DE2126078B2 - Einrichtung zum schutz eines grenzwertmelders gegen die erzeugung von fehlalarmsignalen nach einschalten einer versorgungsspannungsquelle - Google Patents

Description

wertmelder und die Schutzschaltung von einer gemeinsamen Spannungsquelle versorgt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schutzeinrichtung für einen Grenzwertmelder zu schaffen, welcher die vorstehend erwähnten Funktionen erfüllt.

Die Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch ge-Tösi. daß die Schutzeinrichtung folgende Bestandteile enthält:

a) eine von der Versorgungsspannungsquelle gespeiste und mit einer Sperrschaltung verbundene Konstantstromquclle.

b) eine erste Abschalteinrichtung mit einer an die Konstantstromquelle angeschlossenen und von dieser gesteuerten Steuerelektrode. deren Hauptstromweg an die Steuerelektrode des Ausgangstransistors angeschlossen ist,

c) eine zweite Abschalteinrichtung, welche auf das Durchschalten der Diode mit Durchbruchscharakteristik anspricht und deren Hauptstromweg mit der Verbindungsklemme zwischen der Konstantstromquelle und u-.. r Steuerelektrode der ersten Abschalteinrichtung angeschlossen ist. wobei nach Einschalten des Grenzwertmelders die von der Konstantspannungsquelle beaufschlagte erste Abschalteinrichtung den Eingangsstrorr des Ausgangstransistors abzweigt und dadurch dessen Durchschaltung verhindert und die nach Durchschalten der Diode mit Durchbruchscharakteristik ansprechende zweite A.bschalteinrichtung die erste Abschalteinrichtung außer Betrieb setzt und dadurch die Durchschaltung des Ausgangstransistors ermöglicht.

In Ausgestaltung der Erfindung wird für eine Einrichtung mit einer Eingangs-Hilfsklemme zur Aufnahme von zu überwachenden Eingangssignalen, deren Polarität der Polarität des Bezugssignals entgegengesetzt ist. ein Spannungsteiler vorgesehen, dessen eines Ende die Eingangs-Hilfsklemme bildet und dessen anderes Ende an die eine Hauptstromelektrode eines Transistors angeschlossen ist, daß die andere Hauptstromelcktrode des Transistors an die Versorgungsspannungsnuelle und die Steuerelektrode des Transistors an die Diode mit Durchbruchscharakteristik angeschlossen sind, und daß die Mittelabgriffklemme des Spannungsteilers mit dem Eingang der Vergleichseinrichtung verbunden ist.

Durch die Erfindung ist eine Überwachung von bipolaren Signalen mit Hilfe eines in integrierter Bauweise ausgebildeten Grenzwertmelders möglich, welcher durch ein unipolares Signal eingeschaltet wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Fehlalarme bei Einschalten des Grenzwertmelders vermieden werden.

Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Grenzwertmelders,

Fig. 2 A und 2 B jeweils eine Hälfte eines elektrischen Schaltbildes des erfindungsgemäßen Grenzwertmelders nach Fig.! und

F i g. 3 ein Schema für die Zusammensetzung der Schaltbildhälften nach F i g. 2 A und 2 B.

Der Grenzwertmelder nach F i g. 1 überwacht die Amplitude eines Eingangssignals, beispielsweise eines Spannungssignals, das den Eingangsklemmen 1, 2 oder 3 zugeführt wird. Und zwar spricht der Grenzwertmelder auf einen bestimmten Wert des angelegten Eingangssignals in der Weise an. daß an der Klemme 100 ein Ausgangssignal ansteht, wenn die Amplitude des angelegten Eingangssignals einen vorgebbaren Schwellwert erreicht oder überschreitet. Zur Erzeugung des Schwellwerts enthält der Grenzwertmelder einen gesonderten Schaltkreis, welcher ein dem Schwellwert entsprechendes Bezugssignal abgibt. Der Grenzwertmelder wird von einer Quelle 6 versorgt, welche im Beispielsfall eine Gleichspannungsquelle mit positiver Ausgangsspannung (Versorgungsspannung) ist.

