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DE19808595B4 - Anordnung mit einem elektrischen Verbraucher in Reihe mit zwei steuerbaren Halbleiteranordnungen - Google Patents

Anordnung mit einem elektrischen Verbraucher in Reihe mit zwei steuerbaren Halbleiteranordnungen Download PDF

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DE19808595B4 DE1998108595 DE19808595A DE19808595B4 DE 19808595 B4 DE19808595 B4 DE 19808595B4 DE 1998108595 DE1998108595 DE 1998108595 DE 19808595 A DE19808595 A DE 19808595A DE 19808595 B4 DE19808595 B4 DE 19808595B4
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Abstract

Anordnung, insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen, mit einem elektrischen Verbraucher und mit zwei jeweils nichtleitend und bidirektional leitend steuerbaren Halbleiteranordnungen, die jeweils parallele Schaltungen zur Begrenzung des Spannungsanstiegs aufweisen und von denen die eine mit einem der beiden Anschlüsse des Verbrauchers und einem Pol einer Wechselspannungsquelle und die andere mit dem anderen der beiden Anschlüsse des Vebrauchers und dem anderen Pol der Wechselspannungsquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass je Halbleiteranordnung (30, 46) eine ausgangsseitig an eine Auswerteinheit angeschlossene Spannungspegelüberwachungsschaltung (52, 36) mit einem ersten Eingang an eine von der Spannung der Wechselspannungsquelle abgeleitete, auf die Größe der Spannung am verbraucherseitigen Ausgang der jeweiligen Halbleiteranordnung (30, 46) abgestimmte Referenzspannung gelegt und mit einem zweiten Eingang mit dem verbraucherseitigen Ausgang der Halbleiteranordnung (30, 46) sowie über einen Kondensator (54, 38) mit dem an die andere Halbleiteranordnung (46, 30) angeschlossenen Pol (64, 66) der Wechselspannungsquelle verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen, mit einem elektrischen Verbraucher und mit zwei jeweils nichtleitend und bidirektional leitend steuerbaren Halbleiteranordnungen, die jeweils parallele Schaltungen zur Dämpfung des Spannungsanstiegs aufweisen und von denen die eine mit einem der beiden Anschlüsse des Verbrauchers und einem Pol einer Wechselspannungsquelle und die andere mit dem anderen der beiden Anschlüsse des Verbrauchers und dem anderen Pol der Wechselspannungsquelle verbunden ist.
  • Schaltungsanordnungen der vorstehend beschriebenen Art werden z. B. zur Steuerung von technischen Geräten und Maschinen eingesetzt, die Anforderungen in Bezug auf Sicherheit erfüllen müssen. Sicherheit bedeutet hierbei eine solche vor Fehlern und Störungen im Betriebsablauf der Geräte und Maschinen, die Menschen und den Geräten und Maschinen gefährlich werden kann. Die eingangs beschriebene Schaltungsanordnung wird insbesondere bei Pressen, Scheren und Stanzen benutzt, die mit Hilfe von speicherprogrammierbaren Stuerungen gesteuert werden. Die elektrischen Verbraucher an den Pressen, Scheren und Stanzen sind z. B. die Spulen von elektromagnetischen Auslösern. Die speicherprogrammmierbaren Steuerungen erzeugen die Ansteuersignale für die steuerbaren Halbleiteranord nungen oder Halbleiterelemente. Um die Zuverlässigkeit und Sicherheit im Betriebsablauf zu erhöhen, werden die Steuerungen vorzugsweise redundant verwendet, d. h. es werden z. B. zwei speicherprogrammierbare Steuerungen parallel eingesetzt, von denen jeweils eine einem der Halbleiteranordnungen zugeordnet ist. Als Halbleiteranordnungen können Zweirichtungsthyristoren (TRIACs) oder gegensinnig parallel geschaltete Thyristoren verwendet werden. Die steuerbaren Halbleiteranordnungen bilden Ausgänge des die beiden speicherprogrammierbare Steuerungen enthaltenden redundanten Systems.
