WO2003063192A1 - Elektrische schaltanordnung mit einem elektromagnetischen relais und einer zu einem kontakt des elektromagnetischen relais parallel angeordneten schalteinrichtung - Google Patents

Elektrische schaltanordnung mit einem elektromagnetischen relais und einer zu einem kontakt des elektromagnetischen relais parallel angeordneten schalteinrichtung Download PDF

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switching
arrangement
electromagnetic relay
signal conversion
signal
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Klaus Dunemann
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching arrangement with an electromagnetic relay, a switching device arranged in parallel with its outputs to a contact of the electromagnetic relay and a control arrangement which is connected to the coil of the electromagnetic relay and the switching device.
  • a quick-release unit is used to reduce the switch-on time of a downstream protective device.
  • a switching arrangement with its outputs is arranged parallel to a contact of an electromagnetic command relay. Both the switching arrangement and the command relay are connected to a control unit via separate connecting lines. When the control arrangement issues a switching command "Both the contact of the electromagnetic relay and the output of the switching arrangement are short-circuited.
  • the switching arrangement is designed in such a way that its switch-on time is significantly shorter than that of the electromagnetic relay, so that the switch-on time of the switching arrangement and not that of the downstream protective device is switched on of the electromagnetic relay is decisive.
  • the invention is based on the object, on the one hand, of further improving the switching arrangement described above with regard to its insensitivity to electromagnetic interference and, on the other hand, of significantly reducing the load on the relay contact due to arcing.
  • a voltage detection device is arranged between the control arrangement and the coil of the electromagnetic relay, which, when a switch-on command is issued by the control arrangement, causes a downstream control unit to emit a switching signal that short-circuits the switching device on the output side, and the switching signal when the switch-on command ends maintained until the contact of the electromagnetic relay is open and, in the absence of a switch-on command, causes the control unit to emit a second switching signal that opens the switching device on the output side.
  • the arrangement according to the invention prevents with great certainty an inadvertent short-circuiting of the outputs of the switching arrangement caused by external disturbances and thus an undesired activation of downstream devices in the absence of a switch-on command for the relay.
  • the voltage detection device has a rectifier circuit which is connected on the input side to the control arrangement and the coil of the electromagnetic relay and on the output side via a comparator the control unit is connected.
  • the downstream comparator receives a clear signal both when there is a switch-on command from the control arrangement and when a voltage arises due to induction in the coil of the electromagnetic relay during the switch-off process, which causes the comparator to control the downstream control unit in such a way that it At the beginning of a switch-on command, the switching device short-circuits and, when the switch-on command ends, maintains the short-circuited state of the switching device for a certain time.
  • An input of the comparator is advantageously permanently supplied with a voltage. If a voltage is selected in such a way that it is polarized opposite to the voltage supplied by the rectifier circuit to the comparator, it can be achieved that the comparator emits a clear signal to the downstream control unit, which causes the switching device to open.
  • control unit has two signal conversion elements which are driven in opposite phase in such a way that in each case one signal conversion element is active and one signal conversion element is inactive.
  • control unit can be caused to close the switching device in a simple manner when a first signal is output by the comparator, and the control unit is opened in a second signal output by the comparator with the opposite sign as in the first signal to open the switching device.
  • this tion either controlled one or the other signal conversion element.
  • a further advantageous embodiment of the arrangement according to the invention provides that the outputs of the respectively inactive signal conversion element are short-circuited via the respectively active signal conversion element.
  • the respective short-circuiting of the signal conversion element that is not emitting a signal further reduces the susceptibility of the arrangement to electromagnetic interference.
  • the signal conversion elements can advantageously be formed by voltage converters.
  • the signal conversion elements can advantageously be formed by photovoltaic generators.
  • the switching device advantageously has at least one MOS transistor. In this way, the required switching power can be made available at a low control power after a relatively short switch-on time.
  • Another advantageous embodiment of the switching arrangement according to the invention provides that the switching device works bidirectionally. In this way, both direct currents and alternating currents can be switched at the output of the switching arrangement.
  • a switching arrangement 1 has a control arrangement 2 with which a device connected to outputs 3 of the switching arrangement 1 (not shown in the figure) is switched on.
  • the outputs 3 of the switching arrangement 1 are arranged parallel to a contact 4a of an electromagnetic relay 4 and to the output of a switching device 5.
  • the coil 4b of the electromagnetic relay 4 is connected directly to the control arrangement 2.
  • a voltage detection device 6 Between the control arrangement 2 and the electromagnetic relay 4 there is a voltage detection device 6, the output of which is connected to the switching device 5 via a control unit 7.
  • the arrangement works as follows: When a switch-on command is issued by the control arrangement 2, the coil 4b of the electromagnetic relay 4 is energized and closes the contact 4a. Due to the mechanical inertia of the contact 4a, the electromagnetic relay 4 has a switch-on time which is usually greater than 5 ms. Simultaneously with the coil 4b of the electromagnetic relay 4, the voltage detection device 6 receives the switch-on command from the control arrangement 2. The voltage detection device 6 transmits an actuation signal B to the control unit 7, in which a first switching signal S1 is generated, as a result of which the outputs AI and A2 of the switching device 5 short-circuited. Since the switching device 5 usually consists of electronic components, it has a significantly shorter switch-on time than the electromagnetic relay 4.
  • the switching device 5 when the switch-on command is issued by the control arrangement 2, the switching device 5 first shorts its outputs AI and A2 and takes over the full power for controlling the device connected to outputs 3. As soon as the contact 4a of the relay 4 is closed, a large part can the power via the closed contact 4a.
  • the magnetic field in the coil 4b of the electromagnetic relay 4 is reduced.
  • a counter voltage is induced at the inputs of the coil 4 b, which is detected by the voltage detection device 6.
  • the induced voltage is present until the magnetic field in the coil 11 is completely reduced and the contact 4a of the electromagnetic relay 4 is thus open.
  • the actuation signal B to the control unit 7 and thus the switching signal S1 for short-circuiting the outputs AI and A2 of the switching device 5 are maintained via the voltage detection device 6.
  • the occurrence of an arc at the contact 4a of the electromagnetic relay 4 during opening is prevented in that the current can continue to flow via the closed output of the switching device 5. Only when the magnetic field is reduced and the contact 4a of the electromagnetic relay 4 is fully open, does the switching device 5 also cancel the short circuit at its outputs AI and A2.
  • a further switching signal S2 for opening or keeping the outputs AI and A2 of the switching device 5 is output by the voltage detection device 6 via the control unit 7 to the switching device 5. In this way, accidental switching on of the switching device 5 caused by electromagnetic interference is avoided. Furthermore, the functions of the
  • the voltage detection device 6 contains a rectifier circuit 13 and a comparator 14.
  • the rectifier circuit 13 supplies a positive voltage to the comparator module 14 both when a switch-on command is present and when an induced voltage is present, which then also outputs a so-called "high" signal at its output A3. If there is neither a switch-on command nor an induced voltage, a negative voltage is effective at a further connection 15 of the comparator 14.
  • the comparator 14 thus outputs a negative voltage at its output A3 15 is dimensioned such that it is less than the positive voltage output by the rectifier circuit in the event of a switch-on command from the control arrangement 2.
  • the control unit 7 there are two signal conversion elements 16 and 17 which are connected with the aid of an inverter 18 in exactly opposite phase to the output A3 of the comparator 14.
  • the signal conversion elements 16 and 17 are shown as photovoltaic generators. If the comparator 14 supplies a high signal, a voltage is generated at the output of the signal conversion element 16.
  • the signal conversion element 17 receives a “low” signal from the inverter 18, ie no voltage at its input and therefore does not supply an output voltage. If the comparator 14 outputs a low signal at its output, the behavior of the signal conversion elements 16 and 17 is reversed To be precise:
  • the signal conversion element 16 does not output any output voltage, while a voltage is present at the output of the signal conversion element 17.
  • the control unit 7 also contains transistors 20 and 21, with which the outputs of that signal conversion element (16, 17) that does not supply any voltage at its output can be short-circuited. This further reduces the susceptibility to electromagnetic interference.
  • the switching device 5 can have two power MOS transistors 22 and 23 which are connected to one another by their source connections, whereas the two drain connections of the power transistors 22 and 23 have the outputs AI and A2 of the switching device 5 form.
  • the gate connections of the power transistors 22 and 23 are connected to one another and to the positive output of the signal conversion element 16, while the two source connections are connected to the positive output of the signal conversion element 17. If the signal conversion element 16 now supplies a voltage at its output (this is the case when a high signal is emitted by the comparator 14), a positive voltage is applied to the gate connections of the power transistors 22 and 23 and the transistors 22 and 23 are controlled. A current can thus flow via the outputs 3 of the switching arrangement 1.
  • the signal conversion element 17 supplies an output voltage (this is the case when a low signal is emitted by the comparator 14), a voltage which is positive with respect to the gate connection is applied to the source connections of the power transistors 22 and 23, and the power transistors block the flow of electricity.
  • the power transistors 22, 23 by short-circuiting the source-gate connections of the power transistors 22, 23.

Landscapes

  • Relay Circuits (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanordnung (1) mit einem elektromagnetischen Relais (4) und einer mit ihren Ausgängen (A1, A2) zu einem Kontakt (4a) des elektromagnetischen Relais (4) parallel angeordneten Schalteinrichtung (5). Eine Steueranordnung (2) ist mit der Spule (4b) des Relais (4) und der Schalteinrichtung (5) verbunden. Um eine solche Schaltanordnung relativ störungssicher auszugestalten, ist erfindungsgemäß zwischen der Steueranordnung (2) und der Spule (4b) eine Spannungserfassungseinrichtung (6) angeordnet. Mit einer der Spannungserfassungseinrichtung (6) nachgeordneten Ansteuereinheit (7) wird bei einem Einschaltbefehl ein erstes Schaltsignal (S1) erzeugt, das die Ausgänge (A1, A2) der Schalteinrichtung (5) kurzschließt. Bei Beendigung des Einschaltbefehls bleiben die Ausgänge (A1, A2) der Schalteinrichtung (5) so lange kurzgeschlossen, bis der Kontakt (4a) des Relais (4) geöffnet ist. Bei fehlendem Einschaltbefehl wird über die Spannungserfassungseinrichtung (6) und die Ansteuereinheit (7) ein zweites Schaltsignal (S2) erzeugt, was den Kurzschluss der Ausgänge (A1, A2) der Schalteinrichtung (5) aufhebt.

Description

Beschreibung
Elektrische Schaltanordnung mit einem elektromagnetischen Relais und einer zu einem Kontakt des elektromagnetischen Relais parallel angeordneten Schalteinrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanordnung mit einem elektromagnetischen Relais, einer mit ihren Ausgängen zu einem Kontakt des elektromagnetischen Relais parallel angeordneten Schalteinrichtung und einer Steueranordnung, die mit der Spule des elektromagnetischen Relais und der Schalteinrichtung verbunden ist.
Eine solche Anordnung ist aus dem Gerätehandbuch „Schutztechnik-Digitaler Oberleitungsschutz 7SA518/519 V3.2 " der Siemens AG, November 1999, (vgl. S. 3-6, R-13 und R-15) als sog. Schnellauslöseeinheit bekannt. Diese Schnellauslöseeinheit dient dazu, die Einschaltzeit einer nachgeordneten Schutzeinrichtung zu verringern. Dazu ist eine Schaltanordnung mit ihren Ausgängen parallel zu einem Kontakt eines elektromagnetischen Kommandorelais angeordnet. Sowohl die Schaltanordnung als auch das Kommandorelais sind über getrennte Verbindungsleitungen mit einer Steuereinheit verbunden. Wenn die Steueranordnung einen Schaltbefehl abgibt, werden sowohl der Kontakt des elektromagnetischen Relais als auch der Ausgang der Schaltanordnung kurzgeschlossen. Die Schaltanordnung ist so ausgelegt, dass ihre Einschaltzeit deutlich kürzer ist als die des elektromagnetischen Relais, so dass für die Einschaltzeit des nachgeordneten Schutzgerätes die Einschaltzeit der Schaltanordnung und nicht diejenige des elektromagnetischen Relais bestimmend ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenbeschriebene Schaltanordnung einerseits bezüglich ihrer Unempfind- lichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen weiter zu verbessern und andererseits die Belastung des Relaiskontaktes durch Lichtbogenüberschlag deutlich zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Steueranordnung und der Spule des elektromagnetischen Relais eine Spannungserfassungseinrichtung angeordnet ist, die bei der Abgabe eines Einschaltbefehls seitens der Steueranordnung eine nachgeordnete Ansteuereinheit zur Abgabe eines die Schalteinrichtung ausgangsseitig kurzschließenden Schaltsignals veranlasst, bei Beendigung des Einschaltbefehls das Schaltsignal so lange aufrecht erhält, bis der Kontakt des elektromagnetischen Relais geöffnet ist, und bei fehlendem Einschaltbefehl die Ansteuereinheit zur Abgabe eines die Schalteinrichtung ausgangsseitig öffnenden zweiten Schaltsignals veranlasst. Auf diese Weise kann sowohl eine schnelle Einschaltzeit nachgeordneter Geräte gewährleistet werden, als auch der Kontakt des Relais dadurch geschont werden, dass die elektrische Leistung während des Öffnens des Relaiskontaktes vollständig von der Schalteinrichtung übernommen wird. Außerdem verhindert die erfindungsgemäße Anordnung mit großer Sicherheit ein durch äußere Störungen veranlasstes versehentliches Kurzschließen der Ausgänge der Schaltanordnung und damit ein ungewolltes Ansteuern nachgeordneter Geräte bei fehlendem Einschaltbefehl für das Relais.
Eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass die Spannungserfassungseinrichtung einen Gleichrichterschaltung aufweist, die eingangsseitig mit der Steueranordnung und der Spule des elektromagnetischen Relais verbunden ist und ausgangsseitig über einen Komparator mit der Ansteuereinheit verbunden ist. Über die Gleichrichterschaltung erhält der nachgeordnete Komparator hierbei sowohl bei einem anliegenden Einschaltbefehl durch die Steueranordnung als auch bei einer durch Induktion in der Spule des elektromagnetischen Relais beim Ausschaltvorgang entstehenden Spannung ein eindeutiges Signal, was den Komparator veranlasst, die nachgeordnete Ansteuereinheit solchermaßen anzusteuern, dass diese bei Beginn eines Einschaltbefehls die Schalteinrichtung kurzschließt und bei Beendigung des Einschaltbefehls den kurzgeschlossenen Zustand der Schalteinrichtung über eine bestimmte Zeit aufrecht erhält .
Vorteilhafterweise wird ein Eingang des Komparators dauerhaft mit einer Spannung beaufschlagt. Bei Wahl einer Spannung in der Art, dass diese entgegengesetzt zu der von der Gleichrichterschaltung an den Komparator abgegebenen Spannung gepolt ist, kann erreicht werden, dass der Komparator an die nachgeordnete Ansteuereinheit ein eindeutiges Signal abgibt, das diese zum Öffnen der Schalteinrichtung veranlasst.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Ansteuereinheit zwei in der Weise gegenpha- sig angesteuerte Signalumwandlungselemente auf, dass jeweils ein Signalumwandlungselement aktiv und ein Signalumwandlungs- element inaktiv ist.
Hierdurch kann auf einfache Weise bei einem vom Komparator abgegebenen ersten Signal die Ansteuereinheit veranlasst werden, die Schalteinrichtung zu schließen und bei einem vom Komparator abgegebenen zweiten Signal mit umgekehrten Vorzeichen wie beim ersten Signal die Ansteuereinheit zum Öffnen der Schalteinrichtung veranlasst werden. Je nach Vorzeichen des vom Komparator abgegebenen Signals wird in dieser Ausfüh- rung entweder das eine oder das andere Signalumwandlungselement angesteuert .
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass über das jeweils aktive Signalumwandlungselement die Ausgänge des jeweils inaktiven Signalumwandlungselements kurzgeschlossen werden. Durch das jeweilige Kurzschließen desjenigen Signalumwandlungselementes, das gerade kein Signal abgibt, wird die Anfälligkeit der Anordnung gegen elektromagnetische Störungen weiter herabgesetzt.
Vorteilhafterweise können die Signalumwandlungselemente durch Spannungswandler gebildet werden.
Alternativ können die Signalumwandlungselemente vorteilhafterweise durch photovoltaische Generatoren gebildet werden.
Vorteilhafterweise weist die Schalteinrichtung mindestens einen MOS-Transistor auf. Auf diese Weise kann die benötigte Schaltleistung bei niedriger Ansteuerleistung nach einer relativ geringen Einschaltzeit zur Verfügung gestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung sieht vor, dass die Schalteinrichtung bidirektional arbeitet. Auf diese Weise können an dem Ausgang der Schaltanordnung sowohl Gleichströme als auch Wechselströme geschaltet werden.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Eine Schaltanordnung 1 weist eine Steueranordnung 2 auf, mit der ein an Ausgängen 3 der Schaltanordnung 1 angeschlossenes (in der Figur nicht dargestelltes) Gerät eingeschaltet wird. Die Ausgänge 3 der Schaltanordnung 1 sind parallel zu einem Kontakt 4a eines elektromagnetischen Relais 4 und zum Ausgang einer Schalteinrichtung 5 angeordnet . Die Spule 4b des elektromagnetischen Relais 4 ist direkt mit der Steueranordnung 2 verbunden. Zwischen der Steueranordnung 2 und dem elektromagnetischen Relais 4 befindet sich eine Spannungserfassungseinrichtung 6, deren Ausgang über eine Ansteuereinheit 7 mit der Schalteinrichtung 5 verbunden ist.
Die Anordnung arbeitet wie folgt : Wenn von der Steueranordnung 2 ein Einschaltbefehl abgegeben wird, wird die Spule 4b des elektromagnetischen Relais 4 erregt und schließt den Kontakt 4a. Aufgrund der mechanischen Trägheit des Kontaktes 4a besitzt das elektromagnetische Relais 4 eine Einschaltzeit, die üblicherweise größer als 5 ms ist. Zeitgleich mit der Spule 4b des elektromagnetischen Relais 4 erhält die Spannungserfassungseinrichtung 6 den Einschaltbefehl von der Steueranordnung 2. Die Spannungserfassungseinrichtung 6 gibt ein Betätigungssignal B an die Ansteuereinheit 7 weiter, in der ein erstes Schaltsignal Sl erzeugt wird, wodurch die Ausgänge AI und A2 der Schalteinrichtung 5 kurzgeschlossen werden. Da die Schalteinrichtung 5 üblicherweise aus elektronischen Komponenten besteht, besitzt sie eine deutliche kürzere Einschaltzeit als das elektromagnetische Relais 4. Somit schließt bei Abgabe des Einschaltbefehls durch die Steueranordnung 2 zuerst die Schalteinrichtung 5 ihre Ausgänge AI und A2 kurz und übernimmt die volle Leistung zur Ansteuerung des an den Ausgängen 3 angeschlossenen Gerätes . Sobald der Kontakt 4a des Relais 4 geschlossen ist, kann ein großer Teil der Leistung über den geschlossenen Kontakt 4a geführt werden.
Bei Beendigung des von der Steueranordnung 2 abgegebenen Einschaltbe ehls wird das Magnetfeld in der Spule 4b des elektromagnetischen Relais 4 abgebaut. Dadurch wird an den Eingängen der Spule 4b eine Gegenspannung induziert, die von der Spannungserfassungseinrichtung 6 erfasst wird. Die induzierte Spannung steht solange an, bis das Magnetfeld in der Spule 11 vollständig abgebaut ist und der Kontakt 4a des elektromagnetischen Relais 4 damit geöffnet ist. Über die Spannungserfassungseinrichtung 6 wird, solange die induzierte Spannung ansteht, das Betätigungssignal B an die Ansteuereinheit 7 und somit das Schaltsignal Sl zum Kurzschließen der Ausgänge AI und A2 der Schalteinrichtung 5 aufrechterhalten. Die Entstehung eines Lichtbogens an dem Kontakt 4a des elektromagnetischen Relais 4 während des Öffnens wird dadurch verhindert, dass der Strom weiterhin über den geschlossenen Ausgang der Schalteinrichtung 5 fließen kann. Erst wenn das Magnetfeld abgebaut ist und der Kontakt 4a des elektromagnetischen Relais 4 vollständig geöffnet ist, hebt auch die Schalteinrichtung 5 den Kurzschluss an ihren Ausgängen AI und A2 auf.
Wenn die Steueranordnung 2 keinen Einschaltbefehl abgibt bzw. aufrechterhält, wird von der Spannungserfassungseinrichtung 6 über die Ansteuereinheit 7 an die Schalteinrichtung 5 ein weiteres Schaltsignal S2 zum Öffnen bzw. Geöffnet-Halten der Ausgänge AI und A2 der Schalteinrichtung 5 abgegeben. Auf diese Weise wird ein durch elektromagnetische Störungen hervorgerufenes versehentliches Einschalten der Schalteinrichtung 5 vermieden. Im Weiteren sollen anhand der Figur die Funktionsweisen der
Spannungserfassungseinrichtung 6, der Ansteuereinheit 7 und der Schalteinrichtung 5 genauer erläutert werden. Die Spannungserfassungseinrichtung 6 enthält eine Gleichrichterschaltung 13 und einen Komparator 14. Die Gleichrichterschaltung 13 liefert sowohl bei einem Einschaltbefehl als auch bei Vorliegen einer induzierten Spannung eine positive Spannung an den Komparatorbaustein 14 , der daraufhin an seinem Ausgang A3 ebenfalls ein sogenanntes „High"-Signal, d. h. eine positive Gegenspannung abgibt. Liegt weder ein Einschaltbefehl noch eine induzierte Spannung vor, kommt eine negative Spannung an einem weiteren Anschluss 15 des Komparators 14 zur Wirkung; der Komparator 14 gibt somit eine negative Spannung an seinem Ausgang A3 ab. Die negative Spannung am Anschluss 15 ist dabei so bemessen, dass sie geringer ist als die von der Gleichrichterschaltung im Falle eines Einschaltbefehls von der Steueranordnung 2 abgegebene positive Spannung.
In der Ansteuereinheit 7 befinden sich zwei Signalumwandlungselemente 16 und 17, die mit Hilfe eines Invertierers 18 genau gegenphasig an dem Ausgang A3 des Komparators 14 angeschlossen sind. In der Figur sind die Signalumwandlungselemente 16 und 17 als photovoltaische Generatoren dargestellt. Liefert der Komparator 14 ein High-Signal, so wird am Ausgang des Signalumwandlungselements 16 eine Spannung erzeugt. Durch den Invertierer 18 erhält das Signalumwandlungselement 17 ein „Low"-Signal, d. h. keine Spannung an seinem Eingang und liefert daher keine Ausgangsspannung. Gibt der Komparator 14 an seinem Ausgang ein Low-Signal ab, so kehrt sich das Verhalten der Signalumwandlungselemente 16 und 17 genau um: Das Signal- umwandlungselernent 16 gibt keine AusgangsSpannung ab, während am Ausgang des Signalumwandlungselements 17 eine Spannung anliegt. Die Ansteuereinheit 7 enthält außerdem Transistoren 20 und 21, mit denen jeweils die Ausgänge desjenigen Signalumwandlungselements (16, 17), das keine Spannung an seinem Ausgang abgibt, kurzgeschlossen werden können. Auf diese Weise wird die Anfälligkeit gegen elektromagnetische Störungen weiter reduziert.
Die Schalteinrichtung 5 kann - wie in der Figur dargestellt - zwei Leistungs-MOS-Transistoren 22 und 23 aufweisen, die mit ihren Source-Anschlüssen miteinander verbunden sind, wohingegen die beiden Drain-Anschlüsse der Leistungstransistoren 22 und 23 die Ausgänge AI und A2 der Schalteinrichtung 5 bilden. Die Gate-Anschlüsse der Leistungstransistoren 22 und 23 sind miteinander und mit dem positiven Ausgang des Signalumwandlungselementes 16 verbunden, während die beiden Source-An- schlüsse mit dem positiven Ausgang des Signalumwandlungselements 17 verbunden sind. Liefert nun das Signalumwandlungs- element 16 an seinem Ausgang eine Spannung (dies ist dann der Fall, wenn vom Komparator 14 ein High-Signal abgegeben wird) , so wird an die Gate-Anschlüsse der Leistungstransistoren 22 und 23 eine positive Spannung angelegt und die Transistoren 22 und 23 werden durchgesteuert. Somit kann ein Strom über die Ausgänge 3 der Schaltanordnung 1 fließen. Liefert das Signalumwandlungselement 17 eine AusgangsSpannung (das ist dann der Fall, wenn vom Komparator 14 ein Low-Signal abgegeben wird) , so wird an den Source-Anschlüssen der Leistungstransistoren 22 und 23 eine gegenüber dem Gate-Anschluss positive Spannung angelegt, und die Leistungstransistoren sperren den Stromfluss .
Alternativ dazu ist es auch möglich, ein Sperren der Leistungstransistoren 22, 23 zu erreichen, indem die Source-Gate- Anschlüsse der Leistungstransistoren 22, 23 kurzgeschlossen werden. Dazu sind die Verbindung zwischen dem positiven Aus- gang des Signalumwandlungselements 17 und den Source-Anschlüssen der Leistungstransistoren 22, 23 zwischen den Punkten Pl und P2 zu entfernen und stattdessen die Source-An- schlüsse der Leistungstransistoren 22, 23 an Punkt P2 mit dem Source-Anschluss des Transistors 20 an Punkt P3 zu verbinden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Schaltanordnung (1) mit einem elektromagnetischen Relais (4) , einer mit ihren Ausgängen (A1,A2) zu einem Kontakt (4a) des elektromagnetischen Relais (4) parallel angeordneten Schalteinrichtung (5) und einer Steueranordnung (2) , die mit der Spule (4b) des elektromagnetischen Relais (4) und der Schalteinrichtung (5) verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen der Steueranordnung (2) und der Spule (4b) des elektromagnetischen Relais (4) eine Spannungserfassungseinrichtung (6) angeordnet ist, die
- bei der Abgabe eines Einschaltbefehls seitens der Steueranordnung (2) eine nachgeordnete Ansteuereinheit (7) zur Abgabe eines die Schalteinrichtung (5) ausgangsseitig kurzschließenden Schaltsignals (Sl) veranlasst,
- bei Beendigung des Einschaltbefehls das Schaltsignal (Sl) so lange aufrecht erhält, bis der Kontakt (4a) des elektromagnetischen Relais (4) geöffnet ist, und
- bei fehlendem Einschaltbefehl die Ansteuereinheit (7) zur Abgabe eines die Schalteinrichtung (5) ausgangsseitig öffnenden zweiten Schaltsignals (S2) veranlasst.
2. Elektrische Schaltanordnung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spannungserfassungseinrichtung (6) eine Gleichrichterschaltung (13) aufweist, die eingangsseitig mit der Steueranordnung (2) und der Spule (4b) des elektromagnetischen Relais (4) verbunden ist und ausgangsseitig über einen Komparator (13) mit der Ansteuereinheit (7) verbunden ist.
3. Elektrische Schaltanordnung (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Eingang (15) des Komparators (13) dauerhaft mit einer
Spannung beaufschlagt ist.
4. Elektrische Schaltanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ansteuereinheit (7) zwei in der Weise gegenphasig angesteuerte Signalumwandlungselemente (16,17) aufweist, dass jeweils ein Signalumwandlungselement (16,17) aktiv und ein Signalumwandlungselement (16,17) inaktiv ist.
5. Elektrische Schaltanordnung (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass über das jeweils aktive Signalumwandlungselement (16,17) die Ausgänge des jeweils inaktiven Signalumwandlungselements (16,17) kurzgeschlossen sind.
6. Elektrische Schaltanordnung (1) nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Signalumwandlungselemente (16,17) Spannungswandler sind.
7. Elektrische Schaltanordnung (1) nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Signalumwandlungselemente (16,17) photovoltaische Generatoren sind.
8. Elektrische Schaltanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schalteinrichtung (5) mindestens einen MOS-Transistor aufweist .
9. Elektrische Schaltanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schalteinrichtung (5) bidirektional arbeitet.
PCT/DE2003/000070 2002-01-24 2003-01-08 Elektrische schaltanordnung mit einem elektromagnetischen relais und einer zu einem kontakt des elektromagnetischen relais parallel angeordneten schalteinrichtung WO2003063192A1 (de)

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