Die Auswahl der von dem Eingangssignal beaufschlagten Eingangsklemmen ist abhängig von der Amplitude und der Polarität dp zu überwachenden Eingangssignals. Und zwar werden Eingangsspannungssignale mit einer in der Größenordnung des Bezugssignals liegenden Amplitude und mit gleicher Polarität wie die Versorgungsspannung des Grenzwertrr ilders der Eingangsklemme I zugeführt und gelangen von dort über eine Leitung 11 zu einer Vergleicherschaltung 10. Eingangsspannungssignale mit einer der Versorgungsspannung des Grenzwertmelders entgegengesetzten Polarität werden dagegen der Eingangsklemme 3 zugeführt, welche über einen Spannungsteiler mit den Teilerwiderständen 251 und 252 sowie einer Leitung 17 mit einer Bezugssignalquelle 20 verbunden ist. Die an der Mittelabgriffklemme 4 des Spannungsteilers 251/252 anstehende Spannung besitzt die gleiche Polarität wie die Versorgungsspannung des Grenzwertmelders und ist umgekehrt proportional dem Betrag der Eingangsspannung an der Klemme 3. Die Mittelabgriffklemme 4 ist über die Klemme 1 mit der Leitung 11 der Vergleicherschaltung 10 verbunden. Das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 10 weist normalerweise die entgegengesetzte Polarität wie die Eingangsspannung an der Klemme 3 auf. Diese Polaritätsumkehr kann jedoch dadurch vermieden werden, daß die Mittelabgriffklemme 4 mit einer Klemme 14 einer Eingangsleitung 12 der Vergleicherschaltung 10 sowie die Klemme 8 einer Ausgangsleitung 9 der Bezugssignalquelle 20 mit der Eingangsklemme 1 verbunden werden.

Eingangsspannungssignale mit sehr geringer Amplitude werden de; Eingangsklemme 2 zugeführt, we'uhe mit einer Verstärkerschaltung 15 verbunden ist. Die Verstärkerschaltung 15 vergrößert die Amplitude des Eingangsspannungssignab auf einen Wert, welcher einen Vergleich mit der Amplitude des von der Quelle 20 erzeugten Bezugsspannungssignals ermöglicht. Die Verstärkerschaltung 15 ist mit ihrer Ausgangsklemme 5 mit der Eingangsleitung 11 der Vergieicherschaltung 10 verbunden.

Die Vergleicherschaltung 10 vergleicht den Betrag des Eingangsspannungssignals auf der Eingangslcitung 11 mit dem Betrag der Bezugsspannung auf der Leitung 9, welche hierfür über die Klemmen 8 und 14 mit der Leitung 12 verbunden wird. Das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 10 besitzt zwei stabile Zustände, wobei eine Änderung des Signalzustandes dann erfolgt, wenn der Betrag des Eingangsspannungssignals größer oder gleich dem Betrag der Bezugsspannung ist. Für den Fall, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Betrag des Eingangsspannnngssignals auf der Leitung 11 kleiner ist als der Betrag der Bezugsspannung auf der Leitung

12, so entspricht das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 10 auf der Leitung 13 dem Zustand »O«. Überschreitet dagegen der Betrag des Eingangsspannungssignals auf der Leitung 11 den Betrag der Bezugsspannung auf der Leitung 12, so entspricht das Ausgangssignal der Verglcicherschaltung 10 auf der Leitung 13 dem Zustand »L«. Dieses Ausgangssignal auf der Leitung 13 wird über eine Ausgangsstufe 40 sowie eine Leitung 41 der Ausgangsklcmmc 100 zugeführt. Die Ausgaingsklemme 100 kann mit der Ausgangsklemmc 171 einer Sperrschaltung 50 verbunden werden, die in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Ausgangsstufe 40 über eine Leitung 172 ein Rückkopplungssignal zuführt, wodurch das Ausgangssignal auf dem Zustand »/_« festgehalten wird.

Die Bczugssignalqucllc 20 ist ferner über eine Leitung 21 mit einer Treiberschaltung 30 verbunden, die in Abhängigkeit von der Einschaltung der Bczugssignalquelle 20 ein Sperrsignal erzeugt, das über eine Leitung 31 und eine Spcrrschaltung 39 der Ausgangsstufe 40 zugeführt wird. Das Spcrrsignal verhindert die Übertragung der Ausgangssignale des Vergleichen 10 zu dem AusgangsanschluiS 100 während des Einschaliens der Bezugssignalquellc 20 bzw. des Grenzwertmelder*, wodurch in vorteilhafter Weise Fehlalarmsignalc vermieden werden

