WO1995034933A1 - Anordnung zur umschaltung zwischen zwei spannungsquellen - Google Patents

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WO1995034933A1
WO1995034933A1 PCT/AT1995/000117 AT9500117W WO9534933A1 WO 1995034933 A1 WO1995034933 A1 WO 1995034933A1 AT 9500117 W AT9500117 W AT 9500117W WO 9534933 A1 WO9534933 A1 WO 9534933A1
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voltage
electronic switch
external
switch
circuit
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PCT/AT1995/000117
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English (en)
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Inventor
Kurt Krizek
Original Assignee
Elin Energieanwendung Gmbh
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for switching between two voltage sources for an electronic device.
  • the object of the invention is to provide an arrangement which, as long as the voltage at the active source is lower than the voltage at the other source, automatically switches over to the other source without a drop in voltage.
  • a changeover switch is arranged between the electronic device and the voltage sources, the root connection of which is connected to the electronic device, preferably a plug-in card in a personal computer, and the two other connections to the voltage sources.
  • a DC voltage source arranged in the electronic device and the other an external DC voltage source for example a power supply unit, is connected, and that between the root connection and the external DC voltage source the load current path of a first electronic switch, preferably a field-effect transistor, is switched, and that a Schmitt trigger is is seen, whose two inputs are each connected to a DC voltage source, and the output is connected to the control input of a second electronic switch, which is connected with a connection on the one hand to a control input of the switch and on the other hand via an edge-controlled delay circuit to the control input of the first electronic switch is, and the second connection is connected via a diode to the voltage sources, and that the external DC voltage source outputs an output voltage failure signal that controls the second electronic switch.
  • a first electronic switch preferably a field-effect transistor
  • the switchover between the two DC voltage sources is smooth. This means that there is no voltage drop on the supply. This would, on the one hand, impair the function of the electronic device or the plug-in card and, on the other hand, would initiate a reset process on an existing voltage monitor, this being equivalent to switching off the voltage supply.
  • the basic signal for the switchover is the output signal of the Schmitt trigger, which compares the supply of the personal computer and the external supply and normally switches over to the higher voltage.
  • the hysteresis of the Schmitt trigger firstly prevents a constant switching back and forth in the event of fluctuations in the supply voltages, and secondly also compensates for any small voltage swings between the loaded and unloaded direct voltage source.
  • the arrangement according to the invention is primarily intended for switching the voltage supply of a PC plug-in card from the PC supply to an external supply, so that this print can continue to run even when the personal computer (PC) is switched off.
  • the changeover switch is a relay or the like with a minimal voltage drop. If a relay is used, the contact of which is arranged in the load circuit, ie between the DC voltage source and the electronic device, the arrangement is very fail-safe and, in addition, the number of switching operations is very high in relation to the service life.
  • the first electronic switch consists of two power field-effect transistors connected in series and each having a bulk diode. Through this switching of the special FETs, when the internal DC voltage source is switched on and the external DC voltage source is switched off but connected, external feedback is avoided.
  • an overvoltage protection circuit is provided for the external DC voltage source, which is connected on the output side to the control input of the second and a third electronic switch which is connected between the external DC voltage source and the input of a circuit which supplies the supply voltage for the edge-controlled Delay circuit generated, is arranged, and that a monitoring circuit for this supply voltage is connected to the output of the circuit generating the supply voltage, which is also connected on the output side to the control input of the second electronic switch.
  • This provides a simple protective function for the arrangement and the electronic circuit connected to it. Switching to external voltages that are too high is avoided.
  • the circuit which generates the supply voltage for the edge-controlled delay circuit is also protected here.
  • the monitoring circuit ensures that the supply voltage for the edge-controlled delay circuit always has the value which ensures the minimum voltage drop at the switched-through FET.
  • a further embodiment can be seen in the fact that the circuit which generates the supply voltage for the edge-controlled delay circuit is a switching regulator, a charge pump or the like.
