DE3933118A1 - Schaltungsanordnung zur sicherung von elektronischen baugruppen vor zu hoher stromaufnahme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Sicherung von elektronischen Baugruppen vor zu hoher Stromaufnahme, die von kurzschlußfesten Stromversorgungen gespeist werden und Sicherungen zur Stromabschaltung aufweisen.

In der DE-Zeitschrift: "Elektroniker", Nr. 8/178 ist ab Seite EL 15 ein Aufsatz abgedruckt mit dem Titel: "Der Schutz von Stabilisierungsschaltungen". Dort ist im ersten Absatz angegeben, daß eine Stromversorgungsschaltung auch dann nicht defekt werden darf, wenn ein Kurzschluß zwischen den Ausgangsklemmen vorliegt. Um dies zu erreichen sind Stabilisierungsschaltungen vorgesehen, welche einen Kurz­ schlußstrom auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzen.

Eine Schaltungsanordnung für den Überlastungsschutz von Stabilisierungsschaltungen bei Gleichrichteranordnungen ist in der DE-OS 37 41 784 beschrieben. Bei dieser Schal­ tungsanordnung wird der maximal auftretende Kurzschlußstrom noch dadurch wesentlich verringert, daß ein Trennschalter vorgesehen ist, der nur kurzzeitig eine Verbindung zu den Verbrauchern herstellt, wenn ein Kurzschluß vorliegt. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß im Kurzschlußfall der Kurzschlußstrom nur sehr kurzzeitig fließt und bei Aufheben des Kurzschlusses der Normalzustand selbsttätig wieder hergestellt wird.

Zu lange fließende Kurzschlußströme können in einzelnen Baugruppen Schäden hervorrufen, so daß die betreffende Baugruppe nicht mehr repariert werden kann oder einen Reparaturaufwand erfordert, der größer ist als ihr Sach­ wert. Deshalb ist es zweckmäßig, Baugruppen von der Stromversorgung abzutrennen, wenn sie einen Kurzschluß aufweisen und deshalb einen zu hohen Strom aufnehmen. Hierzu ist es bekannt, individuelle Sicherungen vorzu­ sehen. Derartige Sicherungen müssen jedoch individuell auf den Strombedarf einer jeden Baugruppe mehr oder weniger genau dimensioniert werden. Dies gilt auch für elektronische Sicherungen, deren Ansprechstromstärke durch entsprechend dimensionierte Widerstände und Spannungsteiler so eingestellt werden müssen, daß bei normalem Verbraucherstrom kein Ansprechen erfolgt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungs­ anordnung vorzustellen, die bei einheitlicher Ausführung in der Lage ist, den jeweiligen Strombedarf einer Bau­ gruppe selbsttätig zu ermitteln. Die daraufhin sich er­ gebenden Ansprechwerte für Überwachungs- und Abschalte­ mittel sollen von dieser Schaltungsanordnung ebenfalls automatisch festgelegt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Merkmalskombination vorgesehen, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist.

Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß für den unterschiedlichen Strombedarf verschiedener Baugruppen keine individuellen Dimensionierungen notwendig sind. Die Baugruppen können mit einheitlich ausgeführten Überwachungs­ Schaltungsanordnungen ausgestattet sein, wobei automatisch Werte für den normalen Strombedarf gespeichert werden. Dies gilt auch für unterschiedlich bestückte Baugruppen, wobei auch nachträgliche Änderungen der Bestückung bei Erweiterung von Funktionen automatisch berücksichtigt werden.

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben, womit weitere Vorteile erzielbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist dargestellt, wie eine Baugruppe (BG) an eine Strom­ versorgungseinrichtung (SV) angeschlossen ist. Es ist in bekannter Weise eine Sicherung (Si) vorgesehen, welche bei einem Kurzschluß auslöst und die Baugruppe (BG) von der Stromversorgungseinrichtung (SV) trennt. Eine der­ artige Sicherung (Si) spricht auch bei Überstrom an, jedoch kann dann der Auslösevorgang unter Umständen zu lange dau­ ern, so daß eine Beschädigung der Baugruppe (BG) nicht immer ausgeschlossen werden kann. Eine derartige Sicherung (Si) muß auf den jeweiligen Strombedarf einer Baugruppe (BG) möglichst genau dimensioniert werden. Eine derartige Siche­ rung (Si) kann als Schmelzsicherung ausgeführt sein oder aus einer elektronischen Anordnung bestehen.

Um den individuellen Strombedarf einer Baugruppe (BG) er­ mitteln zu können, ist eine Strommeßeinrichtung (SM) vor­ gesehen, welche in den zu Verbrauchern (V) führenden Strom­ kreis eingeschleift ist. Der Ausgang dieser Strommeßein­ richtung (SM) ist mit einem Analog-Digital-Wandler (ADW) verbunden, dessen digitaler Ausgang an den Eingang eines Zeitschalters (ZS) geführt ist.