Der in F i g. 1 lediglich als Blockschaltbild dargestellte Grenzwertmelder ist in den Fig. 2 A, 2B näher dargestellt, wobei die Schaltbilder nach F i g. 2 A und 2 B gemäß dem in F i g. 3 gezeigten Schema zusammenzufügen sind. In F i g. 2 A und 2 B sind dabei gleiche Bauteile wie in F i g. I mit gleichen Bezugsbezeichnungen versehen. Das zu überwachende Eingangsspannungssignal wird — wie vorstehend bereits erläutert ist — den Eingangsklemmcn 1, 2 oder 3 in Abhängigkeit von der Polarität und dem Betrag des Eingangsspannungssignals zugeführt. Positive Eingangsspannungssignafe mit einer in der Größenordnung des Bczugssignals liegenden Amplitude werden über die Klemme 1 der Eingangsleitung 11 des Vergleichcrs 10 zugeführt. Eingangsspannungssignale mit sehr geringer Amplitude liegen an der Eingangsklemmc2 der Verstärkerschaltung 15, welche wiederum über die Klemmen 5 und 1 mit der Eingangsleitung 11 des Vergleichen 10 gekoppelt ist. Die Verstärkerschaltung 15 vergrößert Signale mit geringen Amplituden, um die Überwachung von Eingangsspannungssignalen mit geringem Betrag durch den Grenzwertmelder zu ermöglichen. Eingangsspannungssignale mit negativer Polarität werden der Eingangsklemme 3 zugeführt, die mit dem Spannungsteiler 251 und 252 verbunden ist. Der Spannungsteiler ist an die Bezugssignalquelle 20 über die Leitung 17 angeschlossen. Diese Anordnung, deren Betriebsweise nachstehend erläutert wird, kehrt dn₃ n^jative Eingangsspannungssignal um. wobei das invertierte Eingangsspannungssignal an der Klemme 4 ansteht und über die Klemme 1 der Leitung 11 des Vergleichers 10 zugeführt wird. Das von der Signalquelle 20 erzeugte Bezugssignal steht an der Klemme 8 an und wird durch Verbinden der Klemmen 8 und 14 der Leitung 12 der Vergleicherschaltung 10 zugeführt.

Alle Bauteile des Grenzwertmelders werden von der gemeinsamen Gleichspannungsquelle 6 versorgt, die darüber hinaus zur Erzeugung der Bezugsspannung herang. /'.'gen wird. Hierfür ist ein Feldeffekttransistor !0I innerhalb der Bezugsspannungsquelle 20 mit der Glcichspannungsquc'le 6 verbunden, welcher einen konstanten Gleichstrom zur Vorspannung einer mit seiner Sourccelektrode verbundenen Zenerdiode 133 in Durchlaßrichtung führt. Der von der Durchlaßspannung der Zencrdiode fest vorgegebene Spannungsabfall wird der Basis eines mit der Spannungsquelle 6 verbundenen Transistors 103 zugeführt, welcher einen Strom durch einen Spannungsteiler mit den Teilerwiderständen 202 und 203 treibt, ίο Die an der Abgriffklemme des Spannungsteilers 202 und 203 anstehende Spannung entspricht der Bezugsspannung, die über die Klemmen 8 und J4 der Eingangsleitung 12 der Vergleichcrschaltung 10 zugeführt wird.

Die Durchlaßspannung der Zencrdiode 133 wird ferner zur Vorspannung des Schalttransistors 102 in den leitenden Zustand verwendet. Der Schalttransistor 102 verbindet die Spannungsquellc 6 mit dem Spannungsteiler 251/252, wobei der Transistor 102 zusammen mit den Tcilerwiderständcn 251 und 252 gemäß den vorstehenden Erläuterungen die Polarität des Eingangsspannungssignals umkehrt. Dieses PoIaritätsumkiiirschema ermöglicht die Überwachung von negativen Eingangsspannungssignalen durch die Vergleicherschaltung 10 ohne Änderung der Versorgungsspannung sowie der verwendeten Halbleiterbauteile.

Das zu überwachende negative Eingangsspannungssignal wird der Eingangsklcmmc 3 zugeführt, während gleichzeitig bei durchgeschaltetem Transistor 102 an dem der Klemme 3 entgegengesetzten Anschluß des Spannungsteilers 251, 252 die positive Versorgungsspannung ansteht. Der dabei durch den Spannungsteiler zu der Klemme 3 fließende Strom erzeugt an der Abgriffklemme 4 eine positive Spannung, deren Betrag umgekehrt proportional dem Betrag des negativen Eingangsspannungssignals an der Klemme 3 ist. Auf diese Weise wird der Betrag der Ausgangsspannung der Vergleicherschaltung 10 gegenüber dem Betrag des negativen Eingangsspannungssignals umgekehrt. Die Ausgangsspannung der Vergleicherschaltung 10 kann in Phase mit dem negativen Eingangsspannungssignal an der Klemme 3 gehalten werden, indem die Bezugsspannung der Klemme 1 zugeführt und die Klemme 4 mn der Klemme 14 verbunden werden.