  • the edge-controlled delay circuit consists of a transistor or field-effect transistor, at the base or gate of which there is an input resistor, to which a diode is arranged in parallel, the anode at the base or gate, and a capacitor is connected to zero potential, and the emitter or source is connected to zero potential and the collector or drain is or are connected to the control input (s) of the first electronic switch (s) and antiparallel to the collector-emitter - or drain-source path, a diode, preferably voltage stabilizing diode, is arranged.
  • This structure of the delay circuit ensures that when switching from the internal to the external DC voltage source, the two FETs are immediately brought into the conductive state and when switching back from the external to the internal, the FETs are kept in the conductive state by the RC combination be held until the relay has safely reached the rest position with the internal DC voltage source while the external supply voltage is still valid.
  • FIG. 1 shows the arrangement according to the invention as a block diagram
  • FIG. 2 the circuit of the switchover part, which is outlined in dashed lines in FIG. 1, is shown and
  • FIG. 3 shows voltage signals at various points in the circuit and in each case The corresponding positional status of the relay contact can be found in both switching processes.
  • a changeover switch 4 which is a relay with a minimal voltage drop, is arranged between the electronic device 1 and the voltage sources 2, 3.
  • the root connection 5 of this switch 4 is connected to the electronic device 1, which is a plug-in card 1 in a personal computer.
  • the two other connections 6, 7 are connected to the voltage sources 2, 3, one of which is the internal direct voltage source 2 arranged in the electronic device 1 and the other an external direct voltage source 3.
  • Both DC voltage sources 2, 3 can be power supplies.
  • the load current path of an electronic switch 8, which is a field effect transistor, is connected between the root connection 5 and the external DC voltage source 3.
  • a Schmitt trigger 9 is provided, the inputs 10, 11 of which each have a DC voltage Source 2, 3 are connected, and the output 12 is connected to the control input 24 of a further electronic switch 13.
  • This switch 13 is connected with a connection on the one hand to a control input 14 of the changeover switch 4 and on the other hand to the control input 16 of the first electronic switch 8 via an edge-controlled delay circuit 15.
  • the second connection of this switch 13 is connected via a diode 39, 40 to the voltage sources 2, 3.
  • the external DC voltage source 3 emits a voltage failure signal at an output 17, which also controls the second electronic switch 13 via the control input 24.
  • An overvoltage protection circuit 23 is provided for the external DC voltage source 3, which is connected on the output side to the control input 24 of the electronic switch 13 at the output of the Schmitt trigger and to the control input 25 of an electronic switch 26 which is connected between the external DC voltage source 3 and the Arranged input of a circuit 27 which generates the supply voltage for the edge-controlled delay circuit 15.
  • a monitoring circuit 29 is connected to the output 28 of the circuit 27 and is also connected on the output side to the control input 24 of the electronic switch 13.
  • Circuit 27 may be a switching regulator or a charge pump. The direction of the control signals for the electronic switches is also indicated by arrows.
  • the connections labeled 2 are connected to the internal DC voltage source 2 and those labeled 3 are connected to the external DC voltage source 3.
  • the voltage supply of the arrangement takes place either from the internal 2 or the external voltage source 3, for which purpose these are brought together via the diodes 39, 40.
  • two parallel capacitors 41, 42 connected to zero potential 35 are provided.
  • the coil 44 of the relay 18 is supplied by the internal 2 or external voltage source 3. This coil 44 is arranged on the one hand in parallel with a diode 43 and on the other hand in series with zero potential 35 an FET 45 which corresponds to the switch 13 in FIG. 1.
  • the FET 45 is Triggered trigger 9, to the two inputs 10, 11 via voltage dividers 46, 47 and 48, 49, the two DC voltage sources 2, 3 are connected.
  • the non-inverting Schmitt trigger 9 is a correspondingly connected operational amplifier 50, the output of which is connected to the voltage supply via a resistor 51.
  • the voltage failure signal 17 from the external voltage source 3, which is a digital one, is also fed to the gate of the FET 45 via the diode 54.
  • the edge-controlled delay circuit 15 is connected between the relay coil 44 and the FET 45.
  • This consists of an FET 30, at the gate 31 of which an input resistor 32 connected to the relay coil 44 and the FET 45, to which a diode 33 is arranged in parallel, the anode being connected to the gate 31, and a capacitor 34 connected to zero potential 35.
