DE2459068A1

DE2459068A1 - Elektronischer sicherheitsstromkreis

Info

Publication number: DE2459068A1
Application number: DE19742459068
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Engins Matra SA
Current assignee: Engins Matra SA
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1974-12-13
Publication date: 1975-06-26
Also published as: BE823068A; JPS50106150A; GB1497059A; CA1031051A; CH589300A5; US3999104A; FR2254793B1; IT1031044B; FR2254793A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Sicherheitsstromkreis, der ein Ausgangssignal abgeben soll, wenn eines der Elemente des Stromkreises ausfällt, abgenützt oder gealtert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eigensichere Stromkreise zu entwickeln, bei denen eine bestimmte Anzahl Schaltmerkmale auch dann noch aufrechterhalten sind, wenn ein Fehler auftritt.

Derartige Schaltkreise sollen ein Ausgangssignal abgeben, unabhängig davon, an welcher Stelle der Schaltung der Fehler

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steckt. Bei derartigen Schaltungen können aber Fehler an einer großen Zahl verschiedener Stellen auftreten, denn es kann ein beliebiges Schaltelement defekt werden oder auch eine beliebige Verzweigung zwder Elemente die Fehlerursache sein.

Die Erfindung soll elektronische Sicherheitsstromkreise angeben, die ein Ausgangssignal unabhängig von der Art des auftretenden Fehlers abgeben, d.h. ein norma.es Ausgangssignal hoher Energie oder ein Ausgangssignal niederer Energie, welche letzteres ein Alarmsignal darstellt.

Der SicherheitsStromkreis nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem magnetischen Kreis mit rechteckiger Hystereseschleife und einem mit dem magnetischen Kreis und den weiteren zu überwachenden Elementen verbundenen Steuerstromkreis besteht, und daß dieser Steuerstromkreis mit dem magnetischen Kreis im Gleichgewicht steht, wenn alle Elemente des zu überwachenden Stromkreises einwandfrei arbeiten, während der Steuerstromkreis im Ungleichgewicht gegenüber dem magnetischen Kreis ist, wenn mindestens eines der Elemente defekt ist, und daß schließlich ein Ausgangskreis vorgesehen ist, der ein Ausgangssignal liefert, wenn ein Ungleichgewicht gegenüber dem magnetischen Kreis vorliegt»

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung besteht der Steuerkreis aus Spulen, die die Sättigung des magnetischen Kreises im einen oder anderen Sinne bewirken»

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal besteht der Steuerstromkreis aus zwei entgegengesetzten Spulen, die mit jeweils einem Stromkreis verbunden sind, der sich aus einem über

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einen Entladungswiderstand entladenen Kondensator, der Spule und einem Transistor zusammensetzt, sowie einem Ladewiderstand für den Kondensator, wobei der Transistor durch ein von aussen kommendes Signal entsperrt wird.

Somit wird bei den erfindungsgemäßen Sicherheitsstromkreisen ein magnetischer Stromkreis mit rechteckiger Hystereseschleife verwendet, der bei jeder Störung oder beim Fehlen von Signalen, die er normalerweise empfängt, ein Ausgangssignal abgibt, das von diesem Ungleichgewicht herrührt. .

Bestimmte Stromkreise wirken durch den Hystereseverlust in dem Magnetmaterial und andere arbeiten aufgrund der Sättigung des Magnetmaterials.

Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsmöglichkeiten erläutert, die schematisch in der Zeichnung wiedergegeben sind, die folgendes darstellt:

Fig. 1 ein allgemeines Schema eines SicherheitsStromkreises mit einem Stromkreis mit zwei getasteten Eingängen;

Fig. 2 ein Zeit/Strom-Diagramm gemäß Fig„ 1;

Fig. 3 die Hystereseschleife des Magnetmaterials des Ringkerns;

Fig„ 4A bzw. 4B bzw. 4C in Abhängigkeit von der Zeit den Entladestrom des Kondensators C. bzw. die Spannung an den Klemmen des Kondensators C. bzw. die Spannung an der Sekundärseite für den Fall eines