Die Verstärkerschaltung 15 wird von der Bezugssignalquelle 20 versorgt, deren Ausgangsspannung geringer ist als die Gleichspannung der Quelle 6. Durch diese Maßnahme kann die Verlustleistung der Verstärkerschaltung 15 gegenüber einer direkten Versorgung aus der Quelle 6 verkleinert werden. Die Versorgungsspannung für die Verstärkerschaltung 15 wird von dem Transistor 103 abgenommen, dessen Emitterelektrode mit der Basiselektrode eines Transistors 127 gekoppelt ist, der seinerseits mit seiner Emitter-Kollektorstrecke an der Gleichspannungsquelle 6 liegt. Die Emitter-Kollektor-Impedanz des Transistors 127 verbindet die Gleichspannungsquelle 6 mit der Verstärkerschaltung 15 und regelt auf diese Weise den Betrag der Versorgungsspannung der Verstärkerschaltung.

Das zu überwachende Spannungssigrial wird der Vergleicherschaltung 10 über die Leitung !1 zugeführt. Die Vergleicherschaltung 10 enthält zwei in der Serie angeordnete Differenzverstärkerstufen, die in üblicher Weise arbeiten. Unter normalen Betriebsbedingungen ist der Betrag des Eingangsspannungs-

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signals auf dci· Leitung Il kleiner als der Betrag des nämlich der Betrag des auf der Leitung Il anstehcnüber die Leitung 12 zugeführlen Bezugssignals. Die den Spannungssignals größer ist als der Betrag der in Darlington-Schaltung angeordneten Eingangs-Tran- Bezugsspannung a'.if der Leitung 12, so werden die Mstoren 109, 125 der ersten Differenzvcrstärkerstufe in Darlington-Schaltung angeordneten Transistoren werden von dem Spannungssignal auf der mit der 5 109 und 125 durch die hohe Spannung auf der Lei-Basiselektrode des Transistors 109 verbundenen Lei- lung Il gesperrt. D'c daraus resultierende geringe tung 12 in der Wei.-.c gesteuert, daß die Transistoren Kollcktorspannung der Transistoren 109, 125 bcauf-109, 125 bei einem Spannungssignal mit kleiner Am- schlagt die Basiselektrode des mit dem Transistor plitude sperren. Die beiden anderen in Darlington- 113 in Darlingtonschaltung angeordneten Transi-Schaltung angeordneten Transistoren 110 und 126 io stors 114 wodurch die Transistoren 113, 114 durchdcr ersten Differcnzverstärkcrstufe werden von dem geschaltet werden. Da der Betrag der Bczugsspan-Bezugsspannungssignal auf der mit der Basisclck- nung geringer ist als der Betrag des Eingangsspantrode des Transistors 110 verbundenen Leitung 12 nungssignals, werden ferner die mit der Leitung 12 derart gesteuert, daß die Transistoren 110, 126 bei verbundenen Transistoren 126, 110 durchgcschaltet. einer übcrhalb der Amplitude des Hingangsspan- 15 Die daraus resultierende hohe Kollcktorspannung nungssignals liegenden Amplitude des Bezugsspan- der Transistoren 126, 110 sperrt die Transistoren nungssignals leiten. Die gemeinsame Kollektorspan- 111, 112, so daß die an der Basiselektrode des Trannung der Transistoren 110, 126 weist dann einen nicd- sistors 115 anstehende Kollcktorspannung der Tranrigen Betrag auf. Diese Kollektorspannung wird der sistorcn 111, 112 einen verhältnismäßig geringen Bc-Basiselektrode des F.ingangstransistors 111 der zwei- 20 trag aufweist. Der Transistor 115 wird dadurch ten Differenzverstärkcrstufc zugeführt, welche mit durchgcschaltet, wobei der über seine Emittcr-Koldem weiteren Transistor 112 in Darlington-Schaltung Icktor-Strecke fließende Strom gering ist. Dieser gcangcordnet ist und zusammen mit diesen von der nied- ringe Strom wird vollständig von dem Transistor 118 riuen Kollektorspannung der Transistoren 110, 126 aufgenommen, so daß der Transistor 120 über seine in dc.i Leitungszustand gesteuert wird. Die gemein- 25 Basiselektrode keinen Strom zur Durchschaltung in same Kollektorspannung der Transistoren 111, 112 den Leitungszustand erhält. Durch die Sperrung des Wust daher einen hohen Betrag auf. Die beiden in Transistors 120 wird der gesamte, über den Feldcf-Darlimiton-Schaltung angeordneten Ausgangstransi- fekttransistor Π9 fließende Strom der Basiselektrode stören 114. 113 der zweiten Differenzvcrstärkerstufe des Transistors 12Z zugeführt, welcher dadurch sind über ihre Basiselektroden mit der hohen Kollek- 30 durchgeschaltet wird und die Ausgangsklcmmc 10(1 torspannung der Transistoren 109, 125 verbunden des Grcnzwcrtmclders mit der hohen Spannung der und sind daher gesperrt, wobei deren gemeinsame Glcichspannungsquclle 6 verbindet. Zur Anzeige die-Kollcktorspannung einen niedrigen Betrag aufweist. ses hohen Spannungsbetrages an der Klemme IOC Die hohe Kollcktorspannung der Transistoren IH. kann diese mit einem Alarmmcldcr 60 verbunden 112 wird der Basiselektrode eines Eingangstransi- 35 werden, wobei die Klemme 190 des Alarmmclder stors 115 der Ausgangsstufe 40 zugeführt und steuert 60 verbunden wird,
diesen in den Sperrzustand. Da viele Überspannungszuständc. bei denen dci

