DE1260545B - Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen Umschaltung von einer Betriebs- auf eine Ersatzwechselstromquelle fuer Anlagen der Nachrichtentechnik - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 04 j

Deutsche Kl.: 21 a2-39/10

Nummer: 1260 545

Aktenzeichen: S 90231 VIII a/21 a2

Anmeldetag: 26. März 1964

Auslegetag: 8. Februar 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Umschaltung von einer Betriebsauf eine Ersatzwechselstromquelle für Anlagen der Nachrichtentechnik, mit einem Betriebs- und einem Ersatzverbraucher und unter Verwendung von vier durch Gleichstrom gesteuerten Gleichrichtern, bei der nach dem Hauptpatent jede Wechselstromquelle über einen Eingangsübertrager jeweils an zwei gegenüberliegende Eckpunkte zweier gleichartig aufgebauter Brücken gelegt ist, deren Brückenhälften jeweils aus der Reihenschaltung eines Gleichrichters mit einer den Scheinwiderstand des gesperrten Gleichrichters nachbildenden Widerstands - Kondensator - Kombination bestehen, bei der die anderen Eckpunkte der beiden Brücken über jeweils zwei in Reihe geschaltete Primärwicklungshälften von zwei den Verbrauchern zugeordneten Ausgangsübertragern über Kreuz miteinander verbunden sind und bei der zwischen miteinander verbundenen Anzapfungen der Sekundärwicklungen der beiden Eingangsübertrager und die Verbindungspunkte der Primärwicklungshälften der beiden Ausgangsübertrager zwei Gleichvorspannungen verschiedener Polarität zur Steuerung der Gleichrichter gelegt sind, deren Vertauschung die Umschaltung bewirkt.

Bei der Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent wurden die zur Umschaltung eines Betriebsgenerators auf einen Ersatzgenerator verwendeten Relais durch eine elektronische Umschaltung ersetzt. Dadurch vermeidet man im Trägerstromkreis mechanische Umschaltkontakte, was unter anderem den Vorteil hat, daß die Umschaltzeit gegenüber bekannten Umschalteeinrichtungen verringert wird. Die für den Umschaltvorgang notwendige Umpolung der Gleichspannungsquellen, die die Vorspannung für die als elektronische Schalter eingesetzten Dioden liefern, werden jedoch bei der Anwendung nach dem Hauptpatent noch mit Relaiskontakten vorgenommen.

Man kann aber noch einen Schritt weitergehen und auch diese Relaiskontakte durch eine elektronische Einrichtung ersetzen. Diese Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde.

Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent daher zur weiteren Vervollkommnung so ausgebildet, daß dem Betriebsverbraucher und dem Ersatzverbraucher Kippschaltungen zugeordnet sind, daß die Kippschaltung am Betriebsverbraucher ausgangsseitig über einen von der Kippschaltung am Ersatzverbraucher gesteuerten Relaiskontakt, der bei Unterpegel am Ersatzverbraucher geöffnet ist, mit einer bistabilen Zählstufe verbunden ist, die durch einen von der ihr vorgeschalteten Kipp-

Schaltungsanordnung zur selbsttätigen
Umschaltung von einer Betriebs- auf eine
Ersatzwechselstromquelle für Anlagen
der Nachrichtentechnik

Zusatz zum Patent: 1185 244

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Kurt Theusner, 8000 München

stufe bei Unterpegel am Betriebsverbraucher abgegebenen Impuls in den anderen stabilen Zustand umkippt und die erst durch einen weiteren gleichartigen Impuls in ihren Ausgangszustand zurückkippt, daß die Zählstufe zwei Schalttransistoren derart steuert, daß je nach Schaltzustand der Zählstufe jeweils der eine der beiden Schalttransistoren geöffnet und der andere gesperrt ist, daß die Schalttransistoren im geöffneten Zustand eine Gleichspannung, die zur Durchsteuerung von Dioden geeignet ist, an Ausgangsklemmen durchschalten und im gesperrten Zustand eine Gleichspannung, die sich als Sperrspannung für die Dioden eignet, an denselben Ausgangsklemmen abgeben, und daß diese Spannungen an den Ausgangsklemmen die in ihrer Polarität umschaltbaren Batterien ersetzen.

Bei Unterpegel am Betriebs- bzw. Ersatzverbraucher kann dabei eine Alarmierung mittels von den Kippschaltungen gesteuerter Relais erfolgen. Das Rückkippen der Zählschaltung läßt sich durch Betätigen einer Handtaste einleiten.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß nur noch zur Alarmierung bzw. zur An- oder Abschaltung von Baugruppen Relaiskontakte verwendet zu werden brauchen. Der eigentliche Umschaltvorgang erfolgt auf vollelektronischem Weg. Dadurch wird die Umschaltezeit gegenüber einer Anordnung mit relaisgesteuerter Umpolung der Diodenvorspannungen noch weiter verringert.