Wenn die betreffende Baugruppe (BG) erstmals unter Strom gesetzt wird, so spricht der Zeitschalter (ZS) an und gerät vorübergehend in seine Arbeitslage. Dadurch wird der Digital­ ausgang des Analog-Digital-Wandlers (ADW) mit dem Eingang eines Speichers (SP) verbunden und der dabei ermittelte Meß­ wert wird in den Speicher (SP) eingetragen. Um einen genauen Wert für den normalen Strombedarf zu erhalten, kann vorge­ sehen werden, daß der Zeitschalter (ZS) für einen längeren Zeitraum anspricht, so daß sich ein Mittelwert ergibt, welcher als Basis für den Normalbetrieb gilt.

Wenn der Zeitschalter (ZS) wieder in seine Ruhelage zurück­ gekehrt ist, werden in periodisch sich wiederholenden Zeit­ abständen weitere Strommessungen durchgeführt. Das von der Strommeßeinrichtung (SM) ermittelte Meßergebnis gelangt über den Analog-Digital-Wandler (ADW) nun an einen Vergleicher (VG). Der andere Eingang des Vergleichers (VG) ist mit dem Ausgang des Speichers (SP) verbunden. Mit dem Vergleicher (VG) wird festgestellt, ob der aktuelle Stromwert von dem zuvor einge­ speicherten Stromwert abweicht. Je nach Ausgestaltung des Vergleichers (VG) kann dabei auch festgestellt werden, wie groß die Abweichung ist. Wenn sich bei einer Strommessung ergibt, daß der aktuelle Stromwert gegenüber dem eingespeicher­ ten Stromwert um einen vorgegebenen Betrag größer ist, so können mit diesem Kriterium Schalteinrichtungen angesteuert werden, welche den Stromkreis innerhalb der Baugruppe (BG) beeinflussen.

Im einfachsten Fall ist ein Kurzschlußschalter (KS) vorge­ sehen, welcher bei einem vorgegebenen Überstromwert vom Vergleicher (VG) angesteuert wird. Dieser Kurzschlußschal­ ter (KS) bildet einen direkten Kurzschluß, so daß die Sicherung (Si) auslöst. Damit ist die Baugruppe (BG) auf Dauer vollständig von der Stromversorgungseinrichtung (SV) abgetrennt.

Es kann jedoch auch ein Abschalter (AS) vorgesehen sein, welcher bei Erkennen eines Überstromes lediglich die Ver­ braucher (V) abschaltet.

Außerdem ist es möglich, bei vom Normalbetrieb abweichen­ den Stromwerten Alarmsignale (A1 bis An) abzugeben, damit auf eine defekte Baugruppe (BG) hingewiesen wird. Derartige Alarmsignale, z. B. An können auch anzeigen, daß möglicher­ weise ein zu geringer Strom fließt, weil unter den Ver­ brauchern (V) Bauteile defekt geworden sind und deshalb keinen Strom mehr aufnehmen.

Die Schaltungsanordnung ist also in der Lage, sich auto­ matisch auf unterschiedliche Stromwerte jeweils für eine Baugruppe (BG) individuell einzustellen, wobei während des Betriebes sich ergebende Abweichungen von diesem Normal­ wert sofort erkannt werden können. Aufgrund vorgegebener Kriterien können Schaltmittel angesteuert werden und/oder Alarmmeldungen abgegeben werden.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Sicherung von elektronischen Baugruppen vor zu hoher Stromaufnahme, die von kurz­ schlußfesten Stromversorgungen gespeist werden und Sicherungen zur Stromabschaltung aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Strommeßschaltung (SM) vorgesehen ist, die beim Einschalten der Baugruppe (BG) einen sich ergebenden Stromwert automatisch ermittelt, der digitalisiert und in einen Speicher (SP) eingetragen wird,
daß nach Ablauf einer für diese erste Messung vorge­ gebenen Zeit in regelmäßigen Zeitabständen erneute Strom­ messungen vorgenommen werden, wobei der aktuelle digitali­ sierte Stromwert durch einen Vergleicher (VG) mit dem im Speicher (SP) abgelegten Normalwert verglichen wird, und daß bei Abweichungen von diesem Normalwert Abschaltungen und/oder Alarmmeldungen erfolgen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschalter (ZS) vorgesehen ist, der beim Ein­ schalten der Baugruppe (BG) vorübergehend in seine Arbeits­ lage gerät und den Eingang des Speichers (SP) mit dem Aus­ gang des Analog-Digital-Wandlers (ADW) der Strommeßein­ richtung (SM) verbindet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschaltung der Baugruppe (BG) erfolgt, wenn der aktuelle Stromwert um einen vorgegebenen Betrag größer ist als der eingespeicherte Stromwert.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kurzschlußschalter (KS) vorgesehen ist, der bei zu hohem Strom vom Vergleicher (VG) angesteuert wird und das Auslösen einer Sicherung (Si) bewirkt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu hohem Strom vom Vergleicher (VG) ein Ab­ schalter (AS) betätigt wird, der die Verbraucher (V) der Baugruppe (BG) von der Stromversorgung trennt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bestandteile der gesamten Schaltungsanordnung in einem einzigen integrierten Baustein untergebracht sind.