Der über die Emittcrkollektor-Strecke des Transi- Betrag des Hingangsspannungssignals oberhalb de*

stors 115 fließende Strom wird über den Widerstand Grenzwerts liegt, nur zeitweilig auftreten, ist es gün· 220 der Kollektorelektrode eines weiteren Eingangs- 40 stig. wenn das Ausgangssignal der Ausgangsstufe 4C

transistors 118 der Ausgangsstufe 40 zugeführt, wel- nach Beendigung des Überspannungszustandes eine

eher durch den konstanten Spannungsabfall über stetige Anzeige ergibt. Bei dem dargestellten Ausfüh-

dem Transistor 117 und den Widerstand 219 der rungsbeispiel kann eine Stetigkeit des an dem Alarm-

zweiten Differenzverstärkerstufe vorgespannt ist und meider 60 anstehenden Ausgangssignals der Ausdadurch einen konstanten Strom zieht. Der über die- 45 gangsstufe 40 mittels der Sperrschaltung 50 erziel

sen konstanten Stromwert liegende Teil des Stroms werden, welche nach Auftreten eines" Überspan

über den Transistor 115 wird der Basiselektrode nungs- oder Alarmzustandes bei Anschaltung an du

eines weiteren Transistors 120 der Ausgangsstufe 40 Klemme 100 des Ausgangssignals der Vergleicher

zugeführt, wobei dieser gesperrt wird. Der Kollektor- schaltung 10 sperrt. Die Sperrschaltung 50 cnthäl elektrode des Transistors 120 ist ein Feldeffekttran- 50 ein Tran.istorpaar 123, 124, welche bei einer eroßei

sistor 119 vorgeschaltet, dessen Strom über seine Ausgangssignalamplitude auf der Leitung 100 ^lurch

Source-Drain-Strecke durch den Vorwiderstand 222 geschaltet sind. Die Basiselektrode des" Transistor

auf einem konstanten Wert gehalten wird. Der Tran- 123 ist mit dem Schalter 170 verbunden, welche

sistor 120 ist so ausgelegt, daß er im vollen Leitungs- sich außerhalb der als integrierte Schaltung ausgebil zustand den gesamten über den Feldeffekttransistor 55 deten Sperrschaltung 50 befindet, im Betriebszu

119 fließenden Strom aufnimmt. Der mit der Kollek- stand ist die Sperrschaltung 50 über den Schalter 171

torelektrode des Transistors 120 bas^:sseif:g verbun- mit der Klemme 100 verbunden. Bei Auftreten eine

dene Aasgangstransistor 122 der Ausgangsstufe 40 Alarmzustandes schaltet das auf der Leitung 101

ist daher bei leitendem Transistor 120 gesperrt, und über den Schalter 170 an der Basiselektrode de die mit der Emitterelektrode des Transistors 120 ver- 60 Transistors 123 anstehende hohe Ausgangssignal dei

bundene Ausgangsklemme 100 des Grenzwertmel- Transistor 123 durch, wodurch von der Gleichspan

ders ist mit einer niedrigen Spannung beaufschlagt. nungsquelle 6 ein Stiom über den Widerstand 223 zi

