JP2020195136A - 少なくとも1つの信号発生器からデジタル入力信号を受信するためのデジタル入力回路 - Google Patents
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Abstract
Description
第1部分回路、および
少なくとも1つの第2部分回路、を含み、
第1部分回路は、第1デジタル入力部であって、その第1デジタル入力部を介して、第1部分回路に第1デジタル入力信号が供給可能である第1デジタル入力部と、第1部分回路の状態を決定可能である第1閾値要素とを備え、第1部分回路は、第1デジタル入力信号が、下限閾値に達しているか、またはそれを下回っているとき、第1状態をとり、第1デジタル入力信号が、上限閾値に達しているか、またはそれを上回っているとき、第2状態をとり、
少なくとも1つの第2部分回路は、第2デジタル入力部であって、その第2デジタル入力部を介して、第2部分回路に第2デジタル入力信号が供給可能である第2デジタル入力部と、第2部分回路の状態を決定可能である第2閾値要素とを備え、
少なくとも1つの第2部分回路は、第2デジタル入力信号が、下限閾値に達しているか、またはそれを下回っているとき、第1状態をとり、第2デジタル入力信号が、上限閾値に達しているか、またはそれを上回っているとき、第2状態をとる。
第1部分回路(14)、および
少なくとも1つの第2部分回路(14’)、を含み、
第1部分回路(14)は、第1デジタル入力部(10)であって、その第1デジタル入力部(10)を介して、第1部分回路(14)に第1デジタル入力信号が供給可能である第1デジタル入力部(10)と、第1部分回路(14)の論理状態を決定可能である第1閾値要素(16)とを備え、
第1部分回路(14)は、第1デジタル入力信号が、下限閾値に達しているか、またはそれを下回っているとき、第1状態をとり、第1デジタル入力信号が、上限閾値に達しているか、またはそれを上回っているとき、第2状態をとり、
少なくとも1つの第2部分回路(14’)は、第2デジタル入力部(10’)であって、その第2デジタル入力部(10’)を介して、第2部分回路(14’)に第2デジタル入力信号が供給可能である第2デジタル入力部(10’)と、第2部分回路(14’)の論理状態を決定可能である第2閾値要素(16’)とを備え、
少なくとも1つの第2部分回路(14’)は、第2デジタル入力信号が、下限閾値に達しているか、またはそれを下回っているとき、第1状態をとり、第2デジタル入力信号が、上限閾値に達しているか、またはそれを上回っているとき、第2状態をとる、
デジタル入力回路(100)において、
デジタル入力回路(100)は、組合わされた試験装置および電流増加装置(20)を有し、
組合わされた試験装置および電流増加装置(20)は、2つの部分回路(14,14’)の機能試験がこの制御信号と同時に実行され、デジタル入力部(10,10’)の入力電流が増加するように制御信号を生成するように構成されることを特徴とするデジタル入力回路(100)である。
組合わされた試験装置および電流増加装置20がアクティブ化されていない、したがって電流を増加させ、部分回路14,14’を試験するための制御信号を生成しない場合、欠陥電流は、第1デジタル入力部10から、電流制限装置15のトランジスタ150および第1部分回路14の第1スイッチングトランジスタ23を介して、第2部分回路14’のスイッチングトランジスタ23’に流れる。その結果、第2スイッチングトランジスタ23’がオンになり、第2部分回路14’の電流制限装置15のトランジスタ150’のエミッタが0Vの電圧値になり、よって、第2部分回路14’によって適宜検出され得る安全な低レベル状態が、第2デジタル入力部10’に存在し続ける。
組合わされた試験装置および電流増加装置20がアクティブ化されていない場合、欠陥電流は、第1デジタル入力部10から、電流制限装置15のトランジスタ150と、第1部分回路14の第1スイッチングトランジスタ23と、および第2部分回路14’に設けられた第2スイッチングトランジスタ23’のベース−コレクタ経路とを介して、第2結合要素11’を形成する第2部分回路14’のフォトカプラ内に流れる。欠陥電流は、第2デジタル入力部10’に割り当てられた第2部分回路14’が、可能性としてあり得る危険な高レベル状態を検出するのに十分であり得る。
組合わされた試験装置および電流増加装置20がアクティブ化されていない場合、欠陥電流が、第3結合要素21を形成するフォトカプラにおける、組合わされた試験装置および電流増加装置20の電圧源から、第2スイッチングトランジスタ23’のベース−コレクタ経路を介して、第2結合要素11’を形成する第2部分回路14’のフォトカプラ内に流れる。その結果、第2デジタル入力部10’の部分回路14’は、可能性としてあり得る危険な高レベル状態を検出する。
・異なる回路構成、特に電流源を備えたデジタル入力回路100でも、デジタル入力部10,10’の高レベルのセキュリティを維持する。
・試験による、可能性としてあり得る危険な(構成部品の)欠陥の確実な検出
・潜在的な絶縁構成部品を削減する。
11,11’,21 結合要素
12,12’ 入力フィルタ手段
13 ガルバニック絶縁
14,14’ 部分回路
15,15’ 電流制限装置
16,16’ 閾値要素
17,17’ 入力抵抗器
18,18’ 出力
19,19’ 直列抵抗器
20 組合わされた試験装置および電流増加装置
23,23’ スイッチングトランジスタ
24 クロック基準装置
25 制御要素
100 デジタル入力回路
