DE3244570A1

DE3244570A1 - Arrangement for electronic protection of battery-operated incandescent lamp circuits

Info

Publication number: DE3244570A1
Application number: DE19823244570
Authority: DE
Inventors: Horst-Hubert 4760 Werl Griewel
Original assignee: CEAG Licht und Stromversorgungstechnik GmbH
Current assignee: ABB Ceag Licht und Stromversorgungstechnik GmbH
Priority date: 1982-12-02
Filing date: 1982-12-02
Publication date: 1984-06-07
Also published as: DE3244570C2

Abstract

An electronic protection arrangement for battery-operated loads consists of a series circuit of two disconnection elements, one being resettable and the other non-resettable. In the normal case, only the resettable disconnection element is in operation, which in the case of increased current disconnects the load and after a certain time connects it once again. In this way, the circuit monitors itself automatically. However, if the first disconnection element is defective the second disconnection element is brought in via a changeover device. This changeover element consists, for example, of a fuse which burns through in the event of a disturbance and finally renders the entire device de-energised.

Description

Anordnung zur elektronischen Absicherung von batterie-Arrangement for the electronic protection of battery

betriebenn Glühlampenkreisen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur elektronischen Absicherung von batteriebetriebenen Glühlampenkreisen und findet Anwendung bei Handleuchten im explosionsgeschützten Bereich.operate incandescent lamp circuits The invention relates to an arrangement for the electronic protection of battery-operated light bulb circuits and finds Use with hand lamps in explosion-proof areas.

Allgemeine Schalterprinzipien zum Fin- und Ausschalten einer Last bzw. Spannung sind bekannt aus Tietze/,Schenk "Halbleitertechnik", Auflage 1978, Seite 397 bis 407.General switch principles for switching a load on and off and voltage are known from Tietze /, Schenk "Semiconductor Technology", edition 1978, Pages 397 to 407.

Bekannte Schaltungen zur Erkennung und Abschaltung erhöhter Ströme innerhalb eines Leistungsnetzes arbeiten auf thermischer Basis. Dies erfolgt beispielsweise mit Bimetalireglern, die sich bei erhöhtem Strom erwärmen und über einen Schaltkontakt den gefährdeten Verbrauchr abschalten. Der Einsatz derartiger Sicherungen ist durch die Trägheit sehr begrenzt.Known circuits for detecting and switching off increased currents work within a power network on a thermal basis. This is done for example with bimetal regulators, which heat up when the current is increased, and via a switching contact switch off the endangered consumer. The use of such fuses is through the indolence very limited.

fJberstromsicherungen elektronischer Bauart bestehen bei- spielsweise aus temperaturabhängigen Widerständen, die mit einem in der Hauptstrombahn angeordneten Widerstand in Wärmekontakt stehen und eine Schaithandlung bei erhöhtem Strom ausführen. nerartige Schaltvorrichtungen kann man beispielsweise zum Schutz von Elektromotoren einsetzen.Electronic overcurrent fuses exist for example from temperature-dependent resistors, which are arranged with one in the main current path Resistance stand in thermal contact and carry out a switching action with increased current. ner-like switching devices can be used, for example, to protect electric motors insert.

Auch andere elektronische Sicherungen sind bekannt (DE-OSen 26 40 337, 23 15 496, DE-AS 23 60 678). So kann beispielsweise bei Lampentreiberstufen im Kurzschluß-oder Überlastfall ein Laststrom abgeschaltet und periodisch mit Hilfe eines Taktgenerators überprüft werden, ob der zu hohe Strom noch besteht. Derartige Bausteine bestehen meistens aus aufwendigen integrierten Elementen in digitaler Technik. Monolithisch integrierte Bausteine dürfen aber bei 'iberlast oder Kurzschluß' nicht zerstört werden. Deshalb ist ein elektronisch geregelter rTberlastschutz erforderlich, der im TTberlastfall einen Strom abschaltet und selbsttätig wieder zuschaltet. So dürfen beispielsweise Glühlampen mit kleinem Kaltwiderstand nicht zu einem Ansprechen der Sicherung führen, was durch eine spezielle Regelelektronik erzielt wird.Other electronic fuses are also known (DE-OSen 26 40 337, 23 15 496, DE-AS 23 60 678). For example, with lamp driver stages in the event of a short circuit or overload, a load current is switched off and periodically with the aid a clock generator can be checked whether the excessive current is still present. Such Building blocks usually consist of complex, integrated elements in digital form Technology. Monolithically integrated components may, however, in the event of an 'overload or short circuit' not be destroyed. Therefore an electronically controlled overload protection is required, which switches off a current in the event of an overload and switches it on again automatically. So For example, incandescent lamps with a low cold resistance must not respond the fuse, which is achieved by special control electronics.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung zu finden, die bei Glühlampenbetrieb eine redundante Sicherheit und eine schnelle Abschaltung gewährleistet, sowie vom Aufbau her ehr einfach ausgestaltet ist.The object of the invention is therefore to find an arrangement that Redundant safety and fast shutdown guaranteed when using incandescent lamps, and is more simply designed in terms of structure.

Erfindungsgem,iR wird dies durch das Merkmal des HauDtanspruchs erzielt.According to the invention, this is achieved by the feature of the main claim.