  • the source terminal 36 of the FET 30 is connected to zero potential 35 and the drain terminal 37 to the control inputs 16 of the FETs 21, 22.
  • a voltage stabilizing diode 38 is arranged antiparallel to the drain-source path.
  • the drain terminal 37 of the FET's 30 is also connected via a resistor 53 to the output 28 of the circuit 27 in FIG. 1.
  • the power FETs 21, 22 are connected in series and each have a bulk diode 19, 20.
  • a connection of this series connection like the root connection 5 of the relay contact, is connected to the PC plug-in card 1 or an electronic device 1.
  • FIG. 3 the signal curve when switching from the internal 2 to the external voltage source 3 is shown on the left of the dash-dotted line and on the right that when switching back from the external 3 to the internal 2.
  • A the signal at the gate of the FET 45, with C the course of the control voltage for the power FETs 21, 22, with D the voltage at the external source 3 and with E the digital state of the power failure signal.
  • the switching state of the relay contact is shown in time diagram B, 6 and 7 denoting the contacts in FIG. 2.
  • the voltage failure signal changes from "Low” L to "High” H, ie the external voltage 3 is switched on, the FET 45 and the power FETs 21, 22 are switched on and as long as the internal voltage 2 is lower than the external voltage relay 18 also switches from contact 6 to 7.
  • the circuit according to the invention is also extremely suitable for redundant power supplies.

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  • Business, Economics & Management (AREA)
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Abstract

Bei einer Anordnung zur Umschaltung zwischen zwei Spannungsquellen (2, 3) für ein elektronisches Gerät (1) is dazwischen ein Umschalter (4) angeordnet, dessen Wurzelanschluß (5) mit dem elektronischen Gerät (1) und die beiden anderen Anschlüsse (6, 7) mit den Spannungsquellen (2, 3) verbunden sind. Zwischen dem Wurzelanschluß (5) und der externen Gleichspannungsquelle (3) ist die Laststromstrecke eines ersten elektronischen Schalters (8) geschaltet. Die beiden Eingänge (10, 11) eines Schmitt-Triggers (9) sind mit je einer Gleichspannungsquelle (2, 3) verbunden, und der Ausgang (12) ist an den Steuereingang (24) eines zweiten elektronischen Schalters (13) angeschlossen. Dieser ist einerseits mit einem Steuereingang (14) des Umschalters (4) und über eine flankengesteuerte Verzögerungsschaltung (15) mit dem Steuereingang (16) des ersten elektronischen Schalters (8) verbunden und andererseits über je eine Diode (39, 40) an die Spannungsquellen (2, 3) angeschlossen. Die externe Gleichspannungsquelle (3) gibt an einem Ausgang (17) ein Spannungsausfallssignal ab, das den zweiten elektronischen Schalter (13) steuert. Dadurch erfolgt die Umschaltung zwischen den beiden Gleichspannungsquellen (2, 3) stoßfrei, wodurch es zu keinem Spannungseinbruch auf der Versorgung für das elektronische Gerät (1) kommt.

Description

ANORDNUNG ZUR UMSCHALTUNG ZWISCHEN ZWEI SPANNUNGSOUELLEN
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umschaltung zwischen zwei Spannungs- quellen für ein elektronisches Gerät.
Um eine elektronische Schaltung wahlweise von zwei gleichen Netzteilen ohne Um¬ schalter zu versorgen, ist es notwendig, am Ausgang einer jeden Spannungsquelle eine Diode in Serie anzuordnen, wobei die Anode der Diode mit dem Netzteil verbunden ist. Die Dioden dienen dazu um einen Rückstrom in das abgeschaltete Netzteil zu verhindern. Diese Anordnung kann auch bei Spannungsversorgungen, die redundant ausgeführt sein müssen, verwendet werden. Bei Digitalschaltungen, die eine Versorgungsspannung von 5 Volt benötigen, erweisen sich die Dioden jedoch als Nachteil, da der Spannungsabfall an ihnen bei der Auslegung der Netzteile berück- sichtigt werden muß. Es können für solche Schaltungen daher nicht handelsübliche 5 V-Netzteile für Digitalschaltungen verwendet werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Anordnung zu schaffen, die, soferne die Spannung an der aktiven Quelle niedriger ist als die Spannung an der anderen Quelle automatisch und ohne Spannungsabfall auf die andere Quelle umschaltet.