  • In der DE-A-42 23 216 ist eine Sicherheitsschaltung für Elektromotoren beschrieben, die von einer elektronischen Steuereinrichtung über eine Steuerendstufe gesteuert werden. Bei Absinken der Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Wert oder bei Ausfall der Versorgungsspannung werden von der Steuereinrichtung Schaltmittel betätigt, durch die der Elektromotor wenigstens einen bei Betätigung der Schaltmittelnotfunktion ausführende Teil der Steuereinrichtung vom Versorgungsspannungskreis getrennt werden. Der Elektromotor ist mittels wenigstens einer Freilaufdiode der Steuerendstufe mit Versorgungsspannungsanschlüssen des wenigstens einen Teils der Steuereinrichtung zur Notstromversorgung derselben und zur Durchführung der Notfunktionen verbunden. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Motor definiert abgeschaltet, z. B. gebremst wird, und dass trotz Spannungsabfall oder -ausfall noch erforderliche Notfunktionen durchgeführt werden können. Ein Absinken der Vorsorgungsspannung kann erfasst und über eine Auswertung keinen Einfluss auf die Steuerung des Verbrauchers (Notlauffunktion) genommen werden.
  • In der DE-A-195 34 308 ist einen Schaltungsanordnung zur Überwachung von zwei Eingangsspannungen beschrieben, wobei das eine spannungsausfallsignalisierende Fehlersignal potential getrennt von den Eingangsspannungen ist.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine einfache Überwachungsanordnung für eine Anordnung mit einem elektrischen Verbraucher und mit zwei nichtleitend und bidirektional leitend steuerbaren Halbleiteranordnungen bereitzustellen, von denen die eine mit einem der beiden Anschlüsse des Verbrauchers und einem Pol einer Wechselspannungsquelle und die andere mit dem anderen Pol der Wechselspannungsquelle und dem anderen der beiden Anschlüsse des Verbrauchers verbunden ist.
  • Das Problem wird bei einer Anordnung mit einem elektrischen Verbraucher und mit zwei nichtleitend und bidirektional leitend steuerbaren Halbleiteranordnungen, die je parallele Schaltungen zur Begrenzung des Spannungsanstiegs aufweisen und von denen eine mit einem der beiden Anschlüsse des Verbrauchers und dem Pol einer Wechselspannungsquelle und die andere mit dem anderen Anschluss des Verbrauchers und dem anderen Pol der Wechselspannungsquelle verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass je Halbleiteranordnung eine ausgangsseitig an eine Auswerteinheit angeschlossene Spannungspegelüberwachungsschaltung mit einem ersten Eingang an eine von der Spannung der Wechselspannungsquelle abgeleitete, auf die Größe der Spannung am verbraucherseitigen Ausgang der jeweiligen Halbleiteranordnung bei nichtleitender Halbleiteranordnung abgestimmte Referenzspannung gelegt und mit einem zweiten Eingang mit dem verbraucherseitigen Ausgang der Halbleiteranordnung sowie über einen Kondensator mit dem an die andere Halbleiteranordnung angeschlossenen Pol der Wechselspannungsquelle verbunden ist. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung lassen sich Fehler der Reihenschaltung aus dem Verbraucher und den Halbleiteranordnungen erkennen. Ein Fehler in einer Halbleiteranordnung besteht beispielsweise darin, dass die Halbleiteranordnung in einer Stromrichtung leitet. Da die Halbleiteranordnung dann im gesperrten Zustand wie eine Diode arbeitet, wird der Kondensator an einen Eingang der Überwachungsanordnung aufgeladen, wodurch die Ansprechschwelle der zugeordneten Spannungspegelüberwachungsschaltung überschritten wird.