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Kondensators, dessen Kapazität für die Sättigung des Ringkerns ausreicht;

Fig. 5A bzw. 5B bzw, 5C die Höhe des EntladeStroms des Kondensators C₁ bzw. die Spannung an den Kondensatorklemmen bzw« die Spannung an der Sekundärseite für den Fall, daß die Kapazität des Kondensators nicht ausreicht, um Sättigung in dem Ringkern herbeizuführen ;

Fig. 6 Verschiedene Flußkurven in Abhängigkeit von der Ein· gangsspannung e bei unterschiedlichen Werten der Schaltungsbestandteile;

Fig. 7 ein Schema für einen gegenüber dem Stromkreis nach Fig. 1 abgewandelten Kreis, wobei ein Schaltkreis gebildet ist, dessen einer Eingang ein "getastetes UND" ist, während der andere Eingang stetig ist;

Fig. 8 einen Schaltkreis nach Fig. 1, ausgeführt als Schwellwertkreis;

Figβ 9 eine Inverterschaltung aus zwei Ringkernen für die gleichen Anwendungsfälle wie die Schaltung nach Fig. 1;

Fig.10 eine abgeändo±e Form eines Sicherheitsstromkreises in Form eines Kondensator-Integrators;

Fig,11 eine abgeänderte Form des Sicherheitsschaltkreises nach Fig. 10 in Form eines Ringkern-Integrators;

Fig.12 eine weitere Variable der Schaltung nach Fig. 10

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ORIGINAL IMSPECTED

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in Form eines Bezugsspannungsgenerators;

Figo 13 ein vereinfachtes Schema für einen Stromlosigkeits-De"tektor;

Fig. 14 die effektive Ausgangsspannung in Abhängigkeit von dem Steuerstrom des Stromlosigkeitsdetektors der Schaltung nach Fig. 13.

Gemäß Fig, 1 besteht eine erste Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen Sicherheitsstromkreis aus einem Magnetringkern T mit rechteckiger Hystereseschleife. Eine Spule B* eines ersten Steuerstromkreises ist auf den Magnetringkern T gewickelt. Diese Spule liegt mit ihrem einen Ende am Eingang X über einen Ladewiderstand R und einen Entladewiderstand R₂ des Kondensators CL.

Das andere Ende der Spule B^ liegt am Kollektor des Transistors T₁, dessen Emitter an Masse geführt ist. Die Basis des Transistors T₁ ist über den Widerstand R~ mit dem Tasteingang H₁ verbunden.

Ein zweiter Steuerstromkreis besteht aus einer um den Ringkern T gewickelten Spule B„, Ein Ende dieser Spule ist über einen Entladewiderstand R₃ und einen LadewiderstandR^ eines Kondensators C„ mit dem Eingang Y verbunden. Das andere Ende der Spule B₃ ist mit dem Kollektor eines Transistors Ty verbunden, dessen Emitter an Masse liegt. Die Basis des Transistors T₂ ist über einen Widersrand R₇ an den Tasteingang H₂ angeschlossen.

Die beiden Spulen B₁ und B₃ sind in entgegengesetzten Wicklungssinn auf den Ringkern T gewickelt, so daß die Induktionsströme in dem Ringkern T einander entgegengerichtet

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ORIGINAL IMSPECTED

Der Ausgangsstromkreis besteht aus einer auf den Ringkern T gewickelten Spule Β-» Diese Spule B₂ ist mit einem Integrationskreis verbunden, der aus dem Widerstand R₅ und dem Kondensator C₃ besteht. Das eine Ende dieses Kondensators ist an die Basis des Transistors T₃ geführt, das andere Ende liegt an Masse,

Der Kollektor des Transistors T₃ ist über den Widerstand R₈ an die Spannungsquelle +E geführt. Der Emitter des Transistors liegt an Masse, Der Ausgang erfolgt am Kollektor des Transistors T₃.

Nach Fig. 1 wird ein Kondensator C₃ mit vier Ausgängen verwendet, wodurch angezeigt werden kann, daß die Anschlüsse in einem offenen Stromkreis liegen. Dieser Fehler wird durch eine Ausgangsspannung Null erkennbar.