Diese wird durch die Erfindung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen dem elektronischen Gerät und den Spannungsquellen ein Umschalter ange- ordnet ist, dessen Wurzelanschluß mit dem elektronischen Gerät, vorzugsweise einer Einschubkarte in einem Personalcomputer, und die beiden anderen Anschlüsse mit den Spannungsquellen, von denen eine eine im elektronischen Gerät angeordnete Gleich¬ spannungsquelle und die andere eine externe Gleichspannungsquelle, z.B. ein Netz¬ gerät, ist, verbunden sind, und daß zwischen dem Wurzelanschluß und der externen Gleichspannungsquelle die Laststromstrecke eines ersten elektronischen Schalters, vorzugsweise Feldeffekt-Transistor, geschaltet ist, und daß ein Schmitt-Trigger vor- gesehen ist, dessen beide Eingänge mit je einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, und der Ausgang an den Steuereingang eines zweiten elektronischen Schalters angeschlossen ist, der mit einem Anschluß einerseits mit einem Steuereingang des Umschalters und andererseits über eine flankengesteuerte Verzögerungsschaltung mit dem Steuereingang des ersten elektronischen Schalters verbunden ist, und der zweite Anschluß über je eine Diode an die Spannungsquellen angeschlossen ist, und daß die externe Gleichspannungsquelle an einem Ausgang ein Spannungsausfallssignal abgibt, das den zweiten elektronischen Schalter steuert. Dadurch erfolgt die Umschaltung zwischen den beiden Gleichspannungsquellen stoßfrei. Das bedeutet, daß es zu keinem Spannungseinbruch auf der Versorgung kommt. Dadurch würde einerseits die Funktion des elektronischen Gerätes bzw. der Einschubkarte beeinträchtigt und andererseits ein Rücksetzvorgang an einer vorhandenen Spannungsüberwachung eingeleitet, wobei dies einem Abschalten der Spannungsversorgung gleichkommt. Das grundlegende Signal für die Umschaltung ist das Ausgangssignal des Schmitt- Triggers, der die Versorgung des Personalcomputers und die externe Versorgung vergleicht und im Normalfall auf die jeweils höhere Spannung umschaltet. Durch die Hysterese des Schmitt-Triggers wird erstens bei Schwankungen in den Versorgungs¬ spannungen ein dauerndes Hin- und Herschalten vermieden und zweitens werden auch die etwaigen geringen Spannungshübe zwischen belasteter und unbelasteter Gleich- spannungsquelle ausgeglichen.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist vorrangig zur Umschaltung der Spannungs¬ versorgung einer PC-Einschubkarte von der PC- Versorgung auf eine externe Ver¬ sorgung vorgesehen, sodaß dieser Print auch bei ausgeschaltetem Personalcomputer (PC) weiterlaufen kann.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Umschalter ein Relais oder ähnliches mit minimalstem Spannungsabfall. Bei Verwendung eines Relais, dessen Kontakt im Lastkreis, also zwischen Gleichspannungsquelle und elektronischem Gerät, ange- ordnet ist, ist die Anordnung sehr ausfallssicher und außerdem ist die Anzahl der Schaltvorgänge in bezug zur Lebensdauer sehr hoch. Eine erfindungsgemäße Weiterbildung liegt darin, daß der erste elektronische Schalter aus zwei antiseriell geschalteten, je eine Bulk-Diode aufweisenden, Leistungs-Feld- effekt-Transistoren besteht. Durch diese Schaltung der speziellen FET's, wird bei ein- geschalteter interner Gleichspannungsquelle und abgeschalteter, aber angeschlossener, externer Gleichspannungsquelle eine Rückspeisung in diese vermieden.
