DE3332727A1

DE3332727A1 - Speisenetz

Info

Publication number: DE3332727A1
Application number: DE19833332727
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Kobe Hyogo Ishii
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1983-09-10
Publication date: 1984-05-30
Also published as: US4539487A; KR860000637B1; GB2132040B; KR840006880A; DE3332727C2; GB2132040A; SU1306490A3; JPS5999930A; GB8323865D0

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Speisenetz mit mehreren Netzteilen, die an gemeinsamen Verteilerleitungen angeschlossen sind, um eine Vielzahl elektronischer Geräte mit Leistung zu versorgen.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Speisenetz dieses Typs mit einem Netzteil (1), das eine vorgeschriebene Spannung, z. B. 5 V, mittels eines 5 V-Ausganges (5P) und eines 0 V-Ausganges (GND), die mit einem 5 V-Leiter (6) bzw. einem Erdleiter (8) verbunden sind, bereitstellt, sowie mit einem zweiten Netzteil (2), das eine andere vorgeschriebene Spannung als das Netzteil (1) bereitstellt, z. B. 24 V, mittels eines 24 V-Ausganges (24P) und eines 0 V-Ausganges (GND), die mit einem 24 V-Leiter (7) bzw. dem Erdleiter (8) verbunden sind. An den Leitern 6, 7 und 8 ist eine Vielzahl elektronischer Geräte angeschlossen, z. B. Einheiten 3, 4 und 5 eines Steuer- und Regelsystems. Diese Einheiten werden durch einen 5 V-Eingang (5P), einen 24 V-Eingang (24P) und einen 0 V-Eingang (GND) mit Spannung versorgt.

Die Netzteile 1 und 2 besitzen Kontakte IX bzw. 2X, die jeweils leitend werden, wenn das Netzteil normal arbeitet. Die Kontakte IX und 2X sind in Serie geschaltet, so daß bei 9X feststellbar ist, ob beide Kontakte leitend sind, d. h. ob beide Netzteile 1 und 2 normal arbeiten. Falls eines der Netzteile ausfällt, dann auch der Ausgang 9X; die Arbeitsweise der Netzteile kann somit durch überwachung des Ausgangs 9X kontrolliert werden.

In diesem bekannten Speisenetz muß die Leistungsfähigkeit der Netzteile erhöht werden, wenn der Leistungsverbrauch oder die Zahl der Einheiten 3,4, 5 wächst. Das bedeutet, daß das Speisenetz für jede Zusammenstellung von Einheiten 3,4,5 neu ausgelegt werden muß, was zu einer geringen Effektivität des Systems führt. Außerdem hat das bekannte System den Nachteil, daß der Ausfall eines Netzteils direkt den Ausfall des Steuer- und Regelsystems verursachen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Speisenetz zu schaffen, das bei einer Vielzahl verschiedener Belastungen benutzbar und vielseitig in der Anwendung ist.

Außerdem soll es möglich sein, ein ausfallendes oder fehlerhaftes Netzteil auszutauschen, ohne den Betrieb der gerade mit Energie versorgten elektronischen Geräte zu unterbrechen.

Ein Speisenetz nach dieser Erfindung enthält eine Vielzahl von Netzteilen, die mit gemeinsamen Leitern verbunden sind, um die Verbraucher mit Energie zu versorgen, sowie einer Leistungsüberwachungseinheit, die ein Signal abgibt, solange alle Netzteile normal arbeiten. Die Leistungsfähigkeit jedes Netzteils ist niedriger als der maximale Leistungsbedarf der Verbraucher, die Gesamtleistungsfähigkeit der Netzteile ist größer als der maximale Leistungsbedarf der Verbraucher, und zwar um wenigstens die Leistungsfähigkeit eines der Netzteile. Mit anderen Worten, mindestens eines der Netzteile ist im Hinblick auf den maximalen Leistungsbedarf der Verbraucher redundant. Wenn daher eines der Netzteile ausfällt, werden die Verbraucher ohne Unterbrechung durch das (die) verbleibende(n) Netzteil(e) mit

Energie versorgt.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Speisenetzes;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Speisenetzes nach dieser Erfindung; und

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das die Einzelheiten von zwei der Netzteile sowie die Leistungsüberwachungseinheit aus Fig. 2 zeigt.

