WO2000001069A1 - Elektronisches abzweigschaltgerät - Google Patents
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- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
- H03K17/785—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled controlling field-effect transistor switches
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- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/689—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
- H03K17/691—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
Definitions
- the invention relates to an electronic branch switching device for switching a three-phase load on and off, with electronic semiconductor switching elements for installation in power supply lines of the load and with a control and monitoring unit which has a transmission element for electrical isolation and which, in addition to switching in Rated operation also serves to detect overcurrents in one of the three power supply lines and to switch them off by means of the semiconductor switching elements.
- a generic electronic branch switching device is known from DE 196 12 216 AI.
- This electronic branch ⁇ switching device has the following own sheep en:
- electronic branch switching devices are implemented as prototypes with the above-mentioned functions in combination with commercially available electronic components.
- the invention has for its object to provide an electronic branch switching device of the type mentioned above, which has a simple, inexpensive circuitry structure.
- an application-specific circuit connected to it is provided, and the circuits are each connected via a transmission element for electrical isolation to a higher-level application-specific circuit, in particular for the higher-level switching on and off of the Load in nominal operation.
- the figure shows the basic circuit design of the electronic branch switching device according to the invention.
- This switching device is connected to three power supply lines L1, L2, L3 of a three-phase load L.
- the electronic branch switching device has semiconductor switching elements 1, 2, 3, one of which is installed in one of the power supply lines L1, L2, L3.
- Each of the semiconductor switching elements 1, 2, 3 is connected to an application-specific circuit AI, A2 or A3, which is used for control in the nominal and overcurrent mode and for monitoring of the current in the relevant power supply line Ll, L2 or L3 is used.
- the circuits AI, A2, A3 are each connected via a transmission element U1, U2, U3 for electrical isolation to a higher-level application-specific circuit S, which is used, in particular, to switch the load L on and off in rated operation.
- the transmission elements Ü1, Ü2, Ü3 can be designed, for example, as transformers and / or as optocouplers.
- a comparator which determines the current zero crossing from a current-proportional signal supplied by the semiconductor switching element 1, 2 or 3 during nominal operation and overload and a flip-flop which resets the input signal for the semiconductor switching element 1, 2, 3,
- an overtemperature protection device with a temperature sensor - a circuit that shows the status, e.g. ON / OFF, the semiconductor switching element 1, 2, 3 forwards and with its own status messages, e.g. Short circuit, overload, added,
- the higher-level application-specific circuit S should expediently contain the following circuits: Control circuits for the transmission elements Ül, Ü2, Ü3, which generate the signal for ON / OFF and for energy supply by suitable coding, as in the case of the aforementioned UNITRODE module,
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Abstract
Das erfindungsgemäße elektronische Abzweigschaltgerät weist für jede Stromversorgungsleitung (L1, L2, L3) zur Last (L) ein Halbleiterschaltelement (1, 2, 3) sowie einen mit diesem verbundenen anwendungsspezifischen Schaltkreis (A1, A2, A3) auf. Die drei Schaltkreise (A1, A2, A3) sind jeweils über ein Übertragungsglied (Ü1, Ü2 bzw. Ü3) mit einem übergeordneten anwendungsspezifischen Schaltkreis (S) verbunden, der insbesondere zum übergeordneten An- und Abschalten der Last (L) im Nennbetrieb dient.
Description
Beschreibung
Elektronisches Abzweigschaltgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Abzweigschaltgerät zur An- und Abschaltung einer dreiphasigen Last, mit elektronischen Halbleiter-Schaltelementen zum Einbau in Stromversorgungsleitungen der Last und mit einer Steuer- und Überwachungseinheit, die ein Übertragungsglied zur Potential- trennung aufweist und die neben dem Schalten im Nennbetrieb auch zur Erfassung von Überströmen in einer der drei Stromversorgungsleitungen sowie deren Abschaltung mittels der Halbleiter-Schaltelemente dient.
Ein gattungsgemäßes elektronisches Abzweigschaltgerät ist aus der DE 196 12 216 AI bekannt. Dieses elektronische Abzweig¬ schaltgerät besitzt folgende Eigenschaf en:
a) Im Betrieb und bei Überlast erfolgt eine Abschaltung im Stromnulldurchgang, b) bei Kurzschluß wird unter Berücksichtigung der zulässigen Überspannung sofort abgeschaltet, c) bei Überlast erfolgt eine verzögerte Abschaltung, wobei die Schaltschwelle abhängig von Strom und Überlastdauer vorgegeben ist und d) es erfolgt eine potentialgetrennte Ansteuerung, da das Ansteuersignal potentialmäßig meist auf Erdpotential bezogen ist und das Leistungsteil zwischen der Last und der Einspeisung auf Spannungspotential liegt.
