JP3519447B2 - スイッチ位置を監視する装置及び方法 - Google Patents
スイッチ位置を監視する装置及び方法Info
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- H01H9/167—Circuits for remote indication
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、保護技術及び発電所管
理技術の分野に関する。特に、スイッチのスイッチ位置
を監視する装置及びスイッチ位置を監視する方法に関す
る。
理技術の分野に関する。特に、スイッチのスイッチ位置
を監視する装置及びスイッチ位置を監視する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スイッチ位置を監視する装置は、例え
ば、高電圧（高圧）及び中電圧（中圧）スイッチングシ
ステムに用いられる。高圧スイッチは、この目的のため
に、監視されなければならず、かつ高圧スイッチに機械
的に結合される補助スイッチの連続を示す。補助スイッ
チは、補助電圧源に接続される。補助電圧源は、好まし
くは、低電圧源として設計される。機械的な結合なの
で、補助スイッチのスイッチ位置から高圧スイッチのス
イッチ位置を直接推測することが可能である。これは、
スイッチ位置の検出のためにどんな高圧を取り扱うこと
も必要ないという大きな利点をもたらす。
ば、高電圧（高圧）及び中電圧（中圧）スイッチングシ
ステムに用いられる。高圧スイッチは、この目的のため
に、監視されなければならず、かつ高圧スイッチに機械
的に結合される補助スイッチの連続を示す。補助スイッ
チは、補助電圧源に接続される。補助電圧源は、好まし
くは、低電圧源として設計される。機械的な結合なの
で、補助スイッチのスイッチ位置から高圧スイッチのス
イッチ位置を直接推測することが可能である。これは、
スイッチ位置の検出のためにどんな高圧を取り扱うこと
も必要ないという大きな利点をもたらす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補助電
圧源は、システム毎に異なり、特定の監視装置が各シス
テムのために生産されなければならない。スイッチ監視
の場合におけるそれらに対すると同様な問題が、欧州特
許ＥＰ−Ｂ１−０ １６０ ２３５に記載される監視装
置の場合に発生する。この文献による発明は、監視装置
に対して特に付随した電源を必要とせずに供給回線の断
続及び引外しコイルの短絡に関して電源スイッチのトリ
ップ（引外し）回路を監視するという目的を達成する。
この場合、トリップ回路は、異なる供給電圧（電源電
圧）に接続可能である。従って、システムのトリップ電
圧（引外し電圧）は、監視装置への電源のために便宜上
用いられる。監視装置のカレントテークアップ（curren
t takeup）は、一定であり、異なるトリップ電圧への順
応が直列抵抗によって可能である。これに基づいて、各
システムについて特定の回路を設計することがもはや全
く必要ないが、しかし回路は、補助電圧源に常時続いて
適応されなければならない。そのような回路の自動化生
産に対して、もし回路がもう一度適応されなくてもよい
ならば、しかしながら、それは所望することである。
圧源は、システム毎に異なり、特定の監視装置が各シス
テムのために生産されなければならない。スイッチ監視
の場合におけるそれらに対すると同様な問題が、欧州特
許ＥＰ−Ｂ１−０ １６０ ２３５に記載される監視装
置の場合に発生する。この文献による発明は、監視装置
に対して特に付随した電源を必要とせずに供給回線の断
続及び引外しコイルの短絡に関して電源スイッチのトリ
ップ（引外し）回路を監視するという目的を達成する。
この場合、トリップ回路は、異なる供給電圧（電源電
圧）に接続可能である。従って、システムのトリップ電
圧（引外し電圧）は、監視装置への電源のために便宜上
用いられる。監視装置のカレントテークアップ（curren
t takeup）は、一定であり、異なるトリップ電圧への順
応が直列抵抗によって可能である。これに基づいて、各
システムについて特定の回路を設計することがもはや全
く必要ないが、しかし回路は、補助電圧源に常時続いて
適応されなければならない。そのような回路の自動化生
産に対して、もし回路がもう一度適応されなくてもよい
ならば、しかしながら、それは所望することである。
【０００４】更に、もし２値情報「開／閉」ばかりでな
く補助電圧の大きさも検出されかつ伝送されうるなら
ば、それは所望するところである。従って、本発明の一
つの目的は、更に特定的に順応されることなくどんな補
助電圧源にも適用可能な、スイッチのスイッチ位置を監
視する新たな装置を提供することである。更に、その意
図は、補助電圧の大きさを検出することができることで
ある。本発明の更なる目的は、スイッチ位置を電気的信
号に変換する方法を提供することである。
く補助電圧の大きさも検出されかつ伝送されうるなら
ば、それは所望するところである。従って、本発明の一
つの目的は、更に特定的に順応されることなくどんな補
助電圧源にも適用可能な、スイッチのスイッチ位置を監
視する新たな装置を提供することである。更に、その意
図は、補助電圧の大きさを検出することができることで
ある。本発明の更なる目的は、スイッチ位置を電気的信
号に変換する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した本発明の目的
は、スイッチに接続され、かつスイッチが閉じられたと
きに、決定されたの圧Ｕｏを出力する補助電圧源と、ス
