EP4140027A1 - Energy supply apparatus having safety-related switch-off, and method for switching off an energy supply apparatus - Google Patents

Energy supply apparatus having safety-related switch-off, and method for switching off an energy supply apparatus

Info

Publication number
EP4140027A1
EP4140027A1 EP21719177.4A EP21719177A EP4140027A1 EP 4140027 A1 EP4140027 A1 EP 4140027A1 EP 21719177 A EP21719177 A EP 21719177A EP 4140027 A1 EP4140027 A1 EP 4140027A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy supply
supply device
switch
signal
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21719177.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jochen Zeuch
Hartmut Henkel
Patrick Schweer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4140027A1 publication Critical patent/EP4140027A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters

Definitions

  • the present invention relates to an energy supply device for supplying an electrical consumer with energy, the energy supply device having a safety-related disconnection.
  • Energy supply devices of this type are, for example, switched-mode power supplies and uninterruptible power supplies (UPS).
  • UPS uninterruptible power supplies
  • the invention also relates to a method for switching off an energy supply device.
  • a safety-related shutdown is necessary for the operation of a machine. In the simplest case, this then interrupts the energy supply, e.g. from motors, or brakes them.
  • the EN 13849 series of standards defines appropriate safety requirements for the design of machines. These requirements are then broken down into individual components that are based on functional safety
  • IEC 61508 / IEC61511 are rated with a safety integrity level SIL, implemented.
  • a power supply which usually provides a lower, regulated output voltage.
  • circuit breakers in particular contactors or safety relays, are usually connected in series at the input and / or output of the power supply, which interrupt the energy supply.
  • a safety-related shutdown such as an emergency stop function consists of two independent contactors or relays connected in series, the contacts of which are open without control energy.
  • Circuit breakers are also used in parallel to the inputs or outputs.
  • the power supply is short-circuited and Overvoltages are reduced.
  • a downstream motor is also braked by a short circuit in the power supply generated on the output side. This triggers an upstream fuse, for example, and accordingly these are referred to as “crowbar” circuits.
  • a regulated power supply If a regulated power supply is short-circuited on the output side, it usually limits the output current. Depending on the characteristics of the power supply, it then supplies the current permanently or switches off the output after a certain time. With very simple power supplies, the current is limited by triggering a fuse.
  • a power supply device has a symbolically represented single-phase switched-mode power supply 51 and input terminals 1, 2, which are coupled to the inputs of the switched-mode power supply, and has output terminals 10, 11 on the output side, which are coupled to the outputs of the switched-mode power supply 51.
  • a back-up fuse F1 is arranged on the input side as a short-circuit fuse in front of the two circuit breakers S1, S1n.
  • FIG. 2 shows a power supply device with a three-phase switched-mode power supply 52, which has input terminals 1-3 on the input side, which are each coupled to an input of the switched-mode power supply, and which has output terminals 10, 11 on the output side, which are each coupled to an output of the switched-mode power supply are.
  • each of the input terminals 1-3 is via two circuit breakers connected in series S1, S1n are connected to a corresponding input of the switched-mode power supply 52.
  • a backup fuse F1, F2 or F3 is connected upstream of each of the three circuit breakers S1.
  • three circuit breakers S2 are connected in parallel upstream of the inputs of the switched-mode power supply 52.
  • the circuitry of the power supply device on the output side corresponds to that of the circuit in FIG. 1.
  • the series-connected circuit breakers S1, S1n interrupt the input supply for the energy supply device when an emergency stop signal is applied, and the circuit breakers S10, S10n disconnect the output voltage of the energy supply device from the load.
  • circuit breakers S2, S2n In order to prevent the failure safety of the interruption, e.g. against welding of the contacts, several independent circuit breakers are also connected in series, for a classic emergency cut-out at least two circuit breakers.
  • the input supply is short-circuited by the circuit breakers S2, S2n and the upstream fuse F1 is triggered.
  • the secondary side of the switched-mode power supply 51 or 52 can be short-circuited with the circuit breakers S11, S11n.
  • the circuit breakers S11, S11n In the case of power supplies with a DC voltage output, it should be noted that in the event of a short circuit on the output side, extremely high currents can flow through output capacitors arranged in the switched-mode power supply 51 or 52.
  • DE 31 12377 C2 discloses a flyback converter switching power supply with an extended control range, which has a transformer and a power switching transistor, a constant current source being switched into the base circuit of the power switching transistor instead of a fixed current limiting resistor.
  • the switched-mode power supply is equipped with a switch-off thyristor for load-dependent regulation of the duty cycle.
  • DE 41 15 295 A1 specifies a circuit arrangement for controlling and monitoring a load current flowing in a load circuit, which has an overload protection device that not only influences the load current in the event of an overload, but also causes it to be switched off in the event of a short circuit. Furthermore, a short-circuit detector can also be used, which in the event of a short-circuit causes the load current to be switched off quickly.
  • KR 100653858 B1 relates to a protective circuit for a switched-mode power supply, the protective circuit triggering an emergency shutdown.
  • the emergency shutdown monitors supply voltages and switches off the integrated control circuit of the switched-mode power supply if an error is detected.
  • the energy supply device has a transformer with a first winding, a power switching device, a feedback device and a voltage supply device for providing a supply voltage for the feedback device.
  • the power switching device is coupled to the winding and can be switched through periodically by means of a control signal that is generated by the feedback device for supplying energy to a consumer.
  • the feedback device here has a first switching element which interrupts the control signal when a switch-off signal occurs.
  • the switch-off signal can correspond to the emergency stop signal. This is generated, for example, by a person by pressing an emergency stop switch.
  • the energy supply device has a transformer with a primary winding, a secondary winding and galvanic isolation, and the feedback device has a primary-side control circuit in which the switching element is arranged.
  • the energy supply device is preferably implemented as a switched-mode power supply.
  • the switched-mode power supply can be configured both as a flyback converter and as a forward converter.
  • the feedback device contains a second switching element which interrupts the supply voltage for the feedback device when the switch-off signal is applied.
  • the voltage supply device is preferably coupled on the input side to a first connection with an input voltage of the energy supply device and on the output side with a second connection to a current input of the second switching element.
  • the feedback device has an integrated circuit with a release input and a third switching element, the third switching element interrupting a release signal applied to the release input when the switch-off signal occurs.
  • the switching element or elements are implemented as bipolar transistors, the control inputs of which are coupled to a reference potential during operation of the energy supply device and wherein the bipolar transistors switch through when the reference potential is applied and thus conduct a current. When the emergency stop switch is actuated, the reference potential is switched off and the switch-off signal is thus applied to the control inputs of the bipolar transistors, so that the current through the bipolar transistors is interrupted.
  • the switching element or elements are implemented as normally-off field effect transistors, the control inputs of which are supplied with an auxiliary voltage during operation of the energy supply device and thus conduct a current.
  • the auxiliary voltage is switched off so that the field effect transistors lock independently and thereby interrupt the current.
  • the energy supply device has an emergency switch-off with a coupling element, preferably an optocoupler, and with a switch for switching off, or the emergency switch-off switch, which has one or more contacts connected in series that open when actuated.
  • the switching contacts are connected in series with the input side of the coupling element.
  • the power switching device has a control input
  • the first Switching element is arranged spatially directly in front of the control input of the power switching device.
  • the energy supply device has a temperature monitoring circuit for the energy supply device which, when an excess temperature is detected, generates an error signal which is applied as a switch-off signal to the control input (s) of the switching element or elements to block the switching element.
  • the energy supply device has a second output voltage monitoring circuit for the
  • Energy supply device which generates an error signal when an output-side overvoltage is detected, which is applied via feedback to the primary side as a switch-off signal to the control input (s) of the switching element or elements in order to block the switching elements.
  • a method for switching off the energy supply device wherein the energy supply device contains a power switching device, an emergency stop switch, a feedback device and a voltage supply device for providing a supply voltage for the feedback device, and wherein the power switching device is periodically switched through by means of a control signal generated by the feedback device, is characterized characterized in that when the emergency stop switch is actuated, one or more switching elements arranged in the feedback device are opened, thereby preventing the generation of the control signal or blocking the control signal.
  • FIG. 3 shows an energy supply device with a control circuit which has a primary-side control of a circuit breaker
  • FIG. 4 shows a first preferred embodiment of the control circuit of FIG. 3
  • FIG. 5 shows a second preferred embodiment of the control circuit of FIG. 3.
  • FIG. 6 shows a third preferred embodiment of the control circuit of FIG. 3.
  • the present description illustrates the principles of the disclosure according to the invention. It is therefore understood that those skilled in the art will be able to conceive various designs which, although not explicitly described here, embody the principles of the disclosure according to the invention and are also intended to be protected in their scope.
  • the switched-mode power supply has a transformer 150 with a primary winding 160, a secondary winding 170 and galvanic isolation 180.
  • the electrical isolation 180 defines a primary-side power path 100 connected to the network and a galvanically isolated secondary-side power path 200.
  • the switched-mode power supply also has an input and an output, each of which has two input terminals 1, 2 or two output terminals 10, 11 included.
  • a DC voltage is applied to the input terminals 1, 2.
  • a consumer, in particular a load, for example a motor (not shown) can be connected to the output terminals 10, 11.
  • a power switching device 110 with its current-carrying connections is connected in series between the primary winding 160 and one of the input terminals, in this exemplary embodiment input terminal 2.
  • the power switching device 110 has a control input to which a control signal 311 is applied during the operation of the switched-mode power supply.
  • the power switching device 110 is continuously opened and closed during the operation of the switched-mode power supply.
  • an alternating current flows through the primary winding 160, as a result of which the transformer 150 is magnetized and an alternating voltage is induced in the secondary winding 170, which is rectified by a rectifier element 210 and charges a smoothing capacitor 211, so that a smoothed direct voltage, Output voltage 312 is present.
  • the power switching device 110 has, for example, one or more switching transistors.