  • Die Reihenschaltung der Halbleiteranordnungen ermöglicht Prüfungen der Schaltungsteile, ohne dass der Verbraucher eingeschaltet ist. Wenn von beiden Spannungspegelüberwachungsschaltungen keine Meldungen vorhanden sind, kann bei einem Einschaltbefehl vor dessen Ausführung jeder der Halbleiteranordnungen zunächst für sich ein- und ausgeschaltet werden. Aus der damit hervorgerufenen Meldung der zugeordneten Spannungspegelüberwachungsschaltung und dem anschließenden Wegfall der Meldung wird die einwandfreie Arbeitsweise der jeweiligen Halbleiteranordnung erkannt. Nach der Prüfung der beiden Halbleiteranordnungen und Feststellung ihrer einwandfreien Arbeitsweise werden zur Ausführung des Befehls beide Halbleiteranordnungen zugleich leitend gesteuert.
  • Zweckmäßigerweise sind zu den Halbleiteranordnungen jeweils die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstands zur Begrenzung des Spannungsanstiegs an den Halbleiteranordnungen geschaltet. Bei nichtleitenden Halbleiteranordnungen werden die Spannungen an den mit diesen jeweils verbundenen Eingängen Eingänge der Spannungspegelüberwachungsschaltungen von den Reihenschaltungen, im folgenden auch RC-Schaltungen genannt, und der Impedanz des Verbrauchers bestimmt.
  • Der elektrische Verbraucher ist insbesondere eine Spule mit einem beweglich angeordneten Elektromagnet. Derartige Anordnungen werden als Steuerelemente in Pressen, Scheren und Stanzen usw. eingesetzt. Die über die RC-Schaltungen bei nichtleitenden Halbleiteranordnungen und die Spule fließenden Wechselströme sind wesentlich kleiner als der Ansprechstrom der elektromagnetischen Vorrichtung.
  • Die Referenzspannungen für die Spannungspegelüberwachungsschaltungen werden vorzugsweise je an Kondensatoren eines Spannungsteilers abgegriffen, der aus der Reihenschaltung wenigstens eines Widerstands und zweier Kondensatoren besteht, von denen einer mit einem Anschluss an den einen Pol und der andere mit einem Anschluss an den anderen Pol der Wechselspannungsquelle gelegt ist. Durch entsprechende Dimensionierung der Bauelemente des Spannungsteilers werden die Referenzspannungen an die an den Spulenanschlüssen bei nichtleitenden Halbleiteranordnungen anstehenden Spannungen angeglichen.
  • Zwischen den verbraucherseitigen Anschlüssen der Halbleiteranordnungen und den Eingängen der Spannungspegelüberwachungsschaltungen sind zweckmäßigerweise jeweils Widerstände vorgesehen.
  • Die Halbleiteranordnungen mit den Reihenschaltungen aus Kondensatoren und Widerständen, d. h. den RC-Schaltungen und die Spannungspegelüberwachungsschaltungen mit den an die Eingänge jeweils angeschlossenen Kondensatoren und Widerständen sowie je eine Hälfte des Spannungsteilers für die Referenzspannung sind vorzugsweise je in verschiedenen Baugruppen angeordnet, wobei die Spannungspegelüberwachungschaltung in der einen Baugruppe mit ihrem einen Eingang an den verbraucherseitigen Ausgang der Halbleiteranordnung der anderen Baugruppe angeschlossen ist. Diese Anordnung in verschiedenen Baugruppen oder Modulen hat den Vorteil, dass Beschädigungen, Fehler oder Störungen an oder in einer Baugruppe sich nicht unmittelbar auf alle Halbleiteranordnungen und Spannungspegelüberwachungsschaltungen auswirken können. Damit wird erreicht, dass bei einem Fehler in einer Baugruppe nicht eine Gefahr für das an die Steuerung angeschlossene Gerät entsteht.