イッチが閉じたときに、電圧Ｕｏが存在するように、ス
イッチ及び補助電圧源に接続可能であり、スイッチ位置
の検出及び検出されたスイッチ位置の電気信号への変換
のための第１の手段と、第１の手段に接続可能であり、
電気信号の伝送のための第２の手段と、第２の手段によ
って伝送された電気信号の評価のための第３の手段とを
備え、第１及び第２の手段が補助電圧源により電気エネ
ルギーを供給され、スイッチが閉じたときに第１の手段
は、Ｕｏで表される電圧を、デューティサイクルがより
短いければ電圧Ｕｏがより高いように、決定されたデュ
ーティサイクルのパルス幅変調されたパルスシーケンス
に変換する、スイッチのスイッチ位置を監視する装置に
よって達成される。上述した本発明の他の目的は、スイ
ッチが特定の電圧Ｕｏを出力する補助電圧源に接続さ
れ、スイッチが閉じられるときに、電圧Ｕｏが周期的に
デジタル信号に変換され、その後に、デジタル信号がパ
ルス幅変調された信号に変換され、電圧Ｕｏがより高い
ならば、パルス幅変調された信号のデューティサイクル
がより小さくあるべく選択される段階を具備するスイッ
チのスイッチ位置を監視する方法によって達成される。
は、スイッチに接続され、かつスイッチが閉じられたと
きに、決定されたの圧Ｕｏを出力する補助電圧源と、ス
イッチが閉じたときに、電圧Ｕｏが存在するように、ス
イッチ及び補助電圧源に接続可能であり、スイッチ位置
の検出及び検出されたスイッチ位置の電気信号への変換
のための第１の手段と、第１の手段に接続可能であり、
電気信号の伝送のための第２の手段と、第２の手段によ
って伝送された電気信号の評価のための第３の手段とを
備え、第１及び第２の手段が補助電圧源により電気エネ
ルギーを供給され、スイッチが閉じたときに第１の手段
は、Ｕｏで表される電圧を、デューティサイクルがより
短いければ電圧Ｕｏがより高いように、決定されたデュ
ーティサイクルのパルス幅変調されたパルスシーケンス
に変換する、スイッチのスイッチ位置を監視する装置に
よって達成される。上述した本発明の他の目的は、スイ
ッチが特定の電圧Ｕｏを出力する補助電圧源に接続さ
れ、スイッチが閉じられるときに、電圧Ｕｏが周期的に
デジタル信号に変換され、その後に、デジタル信号がパ
ルス幅変調された信号に変換され、電圧Ｕｏがより高い
ならば、パルス幅変調された信号のデューティサイクル
がより小さくあるべく選択される段階を具備するスイッ
チのスイッチ位置を監視する方法によって達成される。
【０００６】
【作用】従って、本発明の核心は、スイッチが閉じたと
きに、補助電圧Ｕｏがパルス幅変調（ＰＤＭ）されたパ
ルスシーケンスに変換され、補助電圧が増大するとその
デューティサイクルが減少することである。換言すれ
ば、補助電圧Ｕｏが小さければ、デューティサイクルが
大きくなる。好ましい実施例において、第１の手段は、
順応回路網と信号変換器とからなる。パルス幅変調（Ｐ
ＤＭ）された信号への電圧Ｕｏの変換は、Ａ／Ｄ変換器
及びパルス幅変調器によって起こる。好ましくは、第２
の手段からの信号は、オプトカプラーによって二次側へ
伝送される。本発明による方法は、第１段階で補助電圧
がデジタル信号に変換され、このデジタル信号がその後
で周期的にパルス変調されたパルスシーケンスに変形さ
れ、補助電圧が増大するとパルスシーケンスのデューテ
ィサイクルが小さくなるということで特徴付けられる。
もし補助電圧が増大するとデューティサイクルが線形的
に減少するならば、パルスシーケンスのデューティサイ
クルと補助電圧の大きさとの相互関係は、特に簡単にな
る。
きに、補助電圧Ｕｏがパルス幅変調（ＰＤＭ）されたパ
ルスシーケンスに変換され、補助電圧が増大するとその
デューティサイクルが減少することである。換言すれ
ば、補助電圧Ｕｏが小さければ、デューティサイクルが
大きくなる。好ましい実施例において、第１の手段は、
順応回路網と信号変換器とからなる。パルス幅変調（Ｐ
ＤＭ）された信号への電圧Ｕｏの変換は、Ａ／Ｄ変換器
及びパルス幅変調器によって起こる。好ましくは、第２
の手段からの信号は、オプトカプラーによって二次側へ
伝送される。本発明による方法は、第１段階で補助電圧
がデジタル信号に変換され、このデジタル信号がその後
で周期的にパルス変調されたパルスシーケンスに変形さ
れ、補助電圧が増大するとパルスシーケンスのデューテ
ィサイクルが小さくなるということで特徴付けられる。
もし補助電圧が増大するとデューティサイクルが線形的
に減少するならば、パルスシーケンスのデューティサイ
クルと補助電圧の大きさとの相互関係は、特に簡単にな
る。
【０００７】
【実施例】以下、添付した図面を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。なお各図における同一の構成部分
は、同一の参照符号で示す。図１は、本発明による監視
装置のブロック図を示す。スイッチは、参照符号（１）
によって示される。これは、例えば高電圧（高圧）スイ
ッチの補助スイッチでありうる。この補助電圧スイッチ
は、機械的に高圧スイッチに連結されるので補助スイッ
チ位置から簡単な方法で高圧スイッチの位置を推測する
ことが可能である。そのような補助スイッチは、非常に
重要であり、どのような場合においても、それらは低い
パワーレベルで高圧スイッチの監視を許容する。スイッ
チ（１）のスイッチ位置の監視について、後者は、補助
電圧源（２）に接続されて、スイッチが閉じられたとき
に電圧Ｕｏを出力する。第１の手段（３）は、スイッチ
（１）及び補助電圧源（２）に接続される。これら第１
の手段（３）は、スイッチ（１）のスイッチ位置を検出