Die vorstehend erläuterte Wirkungsweise des er- der Basiselektrode des Transistors 124 tlieCr und de

findungsgemäßen Grenzwertmelders bezog sich auf Transistor 124 durchgeschaitet wird. Die Kollektor den Fall, daß der Betrag des zu überwachenden 65 elektrode des Transistors 124 ist mit ^r öasiselek

Spannungssignals am Eingang des Grenzwertmelders trode des Transistors 120 verbunden, so daß naci

kleiner ist als der Betrag des Bezugsspannungssi- Durchschaltung des Transistor 124 der Basisstror

gnals. Liegt dagegen der umgekehrte Fall vor, daß des Transistors angeleitet u id somit der Transisto

ίο

120 auch nach Beendigung des Alarmzustandes in seinem nichtleitenden Zustand gehalten wird. Sobald der Transistor 120 sperrt, fließt der Strom über den Fcldcffektransislor 119 zu der Basiselektrode des Transistors 122, wodurch dieser durchschaltet und das hohe Ausgangsspannungssignal des Grenzwertmelder aufrechterhalten wird. Nach Entdeckung des Alarmzustandes kann die Sparschaltung durch Verbinden des Schalters 170 mit seiner Masscklemme abgeschaltet werden, um den Grenzwertmelder ausgangsseitig zu entsperrcn.

Bei der anfänglichen Einschaltperiode des Grcnzwcrtmcldcrs kann sich dessen Ausgangszustand ändern, wodurch ein Fehlalarmzustand ausgelöst wird. Es ist dahcrgünstig, Schutzeinrichtungen innerhalb des Grenzwertmelder vorzusehen, um einen derartigen Fehlalarm zu verhindern. Sofern derartige Schutzeinrichtungen ein integraler Bestandteil des Grenzwertmelder sind, müssen diese eingreifen, bevor sich die Vcrsorgiingsspannung des Grenzwertmelder voll aufgebaut hat. Um ihre zugeordnete Funktion zu erfüllen, muß die Schutzeinrichtung in dem Sinne wirksam sein, daß die Erzeugung von Fehlalurmsignalcn während der transicnten Einschaltperiode des Grenzwertmelder verhindert und die Erzeugung von Ausgangssignalen zugelassen werden, sobald sich die Versorgungsspannung des Grenzwertmelder vollständig aufgebaut hai.

Die Schutzeinrichtung bei dem dargestellten Ausführurigsbeispici spricht auf die BoaüiMJihtguiig der Bczugsspannungsqucllc 20 an, um das Ausgangssigiial des Grenzwertmelder zu sperre;·, und die Abgabe von Fehlalarmsignalen zu verhindern. Wenn die Bezugsspannungsqucllc 20 ihre volle Spannung besitzt, spricht die Schutzeinrichtung auf die Bezugsspannung an und gibt das Ausgangssignal des Grenzwertmelder frei, so daß ab diesem Zeitpunkt Alarmsignale in Abhängigkeit von einer Überspannung gebildet werden könncii.

Die Schutzeinrichtung enthält eine Steuer- und Treibcrchaltung 30 in Verbindung mit der Bczugsspannungsquellc 20. Die Treiberschaltung 30 enthalt einen Feldeffekttransistor 128 sowie einen Transistor 129, wobei die Drain-Sourcc-Strcckc des Feldeffekttransistor 128 zusammen mit der Emittcr-Kollcktor-Strccke des Transistor 129 einen Nebenschluß für die Zcnerdiode 133 darstellen, welche die Bezugssignalsspannung gemäß der vorstehenden Beschreibung erzeugt. Die Basiselektrode des Transistor 129 ist an die Verbindungsklemme zwischen den beiden seriengcschaltcten Dioden 131, 132 angeschlossen, welche die Zenerdiode 133 mit Masse verbinden. Die Kollektorclektrode des Transistor 12! ist über den Leiter 31 mit der Basiselektrode de: Transistor 130 verbunden und steuert diesen be Sperrung des Transistor 129 in den Durchlaßbc reich. Der Transistor 130 ist mit der Ausgangsstufe des Grenzwertmelder gekoppelt und sperrt dcsser Ausgangssignal bei Steuerung in den Durchhiebereich.