  • Die Spannungspegelüberwachungsschaltung besteht vorzugsweise aus einem Optokoppler parallel zu einem Widerstand, wobei der Parallelschaltung wenigstens ein Widerstand vorgeschaltet ist. Durch den Optokoppler werden die Stromkreise der Auswerteinheit von den Starkstromkreisen mit dem Verbraucher galvanisch getrennt. Die Widerstände sind in ihrer Größe so aufeinander abgestimmt, dass die am Optokoppler bei nichtleitenden Halbleiteranordnungen anstehende Spannung kleiner als dessen Schwellenspannung ist.
  • Zur Erhöhung der Ansprechspannungen sind den Parallelschaltungen aus Optokopplern und Widerständen insbesondere wenigstens zwei Zener-Dioden gegensinnig gepolt vorgeschaltet.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen und den diesen zu entnehmenden Merkmale – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der folgenden Beschreibung eines in einer Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Schaltbild einer Anordnung mit einem elektrischen Verbraucher in Reihe mit zwei Halbleiteranordnungen und Schaltungen zur Überwachung der Halbleiteranordnungen,
  • 2 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer Überwachungsanordnung gemäß 1,
  • 3 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Überwachungsanordnung gemäß 1.
  • Eine Schaltungsanordnung für sicherheitsrelevante Anforderungen enthält zwei Baugruppen 10, 12 mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen. Die Baugruppen 10, 12 können in einem Baugruppenträger montiert sein und enthalten jeweils eine Reihe von Anschlüssen, von denen in 1 vier Anschlüsse an den beiden Baugruppen mit 14, 16, 18, 20 und 22, 24, 26, 28 bezeichnet sind. In der Baugruppe 10 ist eine Halbleiterschaltung in Form eines TRIACs 30 angeordnet, der je mit einer Elektrode an den Anschluss 14 und 16 gelegt ist. Parallel zum TRIAC 30 ist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 32 und einem Widerstand 34 angeordnet. In der Baugruppe 10 befindet sich weiterhin eine Spannungspegelüberwachungsschaltung 36, deren Aufbau unten noch näher beschrieben wird. Die Spannungspegelüberwachungsschaltung 36 weist zwei Eingänge auf, von denen einer einerseits über einen Kondensator 38 mit dem Anschluss 14 und andererseits über einen Widerstand 40 mit dem Anschluss 18 verbunden ist. Der andere Eingang der Spannungspegelüberwachungsschaltung 36 ist über einen Kondensator 42 mit dem Anschluss 14 und über einen Widerstand 44 mit dem Anschluss 20 verbunden. In der Baugruppe 10 können noch weitere Anordnungen z. B. der vorstehend beschriebenen Art mit entsprechenden Baugruppenanschlüssen vorgesehen sein.
  • Die Baugruppe 12 hat den gleichen Aufbau wie die Baugruppe 10, d. h. ein TRIAC 46 und eine zum TRIAC 46 parallel gelegte Reihenschaltung aus einem Widerstand 48 und einem Kondensator 50 sind mit den Anschlüssen 22 und 24 verbunden.
  • Eine Spannungspegelüberwachungsschaltung 52 ist mit einem Eingang über einen Kondensator 54 mit dem Anschluss 22 und über einen Widerstand 56 mit dem Anschluss 26 verbunden und ist weiterhin an ihrem anderen Eingang einerseits über einen Kondensator 58 mit dem Anschluss 22 und über einen Widerstand 60 mit dem Anschluss 28 verbunden.
  • Die Anschlüsse 16 und 24 der Baugruppen 10, 12 sind je mit einem Ende einer Spule 62 eines elektromagnetischen Geräts verbunden. Die Spule 62 hat einen beweglichen Magnetkern. Das Gerät ist beispielsweise ein Betätigungsorgan in einer Presse oder Stanze. Die Anschlüsse 20, 28 sind direkt miteinander verbunden. Weiterhin sind jeweils die Anschlüsse 16 und 26 und die Anschlüsse 18 und 24 direkt miteinander verbunden.