しかつ固有２値情報を電気信号に変換する。この電気信
号は、好ましくはガルバニ的（galvanically）に分離さ
れた二次側に第２の手段（４）によって伝送される。伝
送された電気信号は、この二次側上で評価される。伝送
は、好ましくは、オプトカプラーによって実行される。
しかしながら、他のガルバニ的に分離された伝送形式も
実行可能である。
例を詳細に説明する。なお各図における同一の構成部分
は、同一の参照符号で示す。図１は、本発明による監視
装置のブロック図を示す。スイッチは、参照符号（１）
によって示される。これは、例えば高電圧（高圧）スイ
ッチの補助スイッチでありうる。この補助電圧スイッチ
は、機械的に高圧スイッチに連結されるので補助スイッ
チ位置から簡単な方法で高圧スイッチの位置を推測する
ことが可能である。そのような補助スイッチは、非常に
重要であり、どのような場合においても、それらは低い
パワーレベルで高圧スイッチの監視を許容する。スイッ
チ（１）のスイッチ位置の監視について、後者は、補助
電圧源（２）に接続されて、スイッチが閉じられたとき
に電圧Ｕｏを出力する。第１の手段（３）は、スイッチ
（１）及び補助電圧源（２）に接続される。これら第１
の手段（３）は、スイッチ（１）のスイッチ位置を検出
しかつ固有２値情報を電気信号に変換する。この電気信
号は、好ましくはガルバニ的（galvanically）に分離さ
れた二次側に第２の手段（４）によって伝送される。伝
送された電気信号は、この二次側上で評価される。伝送
は、好ましくは、オプトカプラーによって実行される。
しかしながら、他のガルバニ的に分離された伝送形式も
実行可能である。
【０００８】しかしながら、スイッチングシステムは、
場合々々により異なる補助電圧を示すので、監視装置
は、原位置でかつ手動で既存の補助電圧に順応されなけ
ればならない。さもなければが、オプトカプラーの異な
る駆動電流が、異なる電圧について生起する。これが生
起しないために、従来技術における回路は、例えば上述
した文献に記載されているように、直列抵抗によって順
応される。そのような順応は、しかしながら、第１に時
間の浪費であり、第２に標準化された監視装置の自動化
生産を妨げる。本発明による監視装置は、この回路の形
式に更に順応することを必要としないで、異なる補助電
圧に対して用いられることが可能である単一形式の回路
を許容することを意図される。これは、スイッチが閉じ
られたときに第１の手段（３）の入力に存在する、補助
電圧が、補助電圧が増大するとそのデューティサイクル
が減少する、パルス幅変調されたパルスシーケンスに変
換されることで達成される。この結果として、伝送手段
（４）が、補助電圧とは実質的に独立なパワーで駆動さ
れることが保証される。従って、補助電圧原への回路の
順応は、全く不要になる。
場合々々により異なる補助電圧を示すので、監視装置
は、原位置でかつ手動で既存の補助電圧に順応されなけ
ればならない。さもなければが、オプトカプラーの異な
る駆動電流が、異なる電圧について生起する。これが生
起しないために、従来技術における回路は、例えば上述
した文献に記載されているように、直列抵抗によって順
応される。そのような順応は、しかしながら、第１に時
間の浪費であり、第２に標準化された監視装置の自動化
生産を妨げる。本発明による監視装置は、この回路の形
式に更に順応することを必要としないで、異なる補助電
圧に対して用いられることが可能である単一形式の回路
を許容することを意図される。これは、スイッチが閉じ
られたときに第１の手段（３）の入力に存在する、補助
電圧が、補助電圧が増大するとそのデューティサイクル
が減少する、パルス幅変調されたパルスシーケンスに変
換されることで達成される。この結果として、伝送手段
（４）が、補助電圧とは実質的に独立なパワーで駆動さ
れることが保証される。従って、補助電圧原への回路の
順応は、全く不要になる。
【０００９】更なる利点として、パルス幅変調への補助
電圧の符号化は、評価手段（５）において取り消され
る、即ち、復号される。これは、スイッチ（２）のスイ
ッチ位置の補助電圧独立伝送だけでなく、同時に、補助
電圧の大きさに関する情報をもを与える。通常、２４Ｖ
から２５０Ｖの補助電圧が用いられる。最悪の場合、こ
の電圧は、±２５％の許容範囲をを示すので、１８Ｖか
ら３１２Ｖの電圧が期待されなければならない。図２
は、検出及び変換手段（３）の実施例を示す。これら第
１の手段（３）は、順応回路網（６）及び信号変換器
（７）から構成される。順応回路網（６）は、本質的
に、限圧器（Ｔ１）、分圧器（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ１）及び
ダイオード（Ｄ１）を備えている。限圧器（Ｔ１）は、
例えばその入力に存在する電圧を±４５０Ｖに制限する
ことで過電圧から監視構成を保護する。通常の場合、補
助電圧Ｕｏは、スイッチが閉じられたときに存在する。
この補助電圧は、抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の大きさによって
決定されるファクター（因子）により分圧器（Ｒ１，Ｒ
２，Ｃ１）で分割される。キャパシター（Ｃ１）は、電
圧平滑の役目をする。この分割された電圧は、信号変換
器（７）に渡される。
電圧の符号化は、評価手段（５）において取り消され
る、即ち、復号される。これは、スイッチ（２）のスイ
ッチ位置の補助電圧独立伝送だけでなく、同時に、補助
電圧の大きさに関する情報をもを与える。通常、２４Ｖ
から２５０Ｖの補助電圧が用いられる。最悪の場合、こ
の電圧は、±２５％の許容範囲をを示すので、１８Ｖか