Von Vorteil ist, daß für die externe Gleichspannungsquelle eine Überspannungs¬ schutzschaltung vorgesehen ist, die ausgangsseitig mit dem Steuereingang des zweiten und eines dritten elektronischen Schalters verbunden ist, der zwischen der externen Gleichspannungsquelle und dem Eingang einer Schaltung, die die Versorgungs¬ spannung für die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung erzeugt, angeordnet ist, und daß am Ausgang der die Versorgungsspannung erzeugenden Schaltung eine Überwachungsschaltung für diese Versorgungsspannung angeschlossen ist, die aus- gangsseitig ebenfalls mit dem Steuereingang des zweiten elektronischen Schalters verbunden ist. Damit ist eine einfache Schutzfunktion für die Anordnung und die daran angeschlossene elektronische Schaltung gegeben. Ein Umschalten bei zu hoher externer Spannung auf diese wird vermieden. Die Schaltung, welche die Versorgungs¬ spannung für die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung erzeugt wird hier ebenfalls geschützt. Durch die Überwachungsschaltung wird sichergestellt, daß die Ver¬ sorgungsspannung für die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung immer jenen Wert aufweist, der rninimalsten Spannungsabfall am durchgeschalteten FET sicher¬ stellt.
Eine weitere Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß die Schaltung, welche die Ver¬ sorgungsspannung für die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung erzeugt, ein Schaltregler, eine Ladungspumpe (Charge Pump) oder ähnliches ist.
Nach einer Weiterbildung besteht die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung aus einem Transistor oder Feldeffekt-Transistor, an dessen Basis bzw. Gate ein Ein¬ gangswiderstand, dem eine Diode parallel angeordnet ist, wobei die Anode an Basis bzw. Gate liegt, und ein Kondensator gegen Nullpotential angeschlossen ist, und Emitter bzw. Source mit Nullpotential und Kollektor bzw. Drain mit dem bzw. den Steuereingängen des bzw. der ersten elektronischen Schalter verbunden ist bzw. sind, und antiparallel zur Kollektor-Emitter- bzw. Drain-Source-Strecke eine Diode, vor- zugsweise Spannungsstabilisierungsdiode angeordnet ist. Durch diesen Aufbau der Verzögerungsschaltung wird erreicht, daß beim Umschalten von der internen auf die externe Gleichspannungsquelle die beiden FET's sofort in den leitenden Zustand gebracht werden und beim Zurückschalten von der externen auf die interne die FET's durch die RC-Kombination noch so lange im leitenden Zustand gehalten werden, bis das Relais bei noch gültiger vorhandener externer Versorgungsspannung sicher die Ruheposition bei der internen Gleichspannungsquelle erreicht hat.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung als Blockschaltbild, in Fig. 2 ist die Schaltung des Umschaltteiles, welcher der in Fig. 1 strichliert umrandete ist, dar¬ gestellt und der Fig. 3 sind Spannungssignale an verschiedenen Punkten in der Schaltung und der jeweils zugehörige Lagezustand des Relaiskontaktes bei beiden Umschaltvorgängen zu entnehmen.