Die Anordnung in Fig. 2 enthält die Einheiten 3, 4 und 5 eines Steuer- oder Regelsystems, die Netzteile 11, und 13, die die Einheiten 3, 4 und 5 mittels einer 5 V-Leiters 6 und einer Erdleiters 8 mit 5 V Spannung versorgen, ferner die Netzteile 21 und 22, die die Einheiten 3, 4 und 5 über einen 24 V-Leiter 7 und den Erdleiter 8 mit 24 V Spannung versorgen, sowie eine Leistungsüberwachungseinheit 9, die die Versorgungsspannungen auf den Leitern 6, 7 und 8 überwacht und ein Signal 9X abgibt, falls sie in Ordnung sind, und ebenso Signale von den Netzteilen über die Signalleitungen 117, 127, 137, 217 und 227 empfängt und ein Signal 9Y abgibt, falls diese in Ordnung sind.

Fig. 3 zeigt die Netzteile 11 und 21 sowie die Leistungsüberwachungseinheit 9 in Einzelheiten. Das Netzteil 11 enthält ein Spannungsquellenmodul 111, das über einen 5 V-Anschluß (5P) und einen 0 V-Anschluß (GND) 5 V-Spannung zur Verfügung stellt, und ein UND-Glied 113, welches an einem Eingang ein Normalsignal 115 vom Modul 111 empfängt, wenn es normal arbeitet, und eine Anzeigeleuchte 11L, welche abhängig

vom Signal 115 aufleuchtet. Das UND-Glied 113 ist mit einem zweiten Eingang mit dem Ausgang eines Inverters (NOT) 116 verbunden, dessen Eingang wiederum ist einerseits über einen Vorspannzwiderstand mit dem positiven Ausgang des Spannungsquellenmoduls und andererseits über einen Anschluß 11A mit dem Erdleiter 8 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 113 ist mit der Basis eines Transistors 114 verbunden, um einen offenen Kollektor-Ausgang vorzusehen, während der Kollektor mit einem Anschluß HB verbunden ist. Entsprechend enthält das Netzteil 21 ein Spannungsquellenmodul 211, einen Vorspannwiderstand 212, ein UND-Glied 213, einen Transistor 214, einen Inverter 216 und eine Anzeigeleuchte 21L. In diesem Falle ist der Eingang des Inverters 216 über den Anschluß 13b mit dem Kollektor des Transistors im Netzteil 13 verbunden.

Die Leistungsüberwachungseinheit 9 besteht aus einem Spannungsüberwachungskreis 91, der die Spannungen an den Leitern 6, 7 und 8 und überprüft und ein Normalsignal 9X an den Anschlüssen 9d und 9e zur Verfügung stellt, wenn alle Spannungen in Ordnung sind, sowie einem Netzteilüberwachungskreis 92, der am Anschluß 9a ein Signal empfängt und ein Normalsignal 9Y an den Anschlüssen 9b und 9c abgibt, wenn alle Transistoren in den Netzteilen 11, 12, 13, 21 und 22 leiten.

Der Bedarf an 5 V-Spannung der Einheiten 3, 4 und 5 im Steuer- und Regelsystem wird durch beliebige zwei der drei 5 V-Netzteile 11, 12 und 13 gedeckt. Eine der Einheiten ist überzählig. Aus demselben Grund ist eines der beiden 24 V-Netzteile 21 und 22 überzählig.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Anordnung in

Fig. 3 beschrieben. Arbeitet das 5 V-Netzteil 11 normal, so gibt das Spannungsquellenmodul 111 ein Signal 115 mit hohem Pegel ab, daß die Anzeigelampe HL zum Leuchten bringt. Der 0 V-Pegel am Erdleiter 8 bewirkt am Inverter 116 einen hohen Pegel und somit ebenfalls am UND-Glied 113, wodurch der Transistor 114 leitet. Findet dasselbe an den restlichen Netzteilen 12, 13, 21 und 22 statt, erscheint am Anschluß 9a der Leistungsüberwachungseinheit 9 ein Niederpegelsignal, das von der Netzteilüberwachung 92 erkannt wird, die ein Normalsignal 9Y abgibt. Der Spannungsüberwachungskreis 91 erkennt die vorschriftsmäßigen Spannungen an den Leitern 6,7 und 8 und gibt das Normalsignal 9X ab.

Nehmen wir nun einen Fehler in einem der 5 V-Netzteile 11, 12 oder 13 an, z. B. das Spannungsquellenmodul 111 in der Einheit 11 sei ausgefallen, so wird das Signal 115 klein, dadurch geht die Anzeigeleuchte HL aus und der Transistor 114 schaltet ab. Das bewirkt einen hohen Pegel am Eingang des Inverters im benachbarten Netzteil, dessen Ausgangspegel wird niedrig und der damit verbundene Transistor sperrt. Das setzt sich fort in den folgenden Netzteilen, schließlich wird der Pegel am Anschluß 9a hoch, um die Abgabe des Normalsignals 9Y zu verhindern. Das oben Erwähnte geschieht im Falle des Ausfalls irgendeines Netzteiles, und das Auftreten eines Fehlers in mindestens einem der Netzteile kann am Fehlen des Normalsignals 9Y erkannt werden. Das fehlerhafte Netzteil kann durch den Benutzer durch überprüfen der Anzeigelampen HL bis 22L sofort erkannt werden.