ら３１２Ｖの電圧が期待されなければならない。図２
は、検出及び変換手段（３）の実施例を示す。これら第
１の手段（３）は、順応回路網（６）及び信号変換器
（７）から構成される。順応回路網（６）は、本質的
に、限圧器（Ｔ１）、分圧器（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ１）及び
ダイオード（Ｄ１）を備えている。限圧器（Ｔ１）は、
例えばその入力に存在する電圧を±４５０Ｖに制限する
ことで過電圧から監視構成を保護する。通常の場合、補
助電圧Ｕｏは、スイッチが閉じられたときに存在する。
この補助電圧は、抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の大きさによって
決定されるファクター（因子）により分圧器（Ｒ１，Ｒ
２，Ｃ１）で分割される。キャパシター（Ｃ１）は、電
圧平滑の役目をする。この分割された電圧は、信号変換
器（７）に渡される。
【００１０】加えるに、補助電圧は、整流ダイオード
（Ｄ１）を介してトランジスタ（Ｔ２）、好ましくは電
界トランジスタ、に接続される。このトランジスタは、
電流源として抵抗（Ｒ３）と共に動作する。この電流
は、ツェナーダイオード（Ｄ２）を通って流れる。これ
は、キャパシター（Ｃ２）によって平滑にされた一定の
電圧を与え、かつ信号変換器（７）の安定電源供給源と
しての役目をする。図４は、信号変換器（７）のブロッ
ク図を示す。この信号変換器（７）は、本質的に、発振
器（９）、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（８）
及びパルス幅変調器（１９）を備える。補助電圧は、取
り扱うことができるレベルに分圧器（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ
１）で下げられる。分圧器の出力は、Ａ／Ｄ変換器
（８）の入力に接続される。Ａ／Ｄ変換器（８）は、発
振器（９）によってクロックされる。それ（Ａ／Ｄ変換
器（８））は、存在しかつ補助電圧Ｕｏに対応する電圧
をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号は、複数の
回線を介してパルス幅変調器（１０）に渡される。パル
ス幅変調器（１０）は、Ａ／Ｄ変換器（８）のデジタル
信号を、そのデューティサイクルが存在するデジタル信
号の値の関数である、パルス幅変調されたパルスシーケ
ンスに変換する。このパルスシーケンスは、パルス幅変
調器（１０）の出力に渡される。
（Ｄ１）を介してトランジスタ（Ｔ２）、好ましくは電
界トランジスタ、に接続される。このトランジスタは、
電流源として抵抗（Ｒ３）と共に動作する。この電流
は、ツェナーダイオード（Ｄ２）を通って流れる。これ
は、キャパシター（Ｃ２）によって平滑にされた一定の
電圧を与え、かつ信号変換器（７）の安定電源供給源と
しての役目をする。図４は、信号変換器（７）のブロッ
ク図を示す。この信号変換器（７）は、本質的に、発振
器（９）、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（８）
及びパルス幅変調器（１９）を備える。補助電圧は、取
り扱うことができるレベルに分圧器（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ
１）で下げられる。分圧器の出力は、Ａ／Ｄ変換器
（８）の入力に接続される。Ａ／Ｄ変換器（８）は、発
振器（９）によってクロックされる。それ（Ａ／Ｄ変換
器（８））は、存在しかつ補助電圧Ｕｏに対応する電圧
をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号は、複数の
回線を介してパルス幅変調器（１０）に渡される。パル
ス幅変調器（１０）は、Ａ／Ｄ変換器（８）のデジタル
信号を、そのデューティサイクルが存在するデジタル信
号の値の関数である、パルス幅変調されたパルスシーケ
ンスに変換する。このパルスシーケンスは、パルス幅変
調器（１０）の出力に渡される。
【００１１】この方法により、スイッチが閉じられたと
きに、補助電圧Ｕｏは、パルス幅変調されたパルスシー
ケンスに変換される。第１の手段（３）にてただ一つの
電圧が存在するので、スイッチ（１）が閉じられた事象
において、従って、パルス幅変調されたパルスシーケン
スの存在からスイッチ位置を推測することが可能であ
る。図５は、パルス幅変調器（１０）の好ましい符号化
仕様（encoding specification）を示す。非常に小さい
電圧値（理論上、０Ｖに近づく）で、パルスシーケンス
は、５０％のデューティサイクルを示す。決定された最
大電圧（Ｕｍａｘ）までは、デューティサイクルは、電
圧が増大すると線形的に減少される。限圧（Ｕｍａｘ）
からの効果で、デューティサイクルは、最小値（ＤＣｍ
ｉｎ＞０％）で一定に保たれる。この結果として、０
Ｖ、即ち信号変換器で電圧なし、よって信号なしと、最
大電圧、即ち０％デューティサイクルを有する信号、よ
って信号なしとの間を特徴付けることが可能になる。し
かしながら、勿論、非線形符号化仕様も実行可能であ
る。更に、符号化は、評価手段で取り消し得え、それゆ
えに、補助電圧の大きさを推測することが可能である。
きに、補助電圧Ｕｏは、パルス幅変調されたパルスシー
ケンスに変換される。第１の手段（３）にてただ一つの
電圧が存在するので、スイッチ（１）が閉じられた事象
において、従って、パルス幅変調されたパルスシーケン
スの存在からスイッチ位置を推測することが可能であ