  • Der Anschluss 14 ist an den einen Pol 66 einer Wechselspannungsquelle und der Anschluss 22 mit dem anderen Pol 64 der Wechselspannungsquelle verbunden, der z. B. geerdet ist.
  • Die Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36 und 52 sind mit nicht näher bezeichneten Ausgängen an eine Auswerteinheit angeschlossen, in der sich weitere Bauelemente zur Steuerung der Presse befinden. Die Auswerteinheit ist nicht näher dargestellt. Die Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36, 52 haben gleiche Ansprechschwellen. Die Wechselspannung ist beispielsweise die Netzwechselspannung.
  • Wenn die TRIACs 30, 46 nichtleitend sind, dann sind die Kondensatoren 50, 32, die Widerstände 34, 48 und die Spule 62 in Reihe an die Pole 64, 66 der Wechselspannungsquelle gelegt. Die Impendanz der Spule 62 ist bei den üblichen elektromagnetischen Betätigungsorganen an Pressen, Scheren und Stanzen wesentlich kleiner als die Impedanzen der aus den Widerständen 34, 48 und den Kondensatoren 32 und 50 bestehenden RC-Dämpfungsglieder. Die Spannungsabfälle an der vorstehend beschriebenen Reihenschaltung treten daher im wesentlichen an den RC-Dämpfungsgliedern auf. An den Anschlüssen 24 und 16 treten somit in etwa Spannungen von der halben Höhe der Wechselspannung auf. Die Reaktanzen der Kondensatoren 38 und 54 sind groß im Verhältnis zu den Widerständen 40 und 56, so dass die Spannungen an den Anschlüssen 16 und 24 in etwa an den einen Eingängen der Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36 und 52 anliegen.
  • Die Kondensatoren 42, 58 und die Widerstände 44 und 60 sind in Reihe an die Pole 64, 66 der Wechselspannungsquelle angeschlossen, wodurch ein Spannungsteiler gebildet wird. Die Reaktanzen der Kondensatoren 42, 58 sind gleich und wesentlich größer als die Werte der Widerstände 44, 60. Deshalb liegen an den anderen Eingängen der Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36, 52 bei nichtleitenden TRIACs 30, 46 in etwa Spannungen in der halben Höhe der Netzwechselspannung an. Bei nichtleitenden TRIACs 30, 46 sind die Spannungen an beiden Eingängen der Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36, 52 in etwa gleich, wobei die Differenzen dieser Spannungen kleiner als die Ansprechschwellen der Spannungspegelüberwachungsschaltungen sind. Die an den Kondensatoren 42 und 58 jeweils abgegriffenen Referenzspannungen ändern sich proportional zu den Änderungen der Netzwechselspannung, so dass die Netzspannungsschwankungen keinen Einfluß auf das Ansprechverhalten der Spannungspegelüberwachsschaltungen 36, 52 ausüben.
  • Wird z. B. der TRIAC 30 leitend gesteuert, dann geht die Spannung am Anschluss 16 und damit am einen Eingang der Spannungspegelüberwachungsschaltung 52 auf die Größe der Spannung des Pols 66 der Wechselspannungsquelle über. Damit wird die Ansprechschwelle der Spannungspegelüberwachungsschaltung 52 überschritten, wodurch eine entsprechende Meldung an die Auswerteinheit abgegeben wird. Wenn der TRIAC 30 wiederum nichtleitend gesteuert wird, kehrt die Spannung am Anschluss 16 auf den halben Wert der Netzwechselspannung zurück, wodurch die von der Spannungspegelüberwachungsschaltung 52 erzeugte Meldung beendet wird.