Der Stromkreis nach Fig, 1 stellt einen Tastkreis dar» Die Steuerimpulse EL und H₂ sind nämlich Impulse eines Taktgebers»

Betrachtet man insbesondere den ersten Steuerkreis, so erkennt man, daß der Eingang X den Kondensator C^, über den Widerstand R. so lange auflädt wie der Transistor T. gesperrt ist. Sobald ein Taktimpuls fL erscheint, wird der Transistor T. entsperrt, und der Kondensator C₁ kann sich über den Widerstand R₂ und die Spule B^ entladen* Der die Spule B. durchsetzende Strom I erzeugt eine Änderung Δ φ des InduktionsStroms des Magnetfeldes in dem Ringkern T,

In gleicher Weise lädt das Signal Y den Kondensator C₂ über den Widerstand R_u, Beim Erscheinen eines Taktsignals H₀

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wird der Transistor T₂ leitend und ermöglicht die Entladung des Kondensators C₂ über den Widerstand R₃, die Spule B₃ und den Transistor T». Der die Spule B₃ durchfliessende Strom ruft in dem Ringkern T eine Flußänderung -äJ' hervor, die der Flußänderung ijj> entgegengerichtet ist.

Die verschiedenen Flußänderungen in dem Ringkern T werden von der Spule B„ aufgenommen, die mit dem Integratorkreis Rr, C- verbunden ist. Dieser Stromkreis gibt eine Spannung ab, die der Flußänderung in dem Ringkern T proportional ist.

Im allgemeinen wird die Zeitkonstante X = R ,C₃ zehnmal so groß gewählt wie die Dauer des Ausgangsimpulses des Ringkerns Τ»

Man erhält somit eine Ausgangsspannung, die durch die nachstehende Beziehung gegeben ist:

^R5^C3

oder

^R5^C3

In dieser Beziehung ist η gleich der Windungszahl der Spule Β₂;Δφ und Δ $ ' sind die in den Spulen Bv und B hervorgerufenen Flußänderungen.

Sobald die Ausgangsspannung V einen Wert erreicht, der ausreicht, um den Transistor T₃ zu entsperren, wird dieser durchlässig und erhält ein Ausgangssignal an seinem Kollektor.

Im allgemeinen muß die Ausgangsspannung des Integratorkrei-

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ses einen zwischen 0,6 und 0,8 V liegenden Wert erreichen, damit der Transistor T₃ leitend wird und einen Impuls an seinem Ausgang liefert.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeichneten Schaltung ist im einzelnen in dem Zeitdiagramm in Fig. 2 wiedergegeben: In diesem Diagramm wird vorausgesetzt, daß die Eingänge X bzw, Y den festen Spannungen e bzw. E entsprechen.

In Fig. 2 sind die Taktimpulse H₁, H„ dargestellt sowie die Spannung am Kondensator C₁ des ersten Steuerfreises, der allein von dem Taktimpuls H₁ abhängt.

Ferner ist die Spannung am Kondensator C₂ dargestellt. Diese Spannung ändert sichhur in Abhängigkeit von dem Taktimpuls

Die Ausgangsspule erhält die Ausgangsspannung des Ringkerns, die sich auf zwei kurze positive und negative Impulse beschränkt, je nachdem ob es sich um den Fluß && oder -&& ' handelt.

Diese Spannungsimpulse werden von dem Kreis R₅, C₃ integriert, der die Basisspannung des Transistors T_ liefert. Diese Basisspannung ist abwechselnd positiv und negativ.

Nur die positiven Spannungsimpulse entsperren den Transi-' stör T₃.

Fig, 3 zeigt die Hystereseschleife des magnetischen Ringkerns T_Q aus Fig, I,

In dieser Schleife ist:

B„ = Sattigungsmagnetisxerung B_R - Remanenz. -

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Unter der Voraussetzung, daß der Kondensator C^. entladen ist, befindet sich der Ringkern T in einem dem Punkte A

entsprechenden Zustand. Zu Beginn der Entladung geht der Strom plötzlich von dem Wert Null auf den Wert T über, der der Koerzitivfeidstärke (Punkt B) entspricht.

