SE469731B - Digital anpassningsenhet - Google Patents

Description

469 731 2 Redan idag förekommer på marknaden modulariserade DI/ DO-enheter, vilka integrerar flera av nämnda funktioner i en och samma modul, dock inte alla ovan uppräknade på en och samma gång. Med stöd av beskrivning och bilagda ritningar redovisas i det följande en DI/ DO-modul som gör anspråk på att ha samtliga ovan nämnda funktioner tillgängliga och integrerade i en och samma modul.

BESKRIVNING AV UPPFI1\IN INGEN Uppfinningen i föreliggande beskrivning utgör en anordning för anpassning av digitala insignaler eller utsignaler och som i sig uppvisar funktionerna val mellan nyttjande av anordningen som binär in- eller utgångsenhet, val av kabelövervakning, val av strömnivåvaming, val av strömbegränsningsnivå, val av temperaturnivåvarning, val av temperatur- skydd och val av spänningsområde. Genom tillgång till funktionen ström- begränsningsnivå och övertemperaturskydd kan obegränsad felkoppling vid ström- och spänningsförhållanden inom applikationsområdet tillåtas.

Samtliga de uppräknade funktionerna är inrymda inom en och samma elektroniska enhet, vilket uppnås genom en långtgående integrering av ingående komponenter i ett fåtal integrerade kretsar. Val av funktionsmod åstadkommes genom en enkel programmering.

Den långtgående integreringen hos uppfinningen, vilken samtidigt innefattar de nämnda övervakningsfunktionerna möjliggörs genom utnyttjande av Power MOSFET-kretsar, benämnda PMF, integrerade som Application Specified Integrated Circuits, vanligen kallade ASIC-kretsar.

Dessa ASIC-kretsar innefattar effekt MOSFET-transistorer anordnade att förverkliga de nämnda övervaknings- och skyddsfunktionerna.

Huvudkännetecknen för DI/ DO-enheten enligt uppfinningen kan sammanfattas som att - samma anordning kan användas som antingen digital inenhet eller digital utenhet, - samma anordning kan användas för samtliga tänkbara spänningar inom applikationsområdet, - att anordningen har olika typer av skydds- och övervakningsfunktioner och - att funktionsmod väljes genom en operativ inställning som programmerar anordningen med avseende på funktioner. 469 731 Vid användning av anordningen som en digital utenhet är följande funktioner möjliga att utnyttja var för sig eller tillsammans.

Funktionsmod a: Strömbegränsning.

Används för att skydda DO-enheten för transientöverlaster.

Nedan nämnda temperaturavkänningsfunktionen är för långsam för detta ändamål. Överströmsdetektering.

Aktiverar en varning när strömmen uppnår ett visst fastslaget värde.

Spänningsåterkoppling.

Spänningen över DO-enheten mäts i avsikt att avkänna om enheten arbetar som det är tänkt.

Funktionsmod b: Detektering av öppen krets. När DO-enheten är tillslagen aktiveras en varning för öppen krets då strömmen underskrider ett visst fastställt minimivärde. När enheten däremot är frånslagen flyter en liten läckström, något större än nämnda minimi- värde, genom DO-enheten. En varning för att kretsen är öppen aktiveras då om strömmen underskrider det sagda minimivärdet.

Funktionsmod c: Skydd mot övertemperatur.

Denna funktion utnyttjas för att skydda DO-enheten mot överbelastning. DO-enheten stängs av när temperaturen överskrider ett visst värde.

Varning mot övertemperatur.

En funktion som upplyser om att en viss förinställd temperaturnivå uppnåtts, varvid en varning aktiveras.

Vid användning av anordningen som en DI-enhet är fyra olika digitala insignalmoder definierade. d) Kontinuerlig digital signalinmatning utan kabelövervakning. e) Kontinuerlig digital signalinmatning med kabelövervakning. f) Pulsad digital signalinmatning utan kabelövervakning. g) Pulsad digital signalinmatning med kabelövervakning. 469 731 4 Vid kontinuerlig digital signalinmatning flyter en kontinuerlig ström genom DI-enheten. Vid pulsad digital signalinmatning flyter enbart korta strömpulser genom DI-enheten. Fördelen med pulsad DI är att lägre effektförluster uppnås. Pulsade DI-enheter används endast i kombination med likspänningsmatning.