  • Bei der Einschaltung des TRIACs 48 geht die Spannung am Anschluss 24 vom halben Wert der Netzspannung auf den Wert der Spannung am Pol 64 über, wodurch die Ansprechschwelle der Spannungspegelüberwachungsschaltung 36 überschritten wird. Es entsteht daher eine Meldung am Ausgang der Spannungspegelüberwachungsschaltung 36. Diese Meldung wird beendet, wenn der TRIAC 48 wieder nichtleitend gesteuert wird.
  • Durch die Reihenschaltung der TRIACs 30 und 46 und der Spule 62 wird die Möglichkeit geschaffen, jeweils einen TRIAC zur Prüfung seiner Funktion ein- und auszuschalten, d. h. leitend und nichtleitend zu steuern, während der andere TRIAC nichtleitend bleibt. Auf diese Weise kann der Zustand des TRIACs durch Auswertung der beim Ein- und Ausschalten auftretenden Meldungen der Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36 und 52 festgestellt werden. Bei voll funktionsfähigem Zustand des ein- und ausgeschalteten TRIACs erzeugt die den TRIAC überwachende Spannungspegelüberwachungsschaltung beim Einschalten einer Meldung, die beim Ausschalten aufhört. Die Prüfung kann regelmäßig für die beiden TRIACs 30, 46 nacheinander oder auch nur von einer Einschaltung der Spule 62 zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit ausgeführt werden.
  • Durch die Prüfung können Fehler in den TRIACs 30, 46 erkannt werden. Bei einem Kurzschluss eines TRIACs spricht die zugehörige Spannungspegelüberwachungsschaltung ständig und unabhängig von den Ansteuersignalen an. Eine andere Fehlerquelle bei einem TRIAC ist die Unterbrechung der Sperrfähigkeit in nur einer Stromrichtung. Ein derartiger TRIAC arbeitet in gesperrten Zustand wie eine Diode. Wird ein derartiger TRIAC, z. B. der TRIAC 30, zur Überprüfung seines Zustands gesperrt gesteuert, dann wird der von der zugeordneten Spannungspegelüberwachungsschaltung am Eingang angeordnete Kondensator, z. B. der Kondensator 54, auf den Scheitelwert der Wechselspannung aufgeladen, wodurch zwischen den Eingängen der entsprechenden Spannungspegelüberwachungsschaltung, z. B. der Schaltung 52, die Ansprechschwelle überschritten wird, was eine Meldung am Ausgang der Schaltung erzeugt. Die Meldung wird von der Auswerteinheit verarbeitet.
  • Die TRIACs 30, 46 mit den zugehörigen RC-Dämpfungsschaltungen sind in getrennten Baugruppen aus Sicherheitsgründen angeordnet. Mechanische Beschädigungen, die sich auf die elektrische Funktion der jeweiligen Baugruppe auswirken, verursachen daher nicht zugleich eine Beschädigung der anderen Baugruppe. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36, 52 jeweils die TRIAC-Schaltungen nicht in ihrer eigenen, sondern der anderen Baugruppe überwachen, d. h. es ist eine erhöhte Sicherheit dafür vorhanden, dass ein Fehler in der beschädigten Baugruppe sofort erfasst und gemeldet wird.
  • In 2 ist der Aufbau einer Spannungspegelüberwachungsschaltung im Detail dargestellt. Die Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36 und 52 können den in 2 gezeigten Aufbau haben. An den einen Eingang 68 der Schaltung sind zwei gegensinnig gepolte Zener-Dioden 70, 72 in Reihe geschaltet, die wiederum in Serie mit einem Widerstand 74 angeordnet sind. Ein Optokoppler 76 parallel mit einem Widerstand 78 ist in Reihe mit dem Widerstand 74 gelegt und an den zweiten Eingang 80 der Spannungspegelüberwachungsschaltung angeschlossen.
  • Wenn die Spannungspegelüberwachungsschaltung gemäß 2 als Schaltung 36 in der Baugruppe 10 angeordnet ist, dann ist der Eingang 68 mit dem Kondensator 38 und dem Widerstand 40 und der Eingang 80 mit dem Kondensator 42 und dem Widerstand 42 verbunden, wie dies in 1 dargestellt ist.