Bei dem Blockschaltbild in Fig. 1 ist zwischen dem elektronischen Gerät 1 und den Spannungsquellen 2, 3 ein Umschalter 4, der ein Relais mit minimalstem Spannungs¬ abfall ist, angeordnet. Der Wurzelanschluß 5 dieses Umschalters 4 ist mit dem elektronischen Gerät 1, welches eine Einschubkarte 1 in einem Personalcomputer ist, verbunden. Die beiden anderen Anschlüsse 6, 7 sind mit den Spannungsquellen 2, 3 verbunden, von denen eine die interne im elektronischen Gerät 1 angeordnete Gleich¬ spannungsquelle 2 und die andere eine externe Gleichspannungsquelle 3 ist. Beide Gleichspannungsquellen 2, 3 können Netzteile sein. Zwischen dem Wurzelanschluß 5 und der externen Gleichspannungsquelle 3 ist die Laststromstrecke eines elektro- nischen Schalters 8, der ein Feldeffekt-Transistor ist, geschaltet. Weiters ist ein Schmitt-Trigger 9 vorgesehen, dessen Eingänge 10, 11 mit je einer Gleichspannungs- quelle 2, 3 verbunden sind, und der Ausgang 12 an den Steuereingang 24 eines weiteren elektronischen Schalters 13 angeschlossen. Dieser Schalter 13 ist mit einem Anschluß einerseits mit einem Steuereingang 14 des Umschalters 4 und andererseits über eine flankengesteuerte Verzögerungsschaltung 15 mit dem Steuereingang 16 des ersten elektronischen Schalters 8 verbunden. Der zweite Anschluß dieses Schalters 13 ist über je eine Diode 39, 40 an die Spannungsquellen 2, 3 angeschlossen. Die externe Gleichspannungsquelle 3 gibt an einem Ausgang 17 ein Spannungsausfallssignal ab, das ebenfalls den zweiten elektronischen Schalter 13 über den Steuereingang 24 steuert.
Für die externe Gleichspannungsquelle 3 ist eine Überspannungsschutzschaltung 23 vorgesehen, die ausgangsseitig mit dem Steuereingang 24 des elektronischen Schal¬ ters 13 am Ausgang des Schmitt-Triggers und dem Steuereingang 25 eines elektro¬ nischen Schalters 26 verbunden ist, der zwischen der externen Gleichspannungsquelle 3 und dem Eingang einer Schaltung 27 angeordnet ist, die die Versorgungsspannung für die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung 15 erzeugt. Am Ausgang 28 der Schaltung 27 ist eine Überwachungsschaltung 29 angeschlossen, die ausgangsseitig ebenfalls mit dem Steuereingang 24 des elektronischen Schalters 13 verbunden ist. Die Schaltung 27 kann ein Schaltregler oder eine Ladungspumpe (Charge Pump) sein. Mit Pfeilen ist auch die Richtung der Steuersignale für die elektronischen Schalter angedeutet.
In der Schaltung in Fig. 2 sind die mit 2 bezeichneten Anschlüsse an die interne Gleichspannungsquelle 2 und jene mit 3 bezeichneten an die externe Gleichspannungs- quelle 3 angeschlossen. Die Spannungsversorgung der Anordnung erfolgt entweder von der internen 2 oder der externen Spannungsquelle 3, wozu diese über die Dioden 39, 40 zusammengeführt sind. Danach sind zwei mit Nullpotential 35 verbundene Parallelkondensatoren 41, 42 vorgesehen. Die Spule 44 des Relais 18 wird von der internen 2 oder externen Spannungsquelle 3 versorgt. Dieser Spule 44 ist einerseits parallel eine Diode 43 und andererseits in Serie gegen Nullpotential 35 ein FET 45 angeordnet, der dem Schalter 13 in Fig. 1 entspricht. Der FET 45 wird vom Schmitt- Trigger 9 angesteuert, an dessen beide Eingänge 10, 11 über Spannungsteiler 46, 47 und 48, 49 die beiden Gleichspannungsquellen 2, 3 angeschlossen sind. Der nicht invertierende Schmitt-Trigger 9 ist ein entsprechend beschalteter Operationsverstärker 50, dessen Ausgang über einen Widerstand 51 an die Spannungsversorgung ange- schlössen ist. Dem Gate des FET's 45 wird auch das Spannungsausfallssignal 17 von der externen Spannungsquelle 3, welches ein digitales ist, über die Diode 54 zuge¬ führt.
Zwischen der Relaisspule 44 und dem FET 45 ist die flankengesteuerte Ver- zögerungsschaltung 15 angeschlossen. Diese besteht aus einem FET 30, an dessen Gate 31 ein mit der Relaisspule 44 und dem FET 45 verbundener Eingangswiderstand 32, dem eine Diode 33 parallel angeordnet ist, wobei die Anode am Gate 31 liegt, und ein Kondensator 34 gegen Nullpotential 35 angeschlossen ist. Der Sourceanschluß 36 des FET 30 ist mit Nullpotential 35 und der Drainanschluß 37 mit den Steuereingängen 16 der FET's 21, 22 verbunden. Antiparallel zur Drain-Source- Strecke ist eine Spannungsstabilisierungsdiode 38, angeordnet. Der Drainanschluß 37 des FET's 30 ist weiters noch über einen Widerstand 53 mit dem Ausgang 28 der Schaltung 27 in Fig. 1 verbunden.