  • switching transistors low-resistance field effect transistors (MOS-FET, SiC-JFET, GaN-FET) or bipolar transistors such as bipolar transistors with an insulated gate electrode (IGBT) are used as switching transistors.
  • MOS-FET low-resistance field effect transistors
  • SiC-JFET SiC-JFET
  • GaN-FET GaN-FET
  • bipolar transistors such as bipolar transistors with an insulated gate electrode (IGBT) are used as switching transistors.
  • IGBT insulated gate electrode
  • the switched-mode power supply has a feedback device 300 with a primary-side control circuit 301, a secondary-side control circuit 302 and a coupling element 303, for example an optocoupler.
  • the primary-side regulating circuit 301 generates the control signal 311 for the power switching device 110.
  • the coupling element 303 connects the secondary-side control circuit 302 to the primary-side control circuit 301, so that the output voltage 312 of the switched-mode power supply is usually fed back through the feedback device 300 during operation of the switched-mode power supply is regulated.
  • the secondary-side regulating circuit 302 measures the output voltage 312 and, by means of a current measuring device 212, for example using a resistor, an output current 313 of the switched-mode power supply, and compares this with maximum values. If one of the maximum values is exceeded, the feedback device 300 signals this as an error and transmits an error signal via the coupling element 30 to the primary-side control 301.
  • the primary-side control 301 subsequently reduces the energy transmitted via the transformer 150, e.g.
  • PWM pulse width modulation
  • a rectified supply voltage 310 required for supplying energy to the primary-side regulating circuit 301 is generated by a voltage supply device 111, which is coupled on the input side to a first terminal with an input voltage of the energy supply device.
  • the voltage supply device 111 is implemented by a resistor which, in this exemplary embodiment, is connected to the input terminal 1 and generates a DC voltage 310 that is reduced in comparison to the input voltage.
  • the switched-mode power supply can have different topologies and, for example, be wired as a flyback converter or forward converter with a one- or two-transistor circuit or as a half-bridge or full-bridge. These can be hard switching z. B. can be controlled or controlled with pulse width modulation (PWM) or resonant switching with frequency modulation (PFM).
  • PWM pulse width modulation
  • PFM resonant switching with frequency modulation
  • the polarity of the secondary winding 170 and the rectifier element 210 is such that the transformer 150 is magnetized when the power switching device 110 is switched through and acts as an energy store, and its energy is released via the secondary winding 170 to the secondary side when the power switching device 110 is blocked is.
  • the polarity of the secondary winding 170 and of the rectifier element 210 is such that the energy is transferred to the secondary side when the power switching device 110 is switched through.
  • the primary-side regulating circuit 301 contains an integrated circuit 400 which has an input Vcc for the primary-side supply voltage 310, an input IN for the feedback signal transmitted by the first coupling element 303 and an output OUT for the control signal 311.
  • the primary-side regulating circuit 301 also contains a first switching element 321, with which the control signal 311 can be interrupted, and a second switching element 322, with which the primary-side supply voltage 310 can be interrupted.
  • the enabling of the integrated circuit 400 can be switched off with a third switching element 323.
  • the switching elements are advantageously implemented with transistors.
  • the switching elements 321, 322 and 323 are open when no voltage is applied to their control input. If the control inputs are connected to a reference potential, for example to ground, then the switching elements 321, 322, 323 close.
  • the primary-side control circuit 301 also has connection terminals 5, 6 for a switch-off signal, in particular an emergency-off signal, to which an emergency-off switch 20 is connected. If the emergency stop switch 20 is actuated and opened by a person, the switch-off signal is applied to the control inputs of the switching elements 321, 322 and 323. This will make the Connecting lines to the connection terminals 5, 6 are interrupted and the switching elements 321, 322, 323 open, so that the switched-mode power supply immediately stops its operation without allowing a further switching cycle. If the emergency stop signal is switched off at a later point in time by manually resetting the emergency stop switch 20, the switching elements 321, 322, 323 subsequently close and the switched-mode power supply goes back into operation.
  • a switch-off signal in particular an emergency-off signal
  • the switching elements 321, 322 and 323 are closed and the integrated circuit 400 is supplied with the primary-side supply voltage 310 via the switching element 322 and generates the control signal 311 for operating the power switching device 110.
  • Switch 20 the emergency stop signal is applied to the connection terminals 5, 6, for example by opening the emergency stop switch 20, the switching element 322 interrupts the primary-side supply voltage 310, the switching element 321 the control signal 311 and the switching element 323 on at an enable input EN of the Integrated circuit 400 applied enable signal, so that no more energy is transmitted to the secondary side by the switched-mode power supply.
  • the switched-mode power supply is safely switched off as a result, since the voltages 310, 311 necessary for operating the switched-mode power supply and the enable input EN are blocked at the same time.
  • the switching elements 321-323 are implemented here by bipolar transistors 321-323, in particular PNP bipolar transistors, whose control inputs are wired via one or more resistors in such a way that the bipolar transistors 321-323 conduct during operation of the switched-mode power supply.
  • the emergency stop signal is applied to the primary-side control circuit 301 via a second coupling element 403, in particular an optocoupler, since the primary-side control circuit 301 is on the primary side and thus on the hot side of the switched-mode power supply.
  • a DC voltage Vaux is present while the switched-mode power supply is in operation
  • Connection terminals 401, 402 which are applied to the emergency stop switch 20 via an input diode of the second coupling element 403, so that when the emergency stop switch 20 is closed, a current flows through this diode and the output transistor of the second coupling element 403 is switched through.
  • the input diode is on a cold side of the coupling element 403 and the output transistor is on the hot side of the coupling element 403.
  • the output transistor of the second coupling element 403 is coupled to the control circuit 301, in particular the control inputs of the bipolar transistors 321-323, in such a way that the control inputs of the bipolar transistors 321-323 are at a reference potential, in this exemplary embodiment ground, while the switched-mode power supply is in operation, since the output transistor of the second coupling element 403 conducts in this case and thereby couples the control inputs of the bipolar transistors 321-323 to ground.
  • the control inputs of the bipolar transistors 321-323 are also coupled via a resistor 324 to the supply voltage 310, which, however, has no influence on the function of the bipolar transistors 321-323 during operation of the switched-mode power supply.
  • the DC voltage Vaux which is applied to the input diode of the second coupling element 403, is interrupted, so that the output transistor of the coupling element 403 blocks.
  • the supply voltage 310 is now applied to the control inputs of the bipolar transistors 321-323 via the resistor 324, so that each of the bipolar transistors 321-323 blocks and the current flow through the bipolar transistors 321-323 is immediately blocked, which means that the switched-mode power supply subsequently stops operating for a reliable emergency shutdown.
  • the switching elements 321-323 are implemented by field effect transistors 321-323.
  • the emergency stop signal is applied to the primary-side control circuit 301 via the second coupling element 403.
  • the connection terminals 401, 402 are connected to the DC voltage Vaux.
  • the emergency stop switch 20 is closed during operation of the switched-mode power supply so that the output transistor of the second coupling element 403 conducts.
  • a Zener diode 327 generates a positive auxiliary voltage from the supply voltage 310, which is switched through during operation of the switched-mode power supply through the output transistor of the second coupling element 403 to the control inputs of the field-effect transistors 321-323, so that the field-effect transistors 321-323 during operation of the switched-mode power supply conduct a current flow.
  • the control inputs of the field effect transistors 321-323 in this embodiment are also connected via a resistor 325 to a reference potential, in this embodiment to ground, although the resistor 325 has no influence on the function of the field effect transistors 321-323 during operation of the switched-mode power supply.
  • control inputs of the field effect transistors 321-323 are now at the reference potential via the resistor 325, so that the field effect transistors 321-323 block the flow of current and the switched-mode power supply then stops operating for a reliable emergency shutdown.
  • NPN bipolar transistors or N-channel field effect transistors can also be used for the switching elements 321-323 if the connections of the output transistor of the second coupling element 403 are interchanged and supplied with a positive reference potential. Resistor 324 is then to be connected to ground.
  • a diode 326 can be connected in parallel to the current connections of the switching element 321 and is polarized in such a way that it blocks the control signal 311.
  • This diode supports faster switching off of the power switching device 110 and prevents accidental switching on in the event of voltage jumps in the power switching device 110.
  • the energy supply device according to the invention therefore discloses an inexpensive implementation for a safety-related shutdown. It is particularly applicable to switching power supplies or uninterruptible power supplies (UPS).
  • a switched-mode power supply for example, is only expanded to include a few inexpensive components in order to safely switch off a consumer, for example a motor, when an emergency stop switch is actuated.
  • a safety-related disconnection in the simplest case only the activation of the power switching device or devices is interrupted. In order to achieve a preferred, safety-related disconnection of the energy supply device, this is carried out in such a way that the clocking of the power switching device within the feedback device is interrupted independently of one another at several points. When the energy supply device is activated, energy is only transferred again when all these interruptions have been canceled or bridged.
  • the energy supply device is implemented as a switched-mode power supply
  • the implementation of an emergency shutdown according to the invention is independent of the switched-mode power supply design.
  • the switched-mode power supply is supplied with an alternating voltage, a rectifier and a smoothing device are connected upstream of the converter that actually converts in order to supply the switched-mode power supply with a direct voltage.
  • a switched-mode power supply has the advantage that it works with a frequency that is clocked well above the mains frequency and, in particular, the transformer is much smaller in size and significantly lighter than a 50 Hz transformer.
  • the first switching element is advantageously arranged spatially directly in front of the control input of the power switching device, so that the clocking of the switched-mode power supply is interrupted as efficiently as possible.
  • the energy supply of the integrated circuit 400 in particular is therefore switched off.
  • the shutdown can also be linked to other error signals.
  • the energy transmission can be interrupted by a second output voltage monitoring circuit and feedback to the primary side in the event of an overvoltage on the output side, or the switched-mode power supply can be protected from overheating and failure by a temperature monitoring circuit.
  • the energy supply device is designed in such a way that it is only possible to supply energy to the consumer when all components are functioning correctly.
  • Input-side circuit breakers S1, S1n, S2, S2n Output-side circuit breakers S10, S10n, S11, S11n Single-phase switched-mode power supply 51 Three-phase switched-mode power supply 52

