DE3934503C2

DE3934503C2 -

Info

Publication number: DE3934503C2
Application number: DE19893934503
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Kofler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-12-05
Also published as: DE3934503A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines über eine zweiadrige Leitung gleichstromgespeisten Geräts vor Verpolung mit einem gepolten bistabilen Relais mit zwei Umpolkontaktsätzen, mit einem ersten Eingang, der ent weder über einen ersten Kontakt und einen Mittelkontakt des ers ten Umpolkontaktsatzes mit einem ersten Ausgang oder über einen zweiten Kontakt des zweiten Umpolkontaktsatzes mit dessen Mittel kontakt verbunden ist, und mit einem zweiten Eingang, der ent weder über einen ersten Kontakt des zweiten Umpolkontaktsatzes mit dessen Mittelkontakt oder über einen zweiten Kontakt und den Mittelkontakt des ersten Umpolkontaktsatzes mit dem ersten Ausgang verbunden ist.

In der Zeitschrift "messen + prüfen", Oktober 1970, Seiten 834-836 ist ein polarisiertes Leistungsrelais in Funktion und Anwendung beschrieben.

Der eingangsseitig geschilderte Verpolungsschutz ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 36 18 500 A1 bekannt. Dieser weist zwischen den Mittelkontakten beider Umpolkontaktsätze eine Reihenschaltung aus einer bei richtiger Polung im Sperrzu stand befindlichen Diode und aus einer zwischen zwei weiteren Umpolkontaktsätzen liegenden Parallelschaltung von einem Kon densator und von einer Serienschaltung aus einer Relaiswicklung und aus einem Durchbruchsglied auf. Zwischen den Mittelkon takten und den beiden Ausgängen befindet sich weiter eine Schwellwert-Trennschalteinrichtung.

Eine weitere derartige Verpolungsschutz-Schaltungsanordnung ist aus der deutschen Auslegeschrift DE 29 47 283 B1 bekannt. Bei dieser ist der Mittelkontakt des zweiten Umpolkontaktsatzes mit dem zweiten Ausgang verbunden. Zwischen dem ersten Ausgang und dem zweiten Eingang befindet sich eine Reihenschaltung aus einer Diode und aus einer Parallelschaltung von einem Konden sator und von einer ersten Relaiswicklung. Zwischen dem zweiten Eingang und dem zweiten Ausgang ist weiter eine Reihenschaltung aus einer Parallelschaltung von einem Kondensator und von einer zweiten Relaiswicklung und aus einer Diode enthalten.

Es kann vorkommen, daß bei den Umpolkontaktsätzen von Relais undefinierte oder fehlende Schaltverbindungen auftreten. Dies führt bei den bekannten Schaltungsanordnungen zu Fehlfunktio nen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verpolungs schutz-Schaltungsanordnung anzugeben, die beim Anlegen der Gleichspannung an die Eingänge unabhängig von undefinierten oder fehlenden Schaltverbindungen der Umpolkontaktsätze auch während des Betriebs bei undefinierten Schaltverbindungen der Umpolkontaktsätze funktioniert.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs ge löst.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nach stehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpolungsschutz-Schaltungs anordnung und

Fig. 2 bis 7 zeigen sechs Ersatzschaltungen.

Fig. 1 zeigt eine Verpolungsschutz-Schaltungsanordnung V und ein Gerät G. Die Verpolungsschutz-Schaltungsanordnung enthält ein Relais mit einem Umpolkontaktsatz U1 mit Kontakten a1 und b1 und mit einem Mittelkontakt c1 und einem Umpolkontaktsatz U2 mit Kontakten a2 und b2 und mit einem Mittelkontakt c2, eine Wicklung W, Kondensatoren C1 und C2, Zenerdioden Z1 und Z2, Dioden D1 und D2 und Widerstände R1 und R2.

In den Ersatzschaltbildern der Fig. 2 bis 4 liegt am Eingang E1 die positive Polarität und am Eingang E2 die negative Pola rität einer Gleichspannung U_E.

Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild für den Fall von jetzt un erwünschten Schaltverbindungen b1-c1 und b2-c2 der Umpolkon taktsätze U1 und U2. Wird bei diesen Schaltverbindungen eine Gleichspannung U_E angelegt, die größer als die Durchbruchs spannung U_Z2 der Zenerdiode Z2 plus Durchlaßspannung U_D2 der Diode D2 ist, fließt vom Eingang E1 über die Verbindung b2-c2, über den Widerstand R2, über die Diode D2 und über die Zener diode Z2 ein Erregerstrom i_E durch die Wicklung W zum zweiten Eingang E2. Da die Durchbruchsspannung U_Z1 der Zenerdiode Z1 addiert mit der Durchlaßspannung U_D1 der Diode D1 größer als die Ansprechspannung U_A an der parallelgeschalteten Wicklung W ist, löst das Relais die Schaltverbindungen b1-c1 und b2-c2.

Fig. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild unmittelbar nach dem Lösen der Schaltverbindungen b1-c1 und b2-c2 und vor dem Schließen der Schaltverbindungen a1-c1 und a2-c2 für den Erregerstrom i_E. Jetzt wird der Kondensator C2 über die Zenerdiode Z2 und die Wicklung W und der Kondensator C1 über die Zenerdiode Z1 und die Wicklung W aufgeladen.

Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild für die jetzt richtigen Schaltverbindungen a1-c1 und a2-c2. Der Kondensator C1 wird über die Wicklung W weiter aufgeladen, bis die Kondensator spannung U_C1 die Gleichspannung U_E an den Eingängen E1 und E2 minus der Durchbruchsspannung der Zenerdiode Z1 erreicht. Der Kondensator C2 wird über die Wicklung W weiter aufgeladen bis die Kondensatorspannung U_C2 die Gleichspannung U_E an den Ein gängen E1 und E2 minus die Durchbruchsspannung U_Z2 erreicht. Nach beendeter Aufladung fließt kein Erregerstrom i_E mehr. Die Schaltungsanordnung ist verlustfrei.

In den Ersatzschaltbildern der Fig. 5 bis 7 liegt am Ein gang E1 die positive Polarität und am Eingang E2 die positive Polarität einer Gleichspannung U′_E.

Fig. 5 zeigt ein Ersatzschaltbild mit jetzt falschen Schalt verbindungen a1-c1 und a2-c2. Der Erregerstrom i_E′ für das Relais fließt vom Eingang E2 durch die Wicklung W, durch die Zenerdiode Z1, durch die Diode D1, durch den Widerstand R1 und durch die Schaltverbindung a1-c1 zum Eingang E1, wenn die Gleichspannung U′_E größer als die Durchbruchsspannung U_Z1 der Zenerdiode Z1 plus die Durchlaßspannung U_D1 der Diode D1 ist. Da die Durchlaßspannung U_D2 der Diode D2 addiert mit der Durch bruchsspannung U_Z2 der Zenerdiode Z2 größer als die Ansprech spannung U_A′ des parallelgeschalteten Relais ist, löst dies die Schaltverbindungen a1-c1 und a2-c2.

Fig. 6 zeigt ein Ersatzschaltbild für den Zeitpunkt nach dem Lösen der Schaltverbindungen a1-c1 und a2-c2. Ein Ladestrom des Kondensators C1 über die Zenerdiode Z1 und über die Wick lung W einerseits und des Kondensators C2 über die Zenerdiode Z2 und über die Wicklung W andererseits garantiert ein sicheres Umschalten des Relais.

Fig. 7 zeigt ein Ersatzschaltbild nach der Herstellung der Schaltverbindung b1-c1 und b2-c2. Nachdem die Kondensatoren C1 und C2 aufgeladen sind, fließt kein Erregerstrom i_E′ mehr. Die Schaltungsanordnung arbeitet verlustfrei.

Das Gerät G ist damit stets mit der richtigen Polarität der Gleichspannung U_E oder U_E′ an den Ausgängen A1 und A2 angeschlossen.

Claims

Schaltungsanordnung zum Schutz eines über eine zweiadrige Leitung gleichstromgespeisten Gerätes (G) vor Verpolung mit einem gepolten bistabilen Relais mit zwei Umpolkontakt sätzen (U1, U2),
mit einem ersten Eingang (E1), der entweder über einen ersten Kontakt (a1) und einen Mittelkontakt (c1) des ersten Umpolkon taktsatzes (U1) mit einem ersten Ausgang (A1) oder über einen zweiten Kontakt (b2) des zweiten Umpolkontaktsatzes (U2) mit dessen Mittelkontakt (c2) verbunden ist, und
mit einem zweiten Eingang (E2), der entweder über einen ersten Kontakt (a2) des zweiten Umpolkontaktsatzes (U2) mit dessen Mittelkontakt (c2) oder über einen zweiten Kontakt (b1) und den Mittelkontakt (c1) des ersten Umpolkontaktsatzes (U1) mit dem ersten Ausgang (A1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Relais mit einer Wicklung (W) ausgerüstet ist,
daß der Mittelkontakt (c2) des zweiten Umpolkontaktsatzes (U2) mit dem zweiten Ausgang (A2) verbunden ist,
daß der erste Eingang (E1) über eine erste Reihenschaltung aus einem ersten Kondensator (C1), aus einer ersten Diode (D1), die vom ersten Eingang (E1) zum ersten Ausgang (A1) in Durchlaß richtung geschaltet ist, und aus einem ersten Widerstand (R1) mit dem ersten Ausgang (A1) verbunden ist,
daß der erste Eingang (E1) über eine zweite Reihenschaltung aus einem zweiten Kondensator (C2), aus einer zweiten Diode (D2), die vom ersten Eingang (E1) zum zweiten Ausgang (A2) in Sperrichtung geschaltet ist, und aus einem zweiten Widerstand (R2) mit dem zweiten Ausgang (A2) verbunden ist,
daß die Wicklung (W) mit ihrem ersten Anschluß mit dem zweiten Eingang (E2) und mit ihrem zweiten Anschluß zum einen über eine erste Zenerdiode (Z1) in Sperrichtung mit dem Verbindungspunkt des ersten Kondensators (C1) und der ersten Diode (D1) und zum an deren über eine zweite Zenerdiode (Z2) in Durchlaßrichtung mit dem Verbindungspunkt des zweiten Kondensators (C2) und der zweiten Diode (D2) verbunden ist.