110,110’,210 発光ダイオード
111,111’,211 コレクタ−エミッタ経路
150,150’ トランジスタ
151,151’ Zダイオード
152,152’ 直列抵抗器
212 接続部
213 交差接続部
214 供給ライン
500 安全スイッチング装置
501 負荷
502 信号発生器
Claims (9)
- 少なくとも1つの信号発生器(502)からデジタル入力信号を受信するためのデジタル入力回路(100)であって、
第1部分回路(14)、および
少なくとも1つの第2部分回路(14’)、を含み、
第1部分回路(14)は、第1デジタル入力部(10)であって、その第1デジタル入力部(10)を介して、第1部分回路(14)に第1デジタル入力信号が供給可能である第1デジタル入力部(10)と、第1部分回路(14)の論理状態を決定可能である第1閾値要素(16)とを備え、
第1部分回路(14)は、第1デジタル入力信号が、下限閾値に達しているか、またはそれを下回っているとき、第1状態をとり、第1デジタル入力信号が、上限閾値に達しているか、またはそれを上回っているとき、第2状態をとり、
少なくとも1つの第2部分回路(14’)は、第2デジタル入力部(10’)であって、その第2デジタル入力部(10’)を介して、第2部分回路(14’)に第2デジタル入力信号が供給可能である第2デジタル入力部(10’)と、第2部分回路(14’)の論理状態を決定可能である第2閾値要素(16’)とを備え、
少なくとも1つの第2部分回路(14’)は、第2デジタル入力信号が、下限閾値に達しているか、またはそれを下回っているとき、第1状態をとり、第2デジタル入力信号が、上限閾値に達しているか、またはそれを上回っているとき、第2状態をとる、
デジタル入力回路(100)において、
デジタル入力回路(100)は、組合わされた試験装置および電流増加装置(20)を有し、
組合わされた試験装置および電流増加装置(20)は、2つの部分回路(14,14’)の機能試験がこの制御信号と同時に実行され、デジタル入力部(10,10’)の入力電流が増加するように制御信号を生成するように構成されることを特徴とするデジタル入力回路(100)。 - デジタル入力回路(100)は、デジタル入力部(10,10’)の部分回路(14,14’)が互いに単一の交差接続部(213)のみを有するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載のデジタル入力回路(100)。
- 部分回路(14,14’)は、部分回路(14,14’)を試験するための組合わされた試験装置および電流増加装置(20)の制御信号が受信されるとき、デジタル入力部(10,10’)を介して部分回路(14,14’)に供給されるデジタル入力信号のレベルが、関係する部分回路(14,14’)の第1状態に対応するように、内部で大きく下げられるように構成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のデジタル入力回路(100)。
- 第1部分回路(14)が、第1電子スイッチング素子、特に第1スイッチングトランジスタ(23)を有し、それによって組合わされた試験装置および電流増加装置(20)が、第1部分回路(14)に接続されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のデジタル入力回路(100)。
- 第2部分回路(14’)が第2電子スイッチング素子、特に第2スイッチングトランジスタ(23’)を有し、それによって組合された試験装置および電流増加装置(20)が、第2部分回路(14’)に接続されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のデジタル入力回路(100)。
- 第1および第2部分回路(14,14’)の、電子スイッチング素子、特にスイッチングトランジスタ(23,23’)は、互いに並列に接続されることを特徴とする、請求項5に記載のデジタル入力回路(100)。
- 組合わされた試験装置および電流増加装置(20)は、電流増加装置(20)の制御信号を変調するように構成されたクロック基準装置(24)を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のデジタル入力回路(100)。
- 2つの部分回路(14,14’)のそれぞれが、少なくとも2つの電圧安定化要素および2つの電流源を有し、これらの電流源が、好ましくは、少なくとも、部分回路(14,14’)の第2状態を定義する入力信号については、第1電流源の電圧安定化要素を流れる電流が、実質的に、第2電流源の安定化電流からなり、第2電流源の電圧安定化要素を流れる電流が、実質的に、第1電流源の安定化電流からなるように、交差して切り換えられることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のデジタル入力回路(100)。
- 負荷(501)の、特に技術システムの、電源をオンおよびオフにするための安全スイッチング装置(500)であって、少なくとも1つの信号発生器(502)からデジタル入力信号を受信するための少なくとも2つのデジタル入力部(10,10’)を備えるデジタル入力回路(100)を有する、安全スイッチング装置(500)において、デジタル入力回路(100)が、請求項1〜8のいずれか1項に従って構成されることを特徴とする安全スイッチング装置(500)。
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