る。図５は、パルス幅変調器（１０）の好ましい符号化
仕様（encoding specification）を示す。非常に小さい
電圧値（理論上、０Ｖに近づく）で、パルスシーケンス
は、５０％のデューティサイクルを示す。決定された最
大電圧（Ｕｍａｘ）までは、デューティサイクルは、電
圧が増大すると線形的に減少される。限圧（Ｕｍａｘ）
からの効果で、デューティサイクルは、最小値（ＤＣｍ
ｉｎ＞０％）で一定に保たれる。この結果として、０
Ｖ、即ち信号変換器で電圧なし、よって信号なしと、最
大電圧、即ち０％デューティサイクルを有する信号、よ
って信号なしとの間を特徴付けることが可能になる。し
かしながら、勿論、非線形符号化仕様も実行可能であ
る。更に、符号化は、評価手段で取り消し得え、それゆ
えに、補助電圧の大きさを推測することが可能である。
【００１２】好ましい実施例において、信号変換器
（７）は、ＡＳＩＣに統合（集積）される。この結果と
して、多量の空間を節約すること及び信号変換器（７）
の信頼性を増大することが可能である。第２の手段
（４）は、このパルスシーケンスによって駆動される。
図３に示すように、これら手段（４）は、好ましくはオ
プトカプラー（ＯＣ）を備える。オプトカプラー（Ｏ
Ｃ）の発光ダイオードのパルス化された電流は、ゆえに
補助電圧が増大すると減少するデューティサイクルを示
す。従って、監視装置は、どのような選択可能な補助電
圧源（２）についても用いられうる。伝送された情報の
評価のための第３の手段（５）は、オプトカプラー（Ｏ
Ｃ）の二次側で接続される。これら手段（５）は、例え
ば、マイクロコンピュータからなる。オプトカプラー
（ＯＣ）は、もちろん信号変換器（７）の電源を負荷す
る。Ａ／Ｄ変換器の基準電圧は、それゆえに調整され
る。Ａ／Ｄ変換器における測定がそれにもかかわらず最
も可能な正確度を伴って実行することを可能にするため
に、オクトカプラーが駆動されないとき、換言すると、
パルスシーケンスのデューティサイクルの用いられない
半分の間に、それが常に既存の電圧を変換するように後
者は制御される。更に、オプトカプラーの立ち上がり時
間もこの範囲中に変位されうる。従って、遅い、即ち、
安い、オプトカプラーを用いることが可能である。
（７）は、ＡＳＩＣに統合（集積）される。この結果と
して、多量の空間を節約すること及び信号変換器（７）
の信頼性を増大することが可能である。第２の手段
（４）は、このパルスシーケンスによって駆動される。
図３に示すように、これら手段（４）は、好ましくはオ
プトカプラー（ＯＣ）を備える。オプトカプラー（Ｏ
Ｃ）の発光ダイオードのパルス化された電流は、ゆえに
補助電圧が増大すると減少するデューティサイクルを示
す。従って、監視装置は、どのような選択可能な補助電
圧源（２）についても用いられうる。伝送された情報の
評価のための第３の手段（５）は、オプトカプラー（Ｏ
Ｃ）の二次側で接続される。これら手段（５）は、例え
ば、マイクロコンピュータからなる。オプトカプラー
（ＯＣ）は、もちろん信号変換器（７）の電源を負荷す
る。Ａ／Ｄ変換器の基準電圧は、それゆえに調整され
る。Ａ／Ｄ変換器における測定がそれにもかかわらず最
も可能な正確度を伴って実行することを可能にするため
に、オクトカプラーが駆動されないとき、換言すると、
パルスシーケンスのデューティサイクルの用いられない
半分の間に、それが常に既存の電圧を変換するように後
者は制御される。更に、オプトカプラーの立ち上がり時
間もこの範囲中に変位されうる。従って、遅い、即ち、
安い、オプトカプラーを用いることが可能である。
【００１３】スイッチ（１）の閉じられる瞬時が最も可
能な正確度で測定されるために、パルス幅変調器（１
０）は、スイッチを閉じた後すぐにオクトカプラーが電
源投入されるように、オクトカプラーを駆動することが
好ましい。さもなければ、短い遅延時間がありうる。本
発明による方法は、スイッチ（１）に接続される、補助
電圧Ｕｏ、がデジタル信号に変換される第１の段階を具
備する。デジタル信号は、第２の段階で、補助電圧の増
大によりデューティサイクルが減少する、パルス幅変調
されたパルスシーケンスに変形される。パルス幅変調さ
れたパルスシーケンスへの変換のための仕様は、この場
合上述した符号化に対応する。従って、全体として見る
と、本発明に伴って、順応なしで異なる補助電圧に用い
ることができるスイッチ監視装置が利用可能である。そ
れゆえに、そのような装置の生産は、簡単な方法で標準
化されうる。加えて、スイッチ位置の２値情報ばかりで
なく補助電圧の大きさも検出されかつ伝送される。当然
ながら、本発明の多くの変更及び変形が上記の教示のも
とで可能である。従って、特許請求の範囲内において、
本発明はここに特定的に記載されたよりほかにも実施さ
れうる。
能な正確度で測定されるために、パルス幅変調器（１
０）は、スイッチを閉じた後すぐにオクトカプラーが電
源投入されるように、オクトカプラーを駆動することが
好ましい。さもなければ、短い遅延時間がありうる。本
発明による方法は、スイッチ（１）に接続される、補助
電圧Ｕｏ、がデジタル信号に変換される第１の段階を具
備する。デジタル信号は、第２の段階で、補助電圧の増
大によりデューティサイクルが減少する、パルス幅変調
されたパルスシーケンスに変形される。パルス幅変調さ
れたパルスシーケンスへの変換のための仕様は、この場
合上述した符号化に対応する。従って、全体として見る
と、本発明に伴って、順応なしで異なる補助電圧に用い
ることができるスイッチ監視装置が利用可能である。そ
れゆえに、そのような装置の生産は、簡単な方法で標準
化されうる。加えて、スイッチ位置の２値情報ばかりで