Die Leistungs-FET's 21, 22 sind antiseriell geschaltet und weisen je eine Bulk-Diode 19, 20 auf. Ein Anschluß dieser Serienschaltung ist ebenso wie der Wurzelanschluß 5 des Relaiskontaktes mit der PC-Einschubkarte 1 oder einem elektronischen Gerät 1 verbunden.
In Fig. 3 ist links der strichpunktierten Linie der Signalverlauf beim Umschalten von der internen 2 auf die externe Spannungsquelle 3 und rechts jener beim Zurück¬ schalten von der externen 3 auf die interne 2 dargestellt. Mit A ist das Signal am Gate des FET 45, mit C der Verlauf der Steuerspannung für die Leistungs-FET's 21, 22, mit D die Spannung an der externen Quelle 3 und mit E der Digitalzustand des Spannungsausfallssignals. Beim Zeitdiagramm B ist der Schaltzustand des Relaiskon¬ taktes eingezeichnet, wobei 6 und 7 die Kontakte in Fig. 2 bedeuten. Bei einem Übergang des Spannungsausfallssignales von "Low" L auf "High" H, d.h. die externe Spannung 3 ist eingeschaltet, wird, soferne die interne Spannung 2 kleiner als die externe ist, der FET 45 und die Leistungs-FET's 21, 22 durchgeschaltet und weiters schaltet auch das Relais 18 von Kontakt 6 auf 7 um.
Wenn sich das Spannungsausfallssignal von "High" auf "Low" ändert, bricht verzögert mit einigen Millisekunden die externe Spannung 3 zusammen. Daher wird sofort der FET 45 gesperrt und das Relais 18 schaltet von Kontakt 7 auf Kontakt 6 um. Hier ist es nun notwendig, aufgrund der Relaisverzögerung die Leistungs-FET's 21, 22 noch länger im leitenden Zustand zu halten. Dies wird durch das RC-Glied, bestehend aus Widerstand 32 und Kondensator 34, erreicht. Voraussetzung bei diesem Umschalt¬ vorgang ist, daß die interne Spannung 2 zum Zeitpunkt des Überganges des Spannungsausfallssignales bereits in voller Höhe vorhanden ist.
Die erfindungsgemäße Schaltung eignet sich auch hervorragend für redundante Stromversorgungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Anordnung zur Umschaltung zwischen zwei Spannungsquellen für ein elektro¬ nisches Gerät, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektronischen Gerät (1) und den Spannungsquellen (2, 3) ein Umschalter (4) angeordnet ist, dessen
Wurzelanschluß (5) mit dem elektronischen Gerät (1), vorzugsweise einer Ein¬ schubkarte (1) in einem Personalcomputer, und die beiden anderen Anschlüsse (6, 7) mit den Spannungsquellen (2, 3), von denen eine eine im elektronischen Gerät (1) angeordnete Gleichspannungsquelle (2) und die andere eine externe Gleich- spannungsquelle (3), z.B. ein Netzgerät, ist, verbunden sind, und daß zwischen dem Wurzelanschluß (5) und der externen Gleichspannungsquelle (3) die Last¬ stromstrecke eines ersten elektronischen Schalters (8), vorzugsweise Feldeffekt- Transistor, geschaltet ist, und daß ein Schmitt-Trigger (9) vorgesehen ist, dessen beide Eingänge (10, 11) mit je einer Gleichspannungsquelle (2, 3) verbunden sind, und der Ausgang (12) an den Steuereingang (24) eines zweiten elektronischen
Schalters (13) angeschlossen ist, der mit einem Anschluß einerseits mit einem Steuereingang (14) des Umschalters (4) und andererseits über eine flankengesteu¬ erte Verzögerungsschaltung (15) mit dem Steuereingang (16) des ersten elektronischen Schalters (8) verbunden ist, und der zweite Anschluß über je eine Diode (39, 40) an die Spannungsquellen (2, 3) angeschlossen ist, und daß die externe Gleichspannungsquelle (3) an einem Ausgang (17) ein Spannungsausfalls¬ signal abgibt, das den zweiten elektronischen Schalter (13) steuert.