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An Hand des Ausführungsbeispiels nach der Figur wird, Dadurch erfplgt ein schlagartiges Ujpkippex* der

wird die Erfindung näher erläutert. Anordnung, d. h., der Transistor 12 wird geöffnet.

Die in der Figur dargestellte Schaltungsanordnung Es fließt durch den Transistor 12 Kollektorstrom, der besteht aus der Überwachungsschaltung und der sich über das Relais und den zu diesem parallelliegeninnerhalb der strichlierten Linie liegenden Steuer- 5 den Widerständen 18 und 19 aufteilt. Gleichzeitig schaltung. Die Überwachungsschaltung hat die Auf- wird durch das B-Relais der Stromkreis der Alarmgabe, die Pegelabsenkung am Betriebs- bzw. Ersatz- lampe Bl geschlossen, wodurch die Lampe Bl aufverbraucher festzustellen, Alarmierung zu geben und leuchtet und anzeigt, daß der ursprüngliche Betriebsdie Steuerschaltung in Betrieb zu setzen. Die Steuer- generator gestört ist. Die am Ersatzverbraucher anschaltung selbst nimmt dann die Umpolung der als io geschlossene Kippschaltung ist genauso aufgebaut Vorspannung benötigten Gleichspannungen vor. wie die vorstehend erläuterte, am Betriebsverbraucher

Der Überwachungsteil besteht aus zwei gleichen, angeschlossene Kippschaltung. Eine nähere Erläute-

an sich bekannten Kippschaltungen, wie sie bei Trä- rung ihrer Wirkungsweise erübrigt sich daher,

gerfrequenzsystemen, z. B. zur Vielfachträgerpilot- Der Steuerteil besteht aus einer Zählstufe und

überwachung und Pilotalarmierung, eingesetzt wer- 15 einem Spannungsumschalter. Die Zählstufe mit den

den. Der Überwachungsteil wird mit den Klemmen O Transistoren 21 und 22 hat zwei stabile Schaltstel-

und RB zu dem Betriebsverbraucher Wl und mit den lungen, d. h., wenn der Transistor 21 gesperrt ist, ist

Klemmen O und RE zu dem Ersatzverbraucher W 2 der Transistor 22 leitend, und umgekehrt. Wird an

der elektronischen Umschaltung der Fig. 1 der die am Eingang dieser Steuerschaltung liegenden

Hauptpatentanmeldung parallel geschaltet. 20 Kondensatoren 24 und 25 eine negative Spannung

Die Ausgangsklemmen O und Ul sowie O und U 2 angelegt, so kippt die Stufe durch den Ladestrom in des Steuerteils werden in Fig. 1 des bereits erwähnten ihre andere stabile Lage um. Es ist dann der Tran-Ausführungsbeispiels an Stelle der Batterieklemmen sistor 21 gesperrt und der Transistor 22 leitend. Die Ut und U 2 angeschlossen. Zwischen den Klem- Steuerspannung wird mittels des Transistors 20, der men X und Z und den Klemmen Y und Z der 25 dem Ausgang der Kippschaltung für den Betriebs-Steuerschaltung ist jeweils eine positive bzw. nega- verbraucher nachgeschaltet ist, auf den in seinem tive Gleichspannung angelegt. Die positive Gleich- Kollektorkreis liegenden Widerstand 23 geschaltet, spannung muß so groß sein, daß die von ihr vorge- und zwar immer dann und so lange, wie der Transpannten Dioden im Durchlaßbereich arbeiten. Die sistor 12 Strom führt. Das ist jedoch immer dann der negative Gleichspannung hingegen ist so groß zu 30 Fall, wenn die Trägerspannung an den Klemmen O wählen, daß die von ihr vorzuspannenden Dioden im und RB unter den Sollwert abgesunken ist oder z. B. Sperrbereich betrieben werden. Durch Gleichrich- vollkommen ausfüllt. Steigt die Spannung an der rung der an den Klemmen O und RB bzw. O und RE Klemme O und RB an, so bleibt der Schaltzustand liegenden Trägerspannungen in den Spannungsver- der Zählsruf e bestehen. Erst bei erneutem Ansprechen dopplerschaltungen 9 und 10, bestehend aus den 35 des Relais tritt wieder eine Rückschaltung ein. Diese Halbleiterdioden 1, 2, 4, 5 sowie den Konden- Rückschaltung wird mit Hilfe der Handtaste T, die satoren 3, 6, 7, 8 wird eine der Trägerspannung pro- parallel zum Eingang der Kippschaltung für den Beportionale Gleichspannung erzeugt, welche als Kri- triebsverbraucher liegt, dadurch eingeleitet, daß bei terium für das Ansprechen der Kippschaltungen Drücken der Taste T die Widerstände 26 und 27 dient. Die dem Betriebsverbraucher zugeordnete 40 überbrückt werden, so daß ein Absinken der Klem-Kippschaltung ist eine zweistufige Verstärkerschal- menspannung zwischen O und RB vorgetäuscht wird, rung mit den Transistoren 11 und 12. Die Betriebs- Die Rückschaltung per Hand wird bei Träger-,spannungen des Transistors 11 werden durch die frequenzsystemen aus Gründen der besseren Kon-Zenerdioden 13 und 14 stabilisiert. Der Arbeitspunkt trolle gefordert, da bei automatischer Rückschaltung des Transistors 11 ist mittels des Potentiometers 15, 45 ein eventuell zu beseitigender Fehler übersehen werdas parallel zum Ausgang der Spannungsverdoppler- den könnte.

