DE4437638C2 - Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Spannungsquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Spannungs­ quelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Schaltungsanordnungen zur Netzüberwachung und/oder Spanungsdetektion sind aus DE 32 09 562 A1 und DE 33 24 591 A1 bekannt. Eine weitere Schaltungsanordnug zur Überwachung eines symmetrischen Dreiphasen-Wechselstromes ist aus DE 31 17 284 A1 bekannt. Hierbei wird der Dreiphasen-Wechselstrom hinsichtlich falscher Drehphase und Phasenausfall überwacht. Der Nachteil dieser Schaltungsanordnun­ gen ist allerdings, dass die Überwachung der Spannungsquelle ausschließlich im be­ reits eingeschalteten Zustand eines an die Spannungsquelle angeschlossenen Ver­ brauchers möglich ist.

In einigen Anwendungsfällen der Elektrotechnik ist es allerdings erforderlich, vor dem Einschalten eines Gerätes und/oder Geräteteils zu prüfen, ob alle für das Gerät und/oder die Geräteteile erforderlichen Versorgungsspannungen vorhanden sind, da ansonsten eine Fehlfunktion oder sogar eine Zerstörung des Geräts und/oder Gerä­ teteiles auftreten kann. Diese Prüfung kann insbesondere auch für Einrichtungen zum Selbsttest der Betriebsspannungszuführung des Gerätes und/oder Geräteteiles verwendet werden. Für eine derartige Energieversorgung geeignete Spannungs­ quellen besitzen einen ersten Anschluß, der auf ein Be­ zugspotential gelegt wird, z. B. OV, Erdpotential (Masse, Neutral) sowie mindestens einen zweiten Anschluß, an wel­ chem die Versorgungsspannung anliegt, beispielsweise 230 V, 50 Hz.

Zur Überwachung solcher Spannungsquellen ist es nahelie­ gend zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß eine An­ zeigevorrichtung zu schalten, beispielsweise eine Prüf­ lampe oder einen Spannungsmesser.

Weiterhin ist es naheliegend, das Einschalten des Gerätes und/oder Geräteteiles zu verhindern, sofern keine Versor­ gungsspannung vorhanden ist. Dieses kann beispielsweise mit Hilfe eines Relais erfolgen.

Derartige Überwachungsanordnungen haben den Nachteil, daß im Falle eines Spannungsausfalles nicht unterschieden wer­ den kann, an welchem der Anschlüsse ein Fehler vorhanden ist.

Eine derartige Überwachung sowie ein Schutz gegen ein un­ beabsichtigtes Einschalten des Gerätes und/oder Geräte­ teiles ist insbesondere dann wichtig, wenn eine Spannungs­ quelle mit einem ersten Anschluß, z. B. Masse, Erdpotential und mehreren zweiten Anschlüssen vorhanden ist. Dieses ist beispielsweise bei einem 3-Phasen-Wechselstrom, der auch Drehstrom genannt wird, der Fall. Ist bei einem solchen Versorgungsnetz beispielsweise der erste Anschluß eines Gerätes nicht angeschlossen, so zeigen zwar die eingangs erwähnten Überwachungsanordnungen den Fehler an, es ist aber nicht unterscheidbar, ob alle drei Phasen-Anschlüsse (zweite Anschlüsse) und/oder der erste Anschluß (Neutral) fehlerhaft sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge­ mäße Anordnung anzugeben, die eine Überwachung des ersten Anschlusses und aller zweiten Anschlüsse ermöglicht und die räumlich klein und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Anzeige- und/oder Schaltfunktion vorhanden ist.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß die Schaltungsan­ ordnung aus der (oder den) zu überwachenden Spannungsquel­ le(n) mit elektrischer Energie versorgt wird, so daß keine zusätzliche Spannungsquelle erforderlich ist.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß für die Schalt­ funktion ein Optokoppler verwendbar ist, so daß eine nahe­ zu beliebig gute Potentialtrennung möglich ist. Dieses ist insbesondere bei der Überwachung von Hochspannungen erfor­ derlich.

Ein vierter Vorteil besteht darin, daß eine Überwachung sehr unterschiedlicher Spannungsquellen möglich ist, z. B. Gleichspannungsquellen, Wechselspannungsquellen, die sich in der Spannung und/oder der Frequenz unterscheiden.