Abstract

The invention relates to an energy supply apparatus, which has a transformer with a first winding, a power switching device (110), a feedback device (300) and a voltage supply device (111) for providing a supply voltage (310) for the feedback device. The power switching device (110) is coupled to the first winding and can be switched periodically by means of a control signal (311) from the feedback device (300). The feedback device has a first switching element (321), which interrupts the control signal (311) when a switch-off signal, in particular an emergency off signal, occurs. The invention also relates to a method for switching off an energy supply apparatus.

Description

Energieversorgungsvorrichtung mit sicherheitsgerichteter Abschaltung sowie Verfahren zum Abschalten einer Energieversorgungsvorrichtung Energy supply device with safety-related disconnection and method for disconnecting an energy supply device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit Energie, wobei die Energieversorgungsvorrichtung eine sicherheitsgerichtete Abschaltung aufweist. Energieversorgungsvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise Schaltnetzteile und unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abschalten einer Energieversorgungsvorrichtung. The present invention relates to an energy supply device for supplying an electrical consumer with energy, the energy supply device having a safety-related disconnection. Energy supply devices of this type are, for example, switched-mode power supplies and uninterruptible power supplies (UPS). The invention also relates to a method for switching off an energy supply device.
Zum Schutz vor Schäden an Personen ist für den Betrieb einer Maschine eine sicherheitsgerichtete Abschaltung notwendig. Diese unterbricht dann im einfachsten Fall die Energieversorgung, z.B. von Motoren, oder bremst diese.To protect against personal injury, a safety-related shutdown is necessary for the operation of a machine. In the simplest case, this then interrupts the energy supply, e.g. from motors, or brakes them.
Für die Gestaltung von Maschinen sind in der Normenreihe EN 13849 entsprechende Sicherheitsanforderungen definiert. Diese Anforderungen werden dann in einzelnen Komponenten, die auf funktionelle Sicherheit nach The EN 13849 series of standards defines appropriate safety requirements for the design of machines. These requirements are then broken down into individual components that are based on functional safety
IEC 61508/IEC61511 mit einem Sicherheits-Integritätslevel SIL bewertet werden, umgesetzt. IEC 61508 / IEC61511 are rated with a safety integrity level SIL, implemented.
Elektrische Verbraucher in Maschinen oder Anlagen werden entweder direkt aus der Netzspannung oder über eine vorgeschaltete Energieversorgungsvorrichtung, z.B. Stromversorgung, versorgt, die eine meistens geringere, geregelte Ausgangsspannung zur Verfügung stellt. Um die Energieversorgung eines Verbrauchers sicherheitsgerichtet abzuschalten, werden üblicherweise Leistungsschutzschalter, insbesondere Schütze oder Sicherheitsrelais, am Eingang und/oder Ausgang der Stromversorgung in Reihe geschaltet, die die Energieversorgung unterbrechen. Eine sicherheitsgerichtete Abschaltung wie z.B. eine Notaus-Funktion besteht im einfachsten Fall aus zwei unabhängigen, in Reihe geschalteten Schützen oder Relais, deren Kontakte ohne Ansteuerenergie geöffnet sind. Electrical consumers in machines or systems are supplied either directly from the mains voltage or via an upstream energy supply device, e.g. a power supply, which usually provides a lower, regulated output voltage. In order to switch off the energy supply of a consumer in a safe manner, circuit breakers, in particular contactors or safety relays, are usually connected in series at the input and / or output of the power supply, which interrupt the energy supply. In the simplest case, a safety-related shutdown such as an emergency stop function consists of two independent contactors or relays connected in series, the contacts of which are open without control energy.
Ebenso werden Leistungsschutzschalter parallel zu den Eingängen oder Ausgängen verwendet. Hierbei wird die Energieversorgung kurzgeschlossen und Überspannungen werden reduziert. Ebenso wird durch einen ausgangsseitig erzeugten Kurzschluss der Energieversorgung ein nachgeschalteter Motor gebremst. Dadurch wird z.B. eine vorgeschaltete Sicherung ausgelöst und entsprechend werden diese als „crowbar“-Schaltungen (Brechstange) bezeichnet. Circuit breakers are also used in parallel to the inputs or outputs. The power supply is short-circuited and Overvoltages are reduced. A downstream motor is also braked by a short circuit in the power supply generated on the output side. This triggers an upstream fuse, for example, and accordingly these are referred to as “crowbar” circuits.
Wird eine geregelte Stromversorgung ausgangsseitig kurzgeschlossen, so begrenzt diese üblicherweise den Ausgangsstrom. Je nach Charakteristik der Stromversorgung liefert diese dann den Strom dauerhaft oder schaltet nach einer bestimmten Zeit den Ausgang ab. Bei sehr einfachen Stromversorgungen wird der Strom durch das Auslösen einer Sicherung begrenzt. If a regulated power supply is short-circuited on the output side, it usually limits the output current. Depending on the characteristics of the power supply, it then supplies the current permanently or switches off the output after a certain time. With very simple power supplies, the current is limited by triggering a fuse.
Die Arbeitsweise dieser Leistungsschutzschalter wird nachfolgend anhand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schaltungen erläutert. Eine Energieversorgungsvorrichtung nach der Fig. 1 weist ein symbolisch dargestelltes einphasiges Schaltnetzteil 51 und Eingangsklemmen 1, 2 auf, die mit Eingängen des Schaltnetzteils gekoppelt sind, und weist ausgangsseitig Ausgangsklemmen 10, 11 auf, die mit Ausgängen des Schaltnetzteils 51 gekoppelt sind. Eingangsseitig sind hierbei zwei Leistungsschutzschalter S1,The mode of operation of these circuit breakers is explained below with reference to the circuits shown in FIGS. 1 and 2. A power supply device according to FIG. 1 has a symbolically represented single-phase switched-mode power supply 51 and input terminals 1, 2, which are coupled to the inputs of the switched-mode power supply, and has output terminals 10, 11 on the output side, which are coupled to the outputs of the switched-mode power supply 51. On the input side there are two circuit breakers S1,
S1n in Reihe geschaltet zwischen Eingangsklemme 1 und einem Eingang des Schaltnetzteils 51 und ausgangsseitig zwei Leistungsschutzschalter S10, S10n zwischen einem Ausgang des Schaltnetzteils 51 und Ausgangsklemme 10. Zudem sind eingangsseitig zwei Leistungsschutzschalter S2, S2n in Serie geschaltet, parallel zu den Eingängen des Schaltnetzteils 51. Eine Vorsicherung F1 ist eingangsseitig als eine Kurzschlusssicherung vor den zwei Leistungsschutzschaltern S1, S1n angeordnet. S1n connected in series between input terminal 1 and an input of the switched-mode power supply 51 and on the output side two circuit breakers S10, S10n between an output of the switched-mode power supply 51 and output terminal 10. In addition, two circuit breakers S2, S2n are connected in series on the input side, parallel to the inputs of the switched-mode power supply 51. A back-up fuse F1 is arranged on the input side as a short-circuit fuse in front of the two circuit breakers S1, S1n.
In der Fig. 2 ist eine Energieversorgungsvorrichtung mit einem dreiphasigen Schaltnetzteil 52 dargestellt, die eingangsseitig Eingangsklemmen 1-3 aufweist, die jeweils mit einem Eingang des Schaltnetzteils gekoppelt sind, und die ausgangsseitig Ausgangsklemmen 10, 11 aufweist, die jeweils mit einem Ausgang des Schaltnetzteils gekoppelt sind. Eingangsseitig ist hierbei jede der Eingangsklemmen 1-3 über zwei in Reihe geschaltete Leistungsschutzschalter S1, S1n mit einem entsprechenden Eingang des Schaltnetzteils 52 verbunden. Jedem der drei Leistungsschutzschalter S1 ist eine Vorsicherung F1 , F2 bzw. F3 vorgeschaltet. Weiterhin sind drei Leistungsschutzschalter S2 vor den Eingängen des Schaltnetzteils 52 parallel geschaltet. Die ausgangsseitige Beschaltung der Energieversorgungsvorrichtung entspricht der der Schaltung der Fig. 1. 2 shows a power supply device with a three-phase switched-mode power supply 52, which has input terminals 1-3 on the input side, which are each coupled to an input of the switched-mode power supply, and which has output terminals 10, 11 on the output side, which are each coupled to an output of the switched-mode power supply are. On the input side, each of the input terminals 1-3 is via two circuit breakers connected in series S1, S1n are connected to a corresponding input of the switched-mode power supply 52. A backup fuse F1, F2 or F3 is connected upstream of each of the three circuit breakers S1. Furthermore, three circuit breakers S2 are connected in parallel upstream of the inputs of the switched-mode power supply 52. The circuitry of the power supply device on the output side corresponds to that of the circuit in FIG. 1.
Durch die in Reihe geschalteten Leistungsschutzschalter S1, S1n wird beim Anlegen eines Notaus-Signals die Eingangsversorgung für die Energieversorgungsvorrichtung unterbrochen, und durch die Leistungsschutzschalter S10, S10n wird die Ausgangsspannung der Energieversorgungsvorrichtung von der Last getrennt. Die Leistungsschutzschalter sind dabei so ausgeführt, dass sie im spannungslosen Zustand geöffnet sind (normally open = no). The series-connected circuit breakers S1, S1n interrupt the input supply for the energy supply device when an emergency stop signal is applied, and the circuit breakers S10, S10n disconnect the output voltage of the energy supply device from the load. The circuit breakers are designed in such a way that they are open in the de-energized state (normally open = no).
Um die Ausfallsicherheit der Unterbrechung z.B. gegen ein Verschweißen der Kontakte zu verhindern, werden zudem mehrere unabhängige Leistungsschutzschalter in Reihe geschaltet, für eine klassische Notausstrecke wenigstens zwei Leistungsschutzschalter. Durch die Leistungsschutzschalter S2, S2n wird hierbei die Eingangsversorgung kurzgeschlossen und die vorgeschaltete Sicherung F1 ausgelöst. Dies entspricht einer Crowbarschaltung wie sie in älteren Schaltnetzteilen z.B. mit einem sekundärseitigen Thyristor realisiert wurde. In order to prevent the failure safety of the interruption, e.g. against welding of the contacts, several independent circuit breakers are also connected in series, for a classic emergency cut-out at least two circuit breakers. The input supply is short-circuited by the circuit breakers S2, S2n and the upstream fuse F1 is triggered. This corresponds to a crowbar circuit as it was implemented in older switched-mode power supplies, e.g. with a thyristor on the secondary side.
Entsprechend kann mit den Leistungsschutzschaltern S11, S11n die Sekundärseite des Schaltnetzteils 51 , bzw. 52, kurzgeschlossen werden. Bei Stromversorgungen mit einem Gleichspannungsausgang ist hierbei zu beachten, dass bei ausgangsseitigem Kurzschluss extrem hohe Ströme durch im Schaltnetzteil 51, bzw. 52, angeordnete Ausgangskondensatoren fließen können. Correspondingly, the secondary side of the switched-mode power supply 51 or 52 can be short-circuited with the circuit breakers S11, S11n. In the case of power supplies with a DC voltage output, it should be noted that in the event of a short circuit on the output side, extremely high currents can flow through output capacitors arranged in the switched-mode power supply 51 or 52.
Die Verschaltung von Leistungsschutzschaltern dieser Art mit einer Energieversorgungsvorrichtung für eine sicherheitsgerichtete Abschaltung erfordert jedoch zusätzliche Schalteinrichtungen, Verdrahtungsaufwand und Kosten. Die DE 31 12377 C2 offenbart ein Sperrwandler-Schaltnetzteil mit einem erweiterten Regelbereich, das einen Transformator und einen Leistungsschalttransistor aufweist, wobei anstelle eines festen Strombegrenzungswiderstandes eine Konstantstromquelle in den Basisstromkreis des Leistungsschalttransistors eingeschaltet ist. Primärseitig ist das Schaltnetzteil mit einem Abschaltthyristor ausgestattet für eine lastabhängige Regelung des Tastverhältnisses. The interconnection of circuit breakers of this type with an energy supply device for safety-related disconnection, however, requires additional switching devices, wiring expenditure and costs. DE 31 12377 C2 discloses a flyback converter switching power supply with an extended control range, which has a transformer and a power switching transistor, a constant current source being switched into the base circuit of the power switching transistor instead of a fixed current limiting resistor. On the primary side, the switched-mode power supply is equipped with a switch-off thyristor for load-dependent regulation of the duty cycle.