schaltung liegt, einstellbar. Der Arbeitspunkt des Ist der Transistor 21 der Zählstufe durchgeschaltet, Transistors 1.2 ist hierbei in den steilen Teil der so ist auch der Transistor 28 leitend infolge der an Kennlinie gelegt, so daß Kollektorstrom fließt. Die seinem Basis-Emitter-Widerstand 30 anstehenden Emitter der Transistoren 11 und 12 liegen auf einem 50 Spannung. Der Transistor 29 ist zur gleichen Zeit gegemeinsamen, von der Zenerdiode 14 erzeugten Po- sperrt, da wegen des ebenfalls gesperrten Transistors tential. Dadurch wird eine Versteilerung des Kipp- 22 der Zählstufe an seinem Emitterwiderstand 31 nur Vorganges bewirkt. Die Basis des Transistors 12 liegt eine sehr geringe Spannung herrscht,
über den Widerstand 16 am Kollektor des Tran- Ist nun der Transistor 28 leitend, so liegt an der sistorsll. Er ist so bemessen, daß der Transistor 12 55 Ausgangsklemme Z71 gegen die Klemme O eine gesperrt ist, wenn der Transistor 11 Strom führt. Im positive Spannung, die ausreicht, um vorzuspan-Kollektorkreis des Transistors 12 liegt das Alarm- nende Dioden in den Durchlaßbereich auszusteuern, relais A. Wenn das Potential gegen Erde an der Diese Spannung ersetzt die Gleichspannungsquellen Anode der Diode 17 gleich oder höher als das Ul bzw. U 2 für die elektronische Trägerumsehaltung Potential an der Kathode ist, ist die Diode gesperrt. 60 nach dem Hauptpatent. Es fließt daher über den Das ist der Fall, wenn an den Klemmen O und Transistor 28 der gesamte Richtstrom. An der Aus- RB die vorgeschriebene Trägerspannungsamplitude gangsklemme U 2 liegt dann gegen die Klemme O herrscht. Ist die Trägerspannung und damit die von die negative Sperrspannung. Da der Sperrstrom der den Dioden 1 und 2 erzeugte Gleichspannung unter Halbleiterdioden der Umschaltung sehr gering ist, die am Potentiometer 15 einstellbare, vorgegebene 65 entsteht an dem Reihenwiderstand 32 und dem Schau-Ansprechwelle abgesunken, so wird die Diode 17 zeichenwiderstand 34, die beide relativ hochohmig leitend und damit das Potential an der Basis des sind, kein wesentlicher Spannungsabfall. Kippt die Transistors 11 verringert, so daß dieser gesperrt Zählstufe in die entgegengesetzte Stellung der eben

beschriebenen Lage um, so entsteht an den Klemmen O und Z71 die negative Sperrspannung an den Klemmen O und E/2 die positive Durchlaßspannung.

