel weiter.When the power supply unit is switched on again at time / 2, the outputs 17 and 18 carry a high signal until the input voltage Ue and the output voltage Ua of the power supply unit have exceeded the reference voltages again, but these signals change the set state of the RS flip-flop 20 not, since the preparation input 20c still has an L signal. Only when both Ue and Ua have exceeded the reference voltages Ur \ and Ur 2 does the input 20c receive a Η signal and the flip-flop 20 can be set again in the event of a renewed fault. Up to this point in time, however, the information about the last fault is retained, and the diode 27c continues to glow in the example discussed.
In Fig. 2 ist angenommen, daß im Zeitpunkt I3 die Ausgangsspannung Ua ausfällt. Dies erzeugt ein rl-Signal am Ausgang !8 des Grenzwertmelders 15, mit dem in der oben geschilderten Weise das RS-Flip-Flop 20 erneut gesetzt wird, so daß nun die Meldeeinrichtung 28 angesteuert wird und die Leuchtdiode 2Sd die Störung anzeigt, während die Leuchtdiode 27d erlischt. Auch bei dieser Störungsmeldung bleibt nach Beseitigung der Störung der Setzzustand des RS-Flip-Flops erhalten, und die Diode 28a leuchtet, bis eine erneute Störung auftritt.In Fig. 2 it is assumed that the output voltage Ua fails at time I 3. This generates an rl signal at the output! 8 of the limit value indicator 15, with which the RS flip-flop 20 is set again in the manner described above, so that the signaling device 28 is now activated and the light-emitting diode 2Sd indicates the fault, while the LED 27d goes out. Even with this fault message, the set state of the RS flip-flop is retained after the fault has been eliminated, and the diode 28a lights up until another fault occurs.
Zusammenfassungsummary
Schaltungsanordnung zur Überwachung der Ein- und
der Ausgangsspannung eines NetzgerätesCircuit arrangement for monitoring the inputs and
the output voltage of a power supply unit
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Ein- und der Ausgangsspannung (Ui;, Ua) eines Netzgerätes. Die Eingangsspannung (Ly und die Ausgangsspannung (Ua) sind je einem Grenzwertmelder (5, 15) zugeführt, deren Ausgänge (17, 18) einerseits mit den Eingängen eines NOR-Gliedes (19) und andererseits mit den Eingängen (20b, 20a) eines RS-Flip-Flops (20) mit Vorbereitungseingang (2OcJ verbunden sind. Der Ausgang des NOR-Gliedes (19) ist über ein Verzögerungsglied (25) mit dem Vorbereitungseingang (2OcJ verknüpft. Der RS-Flip-Flop (20) besitzt eine eigene Stromversorgung (Ub) und ist vorzugsweise in C-MOS-Technik ausgeführt. Den Ausgängen (2Od, 2OeJ des RS-Flip-Flops (20) ist je eine Meldeeinrichtung (27,28) nachgeschaltet, die über einen Taster auch mit der Batteriespannung (Uh) beaufschlagt werden kann. Die Schaltungsanordnung speichert die information einer Störung, auch über den Zeitabschnitt, in dem die Versorgungsspannung des Netzgerätes abgeschaltet ist, bis zu dem Zeitpunkt, in dem eine neue Störung auftritt. Außerdem ist aus der gespeicherten Infoi/nation zu entnehmen, ob die Störung im Netzgerät auftrat oder ob ein Versorgungsspannungseinbruch vorlag. Damit wird die Wartung wesentlich erleichtert.The invention relates to a circuit arrangement for monitoring the input and output voltage (Ui ;, Ua) of a power supply unit. The input voltage (Ly and the output voltage (Ua) are each fed to a limit indicator (5, 15), the outputs (17, 18) of which are connected to the inputs of a NOR element (19) on the one hand and to the inputs (20b, 20a) of one on the other RS flip-flops (20) are connected to the preparation input (2OcJ. The output of the NOR element (19) is linked to the preparation input (2OcJ) via a delay element (25). The RS flip-flop (20) has its own power supply (UB) and is preferably constructed in C-MOS technology. the outputs (2oD, 2OeJ of the RS flip-flop (20), each followed by a signaling device (27,28), which via a switch with the battery voltage ( Uh) can be applied. the circuitry stores to remove / nation from the stored Infoi information of a fault, even over the period of time in which the supply voltage of the power supply is turned off, to the time when a new failure occurs. is also whether the disturbance ng occurred in the power supply unit or whether there was a supply voltage dip. This makes maintenance much easier.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Legal Events
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