Nun geht der Zustand des Ringkerns von B auf C über, wobei die Stromstärke den Wert I behält. Von C geht der Arbeitspunkt schnell zum Punkt D über« Von dort geht der Arbeitspunkt von D nach E weiter.

Während der Entladung des Kondensators C„ durchläuft der Arbeitspunkt die zweite Hälfte der Hystereseschleife und kehrt dann zum Punkt A zurück.

Bei der obigen Beschreibung des Verlaufs der Schleife ist davon ausgegangen, daß die Kapazität der Kondensatoren C. und C2 so groß ist, daß der Ringkern Sättigung erfährt. Das entspricht den Kurven nach den Fig. IA, 4B, UC, Wenn diese Kapazität jedoch nicht ausreicht, geht der Arbeitspunkt von C nach E^f über (Fig. 3).

Im einzelnen' und wie sich aus Fig. 4A ergibt, befindet man sich im Anfangszeitpunkt, wenn der Entladestrom des Kondensators C. Null ist, im Punkt A. Dann geht die Stromstärke plötzlich auf den Wert I (Punkt B) über und behält diesen Wert I bei bis zum Punkt C*

Der Strom I wird durch die Koerzitivfeidstärke bestimmt.

Vom Punkt C aus steigt der Strom plötzlich an bis zum Punkt D. Von D aus wird der Entladungsstrom nur durch den Widerstand R2 begrenzt. Diese Kurve zeigt einen exponentiellen Verlauf,

Fig. 4B gibt die Spannung an den Klemmen des Kondensators C₁

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wieder. Die Ladespannung ist e, Diese Spannung nimmt bis zum Punkt D linear ab. Von diesem Punkt an fällt die Spannung schnell ab.

Die Spannung des Sekundärteils ist in Fig. 4C gezeichnet. Im Punkt D fällt die Spannung plötzlich ab.

Wenn der Kondensator C₁ keine für die Sättigung des Ringkerns T ausreichende K<
der Fig. 5A, 5B und 5C.

kerns T ausreichende Kapazität hat, gelten die drei Kurven

Nach Fig. 5A steigt die Intensität schnell vom Anfangszeitpunkt aus an und erreicht den Punkt B. Von dort aus bleibt die Intensität auf dem Wert I . der der Koerzitiv-

feldstärke entspricht, bis zum Punkt C. Vom Punkt C aus nimmt die Intensität bis zum Punkt E' ab,

Fig. 5B zeigt den Verlauf der Spannung an den Klemmen des Kondensators C... Die Kurvenform entspricht der Form der Kurve in Fig. 4B.

Schließlich nimmt die Spannung am Sekundärteil linear ab und fällt dann plötzlich in dem dem Punkt C entsprechenden Punkt ab (Fig. 5C).

Fig, 6 stellt schematisch den Fluß in Abhängigkeit von dem Eingangssignal e für verschiedene Parameter des Kreises dar.

Die Kurven ergeben sich aus mathematischen Untersuchungen an den Stromkreisen» Die Flußänderung ist nämlich dem Integral über die gegenelektromotorische Kraft des Ringkerns gleich, nämlich:

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= O, wenn e <
C oder C
<^v-^R2^Io^{) dt}

In diesen Formeln ist V die Augenblicksspannung des Kondensators CL.

T
Nun ist V = e - fr I (Beziehung, für die Entladung eines

v* O

Kondensators mit gleichbleibender Stromstärke.). ■ . Im Punkt C gilt ■-■-.-. .. -.,--. , ■- .

. ·; V= = R₂I_- (wobei I die. der Koerz-itivfeidstärke B entsprechende Intensität ist).

Setzt man diese verschiedenen Größen in die obige Gleichung einy so erhält man - . . ·

= \ J- (e - R₂I₀)² ■ . ο

Die Flußänderung ist aber begrenzt auf den Sättigungsfluß

Für verschiedene Werte der Parameter R₂ und C- ergeben sich die in Fig..6 gezeichneten Kurven,

Fig, 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Stromkreises nach Fig, I,

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Für die Beschreibung dieser Variante werden die gleichen Bezugszeichen benutzt wie für die entsprechenden Schaltelemente aus Fig, I.