Bei herkömmlichen mechanischen Schaltgeräten werden die obengenannten Funktionen vollständig oder zumindest teilweise durch meist separate Schaltgeräte wie Leistungsschalter, Sicherung, Schütz, Überlastrelais und Motorschutzschalter er- füllt. Das Abschalten im Stromnulldurchgang bzw. strombe- grenzend bei beliebigem Abschaltaugenblick erfolgt infolge der physikalischen Eigenschaften des Lichtbogens, die Poten-
tialtrennung durch den Einsatz isolierter Betätigungsspulen und eine Statusrückmeldung erfolgt über mechanische Hilfs- kontakte .
Nach bisherigem Kenntnisstand sind elektronische Abzweigschaltgeräte als Prototypen mit den obengenannten Funktionen mit handelsüblichen Elektronikbausteinen in Kombination realisiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Abzweigschaltgerät der obengenannten Art zu schaffen, das einen einfachen, kostengünstigen schaltungstechnischen Aufbau besitzt.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Ansteuerung jedes
Halbleiterschaltelements im Nenn- und Übers rombetrieb sowie zur Überwachung des Stroms in der betreffenden Stromversorgungsleitung ein mit diesem verbundener anwendungsspezifischer Schaltkreis vorgesehen ist und die Schaltkreise jeweils über ein Übertragungsglied zur Potentialtrennung mit einem übergeordneten anwendungsspezifischen Schaltkreis verbunden sind, der insbesondere zum übergeordneten An- und Abschalten der Last im Nennbetrieb dient.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt den grundsätzlichen schaltungstechnischen Aufbau des erfindungsgemäßen elektronischen Abzweigschaltge- räts. Dieses Schaltgerät ist an drei Stromversorgungsleitun- gen Ll, L2 , L3 einer Drehstromlast L angeschlossen. Hierzu weist das elektronische Abzweigschaltgerät Halbleiterschaltelemente 1, 2, 3 auf, von denen jeweils eines in eine der Stromversorgungsleitungen Ll, L2 , L3 eingebaut ist. Jedes der Halbleiterschaltelemente 1, 2, 3 ist mit einem anwendungsspezifischen Schaltkreis AI, A2 bzw. A3 verbunden, der zur Ansteuerung im Nenn- und Überstrombetrieb sowie zur Überwachung
des Stroms in der betreffenden Stromversorgungsleitung Ll, L2 bzw. L3 dient. Die Schaltkreise AI, A2 , A3 sind jeweils über ein Übertragungsglied Ül, Ü2 , Ü3 zur Potentialtrennung mit einem übergeordneten anwendungsspezifischen Schaltkreis S verbunden, der insbesondere zum übergeordneten An- und Abschalten der Last L im Nennbetrieb dient. Die Übertragungsglieder Ül, Ü2, Ü3 können z.B. als Transformatoren und/oder als Optokoppler ausgeführt sein.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, folgende Funktionen in den anwendungsspezifischen Schaltkreisen AI, A2 , A3 unterzubringen:
- Eine Schaltung zur Uwandung des vom Übertragungsglied Ül, Ü2 bzw. Ü3 empfangenen Signals in ein Schaltsignal und eine
Versorgungsspannung zur Versorgung der nachfolgenden Elektronik wie es z.B. bei dem UNITRODE-Baustein UC3424 der Firma Uni rode Integrated Circuits realisiert ist,
- eine Schaltung zur Ansteuerung des Steuereingangs des Halb- leiterschal elements 1, 2 bzw. 3,
- einen Komporator, der bei Nennbetrieb und Überlast aus einem vom Halbleiterschaltelement 1, 2 bzw. 3 gelieferten stromportional Signal den Stromnulldurchgang ermittelt und ein Flip-Flop, welches das Ans euersignal für das Halblei- terschaltelement 1, 2, 3 rücksetzt,
- eine Kurzschlußstromschutzeinrichtung,
- eine Strombegrenzungsschaltung,
- eine Übertemperaturschutzeinrichtung mit einem Temperatursensor, - eine Schaltung, die den Status, z.B. EIN/AUS, des Halbleiterschaltelements 1, 2, 3 weiterleitet und mit eigenen Statusmeldungen, z.B. Kurzschluß, Überlast, ergänzt,
- ggf. eine Schaltung zur Überlastermittlung.
