DE3246944A1

DE3246944A1 - Circuit arrangement for monitoring an electrical voltage

Info

Publication number: DE3246944A1
Application number: DE19823246944
Authority: DE
Inventors: Georg Ing.(grad.) 4330 Mülheim Hofmann
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1982-12-18
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1984-06-20

Abstract

In this circuit, operating and release values can be linearly adjusted. At a voltage divider, a reference voltage can be set which is used as reference quantity for a voltage comparator. If the voltage to be monitored exceeds the reference value, a switch is operated which connects an adjustable auxiliary voltage to the voltage divider. The reference voltage is changed by a factor of < 1 and now represents a release value below which the voltage must drop. It is only then that the switch opens again.

Description

Schaltungsanordnung zur tberwachung einer elektrischenCircuit arrangement for monitoring an electrical

Spannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur oberwachung einer elektrischen Spannung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.Voltage The invention relates to a circuit arrangement for Monitoring of an electrical voltage according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-AS 2522 463 ist eine Schmittrigger-Schaltung mit zwei Differenzverstärkern bekannt, die eine Eingangsspannung beliebiger Kurvenform in eine rechteckförmige Ausgangsspannung definierter Amplitude umwandelt. Mit Hilfe zweier Referenzspannungen, die über Spannungsteiler an den Eingängen der Differenzverstärker unabhängig voneinander gewählt werden können, lassen sich die Schwellwerte, bei denen die Triggerschaltung bei beliebiger Eingangsspannung von einem in den anderen Zustand kippt, unabhängig voneinander einstellen. Diese Unabhängigkeit ist bei uberwachungsaufgaben unerwünscht, da aufgrund des großen Einstellbereiches bei Rückfallwerten, die in der Nähe des Ansprechwertes liegen; keine Binstellsicherheit gegen eine zu geringe Schalthysterese besteht. Die Schalthysterese ist jedoch wichtiger Bestandteil der geforderten Betriebssicherheit bei der Spannungsüberwachung. Weiterhin besteht bei der bekannten Triggerschaltung keine Sicherheit dagegen, den Bereich zur Uberwachung auf oberschreiten eines Ansprechwertes unbeabsichtigt zu verlassen und in den Bereich zur Überwachung auf Unterschreiten eines Ansprechwer-tes überzugehen.DE-AS 2522 463 discloses a Schmit trigger circuit with two differential amplifiers known to convert an input voltage of any waveform into a rectangular Converts output voltage of defined amplitude. With the help of two reference voltages, which are independent of each other via voltage dividers at the inputs of the differential amplifiers can be selected, the threshold values at which the trigger circuit switches from one state to the other at any input voltage, regardless adjust from each other. This independence is undesirable for monitoring tasks, because due to the large setting range for fallback values that are close to the Response values lie; No setting security against a switching hysteresis that is too low consists. However, the switching hysteresis is an important part of the required operational reliability in voltage monitoring. There is also the known trigger circuit there is no security against the area for monitoring whether a response value is exceeded inadvertently leaving and in the surveillance area To pass below a response value.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die bei linearer Einstellmöglichkeit von Ansprech- und Rückfallwerten zur oberwachung einer Spannung auf oder oder Unterschreiten eines vorgegebenen Ansprechwertes geeignet ist.The invention is based on the object of a circuit arrangement specify the linear setting option for response and release values for monitoring a voltage at or below a specified response value suitable is.

Dabei soll der Rückfallwert vom Ansprechwert abhängig sein. Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.The dropout value should be dependent on the response value. Solved this task with the features specified in the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung wird an zwei in der Zeichnung dargestelt4en Ausfuhrungsbeispielen erläutert. Einander entsprechende Schaltungselemente in den Figuren 1 und 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention is illustrated by two exemplary embodiments in the drawing explained. Corresponding circuit elements in Figures 1 and 2 are provided with the same reference numerals.

In Figur 1 ist mit einer Gleichspannungsquelle UA ein hochohmiger Spannungsteiler verbunden, der aus den Festwiderständen R1, R2 und R4 sowie aus dem einstellbaren Widerstand R3 besteht. An R3 ist eine linear einstellbare Referenzspannung URef abgegriffen, die dem einen Eingang El eines Schwellwertschalters SW zugeführt ist. Gemeinsamer Bezugspunkt der Uberwachungsschaltung ist der Massepunkt M. Die Referenzspannung URef ist die Bezugsgröße für den Spannungsvergleicher SW, an dessen zweitem Eingang E2 die zu überwachende Meßgröße UM anliegt.In Figure 1, a DC voltage source UA is a high resistance Voltage divider connected, which consists of the fixed resistors R1, R2 and R4 as well as the adjustable resistor R3. There is a linearly adjustable reference voltage at R3 URef tapped, which is fed to one input El of a threshold switch SW is. The common reference point of the monitoring circuit is the ground point M. The Reference voltage URef is the reference value for the voltage comparator SW on whose The measured variable UM to be monitored is applied to the second input E2.