なく補助電圧の大きさも検出されかつ伝送される。当然
ながら、本発明の多くの変更及び変形が上記の教示のも
とで可能である。従って、特許請求の範囲内において、
本発明はここに特定的に記載されたよりほかにも実施さ
れうる。
【００１４】
【発明の効果】本発明のスイッチのスイッチ位置を監視
する装置は、スイッチに接続され、かつスイッチが閉じ
られたときに、決定されたの圧Ｕｏを出力する補助電圧
源と、スイッチが閉じたときに、電圧Ｕｏが存在するよ
うに、スイッチ及び補助電圧源に接続可能であり、スイ
ッチ位置の検出及び検出されたスイッチ位置の電気信号
への変換のための第１の手段と、第１の手段に接続可能
であり、電気信号の伝送のための第２の手段と、第２の
手段によって伝送された電気信号の評価のための第３の
手段とを備え、第１及び第２の手段が補助電圧源により
電気エネルギーを供給され、スイッチが閉じたときに第
１の手段は、Ｕｏで表される電圧を、デューティサイク
ルがより短いければ電圧Ｕｏがより高いように、決定さ
れたデューティサイクルのパルス幅変調されたパルスシ
ーケンスに変換するので、パルス幅変調された信号のデ
ューティサイクルから補助電圧の大きさを直接推測する
ことが可能であり、同じ回路をどの補助電圧源にも用い
ることができ、その結果、監視装置が簡単な方法で自動
化生産され、経済的な生産価格及び増大した信頼性を得
ることができる。
する装置は、スイッチに接続され、かつスイッチが閉じ
られたときに、決定されたの圧Ｕｏを出力する補助電圧
源と、スイッチが閉じたときに、電圧Ｕｏが存在するよ
うに、スイッチ及び補助電圧源に接続可能であり、スイ
ッチ位置の検出及び検出されたスイッチ位置の電気信号
への変換のための第１の手段と、第１の手段に接続可能
であり、電気信号の伝送のための第２の手段と、第２の
手段によって伝送された電気信号の評価のための第３の
手段とを備え、第１及び第２の手段が補助電圧源により
電気エネルギーを供給され、スイッチが閉じたときに第
１の手段は、Ｕｏで表される電圧を、デューティサイク
ルがより短いければ電圧Ｕｏがより高いように、決定さ
れたデューティサイクルのパルス幅変調されたパルスシ
ーケンスに変換するので、パルス幅変調された信号のデ
ューティサイクルから補助電圧の大きさを直接推測する
ことが可能であり、同じ回路をどの補助電圧源にも用い
ることができ、その結果、監視装置が簡単な方法で自動
化生産され、経済的な生産価格及び増大した信頼性を得
ることができる。
【００１５】更に、本発明のスイッチのスイッチ位置を
監視する方法は、スイッチが特定の電圧Ｕｏを出力する
補助電圧源に接続され、スイッチが閉じられるときに、
電圧Ｕｏが周期的にデジタル信号に変換され、その後
に、デジタル信号がパルス幅変調された信号に変換さ
れ、電圧Ｕｏがより高いならば、パルス幅変調された信
号のデューティサイクルがより小さくあるべく選択され
る段階を具備するので、パルス幅変調された信号のデュ
ーティサイクルから補助電圧の大きさを直接推測するこ
とが可能であり、その結果、簡単な方法で監視装置が自
動化生産され、経済的な生産価格及び増大した信頼性を
得ることができる。
監視する方法は、スイッチが特定の電圧Ｕｏを出力する
補助電圧源に接続され、スイッチが閉じられるときに、
電圧Ｕｏが周期的にデジタル信号に変換され、その後
に、デジタル信号がパルス幅変調された信号に変換さ
れ、電圧Ｕｏがより高いならば、パルス幅変調された信
号のデューティサイクルがより小さくあるべく選択され
る段階を具備するので、パルス幅変調された信号のデュ
ーティサイクルから補助電圧の大きさを直接推測するこ
とが可能であり、その結果、簡単な方法で監視装置が自
動化生産され、経済的な生産価格及び増大した信頼性を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による監視装置のブロック図である。
【図２】第１の手段の実施例の回路構成を示す図であ
る。
る。
【図３】第２の手段の実施例を示す図である。
【図４】信号変換器のブロック図である。
【図５】電圧Ｕｏの関数としてパルス変調された信号の
デューティサイクルを示す図である。
デューティサイクルを示す図である。
１ スイッチ
２ 補助電圧源
３ 第１の手段
４ 第２の手段
５ 第３の手段
６ 順応回路網
７ 信号変換器
８ Ａ／Ｄ変換器
９ 発振器
１０ ＰＷＭ変調器
Ｔ１ 限圧器
Ｔ２ ＭＯＳＦＥＴ
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗
Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１ 整流ダイオード
Ｄ２ ツェナーダイオード
Ｕｏ 補助電圧
Ｕ１ 縮小補助電圧
Ｕ２ 調整電圧
ＯＣ オプトカプラー
ＤＣｍｉｎ 最小デューティサイクル
Ｕｍａｘ 電圧上限
ＤＣ デューティサイクル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−178494（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−111529（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−86931（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−166400（ＪＰ，Ｕ)
特表 平３−505805（ＪＰ，Ａ)
独国特許出願公開3108264（ＤＥ，Ａ
１)
欧州特許出願公開123715（ＥＰ，Ａ
１)
英国特許1254788（ＧＢ，Ｂ)