Ein fünfter Vorteil besteht darin, daß gleichzeitig meh­ rere sehr unterschiedliche Spannungsquellen, welche dasselbe Bezugspotential (ersten Anschluß) besitzen, über­ wacht werden können.

Ein sechster Vorteil besteht darin, daß die Schaltungsan­ ordnung in einem weiten Temperaturbereich anwendbar ist.

Ein siebter Vorteil besteht darin, daß die Schaltungsan­ ordnung räumlich klein und mechanisch robust herstellbar ist.

Ein achter Vorteil besteht darin, daß die Schaltungsanord­ nung in eine Vielzahl von (Schutz-)Gehäusen, die bei­ spielsweise in der Halbleitertechnologie üblich sind, ein­ baubar ist.

Ein neunter Vorteil besteht darin, daß die Schaltungsan­ ordnung als sogenannte gedruckte Schaltung herstellbar ist.

Ein zehnter Vorteil besteht darin, daß mehrere solcher Schaltungsanordnungen infolge der Ausgangsstufe ST, die als sogenannte Open-Kollektor-Schaltung ausgebildet ist, kaskadierbar sind, wobei sich das Summenausgangssignal als logische UND-Verknüpfung der Einzelausgangssignale ergibt.

Ein elfter Vorteil besteht darin, daß die Schaltungslogik ST mit einer Ausgangsstufe mit NPN-Transistor, welcher im fehlerfreien Fall den Ausgang OUT auf das Ausgangspoten­ tial GND schaltet, als auch mit einer Ausgangsstufe mit PNP-Transistor, welcher im fehlerfreien Fall den Ausgang OUT auf das Ausgangspotential VCC durchschaltet, ausge­ stattet werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf schematisch dargestellte Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockbild zur Erläuterung der Erfindung

Fig. 2, Fig. 3A und Fig. 3B schematisch dargestellte Schaltungspläne von Ausführungsbeispielen, wobei sich die in Fig. 2 ange­ gebenen Werte auf ein 230 V, 50 Hz-Netz beziehen.

Fig. 1 zeigt ein Blockbild zur Überwachung (Kontrolle) mehrerer Spannungsquellen, z. B. Gleich- und/oder Wechsel­ spannungsquellen. Diese besitzen jeweils einen ersten An­ schluß (Neutral, Null, OV, Bezugspotential, Masse), der an dem mit N bezeichneten Anschluß angeschlossen ist. Der je­ weils zweite Anschluß ist an einem der zugehörigen An­ schlüsse A, B, C angeschlossen. So liegt beispielsweise die Spannungsquelle A zwischen den Anschlüssen N und A, die Spannungsquelle B zwischen den Anschlüssen N und B und so weiter. Zwischen jedem zweiten Anschluß A, B, C und dem ersten Anschluß N liegt jeweils ein als ohmscher Widerstand zu betrachtender Schaltungsblock RA, RB, RC, der an­ zeigende, schaltende sowie messende Funktionen besitzen kann, was nachfolgend näher erläutert wird.

Zu dem ersten Anschluß N ist weiterhin ein zugehöriger Re­ ferenzanschluß NREF vorhanden. Zwischen diesem und dem er­ sten Anschluß ist ein Schaltungsblock RREF, der im we­ sentlichen einem der Schaltungsblöcke RA, RB, RC ent­ spricht, angeschlossen. Es ist nun wichtig, daß an dem Re­ ferenzanschluß NREF in zuverlässiger Weise das an dem er­ sten Anschluß N anliegende Potential angeschlossen wird. Dieses kann beispielsweise durch eine von den zu überwach­ enden Spannungsquellen unabhängige Referenzleitung erfol­ gen, z. B. eine Prüf-Masseleitung. Alle Schaltungsblöcke RA, RB, RC, RREF können vorzugsweise über Optokoppler mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Schaltlogik SL (Fig. 2) gekoppelt werden.

Sind nun alle Spannungsquellen A, B, C ordnungsgemäß an­ geschlossen, so fließen durch die zugehörigen Schaltungs­ blöcke RA, RB, RC zugehörige an sich vernachlässigbare (Mess-)Ströme, die detektiert werden. Durch das Referenz- Bauelement RREF kann dagegen kein Strom fließen, da die Anschlüsse N und NREF normalerweise auf gleichem Potential liegen.