  • Die Zener-Dioden 70, 72 bestimmen die Ansprechsschwelle der Spannungspegelüberwachungsschaltung, d. h. die Ansprechschwelle entspricht der Zener-Spannung einer Diode, wobei die Dioden gleiche Zener-Spannungen haben. Durch den Optokoppler 76 werden die logischen Schaltkreise, z. B. Prozessoren, der Auswerteinheit galvanisch von den Starkstromkreisen mit Netzwechselspannung getrennt.
  • Die in 3 dargestellte Spannungspegelüberwachungsschaltung 82, die ebenfalls, wie in der 3 in Bezug auf die Verbindung mit den externen Bauelementen gezeigt, die Ausgestaltung der in 1 dargestellten Spannungspegelüberwachungsschaltung 36 sein kann, enthält einen Optokoppler 76, der demjenigen gemäß der Schaltung in 2 entspricht und mit der gleichen Bezugsziffer 76 bezeichnet ist. Parallel zum Optokoppler 76 ist ein Widerstand 84 gelegt. Der Parallelschaltung aus dem Optokoppler 76 und dem Widerstand 84 ist ein Widerstand 86 vorschaltet. Der Widerstand 86 ist über einen Eingang 88 der Spannungspegelüberwachungsschaltung an den Kondensator 40 und den Widerstand 38 angeschlossen. Der Widerstand 84 ist über den anderen Eingang 90 mit dem Widerstand 44 und dem Kondensator verbunden. Durch den Spannungsteiler aus den Widerständen 84, 86 wird in Verbindung mit der Schwellenspannung des Optokopplers 76 die Ansprechschwelle festgelegt. In entsprechender Weise kann die Schaltung 82 als Spannungspegelüberwachungsschaltung 52 mit den Bauelementen 56, 60, 58 und 54 verbunden sein.
  • Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen ermöglichen im Zusammenwirken mit der Auswerteinheit, die insbesondere auch die Ansteuerschaltung für die TRIACs 30, 46 enthält, eine Überwachung nicht nur der TRIACs 30, 46 auf Fehler, sondern auch der Verbindungsleitungen, bei denen eine Unterbrechung von den Spannungspegelüberwachungsschaltungen wie ein trotz eines Einschaltsignals nichtleitender TRIAC erfasst wird. Auch Kurzschlüsse auf den Verbindungsleitungen werden von den Spannungspegelüberwachungsschaltungen 36, 52 erfasst, wenn trotz des Wechsels der Ansteuersignale an die im Zuge dieser Leitungen angeordneten TRIACs kein Wechsel der Ausgangssignale der Spannungspegelüberwachungsschaltungen stattfindet.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann das Versagen von Bauteilen erkannt werden, bevor es zum Einschalten der Spule 62, d. h. dem Anlegen der Spule an die volle Wechselspannung kommt. Damit wird die Sicherheit der gesamten Anordnung wesentlich erhöht.

Claims (11)

  1. Anordnung, insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen, mit einem elektrischen Verbraucher und mit zwei jeweils nichtleitend und bidirektional leitend steuerbaren Halbleiteranordnungen, die jeweils parallele Schaltungen zur Begrenzung des Spannungsanstiegs aufweisen und von denen die eine mit einem der beiden Anschlüsse des Verbrauchers und einem Pol einer Wechselspannungsquelle und die andere mit dem anderen der beiden Anschlüsse des Vebrauchers und dem anderen Pol der Wechselspannungsquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass je Halbleiteranordnung (30, 46) eine ausgangsseitig an eine Auswerteinheit angeschlossene Spannungspegelüberwachungsschaltung (52, 36) mit einem ersten Eingang an eine von der Spannung der Wechselspannungsquelle abgeleitete, auf die Größe der Spannung am verbraucherseitigen Ausgang der jeweiligen Halbleiteranordnung (30, 46) abgestimmte Referenzspannung gelegt und mit einem zweiten Eingang mit dem verbraucherseitigen Ausgang der Halbleiteranordnung (30, 46) sowie über einen Kondensator (54, 38) mit dem an die andere Halbleiteranordnung (46, 30) angeschlossenen Pol (64, 66) der Wechselspannungsquelle verbunden ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Halbleiteranordnungen (30, 46) jeweils die Reihenschaltung eines Kondensators (32, 50) und eines Widerstands (34, 48) zur Begrenzung des Spannungsanstiegs an den Halbleiteranordnungen (30, 46) geschaltet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Verbraucher eine Spule (62) mit einem beweglich angeordneten Elektromagnet ist.