ソ連国特許発明500565（ＳＵ，Ａ)
ソ連国特許発明758388（ＳＵ，Ａ)
米国特許4398144（ＵＳ，Ａ)
米国特許4670742（ＵＳ，Ａ)
米国特許4864285（ＵＳ，Ａ)
米国特許5065101（ＵＳ，Ａ)
米国特許5136280（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 13/00
H04Q 9/00 - 9/16
Claims (10)
- 【請求項１】 スイッチのスイッチ位置を監視する装置
であって、 前記スイッチに接続され、当該スイッチを閉じたときに
所定の電圧Ｕｏを出力する補助電圧源と、 前記スイッチ位置の検出及び電気信号への該検出された
スイッチ位置の変換のための第１の手段であり、前記ス
イッチを閉じたときに前記電圧Ｕｏが該第１の手段に存
在するように、該スイッチ及び前記補助電圧源に接続可
能である該第１の手段と、 前記第１の手段に接続可能であり、前記電気信号の伝送
のための第２の手段と、 前記第２の手段によって伝送された電気信号の評価のた
めの第３の手段とを備え、 前記第１及び第２の手段は、前記補助電圧源により電気
エネルギーが供給され、かつ 前記スイッチを閉じたときに、前記第１の手段は、存在
する前記電圧Ｕｏを、デューティサイクルが短い程、該
電圧Ｕｏが高くなるような、決定されたデューティサイ
クルのパルス幅変調されたパルスシーケンスに変換する
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記第１の手段は、順応回路網及び信号
変換器を備えることを特徴とする請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】 ａ）前記順応回路網は、 ｉ）限圧器、前記電圧ＵｏをＵ１に低減する分圧器、及
びダイオード、 ii）電流源、ツェナーダイオード、平滑化キャパシタ
ー、及び順応抵抗を本質的に備え、安定化された電圧Ｕ
２を出力する電圧安定器を備え、 iii）前記限圧器は、前記補助電圧源に接続され、前記
電圧安定器は、前記ダイオードを介して前記限圧器に接
続され、 ｂ）前記信号変換器は、前記電圧安定器によって電源供
給され、そして更に、前記分圧器の出力に接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記信号変換器は、 ａ）入力が前記分圧器の出力に接続され、その入力に存
在する前記電圧Ｕ１をデジタル信号に変換し、該変換し
たデジタル信号をその出力に渡す、Ａ/Ｄ変換器と、 ｂ）入力が前記Ａ/Ｄ変換器の前記デジタル出力に接続
され、該Ａ/Ｄ変換器のデジタル出力信号を周期的にパ
ルス幅変調されたパルスシーケンスに変換し、該パルス
幅変調されたパルスシーケンスをその出力に渡す、パル
ス幅変調器と、 ｃ）前記Ａ/Ｄ変換器及び前記パルス幅変調器がクロッ
クされるクロック信号を出力する発振器と、を備えるこ
とを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記信号変換器は、ＡＳＩＣに集積され
ることを特徴とする請求項２、３または４に記載の装
置。 - 【請求項６】 前記第２の手段は、前記電圧安定器によ
って電源供給されて駆動される、即ち前記パルス幅変調
器の前記パルス幅変調されたパルスシーケンスによって
エナジャイズされかつディエナジャイズされる、オプト
カプラーを備えることを特徴とする請求項５に記載の装
置。 - 【請求項７】 前記パルス幅変調器は、前記スイッチを
閉じた後すぐに前記オプトカプラーがエナジャイズされ
るように該オプトカプラーを駆動することを特徴とする
請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記パルス幅変調されたパルスシーケン
スのデューティサイクルは、前記電圧Ｕｏが増大する
と、線形的に減少することを特徴とする請求項１から６
のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項９】 ａ）スイッチが所定の電圧Ｕｏを出力す
る補助電圧源に接続され、 ｂ）前記スイッチを閉じたときに前記電圧Ｕｏが周期的
にデジタル信号に連続して変換され、 ｃ）前記デジタル信号がパルス幅変調された信号に変換
され、 ｄ）前記電圧Ｕｏが高くなればなる程、前記パルス幅変
調された信号のデューティサイクルがより短くなるよう
に選択される、スイッチのスイッチ位置を監視する方
法。 - 【請求項１０】 前記パルス幅変調された信号のデュー
ティサイクルは、前記電圧Ｕｏの上限（Ｕｍａｘ）に対
して最小値（ＤＣｍｉｎ）に限定され、 前記電圧Ｕｏ＝０Ｖに対して、前記デューティサイクル
は、５０％に限定されかつ５０％と前記最小値（ＤＣｍ
ｉｎ）との間で線形的に減少することを特徴とする請求
項９に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4318189A DE4318189A1 (de) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Schalterstellung |
