DE3049705A1 - Feedback voltage protection device for mains transformer - has semiconductor device on primary or secondary side, operated by fault sensing device - Google Patents

Feedback voltage protection device for mains transformer - has semiconductor device on primary or secondary side, operated by fault sensing device

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DE3049705A1
DE3049705A1 DE19803049705 DE3049705A DE3049705A1 DE 3049705 A1 DE3049705 A1 DE 3049705A1 DE 19803049705 DE19803049705 DE 19803049705 DE 3049705 A DE3049705 A DE 3049705A DE 3049705 A1 DE3049705 A1 DE 3049705A1
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Wolfgang Ing.(grad.) 7170 Schwäbisch Hall Freier
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FREIER WOLFGANG ING
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/003Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to reversal of power transmission direction
    • HELECTRICITY
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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/14Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to occurrence of voltage on parts normally at earth potential

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Abstract

The system uses a circuit (3) with devices such as transistors, triacs, or thyristors incorporated, and a control circuit (4). These can be incorporated on the primary or the secondary side of the transformer, or alternatively can be divided between primary and secondary sides, with a connection between. The control circuit responds to a fault condition so as to operate the transistor circuit to isolate feedback voltages, by changing it from a conductive state to a blocking state. Only the positive or negative half waves of the supply need be monitored, and both voltages and currents can be controlled. One or more relays may be used for galvanic interruption.

Description

Schutz gegen Rückspannung beim Zusammenschalten undProtection against reverse voltage when interconnecting and

Trennen von zwei oder mehreren Transformatoren.Disconnect two or more transformers.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsmaßnahme zur Verhinderung einer Rückspannung, wie diese bei sekundärseitig parallel und/oder serien geschalteten Transformatoren in einer weiteren Wicklung oder der Primärwicklung entstehen, wenn primärseitig ein oder mehrere Transformatoren von der Speisespannung, zum Beispiel Netz 220 Volt, getrennt werden und mindest noch ein Transformator an der Speisespannung anliegt, oder irgendeine Fremdspannung an einem der Transformatoren primär- oder sekundär-seitig anliegt. Dabei muß die Speisespannung nicht unbedingt die gemeinsame Speiseleitung sein, sondern können auch getrennte und voneinander unabhängige Nezte darstellen.The invention relates to a circuit measure for preventing a Reverse voltage, as is the case with the secondary side connected in parallel and / or in series Transformers in a further winding or the primary winding arise when one or more transformers from the supply voltage on the primary side, for example Mains 220 volts, must be disconnected and at least one transformer on the supply voltage is applied, or any external voltage on one of the transformers primary or on the secondary side. The supply voltage does not necessarily have to be the same Be feed line, but can also be separate and independent networks represent.

Ein Schutz gegen Rückspannungen ist besonders dann notwendig, wenn die Gefahr der unabsichlichen Berührung der spannungsführenden Teilen besteht, zum Beispiel die Steckerstifte eines Nez£steckers, und dies zu gefährlichen oder unangenehmen Stromschlägen führen kann. Dies ist darauf zurückzuführen, weil ein Transformator auch an der Sekundärseite eingespeist werden kann, und dann an der Primärseite Spannung ansteht.Protection against reverse voltages is particularly necessary when there is a risk of inadvertent contact with live parts, for Example, the pins of a power plug, and dangerous or unpleasant Electric shock. This is because a transformer can also be fed in on the secondary side, and then voltage on the primary side pending.

Die vorgestellte Erfindung verhindert eine Rückspannung an den primärseitigen Anschlüssen des Transformators t zum Beispiel Netzstecker t , oder an einer anderweitigen Wicklung durch Einfügen eines ber mehrerer steuerbarer Halbleiter sowie Transistor, Triac, Thyristor in einer oder mehreren Primärleitungen, wobei die Ansteuerschaltung oder -schaltungen zu , bzw. mindest ein Sensor für das Vorhandensein der Speisespannung angeschlossen sein muß Abb. 1. Ebenfalls ist das Einfügen der steuerbaren Halbleiter 3 in einem oder mehreren Sekundäranschlüssen 0 des Transformators möglich, wobei die Ansteuerschaltung oder -schaltungen , bzw. mindest ein Sensor für das Vorhandensein der Speisespannung auf der Sekundärseite Abb. 2 oder der Primärseite Abb. 3 oder auch kombiniert liegen kann. Auch eine Kombination von primärseitigem und sekundärseitigem Einfügen der steuerbaren Halbleiter kann gegebenenfalls sinnvoll sein.Abb. 4. Zusätzlich kann durch ein oder mehrere primär- und/oder sekundärseitig geschalteten Relais zeine oder mehrere galvanische Leitungstrennungen auf der Primär- und/oder Sekundärseite des Transformators erreicht werden Abb. 5.The presented invention prevents back tension on the primary side Connections of the transformer t for example power plug t, or on another winding by inserting one over several controllable semiconductors as well as transistor, triac, thyristor in one or more primary lines, whereby the control circuit or circuits, or at least one sensor for the presence must be connected to the supply voltage Fig. 1. The insertion of the controllable semiconductor 3 in one or more secondary connections 0 of the transformer possible, with the control circuit or circuits, or at least one sensor for the presence of the supply voltage on the secondary side Fig. 2 or the primary side Fig. 3 or combined. Also a combination of the primary side and inserting the controllable semiconductors on the secondary side may make sense be Fig. 4. In addition, one or more primary and / or secondary sides can be used switched relay z one or more galvanic line separations on the primary and / or secondary side of the transformer can be reached Fig. 5.

