SE451743B - Elektronisk sekring - Google Patents

Description

451 743 10 15 20 25 30 F IGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare med hänvisning till figuren, som är ett blockschema över en elektronisk säkring enligt uppfinningen.

FÜREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I figuren visas ett blockschema över en elektronisk säkring enligt uppfinningen.

En last LA, vars genomflutne ström skall övervakas, är ansluten i en seriekrets bestående av en drossel DR, en styrbar strömställare OM och ett ström- avkännande motstånd R, och denna seriekrets är ansluten mellan en matnings- spänningskällas poler. Strömställaren kan utgöras av en effekttransistor och är anordnad att vara sluten då en spänning motsvarande en logisk etta uppträder vid dess styringång.

Den mot strömställaren OM vända änden av motståndet R samt en referens- spänning V1 är anslutna till en första respektive en andra ingång hos en avkänningskrets AK. Denna är anordnad att alstra en utgångsspänning, som är beroende av skillnaden mellan dess ingångsspänningar om spänningen vid dess första ingång överskrider spänningen vid dess andra ingång. I annat fall avges spänningen noll volt. Motståndet R och referensspänningen V1 är valda så att spänningen över motståndet är lika med V1 om strömmen genom lasten LA är lika med ett förutbestämt värde motsvarande en största godtagbar lastström.

Kretsen AK alstrar således en utgångsspänning som är noll volt om last- strömmen underskrider det förutbestämda värdet, och som vid en större lastström är beroende av skillnaden mellan denna och det förutbestämda värdet.

Med SK betecknas en styrkrets som har två ingångar, av vilka den första är kopplad till avkänningskretsens AK utgång och den andra till utgången hos en eller-grind El. Styrkretsen är anordnad att alstra en spänning som ökar då spänningen vid dess första ingång minskar och omvänt. Förutsättningen är emellertid att den erhåller en logisk nolla vid sin andra ingång. Spänningen som alstras härvid antar ett givet maximivärde vid ingångsspänningen noll, och minskas mot noll vid ökande ingångsspänning. Om styrkretsen SK erhåller en logisk etta vid sin andra ingång alstras i stället spänningen noll volt så länge som ettan kvarligger. Vid ettans upphörande ökas spänningen successivt till det värde som bestäms av spänningen vid dess första ingång. -fñ f: 10 15 20 25 30 451 743 Styrkretsen SK kan bestå av en sågtandsgenerator SG och en signalgenerator SI, vilkas utgångar är anslutna till ingångarna hos en jämförande krets JK.

Sågtandsgeneratorn SG är därvid anordnad att alstra spänningen noll då en logisk etta uppträder vid dess ingång, och en spänning som successivt ökas från noll till ett maximalt värde då en logisk nolla uppträder vid dess ingång, varefter spänningen förblir vid det maximala värdet tills en ny etta uppträder vid ingången. Signalgeneratorn SI är anordnad att för en låg insignal ge en hög utsignal och för varje ökning av insignalen ge en minskning av utsignalen. Den jämförande kretsen JK avger vid sin utgång en spänning som motsvarar det spänningsvärdet som är lägst vid dess ingångar.

Styrkretsens SK utgång är ansluten till en pulsbreddsmodulator PB, som då styrkretsen erhåller en logisk nolla vid sin andra ingång alstrar pulssr, vars pulsbredd är maximal då styrspänningen från avkänningskretsen är noll, be- roende på att lastströmmen underskrider det förutbestämda värdet. Pulsbredden minskas i beroende av skillnaden mellan strömmen och det förutbestämda värdet vid större belastningar.

Pulsbreddsmodulatorn PB är över en drivkrets DK förbunden med ström- ställarens OM styringång. Drivkretsen är symboliskt markerad som en och- grind, som hålls öppen för pulserna från modulatorn PB om spänningsnivåer motsvarande logisk nolla uppträder vid två negerade, ytterligare ingångar hos grinden. Strömställaren kommer därigenom att vara sluten under tiden för varje puls från modulatorn PB. Då lastströmmen underskrider det förutbestämda värdet kommer strömställaren sålunda att i princip vara sluten hela tiden, medan den då strömmen överskrider detta värde, i takt med pulserna om- växlande kommer att leda och bryta denna ström. När strömställaren bryts leds strömmen på grund av den i drosseln DR upplagrade energin tillbaka till lasten LA via en med drosseln och lasten parallellkopplad diod D. Drosseln kan dock utelämnas om lasten är induktiv. Organen är så anpassade att en för hög lastström kommer att begränsas till att i takt med pulserna öka och minska något kring ett värde, som endast obetydligt överskrider det förutbestämda värdet.