På samma sätt som vid enheten arbetande som DO-enhet är alla funktion- erna för överströms- , överspännings- och övertemperaturövervakning nämnda ovan tillgängliga när enheten tjänar som DI-enhet.

En kort genomgång för verkningssättet hos DI-enheten i de olika modema ges.

Vid drift enligt mod d uppfyller enheten kraven för signalanpassnings- utrustning sammanställda i standardförslagen enligt IEC 65A/ WG6/ TF4.

Principen för strömbegränsning av DI-signalerna uppfyller både klass I och klass II insignalnivåer. Spänningen på ingångssidan har åsatts ett tröskel- värde ovanför vilket enligt nämnda standard statusen för digitala insigna- len visar läge "till". Under nämnda tröskelvärde är motsvarande status "från". Den totala strömmen genom enheten vid ingången är begränsad till ett visst driftvärde. Digital insignalstatus kan därmed bestämmas genom uppmätning av spänningen på ingångssidan.

Drift enligt mod e utnyttjar yttre resistorer för att möjliggöra kabelövervak- ning. Ingångsresistansen för IO-enheten är dimensionerad att vara liten jämfört med de yttre resistorema. Detta medför att den totala strömmen vid ingången är nästan helt bestämd av de yttre resistanserna. Vidare medför detta att den totala strömmen kan utnyttjas för att bestämma impedansnivå i form av öppen krets, frånläge , tílläge eller kortslutning. I DI-enheten förekommer som nämnts Power MOSFET-kretsar. För att skydda dessa är strömmen begränsad till ett maximivärde.

I driftmod enligt f är funktionen densamma som i mod d, men DI-enheten är ansluten endast under korta tidsperioder. Enheten har hög impedans mellan dessa tidsperioder.

Slutligen vid drift enligt mod g uppvisar IO-enheten samma funktion som i mod d och samma tidsmässiga förlopp som i mod f.

Genom lärnpligt val av strömgräns uppfyller enheten kraven för både klass I och klass II insignalnivåer enligt nyss nämnda normförslag.

Enheten programmeras för sina funktioner från en överordnad elektronisk enhet genom att select-signaler och tröskelvärden för spänningar och strömmar inställer DI/DO-enheten att verka enligt avsedd funktion.

En DI/DO-enhet enligt uppfinningen underlättar väsentligt exempelvis konstruktion, installation och service av elektroniska system där digitala anpassningsenheter utnyttjas. En enda typ av I/O-enhet uppfyller ford- ringarna för de allra flesta förekommande fall av digital signalanpassning. 5 469 731 Detta innebär att vid installation i ett processkontrollsystem är det icke nödvändigt att i förväg känna till fördelningen mellan DI-kanaler och DO- kanaler eller dessas spänningsnivåer, vilket medför stora besparingar och tidsvinster. Ett värdefullt skydd mot felaktig inkoppling eller anslutning av felaktig matning erhålles. Detta gäller både DI- och DO-enheten.

En tillämpning av en digital anpassningsenhet enligt uppfinningen, miniatyriserad och integrerad på beskrivet sätt utgör dess användning i ett processkontrollsystem. Den långtgående integreringen av anpassnings- enheten möjliggör framställning av enkanaliga digitala anpassningsenheter inrymda i små moduler. Dessa digitala anpassningsmoduler gör det möjligt att distribuera anpassningsinterface närmare yttre elektriska organ i en process, varvid kommunikation mellan anpassningsmodulen och en övervakningsenhet, exempelvis en dator, sker via en databuss. Moduler av nämnt slag kan vara monterade på standard monteringsprofiler, där kommunikationen med övervakningsenheten sker via ledande banor förlagda i eller på monteringsprofilen. I en sådan användning blir det överflödigt med enligt tidigare känd teknik flerkanaliga processanpassningskort samlade i centralt placerade skåp.

FIGURBESKRIVNIN G Figur 1 återger ett systemschema över en DI/DO-enhet enligt bilagda beskrivning.

Figur 2a redogör för tidförloppet vid utnyttjande av öppen-krets-detektering i en DO-enhet, medan Figur 2b - 2c förklarar principanvändningen av de i DI / DO-enheten ingående PMF-transistorerna.

Figur 3 visar principen för öppen-krets-detektering för DO-enheten i läge till.

Figur 4 åskådliggör schemat vid utnyttjande av öppen-krets-detektering med DO-enheten i läge från.