Darüber hinaus wird für den Fall, daß nur eines der 5 V-Netzteile 11, 12 und 13, und/oder nur eines der 24 V-Netzteile 21 und 22 ausgefallen ist, die für den

Betrieb der Einheiten 3, 4 und 5 nötige Leistung ausreichend durch die verbleibenden Netzteile zur Verfügung gestellt, so daß eine Reparatur oder ein Ersatz des fehlerhaften Netzteiles ohne Unterbrechung des Betriebs des Steuer- und Regelsystems möglich ist.

Die Ausgangsspannungen der Netzteile in einem Netz nach dieser Erfindung müssen nicht notwendigerweise 5 V und 24 V sein, auch ist die Zahl der Netzteile und der Verbraucher nicht auf die in diesen Ausführungsbeispielen begrenzt. Die Transistoren, die die normale Funktionsweise der Netzteile anzeigen sollen, können auch durch Kontakte - wie in Fig. 1 gezeigt - ersetzt werden.

Nach der oben beschriebenen Erfindung kann eine Vielzahl von Netzteilen, jede mit einer Leistungsfähigkeit kleiner als die der Verbraucher, so parallelgeschaltet werden, daß mindestens ein Netzteil überzählig ist, wodurch das Speisenetz jede Verbrauchersituation allein durch Anpassung der Zahl der Netzteile bewältigen kann, und zugleich im Fall eines Fehlers in einem Netzteil dieses repariert oder ersetzt werden kann, ohne den Betrieb zu unterbrechen. Somit kann ein sehr zuverlässiges und somit wenig Kosten verursachendes Speisenetz geschaffen werden.

Claims

2-3, Marunouchi 2 chome Chiyoda-ku, Tokyo 100 Japan

Speisenetz

Patentansprüche

l.J Speisenetz mit mehreren Netzteilen (1, 2 bzw. 11, 12, 13 bzw. 21, 22), die an gemeinsamen Verteilerleitungen (6/"7, 8) angeschlossen sind, um Verbraucher (3, 4, 5) mit Leistung zu versorgen, mit einer Leistungsüberwachungseinheit (9), die anzeigt, ob alle Netzteile normal arbeiten,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsfähigkeit jedes einzelnen Netzteiles kleiner als der maximale Leistungsbedarf der Verbraucher ist und die Gesamtleistungsfähigkeit aller Netzteile um mindestens den Betrag der Leistungsfähigkeit eines Netzteiles größer ist als der maximale Leistungsbedarf der Verbraucher.

ME/DN/iz/sg

MarlinistraHe 24 Π-2Κ00 Bremen 1 Telefon (0421) 3 2 80 37 Teletopierer Telex 02 44 020 fepal d
2. Speisenetz nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Netzteil (1, 2 bzw. 11, 12, 13 bzw. 21, 22) eine Spannungsquelle (111, 211) enthält, die eine vorgeschriebene Spannung an die Verteilerleitungen (6, 7, 8) abgibt und ein Normalsignal, wenn das Netzteil normal arbeitet, daß die Leitungsüberwachungseinheit (9) einen Spannungsüberwachungskreis (91) enthält, der die Spannung auf den Verteilerleitungen (6, 7, 8) überprüft und ein erstes Normalsignal abgibt, falls die Spannung in Ordnung ist, und daß sie einen Netzteilüberwachungskreis (9 2) enthält, der überprüft, ob alle Spannungsquellen (111, 211) ein Normalsignal abgeben, und der ein zweites Normalsignal zur Verfügung stellt.
3. Speisenetz nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Netzteil (1, 2 bzw. 11, 12, 13 bzw. 21,- 22) einen Inverter (logisches NICHT-Glied 116, 216), einen Vorspannwiderstand (112, 212), um den Eingang des Inverters auf einen vorbestimmten Spannungspegel zu bringen, ein logisches UND-Glied (113, 213), das als Eingänge den Ausgang des Inverters und das Normalsignal der Spannungsquelle (111, 211) empfängt, und einen Transistor (114, 214) enthält, welcher durch den Ausgang des UND-Gliedes gesteuert wird und so angeschlossen ist, daß der Inverter des benachbarten Netzteils an seinem Eingangsanschluß einen Pegel niedriger Spannung erhält, falls der Transistor leitend ist.
4. Speisenetz nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucher (3, 4, 5) eine Steuereinheit eines Steuersystems enthalten.