Aus der DE 41 15295 A1 ist eine Schaltungsanordnung zur Steuerung und Überwachung eines in einem Laststromkreis fließenden Laststromes angegeben, die eine Überlastsicherung aufweist, die nicht nur im Überlastfall Einfluss auf den Laststrom nimmt, sondern auch in einem Kurzschlussfall deren Abschaltung bewirkt. Weiterhin kann zusätzlich ein Kurzschlussdetektor verwendet werden, der im Kurzschlussfall eine schnelle Abschaltung des Laststromes bewirkt. DE 41 15 295 A1 specifies a circuit arrangement for controlling and monitoring a load current flowing in a load circuit, which has an overload protection device that not only influences the load current in the event of an overload, but also causes it to be switched off in the event of a short circuit. Furthermore, a short-circuit detector can also be used, which in the event of a short-circuit causes the load current to be switched off quickly.
Die KR 100653858 B1 betrifft eine Schutzschaltung für ein Schaltnetzteil, wobei die Schutzschaltung eine Notabschaltung auslöst. Die Notabschaltung überwacht Versorgungsspannungen und bewirkt eine Abschaltung der integrierten Ansteuerschaltung des Schaltnetzteiles, wenn ein Fehler erkannt wurde. KR 100653858 B1 relates to a protective circuit for a switched-mode power supply, the protective circuit triggering an emergency shutdown. The emergency shutdown monitors supply voltages and switches off the integrated control circuit of the switched-mode power supply if an error is detected.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Energieversorgungsvorrichtung für einen Verbraucher anzugeben, die eine verbesserte Notabschaltung aufweist. It is an object of the invention to specify an energy supply device for a consumer which has an improved emergency shutdown.
Diese Aufgabe wird durch eine Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Abschalten einer Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst. This object is achieved by an energy supply device according to claim 1 and a method for switching off an energy supply device according to claim 13.
Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung. Die Energieversorgungsvorrichtung weist einen Transformator mit einer ersten Wicklung, eine Leistungsschalteinrichtung, eine Rückkopplungseinrichtung und eine Spannungsversorgungseinrichtung zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung für die Rückkopplungseinrichtung auf. Die Leistungsschalteinrichtung ist mit der Wicklung gekoppelt und periodisch durchschaltbar mittels eines Steuersignals, das von der Rückkopplungseinrichtung erzeugt wird zur Energieversorgung eines Verbrauchers. Die Rückkopplungseinrichtung weist hierbei ein erstes Schaltelement auf, das beim Auftreten eines Abschaltsignals das Steuersignal unterbricht. Das Abschaltsignal kann in einer Variante dem Notaus-Signal entsprechen. Dieses wird z.B. von einer Person durch Betätigung eines Notaus- Schalters erzeugt. The dependent claims contain advantageous developments and improvements of the invention according to the following description. The energy supply device has a transformer with a first winding, a power switching device, a feedback device and a voltage supply device for providing a supply voltage for the feedback device. The power switching device is coupled to the winding and can be switched through periodically by means of a control signal that is generated by the feedback device for supplying energy to a consumer. The feedback device here has a first switching element which interrupts the control signal when a switch-off signal occurs. In one variant, the switch-off signal can correspond to the emergency stop signal. This is generated, for example, by a person by pressing an emergency stop switch.
Gemäß einer bevorzugten Variante weist die Energieversorgungsvorrichtung einen Transformator mit einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und einer galvanischen Trennung auf, und die Rückkopplungseinrichtung eine primärseitige Regelschaltung, in der das Schaltelement angeordnet ist. Die Energieversorgungsvorrichtung ist hierbei vorzugsweise als ein Schaltnetzteil implementiert. Das Schaltnetzteil kann hierbei sowohl als Sperrwandler als auch als Flusswandler konfiguriert sein. According to a preferred variant, the energy supply device has a transformer with a primary winding, a secondary winding and galvanic isolation, and the feedback device has a primary-side control circuit in which the switching element is arranged. The energy supply device is preferably implemented as a switched-mode power supply. The switched-mode power supply can be configured both as a flyback converter and as a forward converter.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Variante enthält die Rückkopplungseinrichtung ein zweites Schaltelement, das beim Anlegen des Abschaltsignals die Versorgungsspannung für die Rückkopplungseinrichtung unterbricht. Die Spannungsversorgungseinrichtung ist hierbei vorzugsweise eingangsseitig mit einem ersten Anschluss mit einer Eingangsspannung der Energieversorgungsvorrichtung und ausgangsseitig mit einem zweiten Anschluss mit einem Stromeingang des zweiten Schaltelements gekoppelt. According to a further preferred variant, the feedback device contains a second switching element which interrupts the supply voltage for the feedback device when the switch-off signal is applied. The voltage supply device is preferably coupled on the input side to a first connection with an input voltage of the energy supply device and on the output side with a second connection to a current input of the second switching element.
In einer weiteren bevorzugten Variante weist die Rückkopplungseinrichtung eine integrierte Schaltung mit einem Freigabeeingang und ein drittes Schaltelement auf, wobei das dritte Schaltelement ein an dem Freigabeeingang anliegendes Freigabesignal beim Auftreten des Abschaltsignals unterbricht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das oder die Schaltelemente als Bipolartransistoren implementiert, deren Steuereingänge während des Betriebs der Energieversorgungsvorrichtung mit einem Referenzpotential gekoppelt sind und wobei die Bipolartransistoren beim Anlegen des Referenzpotentials durchschalten und somit einen Strom leiten. Bei Betätigung des Notaus- Schalters wird das Referenzpotential abgeschaltet und damit das Abschaltsignal an die Steuereingänge der Bipolartransistoren angelegt, so dass der Strom durch die Bipolartransistoren unterbrochen wird. In a further preferred variant, the feedback device has an integrated circuit with a release input and a third switching element, the third switching element interrupting a release signal applied to the release input when the switch-off signal occurs. In a preferred exemplary embodiment, the switching element or elements are implemented as bipolar transistors, the control inputs of which are coupled to a reference potential during operation of the energy supply device and wherein the bipolar transistors switch through when the reference potential is applied and thus conduct a current. When the emergency stop switch is actuated, the reference potential is switched off and the switch-off signal is thus applied to the control inputs of the bipolar transistors, so that the current through the bipolar transistors is interrupted.
In einem alternativen, bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das oder die Schaltelemente als selbstsperrende Feldeffekttransistoren implementiert, deren Steuereingänge während des Betriebs der Energieversorgungsvorrichtung mit einer Hilfsspannung versorgt werden und somit einen Strom leiten. Bei Betätigung des Notaus-Schalters wird die Hilfsspannung abgeschaltet, so dass die Feldeffekttransistoren selbstständig sperren und hierdurch den Strom unterbrechen. In an alternative, preferred exemplary embodiment, the switching element or elements are implemented as normally-off field effect transistors, the control inputs of which are supplied with an auxiliary voltage during operation of the energy supply device and thus conduct a current. When the emergency stop switch is actuated, the auxiliary voltage is switched off so that the field effect transistors lock independently and thereby interrupt the current.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Notausschaltung auf mit einem Koppelelement, vorzugsweise einem Optokoppler, und mit einem Schalter zur Abschaltung, bzw. dem Notausschalter, der einen oder mehrere in Reihe geschaltete Kontakte aufweist, die bei Betätigung öffnen. Die Schaltkontakte sind in Reihe geschaltet mit der Eingangsseite des Koppelelementes. Bei geschlossenem, nicht betätigtem Schalter wird die Eingangsseite des Koppelelements angesteuert und damit die Ausgangsseite geschlossen. Bei Betätigung des Schalters wird eine Gleichspannung auf der Eingangsseite des Koppelelements unterbrochen und ein Abschaltsignal erzeugt, wodurch die Ausgangsseite des Koppelelements, die mit der Rückkopplungseinrichtung gekoppelt ist, zur Übertragung des Abschaltsignals, öffnet. In a further preferred exemplary embodiment, the energy supply device has an emergency switch-off with a coupling element, preferably an optocoupler, and with a switch for switching off, or the emergency switch-off switch, which has one or more contacts connected in series that open when actuated. The switching contacts are connected in series with the input side of the coupling element. When the switch is closed and not operated, the input side of the coupling element is activated and the output side is thus closed. When the switch is actuated, a DC voltage on the input side of the coupling element is interrupted and a switch-off signal is generated, whereby the output side of the coupling element, which is coupled to the feedback device, opens for the transmission of the switch-off signal.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Leistungsschalteinrichtung einen Steuereingang auf, und das erste Schaltelement ist räumlich direkt vor dem Steuereingang der Leistungsschalteinrichtung angeordnet. In a further advantageous embodiment, the power switching device has a control input, and the first Switching element is arranged spatially directly in front of the control input of the power switching device.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Temperaturüberwachungsschaltung für die Energieversorgungsvorrichtung auf, die bei Detektion einer Übertemperatur ein Fehlersignal erzeugt, das als ein Abschaltsignal an dem oder den Steuereingängen des oder der Schaltelemente anliegt zur Sperrung der Schaltelemente. In a further advantageous embodiment, the energy supply device has a temperature monitoring circuit for the energy supply device which, when an excess temperature is detected, generates an error signal which is applied as a switch-off signal to the control input (s) of the switching element or elements to block the switching element.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Energieversorgungsvorrichtung eine zweite Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung für dieIn a further advantageous embodiment, the energy supply device has a second output voltage monitoring circuit for the