Der übergeordnete anwendungsspezifische Schaltkreis S sollte zweckmäßigerweise folgende Schaltungen beinhalten:
- AnsteuerSchaltungen für die Übertragungsglieder Ül, Ü2 , Ü3 , die durch geeignete Kodierung das Signal für EIN/AUS sowie zur Energieversorgung generieren wie bei dem obenerwähnten, bereits bekannten UNITRODE-Baustein,
- drei Empfängerschaltungen für die Übertragungsglieder zur Statusübertragung,
- eine Schaltung zur Verarbeitung der drei Statusmeldungen von den obengenannten anwendungsspezifischen Schaltkreisen
AI, A2, A3 zu einer gemeinsamen Statusmeldung,
- eine Schaltung zum Generieren eines Ausschaltbefehls nach der Statusmeldung Überlast bzw. Kurzschluß mit einer Einrichtung, die das Ein- und Ausschalten abhängig von der Überwachung auf Überlast vermeidet und
- ggf. eine Schaltung zur Überlastermittlung, sofern diese nicht bereits in den einzelnen anwendungsspezifischen Schaltkreisen AI, A2 , A3 enthalten ist.
Claims
1. Elektronisches Abzweigschaltgerät zur An- und Abschaltung einer dreiphasigen Last (L) , mit elektronischen Halbleiter- Schaltelementen (1, 2, 3) zum Einbau in Stromversorgungslei- tungen (Ll, L2, L3 ) der Last (L) und mit einer Steuer- und Überwachungseinheit, die ein Übertragungsglied zur Potentialtrennung aufweist und die neben dem Schalten im Nennbetrieb aus zur Erfassung von Überströmen in einer der drei Stromver- sorgungsleitungen (Ll, L2 , L3 ) sowie deren Abschaltung mittels der Halbleiter-Schaltelemente (1, 2, 3) dient, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung jedes Halbleiter-Schaltelements (1, 2 bzw. 3) im Nenn- und Überstrombetrieb sowie zur Überwachung des Stroms in der be- treffenden Stromversorgungsleitung (Ll, L2 , L3 ) ein mit diesem verbundener anwendungsspezifischer Schaltkreis (AI, A2, A3) vorgesehen ist und die Schaltkreise (AI, A2, A3) jeweils über ein Übertragungsglied (Ül, Ü2, Ü3) zur Potentialtrennung mit einem übergeordneten anwendungsspezifischen Schaltkreis (S) verbunden sind, der insbesondere zum übergeordneten An- und Abschalten der Last (L) im Nennbetrieb dient.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19828617.1 | 1998-06-26 | ||
| DE19828617 | 1998-06-26 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2000001069A1 true WO2000001069A1 (de) | 2000-01-06 |
Family
ID=7872173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/DE1999/001734 WO2000001069A1 (de) | 1998-06-26 | 1999-06-14 | Elektronisches abzweigschaltgerät |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0016646A1 (de) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Westinghouse Electric Corporation | Festkörperschalter für Wechselstrom |
| EP0363020A1 (de) * | 1988-09-20 | 1990-04-11 | Hitachi, Ltd. | Antriebsschaltung |
| EP0708529A2 (de) * | 1994-10-21 | 1996-04-24 | Plessey Semiconductors Limited | Leistungsschalter-Treiberanordnungen |
| DE19612216A1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-10-02 | Siemens Ag | Elektronisches Abzweigschaltgerät |
-
1999
- 1999-06-14 WO PCT/DE1999/001734 patent/WO2000001069A1/de active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0016646A1 (de) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Westinghouse Electric Corporation | Festkörperschalter für Wechselstrom |
| EP0363020A1 (de) * | 1988-09-20 | 1990-04-11 | Hitachi, Ltd. | Antriebsschaltung |
| EP0708529A2 (de) * | 1994-10-21 | 1996-04-24 | Plessey Semiconductors Limited | Leistungsschalter-Treiberanordnungen |
| DE19612216A1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-10-02 | Siemens Ag | Elektronisches Abzweigschaltgerät |
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