Figur 5 återger principen för temperaturövervakning i en DO-enhet enligt uppfinningen.

Figur 6 visar schematiserat DI-enheten utan kabelövervakningsfunktionen vid kontinuerlig inmatning.

Figur 7 visar schematiserat DI-enheten med inkopplad kabelövervaknings- funktion vid kontinuerlig inmatning. 469 751 UTFÖRANDEFORMER I det följande redovisas med stöd av bilagda figurer ett exempel på ett föredraget utförande av en DI/DO-enhet med kännetecken enligt patentkrav.

Som framgår av figur 1 realiseras DI/DO-enheten i ett långtgående integrerat utförande. IC1 representerar en så kallad ASIC-krets. Denna inrymmer alla de block som redovisats tillhörande IC1 och som följaktligen uppbyggts i integrerat utförande.

DI/DO-enheten innefattar dessutom två lika Power MOSFET-kretsar PMFa, PMFb, vilkas funktion inledningsvis framställes.

Ur figur 2b framgår schemat för en DMOS N-cliannel power MOSFET- transistor. Den i figuren symboliserade zenerdioden refererar till en internt i MOSFET-transistom befintlig parasifisk diod. Sålunda motsvaras nämnda symbol ej av någon yttre diod. Nämnas bör också att en IGBT-transistor kan ersätta MOSFET-transistorn i tillämpningarna.

I DI/DO-enheten är två power MOSFET-transistorer förenade i gemensam source-koppling åskådliggjort i figur 2c. De parasitiska dioderna används här för att åstadkomma en AC-switch.

En strömspegel, mirror FET, utnyttjas för att möjliggöra mätning av strömmen i huvud MOSFET-transistorn, huvud FET (main FET), vilket visas i figur 2d. Strömmen genom strömspegeln kan konverteras till en spänning genom att en ström-spänningsomvandlare brukas.

DI/DO-enheten enligt figur 1 innefattar två lika power MOSFET-kretsar PlvfEFa, PMFb, vilka är uppbyggda som ASIC-kretsar. I dessa förekommer i utföringsexemplet en huvudtransistor Mla, Mlb av N-channel DMOS-typ.

För att åstadkomma den ovan nämnda gemensarnma-source kopplingen är de båda PMF-kretsarna spegelvända, så att huvudtransistorernas Mla, Mlb source-anslutningar i de respektiva PMF-kretsarna är förbundna. Ytterligare en power MOSFET M3a, M3b utnyttjas som nämnda strömspegel.

Resistorerna R51 och Rsz, inkopplade mellan strömspeglarna M3a, M3b och nollpotential GND, används för att omvandla strömmen genom ström- spegeln M3a, M3b till en spänning. Spänningsdelarna Rv11/Rv12 och Rv21/Rv22 används för att mäta drain-source spänningenßtrömmätning kan naturligtvis ske på andra sätt, exempelvis med hjälp av transimpe- dansförstärkare, då resistorerna R51 och RS2 inte behövs.

Kretsen IC1 är en styrkrets för styming av PMF-kretsarnas arbetssätt. I fortsättningen benämnes därmed IC1 kontrollkrets. Kontrollkretsen och PMF-kretsarna kan alternativt integreras i en enda gemensam ASIC-krets. 469 731 7 Val mellan utnyttjande av anordningen som DI- eller DO-enhet åstadkom- mes genom att PMF-transistorerna Mla, M1b, M2a, M2b, M3a, M3b nyttjas på olika sätt. Genom lämpligt val av selectsignal till en första multiplexer Mul, vilken väljer värde på en tröskelspänning till en strömbegränsar- regulator (Current Lirnit Regulator) CL1 sätts utgångsspänningen till 0 V på utgången Vg1 när anordningen är avsedd att användas som DI-enhet.

Härvid kommer i detta fall endast en PMF-transistor M2a, M2b i respektive PMF-krets PMFa, PMFb att utnyttjas. De övriga PMF-transistorema Mia, M1b, M3a, M3b kopplas bort genom att deras respektive styre ges spänningen O volt via utgången Vgl. Blocket CL1 innefattar en operationsförstärkare med de två ingångarna Thresh. val och Feed back. Om exempelvis ingången Thresh. val ges en lägre spänning än ingången Feed back kommer utsignalen Vout från förstärkaren att ges värdet O volt.