  4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzspannungen für die Spannungspegelüberwachungsschaltungen (36, 52) je an einem Kondensator (42, 58) eines Spannungsteilers abgreifbar sind, der aus der Reihenschaltung wenigstens eines Widerstandes (44, 60) und zweier Kondensatoren (42, 58) besteht.
  5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den verbraucherseitigen Anschlüssen der Halbleiteranordnungen (30, 46) und den Eingängen der Spannungspegelüberwachungsschaltungen (52, 36) jeweils Widerstände (56, 40) vorgesehen sind.
  6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiteranordnung (30, 46) mit den Reihenschaltungen aus Kondensatoren (32, 50) und Widerständen (34, 48) und die Spannungspegelüberwachungsschaltungen (36, 52) mit den an die Eingänge jeweils angeschlossenen Kondensatoren (38, 54) und Widerständen (40, 56) sowie je eine Hälfte des Spannungsteilers für die Referenzspannung jeweils in verschiedenen Baugruppen (10, 12) angeordnet sind, und dass die Spannungspegelüberwachungsschaltung (36, 52) in der einen Baugruppe (10, 12) mit ihrem einen Eingang an den verbraucherseitigen Ausgang der Halbleiteranordnung (46, 30) der anderen Baugruppe (12, 10) angeschlossen ist.
  7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleiteranordnungen TRIACs (30, 46) vorgesehen sind.
  8. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsüberwachungsschaltungen (36, 52) jeweils einen Optokoppler (76) parallel zu einem Widerstand (78) aufweisen und dass der Parallelschaltung aus Optokoppler (76) und Widerstand (78) wenigstens ein Widerstand (86) vorgeschaltet ist.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallelschaltung aus Optokoppler (76) und Widerstand (78) wenigstens zwei gegensinnig gepolte Zener-Dioden (70, 72) vorgeschaltet sind.
  10. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungsquelle die Netzwechselspannung abgibt.
  11. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzspannung etwa die halbe Größe der Wechselspannung an den Polen (66, 64) der Wechselspannungsquelle hat.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009016756U1 (de) * 2009-12-11 2011-04-21 Deltron Elektronische Systeme Gmbh Mehrkanalsteuerung für Stellelement
CN103439966A (zh) * 2013-08-19 2013-12-11 上海沪工汽车电器有限公司 一种汽车模拟负载矩阵式电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4223216A1 (de) * 1992-07-15 1994-01-20 Bosch Gmbh Robert Sicherheitseinrichtung für Elektromotoren
DE19534308A1 (de) * 1995-09-15 1997-03-27 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwachung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4223216A1 (de) * 1992-07-15 1994-01-20 Bosch Gmbh Robert Sicherheitseinrichtung für Elektromotoren
DE19534308A1 (de) * 1995-09-15 1997-03-27 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwachung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009016756U1 (de) * 2009-12-11 2011-04-21 Deltron Elektronische Systeme Gmbh Mehrkanalsteuerung für Stellelement
CN103439966A (zh) * 2013-08-19 2013-12-11 上海沪工汽车电器有限公司 一种汽车模拟负载矩阵式电路

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