Ist nun einer der Anschlüsse A, B, C fehlerhaft, z. B. der Anschluß B, so fließt durch den zugehörigen Schaltungs­ block RB beispielsweise kein Strom. Dieses wird detek­ tiert. Ist nun alternativ oder zusätzlich der erste An­ schluß N fehlerhaft, beispielsweise nicht angeschlossen, so fließt ein Strom von den Spannungsquellen über eines oder mehrere der Schaltungsblöcke RA, RB, RC und zusätz­ lich über den (Referenz-)Schaltungsblock RREF. Der da­ durch fließende Strom wird detektiert.

Es ist ersichtlich, daß in der beschriebenen Weise eine Vielzahl von Spannungsquellen (als Punkte dargestellt) überwacht werden kann.

Muß beispielsweise ein Gerät mit einem 3-Phasen-Wechsel­ strom (Drehstrom) betrieben werden, so ist es zweckmäßig, eine Anordnung gemäß Fig. 1 an die Eingangsklemmen des Ge­ rätes zu legen und den Anschluß NREF getrennt und zuver­ lässig an das Bezugspotential (Masse, Erde) anzuschließen.

Anhand der weiteren Figuren werden Ausführungsbeispiele, insbesondere für die Schaltungsblöcke RA, RB, RC, RREF, erläutert.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Überwachung einer Spannungsquelle und einem ersten Anschluß N (Neutral, Null, Masse, Erdpotential) und einem einzigen zweiten An­ schluß A. Eine solche Spannungsquelle ist beispielsweise ein derzeit übliches Leitungsnetz mit einem 1-Phasen-- Wechselstrom 230 V, 50 Hz, wobei der erste Anschluß N auf Erdpotential liegt. Zur Kontrolle von jedem der Anschlüsse A, N wird jeweils eine Reihenschaltung von einer Leucht­ diode CR19, CR22 und einem Optokoppler Q1, Q4 verwendet. Letztere ermöglichen eine Potentialtrennung zu einer in beliebiger Technologie, beispielsweise TTL-Logik, aufge­ bauten Schaltlogik SL, die in diesem Beispiel als Summen­ ausgang Out ausgebildet ist. Die bei der Potentialtrennung erreichbare Durchschlagfestigkeit ist dabei lediglich von dem Aufbau der Optokoppler Q1, Q4 abhängig, insbesondere von der Länge der optischen Übertragungsstrecke.

Aufgrund der Leuchtdioden CR19, CR22 und der Optokoppler Q1, Q4 besitzt das Ausführungsbeispiel eine optische An­ zeigefunktion und eine Schaltfunktion. Es ist ersichtlich, daß weiterhin jeweils zwischen einer Anzeige- oder Schalt­ funktion gewählt werden kann. In einem solchen Fall muß lediglich ein Optokoppler entfernt werden, so daß nur die Anzeigefunktion vorhanden ist oder eine Leuchtdiode, so daß nur die Schaltfunktion erhalten bleibt. Die jeweils entnommenen Bauteile sind dann aufgrund der Reihenschal­ tung durch Leitungsverbindungen zu ersetzen. Die Ansteue­ rung dieser Reihenschaltung der Anzeige- und/oder Schalt­ elemente CR19, Q1 beziehungsweise CR22, Q4 erfolgt jeweils durch einen Brücken-Gleichrichter CR1, CR3, CR2, CR4 be­ ziehungsweise CR13, CR15, CR14, CR16, der in seinen Zwei­ gen jeweils zwei Dioden CR1, CR3 beziehungsweise CR13, CR15 enthält sowie jeweils zwei Zehnerdioden CR2, CR4 be­ ziehungsweise CR14, CR16. Die Zehnerdioden, beispielsweise 4,7 V-Zehnerdioden, bewirken, daß an den nachgeschalteten Siebkondensatoren C1 beziehungsweise C4 immer eine geglät­ tete Gleichspannung von ungefähr 5 V entsteht. Diese ist in weiten Grenzen vorteilhafterweise unabhängig von der an dem zweiten Anschluß A anliegenden Spannung. Die Gleich­ spannung wird jeweils über einen Vorwiderstand R3 bezie­ hungsweise R12 den Reihenschaltungen CR19, Q1 beziehungs­ weise CR22, Q4 zugeleitet.