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (4) ein Relais (18) oder ähnliches mit minimalstem Spannungsabfall ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektronische Schalter (8) aus zwei antiseriell geschalteten, je eine Bulk-Diode (19, 20) aufweisenden, Leistungs-Feldeffekt-Transistoren (21, 22) besteht.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die externe Gleichspannungsquelle (3) eine Überspannungsschutzschaltung (23) vorgesehen ist, die ausgangsseitig mit dem Steuereingang (24, 25) des zweiten und eines dritten elektronischen Schalters (26) verbunden ist, der zwischen der externen Gleichspannungsquelle (3) und dem Eingang einer Schaltung (27) die die
Versorgungsspannung für die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung (15) erzeugt, angeordnet ist, und daß am Ausgang (28) der die Versorgungsspannung erzeugenden Schaltung (27) eine Überwachungsschaltung (29) für diese Ver¬ sorgungsspannung angeschlossen ist, die ausgangsseitig ebenfalls mit dem Steuereingang (24) des zweiten elektronischen Schalters (13) verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (27), welche die Versorgungsspannung für die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung (15) erzeugt, ein Schaltregler, eine Ladungspumpe (Charge Pump) oder ähnliches ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flankengesteuerte Verzögerungsschaltung (15) aus einem Transistor oder Feld¬ effekt-Transistor (30) besteht, an dessen Basis bzw. Gate (31) ein Eingangs- widerstand (32), dem eine Diode (33) parallel angeordnet ist, wobei die Anode an
Basis bzw. Gate (31) liegt, und ein Kondensator (34) gegen Nullpotential (35) angeschlossen ist, und daß Emitter bzw. Source (36) mit Nullpotential (35) und Kollektor bzw. Drain (37) mit dem bzw. den Steuereingängen (16) des bzw. der ersten elektronischen Schalter (8) verbunden ist bzw. sind, und daß antiparallel zur Kollektor-Emitter- bzw. Drain-Source-Strecke eine Diode (38), vorzugsweise
Spannungsstabilisierungsdiode, angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009100295A3 (en) * 2008-02-07 2009-10-15 Ainet Registry Llc Backup power system and method
CN112751410A (zh) * 2020-12-28 2021-05-04 国家电网有限公司 低压直流电路供电控制电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2749420A1 (de) * 1977-11-04 1979-05-10 Baum Elektrophysik Gmbh Wahlweise zu betaetigende einschaltvorrichtung fuer eine hilfsstromquelle
GB2050725A (en) * 1979-05-10 1981-01-07 Ships Electronic Services Ltd Power supply changeover unit
US4441031A (en) * 1980-12-10 1984-04-03 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Power source voltage change discrimination circuit
US4528459A (en) * 1983-06-10 1985-07-09 Rockwell International Corporation Battery backup power switch

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2749420A1 (de) * 1977-11-04 1979-05-10 Baum Elektrophysik Gmbh Wahlweise zu betaetigende einschaltvorrichtung fuer eine hilfsstromquelle
GB2050725A (en) * 1979-05-10 1981-01-07 Ships Electronic Services Ltd Power supply changeover unit
US4441031A (en) * 1980-12-10 1984-04-03 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Power source voltage change discrimination circuit
US4528459A (en) * 1983-06-10 1985-07-09 Rockwell International Corporation Battery backup power switch

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009100295A3 (en) * 2008-02-07 2009-10-15 Ainet Registry Llc Backup power system and method
US7962772B2 (en) 2008-02-07 2011-06-14 Ainet Registry, Llc Backup power system and method
CN112751410A (zh) * 2020-12-28 2021-05-04 国家电网有限公司 低压直流电路供电控制电路

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