Eftersom Vfeedback alltid är större än eller lika med noll, kommer Vout att anta värdet 0 volt om Vmfesh_ v31 ges ett negativt godtyckligt värde. Om signalen modval (mode select) ges ett värde som motsvarar användningen Digital Ingång, DI, kopplas i utföringsexemplet ett godtyckligt negativt värde via den första multiplexern Mul till blocket CL1 Vid användning som DO-enhet ansluts en belastning ZL över utgången xl, x2 och i serie med denna en spänningskälla U.

Anordningen beskrives inledningsvis i sin tillämpning som DO-enhet.

Denna kan då drivas i olika moder beroende på externt valbara förinställ- ningar i två multiplexenheter Mu1, Mu2 integrerade i kretsen IC1. De olika moderna oberoende av varandra är a) strömbegränsningsfunktion, CL, b) öppen-krets-detektering, OCD och c) övertemperaturskydd, OTP Strömbegränsningsfunktion uppnås genom återmatning av stömdetekte- ringsspänningar Vcsl, Vcs2 till kontrollkretsen IC1, där dessa spänningar matas in dels via ingångarna y1 resp y2 till en tredje multiplexenhet Mu3, dels via de tvâ ingångarna till en komparator A1. Båda nämnda enheter, den tredje multiplexenheten Mu3 och komparatom A1, är tillsammans med ytterligare en fjärde multiplexenhet Mu4 anordnade enhetligt i en signalväljare (sense signal selector) SSS, vilken i sin helhet är integrerad i den ASIC-krets som utgör kontrollkretsen IC1.

När anordningen utnyttjas som DO-enhet flyter en ström genom MOSFET Mla, MOSFET Mlb och belastningen ZL_ Strömavkänning utförs i de nämnda strömspeglama M3a och M3b. Strömriktningen detekteras genom avkänning av vilken signal Vcsl resp. Vcs2 som är störst. Denna avkänning ombesörjs av komparatorn A1, vilken medelst en selectsignal växlar den tredje multiplexem Mu3 och därigenom tillser att relevant avkänd signal Vcsl, Vcs2 kopplas via multiplexern Mu3 till strömbegränsarregulator- blocket CL1, vars utsignal Vgl kontrollerar strömmen genom PMF- 469 731 8 kretsarna och vid överskriden tillåten strömnivå begränsar strömmen genom dessa.

Komparatom A1 levererar även sin utsignal till en jämförare C som i beroende av den uppmätta strömmens storlek kan sända en signal som aktiverar en varning för överskriden viss i förväg bestämd strömnivå och en signal som informerar om att strömbegränsning är aktiverad när förinställt strömbegränsningsvärde har uppnåtts hos strömmen genom någon av huvud MOSFET-transistorema Mla, Mlb. I beskriven funktions- ' mod utnyttjas varken en andra strömbegränsar-(Current Limit Regulator) enhet CL2 eller den fjärde multiplexenheten Mu4.

I en funktionsmod b kan som nämnts avkännas om DO-enhetens utgångs- krets via utgângarna x1, x2 är öppen eller belastad. Denna Öppen-krets- cletektering OCD kan utföras såväl vid till- som frånläge hos DO-enheten.

Oppen-krets-detekteringen uförs med en pulsad, icke kontinuerlig signal.

Pulsintervallet hos denna signal kan som i utföringsexemplet vara ungefär 100 ms, vilket framgår av figur 2. Figuren visar enligt exemplet att med DO- enheten i läge från utförs en OCD-test med en signalpuls under en tidrymd av 100 us, varefter DO-enheten är i frånläge utan OCD-test under återstoden av pulsintervallet. Därefter kommer nästa signalpuls, vilken på nytt utför OCD-testen osv. Detta fortgår till dess att tillståndet hos DO-enheten ställs om i tilläge. Efter ett sådant tillslag befinner sig DO-enheten i läge till utan OCD-test fram till dess att en puls för OCD-test uppträder, varvid en sådan utförs under tidsintervallet 100 us. Enheten återgår till tilläge utan OCD-test under återstoden av pulsintervallet 100 ms, varefter ny signalpuls aktiverar OCD-test osv. I detta fall i läge till är även övriga eventuellt valda funktionsmoder verksamma.