Energieversorgungsvorrichtung auf, die bei Detektion einer ausgangsseitigen Überspannung ein Fehlersignal erzeugt, das über eine Rückkopplung auf die Primärseite als ein Abschaltsignal an dem oder den Steuereingängen des oder der Schaltelemente anliegt zur Sperrung der Schaltelemente. Energy supply device, which generates an error signal when an output-side overvoltage is detected, which is applied via feedback to the primary side as a switch-off signal to the control input (s) of the switching element or elements in order to block the switching elements.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abschalten der Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Energieversorgungseinrichtung eine Leistungsschalteinrichtung, einen Notaus-Schalter, eine Rückkopplungseinrichtung und eine Spannungsversorgungseinrichtung zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung für die Rückkopplungseinrichtung enthält, und wobei die Leistungsschalteinrichtung mittels eines von der Rückkopplungseinrichtung erzeugten Steuersignals periodisch durchgeschaltet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Notaus-Schalters eine oder mehrere in der Rückkopplungseinrichtung angeordnete Schaltelemente geöffnet werden und hierdurch die Erzeugung des Steuersignals verhindert bzw. das Steuersignal blockiert wird. A method according to the invention for switching off the energy supply device, wherein the energy supply device contains a power switching device, an emergency stop switch, a feedback device and a voltage supply device for providing a supply voltage for the feedback device, and wherein the power switching device is periodically switched through by means of a control signal generated by the feedback device, is characterized characterized in that when the emergency stop switch is actuated, one or more switching elements arranged in the feedback device are opened, thereby preventing the generation of the control signal or blocking the control signal.
Weitere entsprechende vorteilhafte Maßnahmen sind in den abhängigen Verfahrensansprüchen genannt. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Further corresponding advantageous measures are mentioned in the dependent method claims. Several exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures shown in the drawings. Show it:
Fig. 1 ein einphasiges Schaltnetzteil nach dem Stand der Technik; 1 shows a single-phase switched-mode power supply according to the prior art;
Fig. 2 ein dreiphasiges Schaltnetzteil nach dem Stand der Technik; 2 shows a three-phase switched-mode power supply according to the prior art;
Fig. 3 eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer Regelschaltung, die eine primärseitige Ansteuerung eines Leistungsschalters aufweist; 3 shows an energy supply device with a control circuit which has a primary-side control of a circuit breaker;
Fig. 4 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Regelschaltung der Fig. 3; FIG. 4 shows a first preferred embodiment of the control circuit of FIG. 3;
Fig. 5 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Regelschaltung der Fig. 3; und FIG. 5 shows a second preferred embodiment of the control circuit of FIG. 3; and
Fig. 6 ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Regelschaltung der Fig. 3. Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Ausführungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen. 6 shows a third preferred embodiment of the control circuit of FIG. 3. The present description illustrates the principles of the disclosure according to the invention. It is therefore understood that those skilled in the art will be able to conceive various designs which, although not explicitly described here, embody the principles of the disclosure according to the invention and are also intended to be protected in their scope.
Eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere Schaltnetzteil, mit einer sicherheitsgerichteten Abschaltung ist in der Fig. 3 dargestellt. Das Schaltnetzteil weist einen Transformator 150 mit einer Primärwicklung 160, einer Sekundärwicklung 170 und einer galvanischen Trennung 180 auf. Durch die galvanische Trennung 180 ist ein mit dem Netz verbundener primärseitiger Leistungspfad 100 und ein galvanisch getrennter sekundärseitiger Leistungspfad 200 definiert. Das Schaltnetzteil weist zudem einen Eingang und einen Ausgang auf, welche jeweils zwei Eingangsklemmen 1, 2, bzw. zwei Ausgangsklemmen 10, 11 enthalten. An die Eingangsklemmen 1, 2 wird eine Gleichspannung angelegt. An die Ausgangsklemmen 10, 11 kann ein Verbraucher, insbesondere eine Last, beispielsweise ein Motor (nicht dargestellt), angeschlossen werden. An energy supply device according to the invention, in particular a switched-mode power supply, with a safety-related disconnection is shown in FIG. 3. The switched-mode power supply has a transformer 150 with a primary winding 160, a secondary winding 170 and galvanic isolation 180. The electrical isolation 180 defines a primary-side power path 100 connected to the network and a galvanically isolated secondary-side power path 200. The switched-mode power supply also has an input and an output, each of which has two input terminals 1, 2 or two output terminals 10, 11 included. A DC voltage is applied to the input terminals 1, 2. A consumer, in particular a load, for example a motor (not shown) can be connected to the output terminals 10, 11.
Zwischen der Primärwicklung 160 und einer der Eingangsklemmen, in diesem Ausführungsbeispiel Eingangsklemme 2, ist eine Leistungsschalteinrichtung 110 mit ihren stromführenden Anschlüssen in Serie geschaltet. Die Leistungsschalteinrichtung 110 weist einen Steuereingang auf, an dem ein Steuersignal 311 während des Betriebs des Schaltnetzteils anliegt. Die Leistungsschalteinrichtung 110 wird während des Betriebs des Schaltnetzteils fortlaufend geöffnet und geschlossen. Hierdurch fließt ein Wechselstrom durch die Primärwicklung 160, wodurch der Transformator 150 magnetisiert wird und eine Wechselspannung in der Sekundärwicklung 170 induziert wird, die durch ein Gleichrichterelement 210 gleichgerichtet wird und einen Glättungskondensator 211 auflädt, so dass an den Ausgangsklemmen 10, 11 eine geglättete Gleichspannung, Ausgangsspannung 312, anliegt. Die Leistungsschalteinrichtung 110 weist beispielsweise einen oder mehrere Schalttransistoren auf. Als Schalttransistoren werden insbesondere niederohmige Feldeffekttransistoren (MOS-FET, SiC-JFET, GaN-FET) oder Bipolartransistoren wie zum Beispiel Bipolartransistoren mit isolierter Gate- Elektrode (IGBT) verwendet. A power switching device 110 with its current-carrying connections is connected in series between the primary winding 160 and one of the input terminals, in this exemplary embodiment input terminal 2. The power switching device 110 has a control input to which a control signal 311 is applied during the operation of the switched-mode power supply. The power switching device 110 is continuously opened and closed during the operation of the switched-mode power supply. As a result, an alternating current flows through the primary winding 160, as a result of which the transformer 150 is magnetized and an alternating voltage is induced in the secondary winding 170, which is rectified by a rectifier element 210 and charges a smoothing capacitor 211, so that a smoothed direct voltage, Output voltage 312 is present. The power switching device 110 has, for example, one or more switching transistors. In particular, low-resistance field effect transistors (MOS-FET, SiC-JFET, GaN-FET) or bipolar transistors such as bipolar transistors with an insulated gate electrode (IGBT) are used as switching transistors.
Zur Regelung der Ausgangsspannung weist das Schaltnetzteil eine Rückkopplungseinrichtung 300 mit einer primärseitigen Regelschaltung 301, einer sekundärseitigen Regelschaltung 302 und einem Koppelelement 303, beispielsweise einem Optokoppler, auf. Die primärseitige Regelschaltung 301 erzeugt das Steuersignal 311 für die Leistungsschalteinrichtung 110. To regulate the output voltage, the switched-mode power supply has a feedback device 300 with a primary-side control circuit 301, a secondary-side control circuit 302 and a coupling element 303, for example an optocoupler. The primary-side regulating circuit 301 generates the control signal 311 for the power switching device 110.
Das Koppelelement 303 verbindet die sekundärseitige Regelschaltung 302 mit der primärseitigen Regelschaltung 301 , so dass über eine Rückkopplung üblicherweise die Ausgangsspannung 312 des Schaltnetzteils durch die Rückkopplungseinrichtung 300 während des Betriebs des Schaltnetzteils geregelt wird. Die sekundärseitige Regelschaltung 302 misst hierzu die Ausgangsspannung 312 und mittels einer Strommesseinrichtung 212, beispielsweise unter Verwendung eines Widerstands, einen Ausgangsstrom 313 des Schaltnetzteils, und vergleicht diese mit Maximalwerten. Wird einer der Maximalwerte überschritten, so signalisiert die Rückkopplungseinrichtung 300 dies als Fehler und überträgt ein Fehlersignal über das Koppelelement 30 an die primärseitige Regelung 301. Die primärseitige Regelung 301 reduziert nachfolgend die über den Transformator 150 übertragene Energie, z.B. bei Pulsweitenmodulation (PWM) durch Reduzierung des Tastverhältnisses, solange bis sowohl die Ausgangsspannung 312 als auch der Ausgangsstrom die Maximalwerte wieder unterschreiten. Darauf wird die Energieübertragung z.B. durch Vergrößerung des Tastverhältnisses wieder erhöht bis zur Überschreitung einer der maximalen Ausgangsgrößen. Diese Erhöhung und Absenkung der übertragenen Energie wird fortlaufend während des Betriebs des Schaltnetzteils wiederholt, um z.B. auch auf Änderungen der Last zu reagieren. Wird der Transformator 150 nicht getaktet, so wird keine Energie über den Transformator 150 auf die Sekundärseite übertragen. The coupling element 303 connects the secondary-side control circuit 302 to the primary-side control circuit 301, so that the output voltage 312 of the switched-mode power supply is usually fed back through the feedback device 300 during operation of the switched-mode power supply is regulated. For this purpose, the secondary-side regulating circuit 302 measures the output voltage 312 and, by means of a current measuring device 212, for example using a resistor, an output current 313 of the switched-mode power supply, and compares this with maximum values. If one of the maximum values is exceeded, the feedback device 300 signals this as an error and transmits an error signal via the coupling element 30 to the primary-side control 301. The primary-side control 301 subsequently reduces the energy transmitted via the transformer 150, e.g. with pulse width modulation (PWM) by reducing it of the pulse duty factor until both the output voltage 312 and the output current fall below the maximum values again. The energy transfer is then increased again, for example by increasing the pulse duty factor, until one of the maximum output values is exceeded. This increase and decrease in the transmitted energy is continuously repeated during the operation of the switched-mode power supply, in order, for example, to react to changes in the load. If the transformer 150 is not clocked, no energy is transmitted to the secondary side via the transformer 150.
Eine zur Energieversorgung der primärseitigen Regelschaltung 301 erforderliche gleichgerichtete Versorgungsspannung 310 wird durch eine Spannungs versorgungseinrichtung 111 erzeugt, die eingangsseitig mit einem ersten Anschluss mit einer Eingangsspannung der Energieversorgungsvorrichtung gekoppelt ist. Die Spannungsversorgungseinrichtung 111 ist im einfachsten Fall durch einen Widerstand realisiert, welcher in diesem Ausführungsbeispiel an die Eingangsklemme 1 angeschlossen ist und eine im Vergleich zur Eingangsspannung reduzierte Gleichspannung 310 erzeugt. A rectified supply voltage 310 required for supplying energy to the primary-side regulating circuit 301 is generated by a voltage supply device 111, which is coupled on the input side to a first terminal with an input voltage of the energy supply device. In the simplest case, the voltage supply device 111 is implemented by a resistor which, in this exemplary embodiment, is connected to the input terminal 1 and generates a DC voltage 310 that is reduced in comparison to the input voltage.
Das Schaltnetzteil kann verschiedene Topologien aufweisen und beispielsweise als Sperrwandler oder Flusswandler beschältet sein mit einer Ein- oder Zwei- Transistor-Schaltung oder als Halbbrücke oder Vollbrücke. Diese können hartschaltend z. B. mit Pulsweitenmodulation (PWM) oder resonant schaltend mit Frequenzmodulation (PFM) geregelt bzw. angesteuert werden. Bei einem Sperrwandler ist die Polung der Sekundärwicklung 170 und des Gleichrichterelements 210 derart, dass der Transformator 150 beim Durchschalten der Leistungsschalteinrichtung 110 magnetisiert wird und hierbei als Energiespeicher fungiert, und dessen Energie über die Sekundärwicklung 170 auf die Sekundärseite abgegeben wird, wenn die Leistungsschalteinrichtung 110 gesperrt ist. Bei einem Flusswandler ist die Polung der Sekundärwicklung 170 und des Gleichrichterelements 210 derart, dass die Energie beim Durchschalten der Leistungsschalteinrichtung 110 auf die Sekundärseite übertragen wird. The switched-mode power supply can have different topologies and, for example, be wired as a flyback converter or forward converter with a one- or two-transistor circuit or as a half-bridge or full-bridge. These can be hard switching z. B. can be controlled or controlled with pulse width modulation (PWM) or resonant switching with frequency modulation (PFM). In the case of a flyback converter, the polarity of the secondary winding 170 and the rectifier element 210 is such that the transformer 150 is magnetized when the power switching device 110 is switched through and acts as an energy store, and its energy is released via the secondary winding 170 to the secondary side when the power switching device 110 is blocked is. In the case of a forward converter, the polarity of the secondary winding 170 and of the rectifier element 210 is such that the energy is transferred to the secondary side when the power switching device 110 is switched through.