Pulsbreddsmodulatorn PB är över en eller-grind EZ även ansluten till en tidskrets TK, vars utgång bl a är ansluten till en negerad ingång hos den som en 10 15 2D 25 30 451 743 och-grind markerade drivkretsen DK. Tidskretsen TK åstadkommer att last- strömmar överskridande nämnda förutbestämda värde bryts helt efter en tidsperiod, som är i det närmaste konstant men som minskas något med ökande lastström. Brytningen åstadkoms genom att spänningen vid tidskretsens utgång efter nämnda tidsperiod ändras från logisk nolla till en etta, varigenom pulserna från modulatorn PB inte längre släpps fram till strömställaren OM. Tidskretsen kan i princip bestå av en kondensator och en spänningsavkännande krets, av- vilka kondensatorn laddas under de tidsperioder då pulserna från modulatorn PB inte uppträder, dvs då strömställaren OM hålls bruten. Den spännings- avkännande kretsen alstrar en utgångsslgnal motsvarande en logisk etta då spänningen över kondensatorn uppnått ett givet värde. Kondensatorns uppladd- ningstid varierar dock endast obetydligt med lastströmmen.

Tidskretsens TK utgång är även ansluten till en ingång hos en hållkrets HK, vars utgång är förbunden med tidskretsens ingång över eller-grinden E2. Hållkretsens uppgift är att påverka tidskretsen TK efter det att utgångssignalen från tidskretsen alstrats så att utgångssignalen kvarhålls tills hållkretsen och tids- kretsen erhållit en styrsignal i form av en logisk etta vid var sin ytterligare ingång. Hållkretsen HK kan exempelvis utgöras av en vippa, som ett-ställs då den erhåller utgångsaignalen från tidskretsen TK, varigenom kondensatorn i tidskretsen hålls laddad. Då utgångssignalen från tidskretsen alstrats omställs sålunda strömställaren OM till från-läge, vilket därefter bibehålls medelst hållkretsen HK.

Säkringen återstartas genom att nämnda styrsignal i form av en logisk etta tillförs de ytterligare ingångarna hos hållkretsen HK och tidskretsen TK.

Styrsignalen kan exempelvis härröra från en yttre spänningakälla vid en punkt A eller från matningsspänningskällan, i vilket senare fall den tillförs medelst en manuellt påverkbar omkopplare OK. Punkten A är därvid förbunden med tidskretsen via en eller-grind ES och är även förbunden med styrkretsen SK via eller-grinden El. Vid styrsignalens uppträdande omställs hållkretsen HK till att ej längre påverka tidskretsen TK, varvid tidskretsen samtidigt -omställs genom signalen från grinden E3 så att utgångsspänníngen ändras från logisk etta till en nolla. Detta kan åstadkommas genom att uppladdningen av tidskretsens kon- denaator via grinden EZ upphör, samtidigt som den urladdas på grund av signalen från grinden E3. Eftersom en etta även uppträder vid grindens El utgång f) 10 15 20 25 30 451 743 kommer pulsbreddsmodulatorn PB att vid återstarten alstra pulser med en successivt ökande pulsbredd, varigenom även lastströmmen kommer att ökas successivt.

Säkringen innehåller även en tröskelkrets TR. Dess ingångar är anslutna till en förbindelsepunkt mellan drosseln DR och strömställaren OM respektive till en andra referensspänning V2. Dess utgång är ansluten dels till en ingång hos drivkretsen DK, dels till en ingång hos eller-grinden El. Spänningen V2 är vald så att tröskelkretsen alstrar en utgångssignal motsvarande en logisk etta ifall lastströmmen avsevärt, exempelvis med en faktor två, överskrider det förut- bestämda värdet enligt ovan. Detta kan bl a inträffa vid kortslutning, och medför att säkringen utlöses omedelbart. Genom att tröskelkretsen TR över eller-grinden El är förbunden med styr-kretsen SK befinner sig emellertid säkringen när lastströmmen brutits som följd av en utgångssignal från tröskel- kretsen i princip i samma tillstånd som vid aterstart enligt ovan. Därigenom återstartas säkringen automatiskt, varvid pulsbredden hos de pulser som styr från noll. Detta är betydelsefullt vid inkoppling av en kapacitiv last, eftersom lastströmmen därvid i början kan ha strömställaren OM ökas successivt samma storlek som en kortslutningsström. Vid en bestående kortslutning bryts dock strömmen permanent genom strömställaren OM på grund av att tids- kretsen TK kommer att alstra en utgångssignal, varefter säkringen maste återstartas med en styrsignal vid A innan den åter kan leda ström.