Ist nun die Spannungsquelle ordnungsgemäß an die Anschlüs­ se A, N angeschlossen und liegt weiterhin der Referenz­ anschluß NREF auf Bezugspotential, so sendet in diesem Fall die Leuchtdiode CR19 Licht aus, z. B. grünes Licht, und der im zugehörigen Optokoppler Q1 vorhandene Transi­ stor TQ1 ist durchgeschaltet. Dagegen fließt durch das Bauelement RREF kein Strom, so daß die zugehörige Leucht­ diode CR22 kein Licht aussendet und der im zugehörigen Optokoppler Q4 vorhandene Transistor TQ4 gesperrt bleibt. In diesem Fall ist beispielsweise in der Schaltlogik SL der dort vorhandene Schalt-Transistor ST, der beispiels­ weise als offene Kollektorschaltung geschaltet ist, eben­ falls durchgeschaltet, so daß Ausgang Out auf dem Poten­ tial GND der Schaltlogik SL liegt. Diese besitzt die Versorgungsspannung VCC, z. B. 5 V-Gleichspannung.

Wird nun der erste Anschluß N abgeklemmt, so fließt durch den Referenz-Schaltungsblock ein Strom, so daß die Leucht­ diode CR22 Licht aussendet, vorzugsweise rotes Licht, und der Transistor TQ4 durchgeschaltet wird. Infolgedessen sperrt der Schalt-Transistor ST, und der Ausgang Out liegt im wesentlichen auf dem Potential der Versorgungsspannung VCC.

Liegt an dem zweiten Anschluß A keine Spannung an, so sen­ den beide Leuchtdioden CR19, CR22 kein Licht aus, da durch die Bauelemente RA, RREF kein Strom fließen kann. Die in den Optokopplern Q1, Q4 vorhandenen Transistoren TQ1, TQ4 sind gesperrt. Der Schalttransistor ST ist gesperrt, so daß an dem Ausgang Out ebenfalls die Spannung VCC anliegt.

Die Schaltlogik SL ist in diesem Fall als Summenlogik aus­ gebildet, da an dem Ausgang Out lediglich eine Spannung anliegt, wenn mindestens einer der Anschlüsse A, N defekt ist. Anhand des Lichtes der Leuchtdioden CR19, CR22 ist entscheidbar, welcher Anschluß defekt ist.

Die in der Schaltlogik SL vorhandene Diode CR18 ist als Konstantstromquelle ausgebildet und dient zur Einstellung eines definierten Gleichstromes für den Transistor TQ4 wenn der Schaltungssblock RREF infolge eines Stromflusses durch R11 angesteuert und TQ4 durchgeschaltet wird. Die Diode CR17 ist lediglich eine Schutzdiode für den Schalttransistor ST.

Da in den Schaltungsblöcken RA, RREF keine frequenzab­ hängig wirksamen Schaltungselemente vorhanden sind, ist das Beispiel unabhängig von der Art der an den Anschlüssen A, N anliegenden Spannungsquelle. Diese kann beispielswei­ se eine Gleichspannungsquelle oder eine Wechselspannungs­ quelle, z. B. eine 400 Hz-Quelle sein. Es ist sogar mög­ lich, eine Gleichspannungsquelle mit überlagerter Wechsel­ spannung zu überwachen.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist an sich in weiten Grenzen unabhängig von Spannungsschwankungen der zu überwachenden Spannungsquelle. Dieses beruht darauf, daß die Leuchtdioden CR19, CR22 sowie die Optokoppler Q1, Q4 in einem weiten Stromstärke-Bereich, welcher herstel­ lungsbedingt ist und beispielsweise zugehörigen Daten­ blättern entnehmbar ist, betrieben werden können. Zur An­ passung dieses Betriebsstrombereiches an die Spannung der zu überwachenden Spannungsquelle ist es lediglich er­ forderlich, die in den Schaltungsblöcken RA, RREF vorhan­ denen ohmschen Widerstände R1, R2 beziehungsweise R11 zu ändern. Eine solche Anpassung ist einem Fachmann geläufig.

Einem Fachmann ist ebenfalls geläufig, die Art der Schalt­ logik bedarfsweise zu ändern, z. B. mit einzeln ausge­ führten Ausgängen, welche jeweils einem der Anschlüsse A, N zugeordnet sind, so daß unbhängig von dem Zustand der Leuchtdioden erkenn- und/oder meßbar ist, welcher der An­ schlüsse A, N nicht ordnungsgemäß ist.

Werden nun mehrere der in Fig. 2 dargestellten Schaltungs­ blöcke RA, RREF in der in Fig. 1 dargestellten Weise ge­ schaltet, so ist damit eine entsprechende Anzahl von Span­ nungsquellen kontrollierbar.