Sinkt die Spannung an den Klemmen O und RB unter einen vorgegebenen Wert, so spricht die Überwachung an und beeinflußt den Steuerteil, wie bereits vorstehend erläutert in der Weise, daß sie der elektronischen Trägerumschaltung über die Klemmen Ul und [72 entsprechende Steuergleichspannungen zuführt. Diese Spannungen bewirken eine Umschaltung derart, daß der defekte Trägererzeuger, der bisher als Betriebsgenerator verwendet wurde, auf den Ersatzverbraucher WI und der einwandfreie Trägergenerator auf den Betriebsverbraucher Wl geschaltet wird. Damit ist jetzt die Trägerspannung am Ersatzverbraucher gering, die Kippschaltung für den Ersatzverbraucher löst mit Hilfe des P-Relais einen Alarm aus, die Alarmlampe B1 leuchtet auf, und die Steuerschaltung wird mittels des Relaiskontaktes b des B-Relais von der Kippschaltung für den Betriebsverbraucher abgeschaltet, so daß, solange die Spannung am Ersatzverbraucher zu klein ist, keine Rückschaltung erfolgen kann. Sinkt nun auch zugleich am Betriebsverbraucher die Trägerspannung unter den vorgegebenen Sollwert, so leuchtet die Alarmlampe A1 ebenfalls auf, eine Umschaltung kann jedoch dann, wie bereits vorstehend erläutert, nicht vorgenommen werden.

Die Schauzeichen 34 und 35 im Ausgang des Steuerteils dienen als Rückmeldeanzeiger. Sie weisen eine Ruhe- und eine Arbeitslage auf. Es befindet sich bei jedem der möglichen Schaltungszustände jeweils nur ein Rückmeldestellungsanzeiger in seiner Arbeitslage. Der Widerstand des Schauzeichens kann zugleich als Widerstand zur Zuführung der Sperrspannung an die jeweiligen Klemmen Ul bzw. U 2 benutzt werden. Das Schauzeichen 35 spricht dann an, wenn der Transistor 28 durchgeschaltet ist. Das Schauzeichen 34 spricht an, wenn der Transistor 29 durchgeschaltet ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Umschaltung von einer Betriebs- auf eine Ersatzwechselstromquelle für Anlagen der Nachrichtentechnik, mit einem Betriebs- und einem Ersatzverbraucher und unter Verwendung von vier durch Gleichstrom gesteuerten Gleichrichtern, bei der nach Patent 1185 244 jede Wechselstromquelle über einen Eingangsübertrager jeweils an zwei gegenüberliegende Eckpunkte zweier gleichartig aufgebauter Brücken gelegt ist, deren Brükkenhälften jeweils aus der Reihenschaltung eines Gleichrichters mit einer den Scheinwiderstand des gesperrten Gleichrichters nachbildenden Widerstands-Kondensator-Kombination bestehen, bei der die anderen Eckpunkte der beiden Brücken über jeweils zwei in Reihe geschaltete Primärwicklungshälften von zwei den Verbrauchern zugeordneten Ausgangsübertragern über Kreuz miteinander verbunden sind und bei der zwischen miteinander verbundenen Anzapfungen der Sekundärwicklungen der beiden Eingangsübertrager und die Verbindungspunkte der Primärwicklungshälften der beiden Ausgangsübertrager zwei Gleichvorspannungen verschiedener Polarität zur Steuerung der Gleichrichter gelegt sind, deren Vertauschung die Umschaltung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Betriebsverbraucher und dem Ersatzverbraucher Kippschaltungen zugeordnet sind, daß die Kippschaltung am Betriebsverbraucher ausgangsseitig über einen von der Kippschaltung am Ersatzverbraucher gesteuerten Relaiskontakt, der bei Unterpegel am Ersatzverbraucher geöffnet ist, mit einer bistabilen Zählstufe verbunden ist, die durch einen von der ihr vorgeschalteten Kippstufe bei Unterpegel amBetriebsverbraucher abgegebenen Impuls in den anderen stabilen Zustand umkippt und die erst durch einen weiteren gleichartigen Impuls in ihren Ausgangszustand zurückkippt, daß die Zählstufe zwei Schalttransistoren derart steuert, daß je nach Schaltzustand der Zählstufe jeweils dereine der beiden Schalttransistoren geöffnet und der andere gesperrt ist, daß die Schalttransistoren im geöffneten Zustand eine Gleichspannung, die zur Durchsteuerung von Dioden geeignet ist, an Ausgangsklemmen durchschalten und im gesperrten Zustand eine Gleichspannung, die sich als Sperrspannung für die Dioden eignet, an denselben Ausgangsklemmen abgeben, und daß diese Spannungen an den Ausgangsklemmen die in ihrer Polarität umschaltbaren Batterien ersetzen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterpegel am Betriebs- bzw. Ersatzverbraucher eine Alarmierung mittels der von den Kippschaltungen gesteuerten Relais erfolgt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Handtaste vorgesehen ist, bei deren Betätigung das Rückkippen der Zählschaltung einleitbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstand zur Zuführung der Sperrspannung an die Ausgangsklemmen der Widerstand eines Schauzeichens verwendet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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