Ein Ausführungsbeispiel der primärseitigen Regelschaltung 301 ist schematisch in der Fig. 4 dargestellt. Die primärseitige Regelschaltung 301 enthält eine integrierte Schaltung 400, die einen Eingang Vcc für die primärseitige Versorgungsspannung 310, einen Eingang IN für das von dem ersten Koppelelement 303 übertragenen Rückkoppelsignal und einen Ausgang OUT für das Steuersignal 311 aufweist. Die primärseitige Regelschaltung 301 enthält außerdem ein erstes Schaltelement 321, mit dem das Steuersignal 311 unterbrochen werden kann, und ein zweites Schaltelement 322, mit dem die primärseitige Versorgungsspannung 310 unterbrochen werden kann. Mit einem dritten Schaltelement 323 kann die Freigabe der integrierten Schaltung 400 abgeschaltet werden. Die Schaltelemente werden vorteilhafterweise mit Transistoren realisiert. An exemplary embodiment of the primary-side control circuit 301 is shown schematically in FIG. 4. The primary-side regulating circuit 301 contains an integrated circuit 400 which has an input Vcc for the primary-side supply voltage 310, an input IN for the feedback signal transmitted by the first coupling element 303 and an output OUT for the control signal 311. The primary-side regulating circuit 301 also contains a first switching element 321, with which the control signal 311 can be interrupted, and a second switching element 322, with which the primary-side supply voltage 310 can be interrupted. The enabling of the integrated circuit 400 can be switched off with a third switching element 323. The switching elements are advantageously implemented with transistors.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Schaltelemente 321, 322 und 323 geöffnet, wenn keine Spannung an ihrem Steuereingang anliegt. Werden die Steuereingänge mit einem Referenzpotential, beispielsweise mit Masse, verbunden, dann schließen die Schaltelemente 321, 322, 323. In this exemplary embodiment, the switching elements 321, 322 and 323 are open when no voltage is applied to their control input. If the control inputs are connected to a reference potential, for example to ground, then the switching elements 321, 322, 323 close.
Die primärseitige Regelschaltung 301 besitzt weiterhin Anschlussklemmen 5, 6 für ein Abschaltsignal, insbesondere ein Notaus-Signal, an denen ein Notaus- Schalter 20 angeschlossen ist. Wird der Notaus-Schalter 20 durch eine Person betätigt und geöffnet, so wird das Abschaltsignal an die Steuereingänge der Schaltelemente 321, 322 und 323 angelegt. Hierdurch werden die Verbindungsleitungen zu den Anschlussklemmen 5, 6 unterbrochen und die Schaltelemente 321, 322, 323 öffnen, so dass das Schaltnetzteil nachfolgend sofort seinen Betrieb stoppt, ohne einen weiteren Schaltzyklus zuzulassen. Wird das Notaus-Signal zu einem späteren Zeitpunkt abgeschaltet, indem der Notaus- Schalter 20 von Hand zurückgestellt wird, so schließen nachfolgend die Schaltelemente 321 , 322, 323 und das Schaltnetzteil geht wieder in Betrieb. The primary-side control circuit 301 also has connection terminals 5, 6 for a switch-off signal, in particular an emergency-off signal, to which an emergency-off switch 20 is connected. If the emergency stop switch 20 is actuated and opened by a person, the switch-off signal is applied to the control inputs of the switching elements 321, 322 and 323. This will make the Connecting lines to the connection terminals 5, 6 are interrupted and the switching elements 321, 322, 323 open, so that the switched-mode power supply immediately stops its operation without allowing a further switching cycle. If the emergency stop signal is switched off at a later point in time by manually resetting the emergency stop switch 20, the switching elements 321, 322, 323 subsequently close and the switched-mode power supply goes back into operation.
Ist das Schaltnetzteil in Betrieb, so sind die Schaltelemente 321, 322 und 323 geschlossen und die integrierte Schaltung 400 wird über das Schaltelement 322 mit der primärseitigen Versorgungsspannung 310 versorgt und erzeugt das Steuersignal 311 für den Betrieb der Leistungsschalteinrichtung 110. Wird nun über den Notaus-Schalter 20 das Notaus-Signal an die Anschlussklemmen 5, 6 angelegt, beispielsweise indem der Notaus-Schalter 20 geöffnet wird, so unterbricht das Schaltelement 322 die primärseitige Versorgungsspannung 310, das Schaltelement 321 das Steuersignal 311 und das Schaltelement 323 ein an einem Freigabeeingang EN der integrierten Schaltung 400 anliegendes Freigabesignal, so dass durch das Schaltnetzteil keine Energie mehr auf die Sekundärseite übertragen wird. Das Schaltnetzteil ist hierdurch sicher ausgeschaltet, da zeitgleich die für den Betrieb des Schaltnetzteils notwendigen Spannungen 310, 311 sowie der Freigabeeingang EN blockiert sind. If the switched-mode power supply is in operation, the switching elements 321, 322 and 323 are closed and the integrated circuit 400 is supplied with the primary-side supply voltage 310 via the switching element 322 and generates the control signal 311 for operating the power switching device 110. Switch 20, the emergency stop signal is applied to the connection terminals 5, 6, for example by opening the emergency stop switch 20, the switching element 322 interrupts the primary-side supply voltage 310, the switching element 321 the control signal 311 and the switching element 323 on at an enable input EN of the Integrated circuit 400 applied enable signal, so that no more energy is transmitted to the secondary side by the switched-mode power supply. The switched-mode power supply is safely switched off as a result, since the voltages 310, 311 necessary for operating the switched-mode power supply and the enable input EN are blocked at the same time.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der primärseitigen Regelschaltung 301 ist in der Fig. 5 dargestellt. Die Schaltelemente 321-323 sind hier durch Bipolartransistoren 321-323, insbesondere PNP-Bipolartransistoren, realisiert, deren Steuereingänge über einen oder mehrere Widerstände derart beschältet sind, dass die Bipolartransistoren 321-323 während des Betriebs des Schaltnetzteils leiten. A preferred exemplary embodiment of the primary-side control circuit 301 is shown in FIG. The switching elements 321-323 are implemented here by bipolar transistors 321-323, in particular PNP bipolar transistors, whose control inputs are wired via one or more resistors in such a way that the bipolar transistors 321-323 conduct during operation of the switched-mode power supply.
Das Notaus-Signal wird in diesem Ausführungsbeispiel über ein zweites Koppelelement 403, insbesondere einen Optokoppler, an die primärseitige Regelschaltung 301 angelegt, da die primärseitige Regelschaltung 301 auf der Primärseite und dadurch auf der heißen Seite des Schaltnetzteils liegt. Während des Betriebs des Schaltnetzteils liegt eine Gleichspannung Vaux an Anschlussklemmen 401 , 402 an, die über eine Eingangsdiode des zweiten Koppelelements 403 an dem Notaus-Schalter 20 anliegt, so dass bei geschlossenem Notaus-Schalter 20 ein Strom durch diese Diode fließt und der Ausgangstransistor des zweiten Koppelelements 403 hierdurch durchschaltet. Die Eingangsdiode liegt hierbei auf einer kalten Seite des Koppelelements 403 und der Ausgangstransistor auf der heißen Seite des Koppelelements 403. In this exemplary embodiment, the emergency stop signal is applied to the primary-side control circuit 301 via a second coupling element 403, in particular an optocoupler, since the primary-side control circuit 301 is on the primary side and thus on the hot side of the switched-mode power supply. A DC voltage Vaux is present while the switched-mode power supply is in operation Connection terminals 401, 402, which are applied to the emergency stop switch 20 via an input diode of the second coupling element 403, so that when the emergency stop switch 20 is closed, a current flows through this diode and the output transistor of the second coupling element 403 is switched through. The input diode is on a cold side of the coupling element 403 and the output transistor is on the hot side of the coupling element 403.
Der Ausgangstransistor des zweiten Koppelelements 403 ist mit der Regelschaltung 301, insbesondere den Steuereingängen der Bipolartransistoren 321-323, gekoppelt, derart, dass während des Betriebs des Schaltnetzteils die Steuereingänge der Bipolartransistoren 321-323 auf einem Referenzpotential, in diesem Ausführungsbeispiel Masse, liegen, da der Ausgangstransistor des zweiten Koppelelements 403 in diesem Falle leitet und hierdurch die Steuereingänge der Bipolartransistoren 321-323 an Masse koppelt. Die Steuereingänge der Bipolartransistoren 321-323 sind in diesem Ausführungsbeispiel zudem über einen Widerstand 324 mit der Versorgungsspannung 310 gekoppelt, der während des Betriebs des Schaltnetzteils jedoch keinen Einfluss auf die Funktion der Bipolartransistoren 321-323 hat. The output transistor of the second coupling element 403 is coupled to the control circuit 301, in particular the control inputs of the bipolar transistors 321-323, in such a way that the control inputs of the bipolar transistors 321-323 are at a reference potential, in this exemplary embodiment ground, while the switched-mode power supply is in operation, since the output transistor of the second coupling element 403 conducts in this case and thereby couples the control inputs of the bipolar transistors 321-323 to ground. In this exemplary embodiment, the control inputs of the bipolar transistors 321-323 are also coupled via a resistor 324 to the supply voltage 310, which, however, has no influence on the function of the bipolar transistors 321-323 during operation of the switched-mode power supply.