Bei dieser \iriante ist der zweite Steuerkreis ein nicht getasteter Kreis, Der Eingang Y steht nämlich über den Widerstand R₁^ unmittelbar mit der den Ringkern T umgebenden Spule B₃ in Verbindung.

Der von dem Eingang Y gelieferte Strom läßt den Ringkern T langsam in den Sättigungszustand übergehen. Demgegenüber sorgt der erste Steuerkreis für einen plötzlichen Übergang des Ringkerns in den gesättigten Zustand, sobald bei X eine Spannung angelegt wird.

Fig, 8 zeigt eine Variante des Stromkreises nach Fig, I mit einem Schwellwertkreis mit Ringkern« Dieser Stromkreis unterscheidet sich von demjenigen nach Fig, I dadurch, daß eine an den Eingang Y gelegte Bezugsspannung verwendet wird. Diese Bezugs spannung wird z.B. durch die Speisespannung .+E dargestellt,

Fig. 9 zeigt eine Variante der Stromkreise nach den Figuren 1 und 7, Der Stromkreis stellt eine Inverterschaltung dar. Sie besteht aus einem ersten Schaltungsteil (oberer Teil), der durch einen ersten Ringkern T . gebildet wird, dessen Steuerkreiseingang X. mit der Spule B^ über den Ladewiderstand R^ und den Entladewiderstand R₂ des Kondensators C₁ verbunden ist.

Der Ausgang der Spule B. ist mit dem Kollektor eines Transistors T₁ verbunden,dessen Emitter an Masse liegt. Die Basis des Transistors T^ nimmt Taktgeberimpulse H über den Widerstand Rg auf.

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BAD

Der Ringkern T .. enthält ausserdem eine Spule B„, die Bestandteil eines zweiten Steuerstromkreises ist. Diese Spule B„ steht mit dem Eingang Z in Verbindung. Die Spule B₃ liegt in Reihe mit einer Spule (-B₃) mit entgegengesetztem Wicklungssinn auf dem unten angegebenen Ringkern

Schließlich enthält der erste Ringkern T ^ noch einen durch die Spule B₂, den Integratorkreis R₅, C₃ und den Transistor T₀, dessen Kollektor über den Widerstand R_Q mit der Speisespannung verbunden ist, gebildeten Ausgangskreis.

Dieser Ausgangskreis gibt, ein Ausgangssignal T ab.

Der zweite Teil des Stromkreises nach Fig, 9 entspricht dem ersten Teil. Er besteht aus'einem Ringkern T „ und einem ersten Steuerkreis mit einem Eingang X₉ und nimmt die gleichen Täktimpulse auf wie der erste Steuerkreis des Ringkerns T ,,,

Der Ausgangskreis des Ringkerns T- stimmt genau überein mit dem Ausgangskreis des Ringkerns T .. Der Ausgang des Ringkerns T „ liefert das Signal U.

Der zweite Steuerkreis des Ringksrns T ₂ besteht aus der Spule -B₃, die in Reihe mit der Spule B„ des Ringkerns T^ liegt» Diese beiden Spulen sind an den gemeinsamen Eingang Z angeschlossen,,

Der Eingang Z dient für die kontinuierliche Beschickung (d.h. eine nicht-getastete Beschickung) der beiden Ringkerne T₀₁₅T₀₂.

Die- Inverterschaltung nach Fig. 9 ermöglicht in Sicherheit

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die folgenden Funktionen zu verwicklichen:

T = X₁Z

Die Ausgangssignale der verschiedenen angegebenen Stromkreise haben folgerichtigerweise die Frequenz der Taktgebersignale ·

Die Variante des SicherheitsStromkreises nach Fig. 10 enthält einen magnetischen Ringkern T ^ mit rechteckiger Hystereseschleife, Dieser Magnetringkern T₁ arbeitet zusammen mit zwei Steuerstromkreisen und einem Ausgangsstromkreis.