Die Funktionsweise erklärt sich darin, daß der steuerbare Halbleiter in bestimmten Zeitabständen, Stromwerten oder Spannungsuerten, zum Beispiel beim Nulldurchgang der anliegenden Speisespannung - Wechselspannung, den Stromfluß selbständig oder auf Grund eines Steuerbefehles aus einem bestimmten dafür vorgesehenen Signals von der Ansteuerschaltung durch sein Sperren unterbricht und erst wieder in den leitenden Zustand umschaltet, wenn die Speisespannung vorhanden bzw. wieder vorhanden ist. Dieses Signal kann von einer Ansteuerschaltung kommen, sowie von einem komplexen steuerbaren Halbleiter selbst. Abb. 6 zeigt als steuerbaren Halbleiter einen Triac mit einer einfachsten Ansteuerschaltung als Widerstand und/oder Kondensator. Abb. 7 zeigt eine Schaltung mit Thyristoren und Abb. B eine Schaltung mit Transistoren. Diese Beispiele können beliebig fortgesetzt werden.The way it works is explained by the fact that the controllable semiconductor at certain time intervals, current values or voltage values, for example at Zero crossing of the applied supply voltage - alternating voltage, the current flow independently or on the basis of a control command from a specific signal provided for this purpose interrupted by the control circuit by its blocking and only again in the toggles the conductive state when the supply voltage is present or present again is. This signal can come from a control circuit as well as from a complex one controllable semiconductor itself. Fig. 6 shows a triac as a controllable semiconductor with a very simple control circuit as a resistor and / or capacitor. Fig. 7 shows a circuit with thyristors and FIG. B shows a circuit with transistors. These examples can be continued indefinitely.

Die Verwirklichung der Schaltung mit einem Triac als steuerbaren Halbleiter dürfte der preisgünstigste Anwendungsfall sein, da dieses Bauteil und seine einfachste Ansteuerung nur geringe Kosten verursacht. Bei jedem Nulldurchgang der Sinushalbuelle der anliegenden Speisespannung schaltet dieses Halbleiterbauteil von dem leitenden in den sperrenden Zustand um. Gleichzeitig als Sensolfür das Vorhandensein der Speisespannung und als Ansteuerschaltung fungiert der Widerstand und/oder Kondensator 0in der Gatelifitung des Triacs Abb. 6 und gibt das Signal für den Triac b vorhandener Speisespannung zumerneuten Durchschalten. Beim Fehlen der Speisespannung erfolgt kein Signal bzw. Signal gleich Null , sodaß der Triac ab dem letzten Nulldurchgang gesperrt bleibt und damit auch keine Rückspannung an den primären Anschlußklemmen oder dem Netzstecker ansteht.The realization of the circuit with a triac as a controllable semiconductor should be the cheapest application, since this component and its simplest Control causes only low costs. At every zero crossing of the sinusoidal half the applied supply voltage switches this semiconductor component from the conductive one to the locking state. At the same time as a sensor for the presence of the supply voltage and the resistor and / or capacitor 0 in the gate line functions as the control circuit of the triac Fig. 6 and gives the signal for the triac b that the supply voltage is present to switch through again. If there is no supply voltage, there is no signal or Signal equal to zero, so that the triac remains blocked from the last zero crossing and therefore no reverse voltage at the primary connection terminals or the mains plug pending.

Analog dazu sind abwandelbare Schaltungen mit dem gleichen Endziel - das Verhindern einer Rückspannung - erreichbar, dessen einzelnen Erläuterungen aber nicht Aufgabe dieser Erfindung ist.Analogous to this are modifiable circuits with the same end goal - The prevention of back tension - achievable, its individual explanations but is not the object of this invention.