Funktionen hos DO-enheten i mod b med enheten i läge till framgår av fig. 3. I figuren kan utläsas att en belastning ZL och en yttre spänningskälla U är ansluten i serie till DO-enhetens utgång x1, X2 i denna mod. Med öppen krets avses i denna funktionsmod med öppen-krets-avkänning att ström- men genom PMF-kretsen, Itot, är mindre än ett visst valt värde, i exemplet 7 mA. När Öppen-krets-detektering genomförs öppnas PMF-kretsens MOSFET-transistorer M2 genom att spänning via Vg2 påläggs dennas styre med en spänningspuls. Samtidigt stryps huvud MOSFET-transistom M1 ner genom att en ramppuls med avtagande spänning via Vgl påförs dennas styre. Om den totala PMF-strömmen Imt är högre än 7 mA, vilket är fallet vid icke öppen krets, ökar spänningen Vcs1, eller Vcs2, till ett värde över en viss fix spänningsnivå. När Vcs1 eller Vcs2 detekteras överstigande , denna fixa spänningsnivå avbryts omedelbart OCD-testet. Om å andra sidan den totala PMF-strömmen Imt är lägre än nämnda 7 mA, vilket är fallet vid öppen krets, kommer spänningarna Vcs1 eller Vcs2 aldrig att överskrida nämnda fixa spänningsnivå. Indikering med avseende på status ges från jämföraren C. Öppen-krets-detektering med DO-enheten i läge från åskådliggörs i figur 4. I detta fall utförs testet genom att MOSFET M2 styres till lågimpedivt 469 731 9 tillstånd. Kontrollkretsen ICI begränsar strömmen i utföringsexemplet till 8 mA. Om strömmen Im genom PMF-kretsen är mindre än 7 mA anses kretsen öppen. Indikering om detta ges genom en statussignal ut från jämföraren C.

PMF-kretsen innehåller dioder D1a, D1b för temperaturövervakning.

Temperaturen mäts genom att framspänningsfallet över dioden D1 a, D1b bestäms när en ström i framspänningsriktningen förs genom dioden i respektive PMF-krets. Figur 5 återger konfigurationen för temperatur- övervakningen, där schemat för en övertemperaturdetektor-krets, Te, integrerad på ASIC-kretsen är visat i blockstruktur. Temperaturmätning genomförs växelvis för en PMF-krets i taget. För att åstadkomma detta utnyttjas två multiplexenheter Mu5, Mu6 och en demultiplexer DEMUX.

Beroende på variationerna i en PMF-selectsignal till de tre multiplex- enheterna Mu5, Mu6, DEMUX alternerar temperaturmätningen mellan de två PMF-kretsarna. Den erforderliga strömmen för mätningen av det nämnda framspänningsfallet erhålles från en strömgenerator IG, vilken som exempel under mätning av temperaturen i PMFa matar ström via utgången Itb1 över dioden D1a och till jord. Ett problem är att en stor ström kan flyta genom MOSFET Mla och att ett icke försumbart spänningsfall i bondtråd i övergången mellan jordledning och ASIC-krets kan uppträda om framspänningsfallet skulle mätas direkt mellan utgången Itb1 och jord. För att undvika detta är en extra mätledning med mättuttag Ksl anordnad i PMF-kretsen PMFa med anslutning nära diodens Dla katod. Härigenom kan spänningen över dioden mätas högimpedivt enligt principen för fyrtrådsmätning. Mätningen tillgâr på motsvarande sätt i den andra PMF- kretsen PMFb. Temperaturövervakning tillgår på samma sätt i DI-mod.

Aktuellt framspänningsfall över resp. diod D1a, D1b svarande mot aktuellt temperaturvärde hos respektive PMF-krets förs via multiplexenhetema Mu5, Mu6 vidare till en andra förstärkare A2 och uppdelas därefter på en tredje A3 och en fjärde A4 förstärkare av komparatortyp, där den tredje förstärkaren också matas med en signal VTlim som utgör referens för temperaturgränsen och där den fjärde förstärkare även matas med en signal som motsvarar värdet för inställd temperaturvarning VTwaming. Den tredje A3 och den fjärde A4 förstärkaren avger vid sin utgång signaler Tum respektive Twaming när temperaturvärden motsvarande dessa signaler uppnås inne i PMF-kretsen.