För att bl a förhindra totalurladdning av systemets matningsspänningskälla är säkringen även försedd med en underspänníngsvakt UV vars utgång är ansluten till var sin ingång hos eller-grindarna El och E3. Underspänningsvakten alstrar en spänning motsvarande en logisk etta om systemspänningen underskríder ett givet minimivärde. Därvid omställs strömställaren OM till brutet läge eftersom pulserna från pulsbreddsmodulatorn PB upphör. Om spänningen återfår sitt normala värde återstartas säkringen automatiskt, eftersom tidskretsen TK ej kunnat aktiveras på grund av signalen från grinden E3. Liksom vid äterstart efter för hög lastström ökas pulsbredden hos pulserna från modulatorn PB successivt från noll och uppåt.

Med ALl resp AL2 betecknas larmanordningar, av vilka ALl aktiveras när strömställaren OM är bruten som följd av att en utgangssignal från tidskretsen 451 745 TK aistrats, och AL2 alltid aktiveras när strömställaren är bruten, oavsett orsaken härtill.

De logiska kretsarna i det visade utföringsexemplet kan självfallet arrangeras annorlunda. De kan dessutom ersättas med analoga kretsar, vilka påverkar säkringens övriga komponenter pa i princip samma sätt. Dessutom kan exem- pelvls även avkänningskretsen AK, styr-kretsen SK och strömställaren OM modifieras så att de har andra funktioner än vad som framgått ovan, men sa att strömställaren ända omställs samtidigt som vid det visade utföríngsexemplet. <1 W)

Claims (4)

1. 0 451 743 PATENTKRAV 1 Elektronisk säkring avsedd att utlösas ifall strömmen genom en last (LA) överskrider ett förutbestämt värde, innehållande strörnavkännande och ström- K begränsande kretsar samt en tidskrets (TK), medelst vilka strömmen genom lasten vid överskridande av det förutbestämda värdet först begränsas och sedan bryts helt, k ä n n e t e c k n a d därav att en styrbar strömställare (OM) är anordnad i serie med lasten (LA), att strömställaren (OM) hålls i ett konti- nuerligt slutet läge då strömmen genom lasten (LA) ej överskrider det förut- bestämda värdet, att strömställaren (OM) hålls i slutet respektive brutet läge genom pulser då strömmen genom lasten (LA) överskrider det förutbestämda värdet och att nämnda pulser alstras på sådant sätt att strömställarens (OM) slutningstid minskas med ökande ström genom lasten (LA).

2. Elektronisk säkring enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav att tidskretsens (TK) utgång är förbunden dels med strömställarens (OM) styr- ingång, dels med en hallkrets (HK), och att då strömmen genom lasten (LA) överskrider det förutbestämda värdet en styrsignal avges vid tidskretsens (TK) utgang efter en i det närmaste konstant tidsperiod, varvid strömställaren (OM) omställs till brutet läge vid styrsignalens uppträdande och förblir i detta läge tills säkringen erhållit en aterställníngssignal.

3. Elektronisk säkring enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav att tidskretsen (TK) innehåller en kondensator, som är anordnad att laddas då strömställaren (OM) är styrd till brutet läge, och att styrsignalen vid tids- kretsens (TK) utgång avges då spänningen över kondensatorn uppnått ett visst värde.

4. Elektronisk säkring enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav att nämnda pulser alstras av en pulsbreddsmodulator (PB) och att en ingång hos en med pulsbreddsmodulatorns (PB) ingång förbunden styrkrets (SK) erhaller återställningssignalen, varvid styrkretsen är anordnad att efter återställninge- signalens uppträdande alstra en styrsignal, som ändras successivt fran ett givet värde sa att strömställaren (OM) kommer att vara 'sluten under tidsintervall som ökas successivt fran noll till det värde som bestäms av styrkan hos strömmen genom lasten (LA). 451 745 'S Elektronisk säkring enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav att en diod (D) är parallellkopplad med lasten (LA) i motsatt riktning mot strömmens passeringsriktning genom lasten. 6 Elektronisk säkring enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav att en drossel (DR) är ansluten i serie med lasten (LA) pa sadant sätt att dioden (D) är parallellkopplad med bade lasten och drosseln. »M ps