| DE4318189:9 | 1993-06-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715894A JPH0715894A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3519447B2 true JP3519447B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=6489375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06866694A Expired - Fee Related JP3519447B2 (ja) | 1993-06-01 | 1994-04-06 | スイッチ位置を監視する装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5585678A (ja) |
| EP (1) | EP0631360B1 (ja) |
| JP (1) | JP3519447B2 (ja) |
| AT (1) | ATE160908T1 (ja) |
| DE (2) | DE4318189A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4408631C2 (de) * | 1994-03-09 | 1996-11-14 | Siemens Ag | Einrichtung zur Funktionssicherheitsüberwachung von Leistungsschalteinrichtungen (Diagnosegerät) |
| US7171461B2 (en) * | 1996-07-23 | 2007-01-30 | Server Technology, Inc. | Network remote power management outlet strip |
| US7099934B1 (en) | 1996-07-23 | 2006-08-29 | Ewing Carrel W | Network-connecting power manager for remote appliances |
| US7043543B2 (en) | 1996-07-23 | 2006-05-09 | Server Technology, Inc. | Vertical-mount electrical power distribution plugstrip |
| US7774443B2 (en) | 1996-07-23 | 2010-08-10 | Server Technology, Inc. | Power-manager configuration upload and download method and system for network managers |
| US6711613B1 (en) * | 1996-07-23 | 2004-03-23 | Server Technology, Inc. | Remote power control system |
| US5949974A (en) * | 1996-07-23 | 1999-09-07 | Ewing; Carrell W. | System for reading the status and for controlling the power supplies of appliances connected to computer networks |
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| DE19813700C2 (de) * | 1998-03-27 | 2003-03-27 | Samson Ag | Eingangsschaltung für ein Feldgerät |
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| EP1791239A1 (de) * | 2005-11-25 | 2007-05-30 | ABB Technology AG | Übermittlung einer binären Schalterstellung |
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-
1993
- 1993-06-01 DE DE4318189A patent/DE4318189A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-04-06 JP JP06866694A patent/JP3519447B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-08 US US08/224,875 patent/US5585678A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-11 DE DE59404707T patent/DE59404707D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-11 AT AT94107345T patent/ATE160908T1/de active
- 1994-05-11 EP EP94107345A patent/EP0631360B1/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE4318189A1 (de) | 1994-12-08 |
| JPH0715894A (ja) | 1995-01-17 |
| EP0631360A2 (de) | 1994-12-28 |
| ATE160908T1 (de) | 1997-12-15 |
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