Die Funktionsweise der dargestellten Schutzeinrichtung ist ohne weiteres bei Betrachtung der Funktionsweise des dargestellten Grenzwertmelder während dessen Transistor-Einschaltperiodc verländlich. Während der Einschaltperiode ist der Betrag des der Bczugsspanniingsquellc 20 zugcfühi ten Sparinungsweris nicht ausreichend, um einen Durchbruch in der Zenerdiode 133 zu bewirken. Auf Grund der Sperrung der Zenerdiode 133 zieht der Fclcleffektlicinsistor 128 den gesamten von dem Feldeffekttransistor 101 gelieferten Strum. Da der Leilzustand des Transistor 129 durch die entsprechenden Spannungsabfalle an den Dioden 131, 132 gesteuert wird, welche bei Sperrung der Zenerdiode 133 gering sind, ist der Transistor 129 in dieser Betriebsphase gesperrt. Die Sperrung des Transistor 129 bewirkt, daß der durch den Feldeffekttransistor 128 fließende konstante Strom über die Leitung 31 der Basiselektrode des Transistor 130 zugeführt wird und diesen durchschauet, wodurch die Basiselektrode des Ausgangstransistor 122 mit Masse verbunden wird. Auf Grunii der Ableitung des Basisslroms des Transistor 122 wird dieser gesperrt.

Bji steinender Versorgungsspannung des Grenzwertmelder wird schließlich die Durchnruchspannung der Zenerdiode 133 überschritten, so daß diese slromlcilcnd wird und der Spannungsabfall über die Dioden IJl, 132 in Durchlaßrichtung den Transistor 129 durchschaltet. Der leitende Transistor 129 nimmt den über den Feldeffekttransistor 128 fließenden Strom vollständig auf, wodurch die Basiselektrode des Transistor 130 stromlos wird und der Transistor 130 sperrt. Der Basisstrom des Ausgangstransistor. 122 wird daher nichi mehr nach Masse abgeleitet, sondern steuert den Transistor 122 durch, sobald der Ausgang der Vcrgleicherchaltung den Basisstrom für den Ausgangstransistor 122 liefert.

Die beschriebene Schulzeinrichtung zur Verhinderung von Fchlalarmsignalcn unmittelbar nach Einschalten der Versorgungsspannungsquelle des Grenzwertmelder kann in vorteilhafter Weise als Bestandteil der in integrierter Bauweise ausgebildeten Grenzwertmelder vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz eines Grenzwertmelders gegen die Erzeugung von Fehlalarmsignalen nach Einschalten einer Versorgungsspan-· nungsqu"·'¹!, wobei der Grenzweumelder eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignals enthält, welche eine Diode mit Durchbruchscharakteristik aufweist, die während des Einschaltens der Versorgungsspannungsquelle durchschaltet und dabei ein Bezugssignal hervorruft, wobei der Grenzwertmelder ferner eine Veraleichseinrichtung zum Vergleichen des Bezugssignals mit einem zu überwachenden Eingangssignal sowie eine Ausgangsschaltung mit einem an den Ausgang der V'-^rgleichseinrichtung angeschlossenen Ausgangstramstor enthält, welche ein dem Pegel des zu überwachenden Eingangssignals entsprechendes Ausgangssignal abgibt, und wobei der Grenzwertmelder eine Schutzeinrichtung enthält. dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung folgende Bestandteile enthält:

a) eine von der Versorgungsspannungsquelle gespeiste und mit einer Sperrschaltung (39) verbundene Kostantstromquelle (128);

b) eine erste Abschalteinrichtung (130) mit einer an die Konstantstromquelle angeschlossenen und von uieser gesteuerten Steuerelektrode, deien Hauptstromweg an die Steuerelektrode des Au^gangstransistors angeschlossen ist;

c) eine zweite Abschalteinrichtung (129). welche auf das Durchschalten der Diode (133) mit Durchbruchscharakteristik anspricht und deren Hauptstromweg mit der Verbindungsklemme zwischen der Konstantstromquelle (128) und der Steuerelektrode der ersten Abschalteinrichtung (130) angeschlossen ist, wobei nach Einschalten des Grenzwertmelders die von der Konstant-Spannungsquelle (128) beaufschlagte erste Abschalteinrichtung (130) den Eingangsstrom des Ausgangstransistors abzweigt und dadurch dessen Durchschaltung verhindert und die nach Durchschalten der Diode (133) mit Durchbruchscharakteristik ansprechende zweite Abschalteinrichtung die erste Abschalteinrichtung außer Betrieb setzt und dadurch die Durchschaltung des Ausgangstransistors ermöglicht. ^s°