Omställning av DI/DO-anordningen till användning som DI-enhet uförs enligt ovan genom att endast MOSFETZ M2a, M2b utnyttjas i PMF- kretsarna. De båda övriga MOSFET-transistorema M1, M3 bortkopplas, vilket ästadkommes genom att spänningen vid styret hos dessa båda sätts till 0 V. Vid nyttjande av anordningen som DI-enhet finns möjlighet till drift av denna i fyra olika funktionsmoder oberoende av varandra, nämligen d) kontinuerlig utan kabelövervakning e) kontinuerlig med kabelövervakning 469 731 f) pulsad utan kabelövervakning g) pulsad med kabelövervakning 10 Vid användning som DI-enhet utan kabelövervakning inkopplas en switch SW eller annan godtycklig givare med binär utsignal till anordningens utgång x1, x2. Med kabelövervakning ansluts dessutom två resistorer till utgången, den första resistorn Rsvl i serie med belastningen och den andra resistom Rsv2 parallellt med belastningen.

Schematiserat visas principen för funktionsmod d i figur 6. Schemat för funktionssättet i denna mod liknar i mycket funktionen vid öppen-krets- detektering enligt figur 4. I signalväljaren SSS sänder dock i denna mod den tredje multiplexenheten Mu3 endast en återkopplingssignal till CL2-kretsen medan den fjärde multiplexenhetens Mu4 utgång är ansluten till jämföraren C. Komparatom A1 avkänner vilken av insignalerna Vcsl och Vcs2 som är störst och ställer genom en selectsignal om den tredje multiplexem Mu3 och den fjärde multiplexern Mu4 för avkänning av de för ögonblicket relevanta insignalema Vvsl, Vcsl eller Vvs2, Vcs2. Om momentant PMF-kretsen PMFa är den relevanta avkänns strömmen motsvarande den till DI-enheten inmatade strömstyrkan medelst storleken hos spänningsignalen Vcsl. Denna spänning matas via den tredje multi- plexem Mu3 till återkopplingen Feed back i strömbegränsarregulator- blocket CL2 varvid inmatad ström till DI-enheten kan kontrolleras via styret på MOSFET2. Via spänningsdelaren Rvll och Rv12 uttas signalen Vvsl som via den fjärde multiplexern Mu4 matar jämföraren C. Här jämförs värdet hos signalen Vvsl med värden hos förinställda nivåer i jämföraren C, varvid tillståndet hos switchen SW kan bestämmas och eventuell överspänning detekteras. På motsvarande sätt sker mätningen i den andra PMF-kretsen PMFb. De förinställda nivåerna i järnföraren C motsvarar värden på ingångsspänningen till DI-enheten. Med signalen Vvsl resp Vvs2 matad via den fjärde multiplexenheten Mu4 till jämföraren C erhålles ut från järnföraren en statussignal som i beroende av den avkända signalens storlek bestämmer om DI-enheten är i läge till eller från.

Med kabelövervakning enligt funktionsmod e, visad i figur 7, erhålles utsignaler från jämföraren, som informerar om kortslutning, öppen krets och från- eller tilläge. Komparatom A1 avkänner vilken av insignalema Vcsl och Vcs2 som är störst och ställer genom en selectsignal om den tredje multiplexern Mu3 och den fjärde multiplexern Mu4 för avkänning av de för ögonblicket relevanta insignalerna Vcsl eller Vcs2. Om momentant PMF-kretsen PMFa är den relevanta avkänns strömmen motsvarande den till DI-enheten inmatade strömstyrkan medelst storleken hos spännings- signalen Vcsl. Denna spänning matas via den tredje multiplexern Mu3 till återkopplingen Feed back i strömbegränasrregulator-blocket CL2 varvid inmatad ström till DI-enheten kan kontrolleras via styret på MOSFETZ.

Signalen Vcsl matar även via den tredje multiplexern Mu3 jämföraren C.

Här jämförs värdet hos signalen Vcsl med värden hos förinställda nivåer i jämföraren C, varvid tillståndet hos DI-enheten kan bestämmas. På mot- svarande sätt sker mätningen i den andra PMF-kretsen PMFb. De förin- ställda nivåerna i järnföraren C motsvarar värden på ingångsströmmen till 469 731 11 DI-enheten. Under en viss första strömnivå betraktas kretsen vid ingången x1, x2 som öppen. Mellan denna första strömnivå och en andra högre strömnivå betraktas tillståndet hos DI-enheten som varande i frånläge.