Bei Betätigung des Notaus-Schalters 20 wird die Gleichspannung Vaux, die an der Eingangsdiode des zweiten Koppelelements 403 anliegt, unterbrochen, so dass der Ausgangstransistor des Koppelelements 403 sperrt. Über den Widerstand 324 liegt an den Steuereingängen der Bipolartransistoren 321-323 nun die Versorgungsspannung 310 an, so dass jeder der Bipolartransistoren 321-323 sperrt und hierdurch der Stromfluss durch die Bipolartransistoren 321- 323 sofort blockiert ist, wodurch das Schaltnetzteil nachfolgend seinen Betrieb einstellt für eine zuverlässige Notabschaltung. When the emergency stop switch 20 is actuated, the DC voltage Vaux, which is applied to the input diode of the second coupling element 403, is interrupted, so that the output transistor of the coupling element 403 blocks. The supply voltage 310 is now applied to the control inputs of the bipolar transistors 321-323 via the resistor 324, so that each of the bipolar transistors 321-323 blocks and the current flow through the bipolar transistors 321-323 is immediately blocked, which means that the switched-mode power supply subsequently stops operating for a reliable emergency shutdown.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, in der Fig. 6 dargestellt, sind die Schaltelemente 321-323 durch Feldeffekttransistoren 321-323, realisiert. Das Notaus-Signal wird hier wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 über das zweite Koppelelement 403 an die primärseitige Regelschaltung 301 angelegt. An den Anschlussklemmen 401 , 402 liegt die Gleichspannung Vaux an. Der Notaus- Schalter 20 ist während des Betriebs des Schaltnetzteils geschlossen, so dass der Ausgangstransistor des zweiten Koppelelements 403 leitet. Über eine Zenerdiode 327 wird eine positive Hilfsspannung aus der Versorgungsspannung 310 erzeugt, die während des Betriebs des Schaltnetzteils durch den Ausgangstransistor des zweiten Koppelelements 403 an die Steuereingänge der Feldeffekttransistoren 321-323 durchgeschaltet ist, so dass die Feldeffekttransistoren 321-323 während des Betriebs des Schaltnetzteils einen Stromfluss leiten. Die Steuereingänge der Feldeffekttransistoren 321-323 sind in diesem Ausführungsbeispiel zudem über einen Widerstand 325 mit einem Referenzpotential, in diesem Ausführungsbeispiel mit Masse, verbunden, wobei der Widerstand 325 während des Betriebs des Schaltnetzteils jedoch keinen Einfluss auf die Funktion der Feldeffekttransistoren 321-323 hat. In a further preferred exemplary embodiment, shown in FIG. 6, the switching elements 321-323 are implemented by field effect transistors 321-323. As in the exemplary embodiment in FIG. 5, the emergency stop signal is applied to the primary-side control circuit 301 via the second coupling element 403. At the connection terminals 401, 402 are connected to the DC voltage Vaux. The emergency stop switch 20 is closed during operation of the switched-mode power supply so that the output transistor of the second coupling element 403 conducts. A Zener diode 327 generates a positive auxiliary voltage from the supply voltage 310, which is switched through during operation of the switched-mode power supply through the output transistor of the second coupling element 403 to the control inputs of the field-effect transistors 321-323, so that the field-effect transistors 321-323 during operation of the switched-mode power supply conduct a current flow. The control inputs of the field effect transistors 321-323 in this embodiment are also connected via a resistor 325 to a reference potential, in this embodiment to ground, although the resistor 325 has no influence on the function of the field effect transistors 321-323 during operation of the switched-mode power supply.
Bei Betätigung des Notaus-Schalters 20 wird die Gleichspannung Vaux blockiert, wodurch der Ausgangstransistor des zweiten Koppelelements 403 sperrt. When the emergency stop switch 20 is actuated, the direct voltage Vaux is blocked, as a result of which the output transistor of the second coupling element 403 blocks.
Die Steuereingänge der Feldeffekttransistoren 321-323 liegen nun über dem Widerstand 325 auf dem Referenzpotential, so dass die Feldeffekttransistoren 321-323 den Stromfluss blockieren und das Schaltnetzteil nachfolgend seinen Betrieb einstellt für eine zuverlässige Notabschaltung. The control inputs of the field effect transistors 321-323 are now at the reference potential via the resistor 325, so that the field effect transistors 321-323 block the flow of current and the switched-mode power supply then stops operating for a reliable emergency shutdown.
In weiteren Ausführungsbeispielen können auch NPN-Bipolartransistoren oder N-Kanal-Feldeffekttransistoren für die Schaltelemente 321-323 verwendet werden, wenn die Anschlüsse des Ausgangstransistors des zweiten Koppelelements 403 vertauscht werden und mit einem positiven Bezugspotenzial versorgt werden. Der Widerstand 324 ist dann mit Masse zu verbinden. In further exemplary embodiments, NPN bipolar transistors or N-channel field effect transistors can also be used for the switching elements 321-323 if the connections of the output transistor of the second coupling element 403 are interchanged and supplied with a positive reference potential. Resistor 324 is then to be connected to ground.
Weiterhin kann eine Diode 326 parallel zu den Stromanschlüssen des Schaltelements 321 geschaltet werden, die derart gepolt ist, dass sie das Steuersignal 311 blockiert. Diese Diode unterstützt ein schnelleres Abschalten der Leistungsschalteinrichtung 110 und verhindert ein versehentliches Einschalten bei Spannungssprüngen der Leistungsschalteinrichtung 110. Die Energieversorgungsvorrichtung nach der Erfindung offenbart daher eine kostengünstige Implementierung für eine sicherheitsgerichtete Abschaltung. Sie ist insbesondere anwendbar für Schaltnetzteile oder unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV). Ein Schaltnetzteil wird beispielsweise nur um wenige kostengünstige Bauteile erweitert, um einen Verbraucher, zum Beispiel einen Motor, sicherheitsgerichtet abzuschalten, wenn ein Notaus-Schalter betätigt wird. Furthermore, a diode 326 can be connected in parallel to the current connections of the switching element 321 and is polarized in such a way that it blocks the control signal 311. This diode supports faster switching off of the power switching device 110 and prevents accidental switching on in the event of voltage jumps in the power switching device 110. The energy supply device according to the invention therefore discloses an inexpensive implementation for a safety-related shutdown. It is particularly applicable to switching power supplies or uninterruptible power supplies (UPS). A switched-mode power supply, for example, is only expanded to include a few inexpensive components in order to safely switch off a consumer, for example a motor, when an emergency stop switch is actuated.
Für eine sicherheitsgerichtete Abschaltung wird im einfachsten Fall lediglich die Ansteuerung des oder der Leistungsschalteinrichtungen unterbrochen. Um eine bevorzugte sicherheitsgerichtete Abschaltung der Energieversorgungsvor richtung zu erreichen, wird diese so ausgeführt, dass die Taktung der Leistungsschalteinrichtung innerhalb der Rückkopplungseinrichtung an mehreren Stellen unabhängig voneinander unterbrochen ist. Bei Aktivierung der Energieversorgungsvorrichtung wird erst wieder Energie übertragen, wenn alle diese Unterbrechungen aufgehoben bzw. überbrückt sind. For a safety-related disconnection, in the simplest case only the activation of the power switching device or devices is interrupted. In order to achieve a preferred, safety-related disconnection of the energy supply device, this is carried out in such a way that the clocking of the power switching device within the feedback device is interrupted independently of one another at several points. When the energy supply device is activated, energy is only transferred again when all these interruptions have been canceled or bridged.
Ist die Energieversorgungsvorrichtung als Schaltnetzteil implementiert, so ist die erfindungsgemäße Realisierung einer Notaus-Abschaltung unabhängig von der Schaltnetzteilausführung. Wird das Schaltnetzteil mit einer Wechselspannung versorgt, wird dem eigentlich umsetzenden Wandler ein Gleichrichter und eine Glättung vorgeschaltet, um das Schaltnetzteil mit einer Gleichspannung zu versorgen. Ein Schaltnetzteil hat den Vorteil, dass es mit einer deutlich über der Netzfrequenz getakteten Frequenz arbeitet und insbesondere der Transformator eine wesentlich geringere Größe hat und deutlich leichter ist als ein 50-Hz- Transformator. If the energy supply device is implemented as a switched-mode power supply, the implementation of an emergency shutdown according to the invention is independent of the switched-mode power supply design. If the switched-mode power supply is supplied with an alternating voltage, a rectifier and a smoothing device are connected upstream of the converter that actually converts in order to supply the switched-mode power supply with a direct voltage. A switched-mode power supply has the advantage that it works with a frequency that is clocked well above the mains frequency and, in particular, the transformer is much smaller in size and significantly lighter than a 50 Hz transformer.
Das erste Schaltelement ist vorteilhafterweise räumlich direkt vor dem Steuereingang der Leistungsschalteinrichtung angeordnet, so dass die Taktung des Schaltnetzteils möglichst effizient unterbrochen wird. Hierdurch wird berücksichtigt, dass bei dem Enable-Eingang EN der integrierten Schaltung 400 dieser Eingang z.B. durch chipinterne Fehler oder Unterbrechungen in Leiterbahnen außer Funktion gesetzt werden kann und die Leistungsschalteinrichtung weiter getaktet wird. Um eine Taktung sicher zu verhindern, ist daher insbesondere die Energieversorgung der integrierten Schaltung 400 abgeschaltet. Ebenso kann die Abschaltung mit weiteren Fehlersignalen verbunden werden. Beispielsweise kann durch eine zweite Ausgangsspannungsüberwachungs schaltung und Rückkopplung auf die Primärseite bei einer ausgangsseitigen Überspannung die Energieübertragung unterbrochen werden, oder durch eine Temperaturüberwachungsschaltung das Schaltnetzteil vor Überhitzung und Ausfall geschützt werden. Hierdurch ist die Energieversorgungsvorrichtung so ausgelegt, dass erst bei korrekter Funktion aller Komponenten eine Energieversorgung des Verbrauchers möglich ist. The first switching element is advantageously arranged spatially directly in front of the control input of the power switching device, so that the clocking of the switched-mode power supply is interrupted as efficiently as possible. This takes into account that at the enable input EN of the integrated circuit 400, this input can be disabled, for example by chip-internal errors or interruptions in conductor tracks, and the Power switching device is clocked further. In order to reliably prevent clocking, the energy supply of the integrated circuit 400 in particular is therefore switched off. The shutdown can also be linked to other error signals. For example, the energy transmission can be interrupted by a second output voltage monitoring circuit and feedback to the primary side in the event of an overvoltage on the output side, or the switched-mode power supply can be protected from overheating and failure by a temperature monitoring circuit. As a result, the energy supply device is designed in such a way that it is only possible to supply energy to the consumer when all components are functioning correctly.
Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde. The disclosure is not restricted to the exemplary embodiments described here. There is room for various adaptations and modifications which those skilled in the art, based on their expert knowledge as well as belonging to the disclosure, would consider.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
Eingangsklemmen 1, 2, 3Input terminals 1, 2, 3
Ausgangsklemmen 10, 11Output terminals 10, 11
Vorsicherungen F 1 , F2, F3Pre-fuses F 1, F2, F3
Eingangsseitige Leistungsschutzschalter S1, S1n, S2, S2n Ausgangsseitige Leistungsschutzschalter S10, S10n, S11, S11n Einphasiges Schaltnetzteil 51 Dreiphasiges Schaltnetzteil 52 Input-side circuit breakers S1, S1n, S2, S2n Output-side circuit breakers S10, S10n, S11, S11n Single-phase switched-mode power supply 51 Three-phase switched-mode power supply 52
Primärseitiger Leistungspfad 100Primary-side performance path 100
Leistungsschalteinrichtung 110Circuit breaker 110
Spannungsversorgungseinrichtung 111Voltage supply device 111
Transformator 150Transformer 150
Primärwicklung 160Primary winding 160
Sekundärwicklung 170Secondary winding 170
Galvanische Trennung 180Galvanic isolation 180
Sekundärseitiger Leistungspfad 200Secondary-side power path 200
Gleichrichterelement 210Rectifier element 210
Glättungskondensator 211Smoothing capacitor 211
Strommesseinrichtung 212Current measuring device 212
Rückkopplungseinrichtung 300Feedback device 300
Primärseitige Regelschaltung 301Primary-side control circuit 301
Sekundärseitige Regelschaltung 302Secondary-side control circuit 302
Erstes Koppelelement 303First coupling element 303
Primärseitige Versorgungsspannung 310Primary-side supply voltage 310
Steuersignal 311Control signal 311
Ausgangsspannung 312Output voltage 312
Ausgangsstrom 313 Output current 313
Anschlussklemmen für Notaus-Signal 5, 6Connection terminals for emergency stop signal 5, 6
Notaus-Schalter 20Emergency stop switch 20
Erstes Schaltelement 321 Zweites Schaltelement 322First switching element 321 Second switching element 322
Drittes Schaltelement 323Third switching element 323
Widerstände 324, 325Resistors 324, 325
Diode 326 Zenerdiode 327Diode 326 Zener diode 327
Integrierte Schaltung 400Integrated circuit 400
Anschlussklemmen für eine Gleichspannung 401 , 402Connection terminals for a direct voltage 401, 402
Zweites Koppelelement 403Second coupling element 403
Gleichspannung Vaux Versorgungsspannungseingang der integrierten Schaltung VccDC voltage Vaux Supply voltage input of the integrated circuit Vcc
Freigabeeingang der integrierten Schaltung ENEnable input of the integrated circuit EN
Ausgang der integrierten Schaltung OUTIntegrated circuit output OUT
Regeleingang der integrierten Schaltung IN Control input of the integrated circuit IN