Mit den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es lediglich möglich, zu entscheiden, ob eine oder mehrere Spannungen vorhanden sind oder nicht, beispielsweise an den Eingangsklemmen eines Gerätes, und in Abhängigkeit da­ von mit Hilfe der Schaltlogik SL einen Schaltvorgang aus­ zulösen.

Die weiteren Ausführungsbeispiele betreffen Schaltungsan­ ordnungen, mit denen es möglich ist, die zu überwachende Spannung zu messen und in Abhängigkeit von dem Meßergebnis über die Schaltlogik SL einen Schaltvorgang auszulösen. Ein solcher Meßvorgang ist prinzipiell dadurch möglich, daß die in Fig. 2 dargestellten Widerstände R3 und/oder R12 durch jeweils eine Meßvorrichtung, die vorzugsweise einen Operationsverstärker enthält, ersetzt werden. Es ist dann lediglich nötig, den Operationsverstärker in Ab­ hängigkeit von dem gewünschten Meßvorgang zu schalten, beispielsweise als Integrations- oder Differenzierglied oder als Schwellwertschalter (Komparator). Derartige Schaltungen für einen Operationsverstärker sind einem Fachmann bekannt, beispielsweise aus den einen Operations­ verstärker beschreibenden Datenblättern und/oder Anwen­ dungsbeispielen.

Fig. 3A, 3B zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Überwachung eines 3-Phasen-Drehstromnetzes 115 V/200 V, 400 Hz auf das Vor­ handensein aller drei Phasenspannungen A, B, C sowie des Nulleiters N (Bezugspotentials) mit Hilfe von Schwell­ wertschaltungen U1, U2, U3, U4, die als Komparatorschal­ tungen ausgebildet sind. Dabei wird die Phasenlage der Spannungen nicht berücksichtigt. Bei unbelastetem Dreh­ stromnetz erfolgt zusätzlich eine Überwachung auf Unter­ brechung des Nulleiters N durch Bildung einer definierten unsymmetrischen Belastung. Dieses wird dadurch erreicht, daß der Laststrom auf Phase A doppelt so groß gewählt wird wie derjenige auf den Phasen B, C. Diese Unsymmetrie ent­ steht durch eine Parallelschaltung der Widerstände R1, R2, wobei R1 = R2 = R9 = R16 gilt. Ist der Nulleiter N ange­ schlossen, so fließt durch ihn der durch die unsymmetri­ sche Belastung hervorgerufene Strom ab. Ist dagegen der Nulleiter N unterbrochen oder nicht angeschlossen, so fließt der Strom über den Widerstand R23 zu dem Referenz- Nulleiteranschluß NREF und erzeugt bezüglich des Anschlus­ ses N einen Spannungsabfall, der letztendlich ein Auf­ leuchten der Leuchtdiode CR20 bewirkt.

Ist das Drehstromnetz belastet mit Verbrauchern, die sternförmig geschaltet sind, wobei der Nulleiter N der Sternpunkt ist, so ist bei einer unsymmetrischen Last ebenfalls eine Überprüfung des Nulleiter-Anschlusses N möglich. In diesem Fall entsteht zwischen dem Nulleiter- Anschluß N und dem Referenz-Nulleiteranschluß NREF ebenfalls eine Spannungsdifferenz, die bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel größer 8,5 V sein muß. In diesem Fall er­ folgt ebenfalls ein Aufleuchten der Leuchtdiode CR20.

Weiterhin ist es möglich zu prüfen, ob in einem Dreh­ stromnetz möglicherweise eine unsymmetrische Belastung vorliegt. Für eine solche Überwachung muß lediglich der Nulleiter-Anschluß N nicht angeschlossen werden und mit­ tels der Komparatorschaltung U4 eine vorgebbare Spannungs­ schwelle, hier beispielsweise 8,5 V, eingestellt werden. Diese ist ein Maß für eine minimale noch zulässige Unsym­ metrie.

Da die in Fig. 3 dargestellten Schaltungsblöcke RA, RB, RC, RREF den gleichen Schaltungsaufbau besitzen, wird die­ ser im folgenden lediglich für den Schaltungsblock RA ge­ nauer beschrieben. Der Strom durch den Widerstand R2 wird von einer Gleichrichterstufe CR1, CR2, CR3, CR4 sowie ein­ nem Siebkondensator C1 erfaßt, gleichgerichtet und mit ei­ nem Komparator U1 auf Überschreitung eines Schwellwertes verglichen. Der Komparatorausgang ist über den Widerstand R6 mit der Reihenschaltung aus einer Leuchtdiode CR5 und dem Eingang eines Optokopplers Q1 verbunden. Die Span­ nungsversorgung des Komparators U1, der eine interne Refe­ renzspannungsquelle besitzt, erfolgt durch die Ausgangs­ spannung der Gleichrichterstufe CR1 bis CR4. Diese Aus­ gangsspannung ist dem durch den Widerstand R2 fließenden Strom näherungsweise proportional. Die Schaltschwelle des Komparators U1 ist bestimmt durch einen durch die Wider­ stände R3, R4 gebildeten Spannungsteiler für die Gleich­ spannung. Mit dem Widerstand R5 zwischen dem Gegentaktaus­ gang des Komparators und dem Ausgang der Gleichrichterstufe wird deren gleichmäßige Belastung erreicht. Die ist unabhängig von dem Schaltzustand des Komparators U1. Hat der Komparator U1 den Schaltzustand "LOW", so fließt ein Laststrom von der Gleichrichterstufe über den Widerstand R5 in den Ausgang des Komparators und damit zu dessen Be­ zugspotential GND. Wird die durch die Widerstände R3, R4 bestimmte Schaltschwelle überschritten, so hat der Kompa­ rator U1 den Schaltzustand "HIGH". Dann fließt ein Last­ strom durch den Widerstand R6 und die Reihenschaltung aus der Leuchtdiode CR5 und dem Optokoppler Q1. Die Widerstän­ de R5, R6 sind so gewählt, daß die beiden Lastströme mög­ lichst gleich sind, wobei die Stromaufnahme des Kompara­ tors U1 als vernachlässigbar klein betrachtet wird.

Mit den in Fig. 3A, 3B angegebenen Werten für die Widerstände wird an den Anschlüssen A, B, C beispielsweise eine Schaltschwelle von 76 V_AC ± 0,15 V_AC eingestellt. Der Schaltungsblock RREF besitzt beispielsweise eine Schalt­ schwelle von 8,5 V_AC ± 0,15 V_AC.

Bei der Schaltlogik SL sind die Ausgänge der Optokoppler U1, U2, U3 durch eine Reihenschaltung (UND-Logik) so ver­ knüpft, daß der Schalttransistor ST das an dem Ausgangsan­ schluß OUT anliegende Potential auf den Anschluß GND schaltet, wenn für alle drei Phasen (Anschlüsse A, B, C) jeweils der angegebene Schwellwert von 76 V_AC überschrit­ ten wird. Fällt eine der drei Phasen aus, so sperrt der Schalttransistor ST, da er keinen Basisstrom erhält, so daß das am Ausgang OUT anliegende Potential im wesentli­ chen gleich dem Potential der Versorgungsspannung VCC ist. Der Widerstand R30 dient zur Ableitung der Leckströme des Schalttransistors ST sowie der Optokoppler Q1 bis Q3.