Der erste Steuerstromkreis besteht aus der Spule B₁, deren eines Ende an die Verbindungsstelle des Ladewiderstands R₁ des Kondensators (^angeschlossen ist, während das andere Ende dieser Spule B₁ an den Kollektor des Transistors T₁ geführt ist, dessen Emitter an Masse liegt.

Die Basis des Transistors T₁ wird von dem monostabilen Kippschalter M₁ gesteuert, die ihrerseits aus dem Ausgang durch die Lieferung von Impulsen gesteuert wird.

Der Kondensator C₁ erhält über den Ladewiderstand R₁ die Speisespannung +E, Der zweite Anschluß des Kondensators C₁ liegt an Masse.

Der zweite Steuerstromkreis besteht aus der mit dem Ringkern T₁ zusammenwirkenden Spule B₃«, Eine Klemme der Spule B„ liegt wie die entsprechende Klemme der Spule B₁ an der Verbindungsstelle des Widerstands R₁ und des Kondensators C₁, Die andere Klemme der Spule B₃ ist an den Kollektor des Transistors T„ angeschlossen, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Basis von der moncfita-

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bilen Kippschaltung M₂ gesteuert wird, die ihrerseits an der monostabilen Kippschaltung M₁ und infolgedessen am Eingang liegt.

Die Spulen B₁ und B₃ sind in entgegengesetztem Wicklungssinn auf dem Ringkern T-u angebracht.

Der SteuerStromkreis besteht aus der Spule B„, die mit dem kapazitiven Integrator R₂^2 ^ver^^und^en ist, der eine Diode D₁ enthält.

Die Transistoren T₁ bzw, T₂, die durch die monostabilen Kippschaltungen M₁ bzw, M₂ ausgelöst werden, entladen den Kondensator C₁ über die Spulen B₁ bzw. B₃ und führen dabei abwechselnd einen der beiden Sättigungszustande herbei.

Für jedes Kippen des Ringkerns gibt es ein Ausgangssignal, das dem magnetischen Sättigungsfluß entspricht.

Alle Fehler dieses Stromkreises führen eine Herabsetzung der Ladung des Kondensators C₁ herbei. Es gibt also eine Sicherheit gegenüber der betrachteten Fehlerart,

Fig. 11 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 10. Dieser SicherheitsStromkreis stellt einen Ringkern-Integrator dar. Er besteht aus einem ersten Ringkern T₁, dessen beide Steuerkreise sich unterscheiden. Der erste Steuerkreis besteht aus der Spule B₁ und dem Ladekondensator C₁, der über den Widerstand R₁ an die Speisespannung gelegt ist. Der zweite Steuerstromkreis besteht aus der Spule B₃ und dem Kondensator C₂, der über den Widerstand R₂ an die Speisespannung gelegt ist. Die beiden auf dem Ringkern T vorgesehenen Spulen B₁ und B₃ wirken mit der Ausgangsspule B₂ zusammen, die ihrerseits über die Diode D₁ mit . einer Spule B₄ zusammengeschleift ist, die dem Ringkern T₂ zugeordnä: ist, der seinerseits eine Ausgangsspule

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aufweist β

Die Entladung der Kondensatoren C- und C₂ erfolgt durch Entsperren der Transistoren T^ und T₂. Die Basis jedes der Transistoren T-, , T₂ liegt an einer monostabilen Kippschaltung M^, M„» Die beiden Kippschaltungen liegen an einem gemeinsamen Eingang.

Für jeden Eingangsimpuls wird der Ringkern T-, in dem einen Zustand gesättigt und dann in dem anderen, indem die Transistoren T₁ und dann T₂ nacheinander entsperrt werden.

Man erhält ein Ausgangssignal, das auf den Ringkern T_o2 übertragen wird. Die Kupplung der Ringkerne T- und T₂ erlaubt wegen der Diode D- einen Ausgleich der Flußänderungen zwischen den beiden Ringkernen,

In diesem Stromkreis wird die Gesamtgröße der Flußänderungen des Ringkerns T ~ gemessen, indem man diesen in seinen Anfangszustand zurückführt und den Fluß des Ausgangssignals bestimmt. Dieser Stromkreis, der den beiden obenbeschriebenen entspricht, ist nicht gezeichnet worden.