Claims

(Patent-) Ansprüche (Patent) claims
1. Energieversorgungsvorrichtung, aufweisend einen Transformator (150) mit einer ersten Wicklung (160), eine Leistungsschalteinrichtung (110), eine Rückkopplungseinrichtung (300) und eine Spannungsversorgungseinrichtung (111) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung (310) für die Rückkopplungseinrichtung (300), wobei die Leistungsschalteinrichtung (110) mit der ersten Wicklung (160) gekoppelt ist und periodisch durchschaltbar ist mittels eines Steuersignals (311), das die Rückkopplungseinrichtung (300) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungseinrichtung (300) ein erstes Schaltelement (321) aufweist, das beim Auftreten eines Abschaltsignals das Steuersignal (311) unterbricht. 1. Energy supply device comprising a transformer (150) with a first winding (160), a power switching device (110), a feedback device (300) and a voltage supply device (111) for providing a supply voltage (310) for the feedback device (300), wherein the power switching device (110) is coupled to the first winding (160) and can be switched through periodically by means of a control signal (311) which the feedback device (300) generates, characterized in that the feedback device (300) has a first switching element (321), which interrupts the control signal (311) when a switch-off signal occurs.
2. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Rückkopplungseinrichtung (300) ein zweites Schaltelement (322) aufweist, das beim Auftreten des Abschaltsignals die Versorgungsspannung (310) für die Rückkopplungseinrichtung (300) unterbricht. 2. Energy supply device according to claim 1, wherein the feedback device (300) has a second switching element (322) which interrupts the supply voltage (310) for the feedback device (300) when the switch-off signal occurs.
3. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Spannungsversorgungseinrichtung (111) eingangsseitig mit einer Eingangsspannung der Energieversorgungsvorrichtung und ausgangsseitig mit einem Stromeingang des zweiten Schaltelements (322) gekoppelt ist. 3. Energy supply device according to claim 2, wherein the voltage supply device (111) is coupled on the input side to an input voltage of the energy supply device and on the output side to a current input of the second switching element (322).
4. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, wobei der Transformator (150) eine Primärwicklung (160), eine Sekundärwicklung (170) und eine galvanische Trennung (180) aufweist, und wobei die Rückkopplungseinrichtung (300) eine primärseitige Regelschaltung (301) aufweist, in der das oder die Schaltelemente (321 , 322) angeordnet sind. 4. Energy supply device according to claim 1, 2 or 3, wherein the transformer (150) has a primary winding (160), a secondary winding (170) and a galvanic isolation (180), and wherein the feedback device (300) has a primary-side control circuit (301) has, in which the one or more switching elements (321, 322) are arranged.
5. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Energieversorgungsvorrichtung als ein Schaltnetzteil ausgebildet ist. 5. Energy supply device according to claim 4, wherein the energy supply device is designed as a switched-mode power supply.
6. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungseinrichtung (300) ein drittes Schaltelement (323) und eine integrierte Schaltung (400) mit einem Freigabeeingang (EN) aufweist, und wobei das dritte Schaltelement (322) ein an dem Freigabeeingang (EN) anliegendes Schaltsignal beim Auftreten des Abschaltsignals unterbricht. 6. Energy supply device according to one of the preceding claims, wherein the feedback device (300) has a third switching element (323) and an integrated circuit (400) with a release input (EN), and wherein the third switching element (322) is connected to the release input (EN ) the pending switching signal is interrupted when the switch-off signal occurs.
7. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das oder die Schaltelemente (321-323) als Bipolartransistoren ausgebildet sind, deren Steuereingänge während des Betriebs der Energieversorgungsvorrichtung mit einem Referenzpotential gekoppelt sind und die Bipolartransistoren beim Anlegen des Referenzpotentials durchschalten und somit einen Stromfluss ermöglichen, und wobei die Bipolartransistoren beim Auftreten des Abschaltsignals an deren Steuereingängen den Stromfluss unterbinden. 7. Energy supply device according to one of the preceding claims, wherein the switching element or elements (321-323) are designed as bipolar transistors, the control inputs of which are coupled to a reference potential during operation of the energy supply device and switch through the bipolar transistors when the reference potential is applied and thus enable a current to flow, and wherein the bipolar transistors prevent the flow of current when the switch-off signal occurs at their control inputs.
8. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei das oder die Schaltelemente (321-323) als Feldeffekttransistoren ausgebildet sind, deren Steuereingänge während des Betriebs der Energieversorgungsvorrichtung mit einer Flilfsspannung versorgt werden und somit einen Stromfluss ermöglichen, und wobei die Feldeffekttransistoren beim Auftreten des Abschaltsignals an deren Steuereingängen den Stromfluss unterbinden. 8. Energy supply device according to one of the preceding claims 1 to 6, wherein the switching element or elements (321-323) are designed as field effect transistors, the control inputs of which are supplied with a flow voltage during operation of the energy supply device and thus enable a current flow, and wherein the field effect transistors during Stop the current flow when the switch-off signal occurs at their control inputs.
9. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Energieversorgungsvorrichtung eine Notaus-Schaltung aufweist mit einem Koppelelement (403), vorzugsweise einem Optokoppler, und mit einem Schalter (20), der bei Betätigung eine Gleichspannung (Vaux) auf einer Eingangsseite des Koppelelements (403) unterbricht zur Erzeugung des Abschaltsignals, und wobei eine Ausgangsseite des Koppelelements (403) mit der Rückkopplungseinrichtung (300) gekoppelt ist zur Übertragung des Abschaltsignals. 9. Energy supply device according to one of the preceding claims, wherein the energy supply device has an emergency stop circuit with a coupling element (403), preferably an optocoupler, and with a switch (20) which, when actuated, generates a direct voltage (Vaux) on an input side of the coupling element ( 403) interrupts to generate the switch-off signal, and an output side of the coupling element (403) is coupled to the feedback device (300) for the transmission of the switch-off signal.
10. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leistungsschalteinrichtung (110) einen Steuereingang aufweist, und wobei das erste Schaltelement (321) räumlich direkt vor dem Steuereingang der Leistungsschalteinrichtung (110) angeordnet ist. 10. Energy supply device according to one of the preceding claims, wherein the power switching device (110) has a control input, and wherein the first switching element (321) is arranged spatially directly in front of the control input of the power switching device (110).
11. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Energieversorgungsvorrichtung eine Temperaturüberwachungsschaltung für die Energieversorgungsvorrichtung aufweist, die bei Detektion einer Übertemperatur ein Fehlersignal erzeugt, das als ein weiteres Abschaltsignal an den oder die Steuereingänge des oder der Schaltelemente (321-323) geführt ist zur Sperrung des oder der Schaltelemente (321-323). 11. Energy supply device according to one of the preceding claims, wherein the energy supply device has a temperature monitoring circuit for the energy supply device which, when an excess temperature is detected, generates an error signal which is passed as a further switch-off signal to the control input (s) of the switching element (s) (321-323) Blocking of the switching element (s) (321-323).
12. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Energieversorgungsvorrichtung eine Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung für die Energieversorgungsvorrichtung aufweist, die bei Detektion einer ausgangsseitigen Überspannung ein Fehlersignal erzeugt, das über eine Rückkopplung auf die Primärseite als ein weiteres Abschaltsignal an den oder die Steuereingänge des oder der Schaltelemente (321-323) geführt ist zur Sperrung des oder der Schaltelemente (321-323). 12. Energy supply device according to one of the preceding claims, wherein the energy supply device has an output voltage monitoring circuit for the energy supply device which, when an output-side overvoltage is detected, generates an error signal which, via feedback to the primary side, is sent as a further switch-off signal to the control input (s) of the switching element (s) ( 321-323) is used to block the switching element (s) (321-323).
13. Verfahren zum Abschalten einer Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Energieversorgungseinrichtung eine Leistungsschalteinrichtung (110), einen Notaus-Schalter (20), eine Rückkopplungseinrichtung (300) und eine Spannungsversorgungseinrichtung (111) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung (310) für die Rückkopplungseinrichtung (300) enthält, und wobei die Leistungsschalteinrichtung (110) mittels eines von der Rückkopplungseinrichtung (300) erzeugten Steuersignals (311) periodisch durchgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung des Notaus- Schalters (20) eine oder mehrere in der Rückkopplungseinrichtung (300) angeordnete Schaltelemente (321-323) geöffnet werden und hierdurch die Erzeugung des Steuersignals (311) verhindert wird bzw. das Steuersignal (311) blockiert wird. 13. A method for switching off an energy supply device, the energy supply device containing a power switching device (110), an emergency stop switch (20), a feedback device (300) and a voltage supply device (111) for providing a supply voltage (310) for the feedback device (300) , and wherein the power switching device (110) is periodically switched through by means of a control signal (311) generated by the feedback device (300), characterized in that when the emergency stop switch (20) is actuated one or more switching elements (300) arranged in the feedback device (300) are switched through. 321-323) and thereby the Generation of the control signal (311) is prevented or the control signal (311) is blocked.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem der Schaltelemente (321-323) beim Auftreten eines vom Notaus-Schalter (20) erzeugten Abschaltsignals das Steuersignal (311) blockiert wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that with one of the switching elements (321-323) when a switch-off signal generated by the emergency stop switch (20) occurs, the control signal (311) is blocked.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem anderen der Schaltelemente (321-323) beim Auftreten eines vom Notaus- Schalter (20) erzeugten Abschaltsignals die Versorgungsspannung (310) für die Rückkopplungseinrichtung (300) unterbrochen wird. 15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the supply voltage (310) for the feedback device (300) is interrupted with another of the switching elements (321-323) when a shutdown signal generated by the emergency stop switch (20) occurs.
16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungseinrichtung (300) eine integrierte Schaltung (400) mit einem Freigabeeingang (EN) aufweist, und mit einem weiteren der Schaltelemente (321-323) beim Auftreten eines vom Notaus-Schalter (20) erzeugten Abschaltsignals ein an dem Freigabeeingang (EN) anliegendes Freigabesignal unterbrochen wird. 16. The method according to claim 13, 14 or 15, characterized in that the feedback device (300) has an integrated circuit (400) with a release input (EN), and with another of the switching elements (321-323) when an emergency stop occurs -Switch (20) generated switch-off signal, a release signal applied to the release input (EN) is interrupted.
EP21719177.4A 2020-04-22 2021-04-21 Energy supply apparatus having safety-related switch-off, and method for switching off an energy supply apparatus Pending EP4140027A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205269A BE1028230B1 (en) 2020-04-22 2020-04-22 Energy supply device with safety-related disconnection and method for disconnecting an energy supply device
PCT/EP2021/060423 WO2021214160A1 (en) 2020-04-22 2021-04-21 Energy supply apparatus having safety-related switch-off, and method for switching off an energy supply apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4140027A1 true EP4140027A1 (en) 2023-03-01

Family

ID=70680141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21719177.4A Pending EP4140027A1 (en) 2020-04-22 2021-04-21 Energy supply apparatus having safety-related switch-off, and method for switching off an energy supply apparatus

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230275514A1 (en)
EP (1) EP4140027A1 (en)
CN (1) CN115443602A (en)
BE (1) BE1028230B1 (en)
WO (1) WO2021214160A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3112377A1 (en) 1981-03-28 1983-01-13 Gorenje Körting Electronic GmbH & Co, 8217 Grassau Flyback converter switched-mode power supply having an expanded control range
DE4115295A1 (en) 1991-05-10 1992-11-12 Telefunken Electronic Gmbh Load current monitoring circuit with overload and short-circuit protection - uses current-voltage converter supplying overload and short-circuit detectors
KR100653858B1 (en) 2005-12-16 2006-12-05 엘지이노텍 주식회사 Protecting circuit for power supply unit
DK3457555T3 (en) * 2017-09-19 2022-09-26 Kone Corp Drev til et transportsystem

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021214160A1 (en) 2021-10-28
BE1028230A1 (en) 2021-11-22
US20230275514A1 (en) 2023-08-31
BE1028230B1 (en) 2021-12-03
CN115443602A (en) 2022-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3406029B1 (en) Isolator apparatus for a photovoltaic string, solar installation and operating method for a solar installation with a photovoltaic string
EP2817860B1 (en) Safety switchgear with power supply unit
DE60021795T2 (en) Uninterruptible double power supply system
EP1735892A1 (en) Device for supplying uninterruptible power
DE19600547A1 (en) Inverter protection circuit for industrial electrical power mains network
DE112015000604B4 (en) System of converter units and converter unit
BE1028230B1 (en) Energy supply device with safety-related disconnection and method for disconnecting an energy supply device
DE2223828C3 (en) Overcurrent protection arrangement
EP2684273B1 (en) Supply voltage control
DE102021109645A1 (en) Energy supply device with safety-related disconnection and method for disconnecting an energy supply device
DE19920625A1 (en) Protection circuit for a switch and switching power supply
WO2022101475A1 (en) Method and short-circuiting device for operating a generator unit
EP1399998B1 (en) Circuit arrangement for a residual-current circuit breaker
EP2500208A2 (en) Protective circuit assembly
BE1030672B1 (en) Device for monitoring a power supply
EP1110797B1 (en) Installation and procedure for overload protection of power converters
DE102008063816A1 (en) Protection device for protecting automation device e.g. field bus coupler, against overvoltage in e.g. vehicle engineering, has limiting units limiting voltage at input of supply unit during exceeding limit value of supply voltage
EP1005709A1 (en) Fault-current protective switchgear
EP2608343B1 (en) Power supply
DE102022116489A1 (en) Device for monitoring a power supply
DE102009033604A1 (en) Electrical power supply system for power supply, has two power supply units and one or multiple redundant consumers, where the power supply unit has inverter which provides alternating current voltage-intermediate circuits
DE102021114189A1 (en) Method and safety shutdown arrangement for operating a generator unit
DE19825972A1 (en) Safety device for electric motor group supplied by drive regulator
EP0509348B1 (en) Procedure for the protection of an electrical sink, controlled by the principle of phase-angle control and equipment for executing the procedure
WO2002061933A1 (en) Electric circuit arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20221117

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230512

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS