DE19749945C2 - Für Auslöseeinrichtungen, insbesondere der Niederspannungstechnik, vorgesehene elektronische Schaltung mit geregeltem Lastausgleich - Google Patents

Description

Für Leistungsschalter in Niederspannungsanlagen vorgesehene Auslöseschaltungen werden z. B. mittels eines zur Strommessung ohnehin vorgesehenen Stromwandlers stromversorgt. Eine solche Auslöseschaltung enthält eine aufzuladende elektrische Kapa­ zität als Speicherquelle für die beim Auslösevorgang notwen­ dige Steuerenergie und für die laufende Stromversorgung der Elektronikschaltung.

Bekannt ist eine derartige Auslöseschaltung für eine Auslöse­ einrichtung beispielsweise aus der Druckschrift DE 693 06 235 T2. Bei der dort gezeigten Auslöseeinrichtung sind vier den drei Phasen und dem Nulleiter eines elektrischen Leitungsnet­ zes zugeordnete Stromwandler vorgesehen. Die Auslöseschaltung weist eine Kapazität auf, die über eine mit Sekundärwicklun­ gen der Stromwandler gekoppelte Versorgungsleitung aufgeladen wird und die eine Stromversorgungsschaltung mit einer Ein­ gangsspannung beaufschlagt. Die Stromversorgungsschaltung liefert dann eine geregelte Spannung zur Versorgung der Aus­ löseeinrichtung.

Bei einer anderen, aus der Druckschrift EP 0 295 342 A be­ kannten, derartigen Auslöseschaltung ist vorgesehen, dass dann eine zusätzliche Bürde (Dummy Burden) als Last einge­ schaltet wird, wenn die erwähnte Kapazität aufgeladen ist und dann höchstens minimale Last ansonsten am Stromwandler ange­ schlossen ist. Wechselnde Belastung des Stromwandlers ist nämlich unerwünscht, weil dies unter anderem Auswirkungen auf die Genauigkeit des Meßwertes des Stromes hat, dessen Größe von der Auslöseschaltung zu überwachen ist.

In der bekannten Schaltung ist vorgesehen, wechselweise ent­ weder über einen üblichen Spannungsregler den Ladekondensator an den Stromwandler anzuschließen, oder, nämlich wenn der Kondensator aufgeladen ist, stattdessen den Stromwandler mit der zusätzlich in der Schaltung vorgesehenen Bürde zu be­ lasten. Damit läßt sich im zeitlichen Verlauf ein wenigstens weitgehend gleichmäßige Belastung des Strom­ wandlers bewirken und damit eine nur wenig beeinflußte Strommessung erzielen.

Das vorgegebene Ergebnis ist jedoch nur unter der Voraus­ setzung zu erzielen, daß auch die Belastung durch die geregelte Aufladung des Ladekondensators weitgehend konstant ist.

In der Praxis ist es jedoch der Fall, daß die Last des Ladekondensators zusammen mit seiner Regelelektronik nicht konstant ist, um eine gefordert hohe Genauigkeit der Stromerfassung von z. B. ±3% erfüllen zu können. Dement­ sprechend sind also Belastungsunterschiede und/oder - schwankungen zu berücksichtigen, die z. B. durch Toleranzen der Bauteile, des Betriebsverhaltens und dgl. zumindest ohne größeren Aufwand nicht zu vermeiden sind. Die aus der genannten Druckschrift bekannte Schaltung mit der zusätzlichen Bürde vermag das Problem nicht zu lösen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen solchen Schaltungsaufbau für eine Auslöseschaltung einschlägiger Art anzugeben, die für den Stromwandler eine auch z. B. von Bauteilestreuungen, variablem Betriebsverhalten und dgl. unabhängige zeitlich konstante Last ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Maßnahme zugrunde, mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Auslöseschaltung eine konstante Strombelastung des Stromwandlers zu bewirken. Die dazu vorgesehene Schaltung sieht eine kontinuierliche, stufenlose Konstant-Stromregelung innerhalb der Elektronikschaltung unter Einschluß eines Lastwiderstandes vor, der jedoch inkonstant geregelt in Anspruch genommen wird. Die stromzuversorgende Meßelektronik wird beim Einsatz dieses erfindungsgemäßen Prinzips kontinuierlich mit geregelter Spannung versorgt.