Fig* 12 stellt eine Variante des Stromkreises nach Fig. dar, der einen Bezugsspannungsgenerator als Sicherheitsstromkreis bildet.

Diese Schaltung kann auch als Variante des Sicherheitsstromkreises nach Fig, Il betrachtet werden. Sie unterscheidet sich nämlich von dem Stromkreis nach Fig. 11 lediglich durch den Ausgangskreis, der eine Spule B₂ auf dem Ringkern T - aufweist» Diese Spule ist mit dem Integratorkreis R₃C₃ verbunden, der eine Spitzenspannung liefert, die

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dem Fluß in dem Magnetkreis T₁ proportional ist.

Die Spitzenspannung wird durch den Detektor nachgewiesen, der durch die Diode D-, und den Kondensator C₁ gebildet ist«,

Die Transistoren T₁- und T der beiden Steuerstromkreise B₁, C₁, R₁ und B₃, C₂, R₂ werden von einem Taktimpuls H gesteuert» Die Frequenz dieses Taktimpulses hat praktisch keinen Einfluß auf die Ausgangsspannung, die an dem Spitzenspannungsdetektor D₁, C₁, abgenommen wird, sondern nur auf den Innenwiderstand der Quelle.

Ein derartiger Bezugsspannungsgenerator liefert nur schwache Ströme von der Grössenordnung einiger Mikroampere.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlung der vorhergehenden Stromkreise und stellt einen Detektor für Stromlosigkeit in einem Leiter dar. Der Strom,dessen Ausbleiben festgestellt werden soll, durchläuft die Spule. B₃, die um den Ringkern T₁ gewickelt ist. Ein weiterer Steuerstromkreis wird durch die Spule B₁ auf dem Ringkern T ₁ gebildet. Diese Spule B₁ steht über einen Widerstand R₁ mit einem Rechtecksignalgenerator G₁ in Verbindung.

Der Ausgangskreis besteht insbesondere auf der Spule B„; die anderen Elemente sind nicht gezeichnet.

Wenn in diesem Stromkreis der die Spule Bo durchfliessende Steuerstrom ausreichend groß ist, um in dem Ringkern T-. Sättigung hervorzurufen, bleibt- dieser gesättigt trotz des von der Spule B₁ gelieferten Erregerwechselfeldes. Das Ausgangssignal ist eine Spannung Null. Sobald jedoch der Steuerstrom der Spule B_ verschwindet, erzeugen die

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in die Spule B. fliessenden Rechtecksignale ein Wechselfeld, das ein Ausgangssignal hervorruft.

Das Erregerwechselfeld ist durch den Widerstand R^, regulierbar.

Ein solcher Sicherheitsstromkreis läßt sich z„B. anwenden zur Anzeige des Speisestroms eines Motors, etwa eines Bahnmotors in einem Fahrzeug. Die Schaltung kann z.B, mit Sicherheit dafür sorgen, daß der Motor während eines Bremsvorgangs nicht angetrieben wird,

Fig. 14 gibt die Ausgangsspannung des Stromkreises nach Fig. 13 in Abhängigkeit von dem die Spule B_ durchfliessenden Steuerstrom wieder.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

(d Elektronischer Sicherheitsstromkreis zur Abgabe eines ^v~ Ausgangssignals, wenn eines der Elemente des Schaltkreises ausfällt, abgenutzt oder gealtert ist, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem magnetischen Kreis (T M₉ T 2> mit rechteckiger Hystereseschleife und einem mit dem magnetischen Kreis (T ., , To) und den weiteren zu überwachenden Elementen verbundenen Steuerstromkreis (B₁, R₁, R₂, C₁, T₁, R_ß; B₃, R₃, R₄, C₂, T₂ R₇, M₁, M₂, H, G₁) besteht, und daß dieser Steuerstromkreis mit dem magnetischen Kreis im Gleichgewicht steht, wenn alle Elemente des zu überwachenden Stromkreises einwandfrei arbeiten, während der Steuerstromkreis im Ungleichgewicht gegenüber dem magnetischen Kreis ist, wenn mindestens eines der Elemente defekt ist, und daß schließlich ein Ausgangskreis t^B2» ^R5* ^C3» ^R8» ^T3' ^B2> ^R3> ^C3» ^Dl' ^C4' ^B2' ^Dl» ^BH' B₂, R₂, D₁, C₂) vorgesehen ist, der ein Ausgangssignal liefert, wenn ein Ungleichgewicht gegenüber dem magnetischen Kreis vorliegt.