2. Einrichtung nach Anspruch!, mit einer Eingangs-Hüfklemme zur Aufnahme von zu überwachenden Eingangssignal^, deren Polarität der Polarität des Bezugssignals entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler (251, 252) vorgesehen ist, dessen eines Ende die Eingangs-Hilfsklemme (3) bildet und dessen anderes Ende an die eine Hauptstromelektrode eines Transistors (102) angeschlossen ist, daß die andere Hauptstromelektrode des Transistors (102) an die Versorgungsspannungsquelle (6) und die Stcuer- :lektrode des Transistors (102) an die Diode (J33) nit Durchbruchscharakteristik angeschlossen ind und daß die Mittelabgriffklemme (4) des Spannungsteilers (251, 252) mit dem Eingang der ^ergleichseinrichtung (10) verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz eines Grenzwertmelders gegen die Erzeugung von Fehlalarmsignalen nach Einschalten einer Versorgungsspannungsquelle, wobei der Grenzwertmelder eine Einrichtung zur Erzeugung ein>.s Bezugssignals enthält, weiche eine Diode mit Durchbruchscharakteristik aufweist, die während des Einschaltens der Versorgungsspannungsquelle durchschallt und dabei ein Bezugssignal hervorruft, wobei der Grenzwertmelder ferner eine Vergleichssinrichtung 'um Vergleichen des Bezugssignals mit einem zu überwachenden Eingangssignal sowie eine Ausgangsschaltung mit einem an den Ausgang der Vergleichseinrichtung angeschlossenen Ausgangstransistor enthält, welche ein dem Pegel des zu überwachenden Eingangssignals entsprechendes Ausgangssignal abgibt und wobei der Grenzwertmelder eine Schutzeinrichtung enthält.

Grenzwertmelder- oder Schwellwertüberwachungsschaltungen werden bekanntlich verwendet, um das Erreichen eines bestimmten Bezugswertes durch ein zu überwachendes elektrisches Signal anzuzeigen, wobei das Über- bzw. Unterschreiten des Bezugswertes durch das zu überwachende Signal einem Fehler innerhalb des elektrischen Systems entspricht, an welches der Grenzwertmelder angeschlossen ist. Wenn die Amplitude des zu überwachenden Signals den Bezugswert überschreitet, so erzeugt der Grenzwertmelder ein Ausgangssignal, welches von dem normalen Ausgangssignalzustand stark abweicht. Und zwar tritt das Ausgangssignal des Grenzwertmelders zum gleichen Zeitpunkt auf, zu dem das zu überwachende Signal den Grenzwert annimmt oder überschreitet. Ein bekannter Grenzwertmelder führt einen Vergleich der Amplitude des zu überwachenden Signals mit der Amplitude eines dem Grenzwert entsprechenden Bezugssignals durch, dessen Anwendung jedoch auf die Überwachung von Signalen mit gleicher Polarität beschränkt ist.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet von Grenzwertmeldern ist die Überwachung der Funktion von Energieversorgungseinrichtungen für elektrische Verbrauchernetzwerke. Die hier eingesetzten Grenzwertmelder können an räumlich entfernten Stellen des Netzwerkes angeordnet und mit den Übertragungseinrichtungen verbunden sein, um das bei Erreichen des Grenzwertes erzeugte Ausgangssignal an eine zentrale Steuereinrichtung zu übermitteln und dort Maßnahmen zur Korrektur des aufgetretenen Fehlers in dem Netzwerk auszulösen. An Stelle eines dauernden Betriebs kann für die Grenzwertmelder auch ein intervallweiser Betrieb vorgesehen werden, um Betriebsleistung einzusparen. Bei einem derartigen inteivallweisen Betrieb besteht jedoch die Gefahr, daß die Einschaltung der Grenzwertmelder einen Fehlalarm auslöst. Zur Verhinderung derartiger Fehlalarme ist es erforderlich, daß der Grenzwertmelder lediglich auf den Betrag des Eingangssignals anspricht, sofern dieser einen bestimmten Schwcllwert erreicht oder überschreitet. Ein weitergehender Schutz gegen Fehlalarmsignalc bei Einschaltung des Grenzwertmelder erfordert eine gesonderte Schutzeinrichtung, welche beim Einschalten des Grenzwertmelder voll wirksam ist. Sobald sich der Grenzwertmelder in Betrieb befindet, muß die Schutzeinrichtung unwirksam werden, um den Betrieb des Grenzwcrtmcldcrs zu ermöglichen. Zur Einsparung von Betriebsleistung ist es dabei günstig, wenn der Grenz-