DE4104184C2 - Verfahren zum Messen eines Laststromes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen eines in einem Laststromkreis fließenden Laststromes.

Es sind Schaltungsanordnungen zur elektrischen Über­ wachung von Schmelzsicherungen in Laststromkreisen be­ kannt, bei denen es lediglich darum geht, eine defekte Sicherung zu erkennen.

So ist aus der DD 2 70 796 A1 eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der vor und hinter der Schmelzsicherung im Stromkreis zwischen der Spannungs­ quelle und der Last jeweils ein hochohmiger Spannungs­ teiler gegen Massepotential geschaltet ist, wobei der Spannungsteiler vor der Sicherung an den einen und der zweite Spannungsteiler an den anderen Eingang eines Operationsverstärkers geführt sind. Eine nachge­ schaltete Pegelwandlerstufe mit einem NAND-Gatter, welches Schmitt-Trigger-Verhalten besitzt, liefert bei zerstörter Schmelzsicherung ein externes Alarmsignal.

Weiterhin ist in der DE 30 32 389 C2 eine Schutzein­ richtung für einen Verbraucher, insbesondere einen elektromagnetischen Vibrator mit einem Thyristor-An­ schlußgerät beschrieben, bei der der Spannungsabfall über einer in Reihe mit einer Last angeordneten Schmelz­ sicherung abgegriffen und den beiden Eingängen eines als Verstärker geschalteten Operationsverstärkers zugeführt wird, dessen Ausgang mit der Reihenschaltung aus einer Diode und einem Widerstand verbunden ist. Der Widerstand ist seinerseits mit der Basis eines Transistors einer Schutzschaltung verbunden, wobei das Spannungssignal an dessen Basis über die Kollektor-Emitterstrecke eines weiteren Transistors kurzgeschlossen wird, falls die Sicherung angesprochen hat.

Schließlich ist es bekannt, bei hohen Lastströmen, ins­ besondere größer als 5 A einen Shuntwiderstand als Strommeßmittel einzusetzen. Ein solcher Shuntwiderstand hat jedoch den wesentlichen Nachteil, daß er im Last­ stromkreis eine zusätzliche Verlustleistung erzeugt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches Verfahren zum Messen eines in einem Laststromkreis fließenden Laststromes anzugeben. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Das Wesen der Erfindung besteht demnach darin, die über der Schmelzsicherung abfallende Spannung einem Verstärker zuzuführen um anschließend dieses verstärkte Signal linear auswerten zu können. Wird ein Verstärker mit hohem Eingangswider­ stand eingesetzt, entsteht nahezu keine zusätzliche Verlustleitung. Der Wert der Ausgangsspannung des Ver­ stärkers ist proportional zu der über der Schmelzsicherung abfallenden Spannung, deren Höhe von dem im Laststromkreis fließenden Laststrom abhängt.

Vorzugsweise kann das Ergebnis der Strommessung einer Stromanzeigeeinheit zugeführt werden.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung darge­ stellt und erläutert werden.

Die einzige Figur zeigt
eine Schaltungsanordnung eines Ausführungs­ beispieles der Erfindung.

Der Laststromkreis nach Fig. 1 wird von einer Brücken­ gleichrichterschaltung 1 mit einer Spannung U_G ge­ speist. Dieser Laststromkreis enthält eine Last R_L so­ wie eine Schmelzsicherung S. Die Brückengleichrichter­ schaltung 1 ist an eine Wechselspannungsquelle ange­ schlossen. Eine die Schmelzsicherung S mit dem negati­ ven Pol der Gleichspannungsquelle U_G verbindender Schaltungszweig ist mit einem Bezugszeichen 4 versehen. Dieser Schaltungszweig 4 ist über einen ersten Wider­ stand R1 mit dem invertierenden Eingang eines Ope­ rationsverstärkers V verbunden. Dieser Operationsver­ stärker V ist als invertierender Verstärker mit einem zweiten Widerstand R2 und einem einstellbaren Wider­ stand R_P beschaltet, indem die Serienschaltung dieser beiden Widerstände R2 und R_P den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers V mit dessen Ausgang verbin­ det. Weiterhin ist der invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers V über zwei antiparallel geschal­ tete Dioden D1 und D2 mit dem Bezugspotential der Schaltung verbunden. Diese beiden Dioden D1 und D2 stellen Schutzdioden zum Schutze des Operationsver­ stärkers V vor Überspannungen dar. Schließlich ist der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers V auf das Bezugspotential der Schaltung gelegt.

Zur Durchführung einer Strommessung ist dem Operations­ verstärker V eine Meßeinheit 2a nachgeschaltet, die ih­ rerseits eine Stromanzeigeeinheit 3a steuert.

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers V hängt von dessen Verstärkungsfaktor k ab, der mit dem einstellba­ ren Widerstand R_P einstellbar ist. Da das an dem Schal­ tungszweig 4 abgegriffene Spannungspotential von dem Laststrom I_L abhängt, kann die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers V zur Strommessung verwendet wer­ den. Dies wird mit der Meßeinheit 2a nach Durchführung einer Eichung der Ausgangsspannung des Operationsver­ stärkers V durchgeführt. Das Meßergebnis wird in einer Stromanzeigeeinheit 3a zur Anzeige gebracht. Diese Schaltung zur potentialbezogenen Strommessung kann vor­ zugsweise bei solchen Laststromkreisen eingesetzt wer­ den, deren Lastströme einen Wert von mehr als 5 A auf­ weisen.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 stellt der Laststromkreis einen Gleichstromkreis dar. Dabei wird der Operationsverstärker V von einer Gleichspannungs­ quelle U_B versorgt. Die erfindungsgemäße Schaltungsan­ ordnung mit dem Operationsverstärkers V kann auch bei einem Wechselstromkreis Verwendung finden, indem nun der Operationsverstärker V von zwei Gleichspannungs­ quellen versorgt wird, so daß sowohl eine Aussteuerung in positiver Richtung als auch in negativer Richtung erfolgen kann.

Claims (2)

1. Verfahren zum Messen eines in einem Laststromkreis fließenden Laststromes (I_L) mittels einer in dem Laststromkreis angeordneten Schmelzsicherung (S) und einer Schaltungsanordnung (V, R₁, R₂, 2a, 3a), die den an der Schmelzsicherung (S) erzeugten Spannungsabfall den Eingängen eines als Verstärker geschalteten Operationsverstärkers (V) zuführt und dessen Ausgang mit einer Meßeinheit (2a) verbunden ist, die mittels eines einstellbaren Widerstandes (R_P) geeicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Ergebnis der Strommessung einer Stromanzeigeeinheit (3a) zugeführt wird.