2p Sicherheitsstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstromkreis aus Spulen (B₁, B₃) besteht, die den magnetischen Kreis (T _ls T ₂) abwechselnd in dem einen oder dem anderen Sinne zur Sättigung bringen.

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3. Sicherheitsstromkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkreis sich aus zwei entgegengesetzt gerichteten Spülen (B₁," B-) zusammensetzt, ' die jeweils mit einem zusammengesetzten Schaltkreis verbunden sind, der aus einem Kondensator (Ci, , C₂), der Über einen Entladewiderstand (R₂, ^3)» die Spule und einen Transistor (T₁, T₃) entladen wird, und einem Ladewiderstand (R₁, R₁₊) des Kondensators (C₁, C₂) besteht, wobei der Transistor (T₁, T₂) durch ein äusseres Signal (H₁, H₂, H) entsperrt wird.

Sicherheitsstromkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei in Reihe liegenden monostabilen Kippschaltungen (M₁, M₂) besteht, die jeweils einem Steuertransistor (T₁, T₂) zugeordnet sind, und daß die beiden monostabilen Kippschaltungen (M₁, M₂) von einem ausseren Signal ausgelöst werden.

5, Sxcherhextsstromkrexs nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen (B₁, B₃) mit ein und demselben Entladekondensator (C₁) verbunden sind (Fig, 10).

6, Sicherheitsstromkreis nach einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnetjdaß der Ausgangsstromkreis aus einem Kondensator-Integrator (B₂, R₂, D₁, C₂) oder aus einem Ringkern-Integrator (B₂, D₁, B₄) besteht.

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7, Sicherheitsstromkreis nach, einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der. mit einem Bezugsspannungsgenerator versehene Ausgangsstromkreis aus einem Integratorkreis (R₃, C₃) besteht, der mit einem Amplitudenbegrenzerkreis (D^, C₁.) und einem von einem Taktgeber (H) gebildeten Steuerkreis zusammengeschaltet ist, .....'

8. SxcherheitsStromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der AusgangsStromkreis aus einer um den Ringkern (T ) gewickelten Spule (B₂) besteht, die mit einem Integratorkreis (R₅, C₃) verbunden ist, der auf die Basis eines Transistors (T₃) wirkt, der einen Impuls als Ausgangssignal liefert. .

9, Sicherheitsstromkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerkreise getastete Kreise (X, Y) sind, die von Taktimpulsen CH₁, H₂) gesteuert werden, von denen der eine Kreis getastet (X, H.) gesteuert wird, der andere (Y) aber nicht-getastet.

10. SxcherheitsStromkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ausgeführt als Inverterschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem ersten Teil besteht, der von einem Ringkern (T J gebildet wird, der mit einem ersten, getasteten Steuerkreis CX^H) und einem zweiten, nicht-getasteten Steuerkreis (Z) versehen-ist, sowie

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einem Ausgangskreis, während der zweite Teil auch aus einem getasteten ersten Steuerkreis (X₂H) besteht, der die gleichen Taktgeberimpulse aufnimmt wie der erste Teil, sowie einem zweiten nicht"getasteten Steuerkreis CZ), der eine Spule ("-B₃) aufweist, die in Reihe und entgegengesetzt gewickelt zu der Spule (B₃) des ersten Teils liegt, und schließlich einem Ausgangsstromkreis, der dem Ausgangsstromkreis des ersten Teils entspricht.

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