Bei dem im Schaltungsblock RREF vorhandenen Optokoppler Q4 ist dessen Ausgangstransistor mit dem Schalttransistor ST so verknüpft, daß der Ausgang Out zwangsweise auf das Po­ tential des Anschlusses GND gelegt wird, wenn die im Schaltungsblock RREF eingestellte Schaltschwelle, hier beispielsweise 8,5 V_AC, überschritten wird. Dieser Schalt­ vorgang ist unabhängig von dem Schaltzustand der Opto­ koppler Q1, Q2, Q3. Die Diode CR21 ist eine Konstantstrom­ diode.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungs­ beispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere an­ wendbar. So ist es beispielsweise möglich, in dem Beispiel gemäß Fig. 3A, 3B für jede der Schaltschwellen unterschiedliche Werte zu wählen. Wird beispielsweise statt des ohmschen Spannungsteilers R3, R4 ein Integrierglied gewählt, so werden in Abhängigkeit von der Zeitkonstante lediglich langsame Änderungen der am Anschluß A anliegenden Spannung im Bereich der Schaltschwelle erfaßt. Dadurch führen bei­ spielsweise kurzzeitig vorhandene Spannungseinbrüche zu keinem Schaltvorgang der Schaltlogik SL. Wird dagegen statt des Integriergliedes ein Differenzglied verwendet, so führen beispielsweise lediglich die erwähnten schnellen Spannungsveränderungen (Spannungsspitzen und/oder -ein­ brüche) zu einem Schaltvorgang der Schaltlogik SL.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Spannungsquelle, die zur Ener­ gieversorgung eines elektrischen Gerätes geeignet ist, umfassend
einen auf Bezugspotential gelegten ersten Anschluß;
mindestens einen die Versorgungsspannung liefernden zweiten Anschluß, wobei zwischen dem ersten Anschluß und jedem zweiten Anschluß eine die Versorgungsspannung anzeigende und/oder schaltende Anordnung vorhan­ den ist;
einen jeweils zugehörigen Schaltungsblock (RA, RB, RC), der zwischen dem ersten Anschluß (N) und jedem zweiten Anschluß (A, B, C) angeschlossen ist, wobei jeder Schaltungsblock (RA) eine Brücken-Gleichrichterschaltung (CR1 bis CR4) enthält, deren Eingangsanschlüsse mit dem ersten Anschluß (N) und dem jeweiligen zweiten Anschluß (A) verbunden sind und deren Gleichspannungs-Ausgangsanschlüsse in Reihe geschaltet sind mit einer Leuchtdiode (CR 19) und/oder einem Optokoppler (Q1),
dadurch gekennzeichnet,
daß zu dem ersten Anschluß (N) ein Referenzanschluß (NREF), an den über eine gesonderte (Referenz-)Verbindungsleitung das Bezugspotential anschließbar ist, vorhanden ist;
daß zwischen dem ersten Anschluß (N) und dem Referenzanschluß (NREF) ein Referenz-Schaltungsblock (RREF) angeschlossen ist; und
daß der Referenz-Schaltungsblock (RREF) eine Brücken- Gleichrichterschaltung (CR13 bis CR16) enthält, deren Eingangsanschlüsse mit dem ersten Anschluß (N) und dem jeweiligen Referenzanschluß (NREF) verbunden sind, und deren Gleichspannungs-Ausgangsanschlüsse in Reihe geschaltet sind mit einer Leuchtdiode (CR22) und/oder einem Optokoppler (Q4).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Referenz-Schaltungsblock (RREF) und/oder mindestens ein Schaltungsblock (RA) einen Optokoppler (Q1) enthält, und daß der Ausgang des Optokopplers (Q1) an eine Schaltlogik (SL), die von jedem Schaltungsblock (REF, RA) elektrisch getrennt ist, angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücken-Gleichrichterschaltung (CR1 bis CR4) mindestens zwei die Ausgangs­ gleichspannung bestimmende Dioden (CR2, CR4) enthält.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtdiode (CR5, Fig. 2) und/oder dem Optokoppler (Q1) eine Meßschaltung (U1), welche die Gleichspannung auswertet, vorgeschaltet ist, und daß die Leuchtdiode (CR5) und/oder der Optokopp­ ler (Q1) an den Ausgang der Meßschaltung (U1) angeschlos­ sen ist (sind).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßschaltung (U1) als Schwellwertschaltung ausgebildet ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz-Schal­ tungsblock (RREF) und mindestens ein Schaltungsblock (RA, RB, RC) jeweils einen Optokoppler (Q1, Q2, Q3, Q4) enthal­ ten, und daß die Ausgänge der Optokoppler in der Schaltlo­ gik (SL) als Summenschaltung (UND-Schaltung) geschaltet sind.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz-Schal­ tungsblock (RREF) eine Schwellwertschaltung (U4) besitzt, und daß mindestens drei Schaltungsblöcke (RA, RB, BC), die jeweils eine Schwellwertschaltung (U1, U2, U3) mit demsel­ ben Schwellwert besitzen, vorhanden sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schaltungsblöcke (RA, RB) vorhanden sind, und daß durch einen der Schaltungsblöcke (RA) ein wesentlich größerer Meßstrom fließt als durch die übrigen Schaltungsblöcke.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche zur Überwachung eines Mehrphasen-Wechselstrom­ netzes.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche zur Überwachung eines belasteten Mehrphasen-Wech­ selstromnetzes, wobei in dem Referenz-Schaltungsblock (RREF) eine Schwellwertschaltung (U4), deren Schwellwert nach Maßgabe einer zulässigen unsymmetrischen Belastung des Wechselstromnetzes eingestellt ist, vorhanden ist.