Mit der Erfindung wird auch der Vorteil erzielt, daß automatisch Bauelementestreuungen und -veränderungen kompensiert sind. Bei der Erfindung erübrigt es sich, ansonsten bekannte Maßnahmen vorzusehen, durch die durch Belastungsschwankungen verursachte Strom-Meßfehler hätten kompensiert werden können.

Mit der Erfindung ist es möglich, sehr viel höhere Strom- Meßgenauigkeit einzuhalten, insbesondere für die Anwendungsfälle, in denen solche Genauigkeit gefordert wird, z. B. um effizientere Ausnützung einer betreffenden Niederspannungsanlage zu ermöglichen.

Mit der Erfindung ist es möglich, eine geforderte Genauigkeit der Stromerfassung von ±3% einzuhalten.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient die zur vorliegenden Beschreibung gehörige Figur, die das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wiedergibt. Diese Schaltung 1 ist an einem Stromwandler 11 angeschlossen, der an eine stromführende Niederspannungsleitung 10 wie üblich angekoppelt ist. Mit 12 ist die für einen solchen Stromwandler ebenfalls übliche Vollweg-Gleichrichterschaltung bezeichnet. Der Strom der gleichgerichteten Spannung fließt durch den Meßwiderstand 14. Mit der Meßeinrichtung 16 kann über den Stromwandler 11 der in der Niederspannungsleitung 10 fließende elektrische Strom in üblicher Weise gemessen werden.

Mit 18 ist der Ladekondensator CL bezeichnet, der mit der Gleichspannungsenergie des Ausgangs der Gleichrichte­ rschaltung 12 aufzuladen ist. Mit 19 ist eine wie übliche Sperrdiode, gegen Rück-Stromfluß wirksam, bezeichnet. Innerhalb der dargestellten Schaltung ist ein Lastwiderstand 20 vorgesehen, dessen durch diesen Widerstand fließender Strom auch durch den Transistor 21 fließt, der von einem Mikroprozessor 22 zu steuern ist. Im Regelfall erfolgt eine taktweise Steuerung des dann als Schalter wirksamen Transistors 21. Um diese ausgleichende Lastregelung ausführen zu können, ist der Widerstand 24 vorgesehen, dessen durch ihn fließender Strom aufgabengemäß konstant gehalten ist und dessen an ihm auftretender Spannungsabfall als Signal dem Mikroprozessor an den Anschlüssen 26 zugeführt wird. Der Eingang 27 des Mikroprozessors 22 dient zur Kontrolle der geregelten Spannung am Kondensator 18 (CL).

Die Schaltung 30 mit dem zugehörigen Transistor dient dazu, den Eingang der eigentlichen Elektronikschaltung für die Strommessung am Widerstand 14 zeitweise kurzzuschließen.

Die wie dargestellte Schaltung ist geeignet, die Strombelastung für den Wandler während des Betriebs der Schaltung 1 stufenlos konstant zu halten.

Die bekannte Auslöseeinrichtung A ist wie üblich am Mikroprozessor 22 angeschlossen.

Claims (2)

1. Elektronische Schaltung für eine Auslöseeinrichtung, mit geregeltem Lastausgleich bezogen auf deren Stromversorgungsquelle (11),
mit Vollweg-Gleichrichterschaltung (12) und Ladekondensator (CL),
mit einer dem Ladekondensator (CL) parallelgeschalteten Reihenschaltung eines Lastwiderstandes (20), eines als Schalter wirksamen Transistors (21) und eines Widerstandes (24) und
mit einem Mikroprozessor (22), dem an dem Widerstand (24) auftretende aktuelle Spannungsänderungen als Signal zur Erzeugung eines Prozessor-Ausgangssignals zur stufenlosen Steuerung des Transistors (21) mit dem Ziel konstanten Stromflusses in diesem Widerstand (24) zugeführt werden.

2. Schaltung (1) nach Anspruch 1, mit einem Mikroprozessor (22) mit getaktetem Ausgangssignal zur Steuerung des Transistors (21).