Over denna andra strömnivå och under en högre tredje strömnivå befinner sig DI-enheten i läge till. Slutligen över den tredje strömnivån betraktas ingången x1, x2 som kortsluten. Statussignaler ut från järnföraren C ger information om aktuellt tillstånd hos DI-enheten.

I funktionsmod f, pulsad utan kabelövervakning, är schemat detsamma som i funktionsmod d med den skillnaden att PMF-transistorerna Öppnas under en kort tidrymd medelst en puls. DI-enheten är aktiv under puls- tiden. Båda styrspänningama Vgl och Vg2 sätts lika med noll mellan öpp- ningspulser, vilket stänger PMF-kretsarna och gör DI-enheten är inaktiv.

Funktionsmod g, pulsad med återkoppling, har samma funktionsschema som för funktionsmod e, men med den skillnaden att PMF-transistorerna är stängda tidvis mellan öppningspulser som aktiverar DI-enheten. Båda styrspänningarna Vgl och Vg2 sätts lika med noll mellan öppningspulser och gör därmed DI-enheten inaktiv.

Förfarandet med pulsad aktivering av DI-enheten ger lägre effektutveckling och därmed minskad uppvärmning i PMF-kretsarna samt en lägre utnytt- jandegrad hos dessa och medför dessutom ett mindre effektbehov i ett matningsdon som försörjer givare med ström.

Claims (1)

1. 469 731 12 PATENTKRAV 1. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning innefattande funktionema binär ingång(DI), binär utgång (DO), anpassning till spänningsnivå och skyddsfunktioner mot felaktig inkoppling respektive felaktig belastning kännetecknad av att anordningen inordnar samtliga nämnda funktioner i endast en integrerad enhet innefattande en eller ett fåtal integrerade kretsar, samt att närrmda enhet är avsedd att programmeras för ett eller flera av följande alternativ - funktion som digital inenhet (DI) eller digital utenhet (DO) - spänningsnivå -utnyttjande av skyddsfunktion. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 1 kännetecknad av att nämnda skyddsfunktioner innefattar kabelövervakning, överströmsskydd, överspänningsskydd samt övertemperaturövervakning. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 2 kännetecknad av att nämnda överströmsskydd innefattar strömnivåvarning och/ eller strömbegränsning samt att nämnda övertemperaturövervakning innefattar övertemperaturskydd och/ eller temperaturnivâvarning Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 3 kännetecknad av att anordningen innefattar minst en ASIC-krets (PMFa, PMFb) eller motsvarande krets, vilken inrymmer anordningens power MOSFET-transistorer (Mla, Mlb, M2a, M2b, M3a, M3b). Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 4 kärmetecknad av att minst en eller samtliga av anordningens kontrollenheter (Mul, Mu2, CL1, CL2, SSS, Te, RM1, RM2, C) anordnade att styra PMF-transistorema (Mla, Mlb, M2a, M2b, M3a, M3b) för bestämning av anordningens verkningssätt är integrerade på en ASIC-krets eller motsvarande krets (ICI). Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 3 kännetecknad av att samtliga till anordningen hörande kretsar integrerats på en gemensam ASIC-krets eller motsvarande. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentl användas för signalanpassning i processkontrollsystem. -x 10. 11. 12. 469 731 13 Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 7 kännetecknad av att anordningen är avsedd att programmeras för sin funktion från en överordnad elektronisk enhet. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 8 kännetecknad av att anordningen är avsedd att innefattas i enkanaliga digitala anpassningsenheter inrymda i små moduler, vilka moduler kommunicerar direkt via en databuss med en övervakningsenhet, exempelvis en dator. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 9 kännetecknad av att modulerna är anordnade att monteras på monteringsprofiler av standardtyp för kommunikation med övervakningsenheten via ledande banor förlagda i eller på monteringsprofilen. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt något av patentkraven 3, 5 och 6 kännetecknad av att anordningen i vald funktion som DI-enhet förutom nämnda funktioner kan programmeras för funktionsmoderna kontinuerlig utan kabelövervakning, kontinuerlig med kabelövervakning, pulsad utan kabelövervakning och pulsad med kabelövervakning. Anordning för digital insignal- eller utsignalanpassning enligt patentkrav 11 kännetecknad av att DI-enheten vid lämpligt val av strömbegränsningsnivå uppfyller krav enligt både klass I och II enligt förslag till norm IEC / 65A/ WG6 / TF4.