Ein Schalter S1 verbindet den Spannungsteilerabgriff 51=0,5 UA des hochohmigen Teilers mit dem beweglichen Abgriff eines niederohmigen Spannungsteilers. Dieser besteht aus den Festwiderständen R5, R7 und dem einstellbaren Widerstand R6 und wird von einer Gleichspannung UB versorgt. Der niederohmige Spannungsteiler ist so ausgelegt, daß an dem Stellwiderstand R6 eine Spannung U2 = 0,5 Ul bis 0,98 Ul einstellbar ist.A switch S1 connects the voltage divider tap 51 = 0.5 UA des high-resistance divider with the movable tap of a low-resistance voltage divider. This consists of the fixed resistors R5, R7 and the adjustable resistor R6 and is supplied by a direct voltage UB. The low-resistance voltage divider is designed so that a voltage U2 = 0.5 Ul to 0.98 at the variable resistor R6 Ul is adjustable.

Die Gesamt-Widerstände der beiden Spannungsteiler stehen vorzugsweise in einem Widerstandsverhältnis von 100 : 1, beispielsweise 100 kOhm für den hochohmigen und 1 kOhm für den niederohmigen Spannungsteiler.The total resistances of the two voltage dividers are preferably in a resistance ratio of 100: 1, for example 100 kOhm for the high resistance and 1 kOhm for the low-resistance voltage divider.

Ein Uberschreiten der Referenzspannung URef durch die Meßgröße UM wird durch den Schwellwertschalter SW signalisiert. Gleichzeitig schließt der Schalter S1. Damit wird die hochohmig abgegriffene Teilerspannung U1 auf die niederohmig abgegriffene Teilerspannung U2 herabgesetzt; d.h., die Spannung Ul wird auf den Faktor 0,5 bis 0,98 verringert. Die Referenzspannung URef wird um den gleichen Paktor verändert und stellt jetzt einen Rückfallwert dar, der durch R6 linear im Bereich von 0,5 bis 0,98 einstellbar ist. Die zu überwachende Spannung UM muß demnach bei der Uberwachung auf Uberschreitung eines vorgegebenen Ansprechwertes den Rückfallwert URef unterschreiten, damit der Schalter S1 wieder öffnet; Bei Uberwachung auf Unterschreitung eines vorgegebenen Ansprechwertes sind lediglich die Anschlußpunkte des niederohmigen Spannungsteilers R5 bis R7 zu vertauschen. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind hierfür die Umschalter S2 und S3 vorgesehen, die in der anderen, nicht dargestellten Schaltstellung R5 mit dem Massepunkt M und R7 mit der Gleichspannung UB verbinden. Dadurch ergibt sich ein Rückfallwert, der linear im Bereich von 1,02 bis 1,5 einstellbar ist. Der Schalter S1 öffnet erst wieder, wenn die überwachte Spannung UM den Rückfallwert überschreitet.The measured variable UM exceeds the reference voltage URef is signaled by the threshold switch SW. At the same time the switch closes S1. The high-resistance tapped divider voltage U1 thus becomes low-resistance tapped divider voltage U2 reduced; i.e., the voltage Ul is applied to the Reduced by a factor of 0.5 to 0.98. The reference voltage URef is about the same factor changed and now represents a fallback value that is linear in the range through R6 adjustable from 0.5 to 0.98. The voltage UM to be monitored must therefore be the monitoring for exceeding a specified response value the dropout value URef fall below so that switch S1 opens again; When monitored for undershoot of a given response value are only the connection points of the low-resistance Swap voltage divider R5 to R7. In the embodiment according to FIG 1 the changeover switches S2 and S3 are provided for this purpose, those in the other, not shown Connect switch position R5 to the ground point M and R7 to the direct voltage UB. This results in a dropout value that can be set linearly in the range from 1.02 to 1.5 is. The switch S1 only opens again when the monitored voltage UM has reached the release value exceeds.

Figur 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Uberwachungsschaltung nach Figur 1. Für beide Spannungsteiler R1 bis R4 und R5 bis R7 ist eine gemeinsame Gleichspannung UC vorgesehen. Der niederohmige Spannungsteiler R5 bis R7 wird hierbei über zwei logische Verknüpfungsglie- der&1 und &2 mit der Gleichspannung UC verbunden. Mit einem einfachen Umschalter läßt sich die Überwachungsfunktion UM > URefoder UN<URef frei wählen.Figure 2 shows a modified embodiment of the monitoring circuit according to Figure 1. For both voltage dividers R1 to R4 and R5 to R7 is a common DC voltage UC provided. The low-resistance voltage divider R5 to R7 is here via two logical links of & 1 and & 2 with DC voltage connected to UC. The monitoring function can be activated with a simple switch UM> URef or UN <URef freely select.

* S 4 * S 4

Claims

Claims 19 Circuit arrangement for monitoring an electrical Voltage (UM) with a threshold switch (SW) whose switching point is determined by the voltage divider ratio a resistor combination is determined, part of the resistor combination can be switched on or off, characterized by the following features: a) on one first high-resistance voltage divider (R1 to R4) is a reference voltage (URef) adjustable, which is fed to one input (Ei) of the threshold switch (SW) is; b) at a second low-resistance voltage divider (R5 to R7) is an auxiliary voltage (U2) adjustable; c) after exceeding or falling below the reference voltage the voltage applied to the other input (E2) of the threshold switch (SW) (UM) a switch (S1) is operated, which supplies the auxiliary voltage (U2) to the first voltage divider (R1 to R4) switches on at which the reference voltage is tapped.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that both voltage dividers are fed from a common supply voltage (Uc).

3. Circuit arrangement according to claim, characterized in that the switch (S1) by a relay contact or by a pelde effect transistor is realized.

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the voltage values (URef and U2) are set analog or digital.