Claims (4)

Patentansprüche 1. Schaltungsmaßnahme zur Verhinderung einer oder mehrerer Rückspannungen, wie diese hei sekundärseitig verketteten Transformatoren, das heißt parallel und/oder serien geschaltete Transformatoren, in einer oder auch mehreren Wicklungen, vorzugsweise in der Primärwicklung und eventuell dem Netzstecker, entstehen, wenn primärseitig ein oder mehrere Transformatoren von einer Speisespannung ahgeklemmt sind und noch mindestens einer dieser verketteten Transformatoren an einer Speisespannung angeschlossen ist, wobei die Speisespannung nicht unbedingt zusammengehörig sein müssen, oder irgend eine Spannung an einer Wicklung oder deren Anzapfung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sekundäranschlüssen - den Ausgängen oder der Klemmleiste - und den Primäranschlüssen - den Eingängen, zum Beispiel Netzstecker - des Transformators ein oder mehrere steuerhare Halbleiter oder steuerbare Halbleiter mit nicht steuerbaren Halbleiter in schaltungstechnischer Komhination in einer oder mehreren Leitungen vorhanden ist, welche durch eine oder mehrere Ansteuerschaltungen bei Vorhandensein der Speisespannung ein derartiges Signal erhalten, welches diese in den leitenden Zustand schalten und die Halhleiter hei fehlender Speisespannung ein anderweitiges Signal erhalten, welches den steuerharen Halhleiter in den sperrenden Zustand schaltet cder diese in dem sperrenden Zustand belassen, wohei dle steuerbaren Halbleiter regelmäßig von selbst in den sperrenden Zustand schalten und die Ansteuerschaltungen die steuerbaren Halbleiter in den leitenden Zustand bei vorhandener Speisespannung schalten oder die Ansteuerschaltung das Sperren und Durchschalten der Halbleiter regelmäßig oder unregelmäßig erzeugt, wobei mindestens ein Sensor für das Vorhandensein der Speisespannung zwischen steuerbaren Halbleiter und Eingangsklemme, zum Beispiel Netzstecker, sich befindet. Claims 1. Circuit measure to prevent one or multiple reverse voltages, such as these transformers linked on the secondary side, that means transformers connected in parallel and / or in series, in one or also several windings, preferably in the primary winding and possibly the mains plug, arise when one or more transformers from a supply voltage on the primary side are clamped and at least one of these chained transformers is still connected a supply voltage is connected, whereby the supply voltage is not necessarily must belong together, or any voltage on a winding or its Tap is present, characterized in that between the secondary connections - the outputs or the terminal strip - and the primary connections - the inputs, For example power plug - the transformer has one or more controllable semiconductors or controllable semiconductors with non-controllable semiconductors in terms of circuit technology Comhination is present in one or more lines, which by one or several control circuits in the presence of the supply voltage one such Receive signal, which switch them into the conductive state and the semiconductors if there is no supply voltage received another signal, which the tax hares Semiconductors in the blocking state or these switches in the blocking state leave the controllable semiconductors regularly in the blocking Switch state and the control circuits switch the controllable semiconductors to the conductive state Switch the state when the supply voltage is present or the control circuit disables and switching through the semiconductors generated regularly or irregularly, at least a sensor for the presence of the supply voltage between controllable semiconductors and input terminal, for example power plug, is located. 2. Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß nur die positive oder negative Halbwelle der Speisespannung auf Vorhanden sein überwacht wird, oder auch in beliebigem Wechsel von positiven oder negativen Halbwellen.2. Claim 1 characterized in that only the positive or negative Half-wave of the supply voltage is monitored for presence, or in any Change from positive or negative half-waves. 3. Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten steuerbaren Halbleiter zusätzlich zum Steuern und/oder Regeln einer oder mehreren bestimmten Größen, wie zum Beispiel Spannung oder Strom, verwendet werden können.3. Claim 1 characterized in that the controllable used Semiconductors in addition to controlling and / or regulating one or more specific Quantities such as voltage or current can be used. 4. Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein oder mehrere Relais eingesetzt werden können, welche in einem oder mehreren Anschlüssen eine galvanische Unterbrechung hervorrufen.4. Claim 1 characterized in that in addition one or more Relays can be used, which in one or more connections a cause galvanic interruption.
DE19803049705 1980-12-18 1980-12-18 Feedback voltage protection device for mains transformer - has semiconductor device on primary or secondary side, operated by fault sensing device Withdrawn DE3049705A1 (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3613630A1 (en) * 1986-04-23 1987-10-29 Standard Elektrik Lorenz Ag Circuit arrangement for protection against reverse voltage on the mains connection of electrical apparatuses
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DE19817226B4 (en) * 1998-04-17 2005-07-14 Mansel, Detlef, Prof. Dr.-Ing. Safety circuit against reverse voltages

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