Vorteilhaft hei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der geringe Stromverbrauch, da erst bei fließendem Laststrom eine Leistungsaufnahme eintritt. Ein Batteriebetrieb der Anordnung ist deshalb vorteilhaft. Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders für Handleuchten in explosions- geschützten Räumen gedacht. Sie ist in ihrem Abschaltverhalten schnell, aber doch nicht so schner 1, daß sich die erhöhten Einschaltströme bei Gltihlampenbetrieb störend bemerkbar machen.The advantage of the arrangement according to the invention is the low power consumption, because power consumption only occurs when the load current is flowing. A battery operation the arrangement is therefore advantageous. The arrangement according to the invention is special for hand lamps in explosive protected spaces. she is fast in its shutdown behavior, but not so beautiful 1 that the make increased inrush currents with incandescent lamp operation noticeable.

besonders vorteilhaft ist die dopDelte (redundante) Absicherung durch ein rückstellbares und ein nichtriickstellbares Abschaltelement. Dabei ist das erste Abschaltelement selbstwiedereinschaltend. Bei Uberschreitung des eingestellten Stromes wird eine Last zunächst abgeschaltet und nach einer gewissen Zeit wieder zugeschaltet. Ist dabei der Strom noch größer als die eingestellte Schaltschwelle, wiederholt sich das Ab- und Zuschalten )lange, bis der Laststrom seinen normalen Wert erreicht hat. Ist dagegen das erste Schaltelement defekt, so ist ein nichtrückstellbares Element vorwiegend in Form einer Schmelzsicherung vorgesehen, das den Stromfluß dauernd unterbricht.the double (redundant) protection through one resettable and one non-resettable disconnection element. Here is the first Shutdown element self-reclosing. When the set current is exceeded a load is first switched off and switched on again after a certain time. If the current is still greater than the set switching threshold, repeat switching on and off) until the load current reaches its normal value Has. If, on the other hand, the first switching element is defective, then a non-resettable one Element mainly provided in the form of a fuse that controls the flow of current constantly interrupts.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to FIG Drawing explained in more detail.

Eine batteriebetriebene Handleuchte für explosionsgeschützte Räume soll bei unzulässiger tiberlast abgeschaltet werden. Zwischen Batterie 1 und Handleuchte (Last 2) ist die Reihenschaltung eines nichtrückstellbarn 3- und eines rückstellbaren 4-Abschaltelementes sowie einer Stromerfassungseinrichtung 5 vorgesehen. Die Abschaltelemente 3 und 4 werden von Ansteuerungselementen 6 und 7 beeinflußt. In einer IJmschalteinrichtung 5, die von der Stromerfassungseinrichtung 5 angesteuert wird, erfolgt der wahlweise Betrieb der Ansteuerungselemente 6 oder 7. Dazu ist im Normalbetrieb die obere Stellung der mschalteinrichtung 8 mit dem Ansteuerungselement 7 und bei Defekt des Abschaltelementes 4 die untere Stellung der Umschalteinrichtung 8 mit dem Ansteuerungselement 6 verbunden.A battery-operated hand lamp for explosion-proof rooms should be switched off in the event of an impermissible overload. Between battery 1 and hand lamp (Load 2) is the series connection of a non-resettable 3 and a resettable one 4 disconnection element and a current detection device 5 are provided. The shutdown elements 3 and 4 are influenced by control elements 6 and 7. In a switchgear 5, which is controlled by the current detection device 5, takes place optionally Operation of the control elements 6 or 7. For this purpose, the upper position is in normal operation the switching device 8 with the control element 7 and if the disconnection element is defective 4 the lower position of the switching device 8 with the control element 6 tied together.

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Über einen nicht dargestellten Schalter wird die Last 2 (Handleuchte) an die Batterie 1 angeschaltet. Erst jetzt beginnt ein Stromfluß durch die gesamte Anordnung zu fließen. Das heißt, bei abgeschaltetem Gerät erfolgt keine Leistungsaufnahme, wodurch gerade bei batteriebetriebenen Handlampen eine erhebliche Stromeinsparung entsteht.The arrangement described works as follows: Via a not shown Switch, load 2 (hand lamp) is connected to battery 1. Only now a current begins to flow through the entire arrangement. That is, when it is switched off The device does not consume any power, which is precisely what happens with battery-operated hand lamps there is a considerable saving in electricity.

Die Last 2 wird aus der Batterie 1 versntgt. Beide Schaltelemente 3 und 4 sind in Ruhestellung, d.h. sie sind auf Durchgang geschaltet. Die Stromerfassungseinrichtung 5 (Sensor) mißt laufend den zur Last fließenden Strom. Wird ein zu hoher Strom erfaßt und die Schaltschwelle im Sensor 5 erreicht, beispielsweise durch verändert Lastbedingungen, Einschaltstromstöße, Nebenschlüsse innerhalb der Schaltung oder einsetzenden Kurzschluß, wählt die Umschaltvorrichtung 8 die Art des Abschaltens aus.The load 2 is supplied from the battery 1. Both switching elements 3 and 4 are in the rest position, i.e. they are switched to continuity. The current detection device 5 (sensor) continuously measures the current flowing to the load. If a current that is too high is detected and the switching threshold is reached in sensor 5, for example due to changed load conditions, Inrush currents, shunts within the circuit or the onset of a short circuit, the switching device 8 selects the type of switch-off.

Im Normalfall (leicht erhöhter Strom oder kurzfristige Stromspitzen) ist die Umschaltvorrichtung 8 auf Normalbetrieb gestellt. Damit wird über das Ansteuerungselement 7 das rücksetzbare Abschaltelement 4 betätigt. Das Abschaltelement unterbricht also bei erhöhtem Strom die Stromversorgung der Last 2. Nach einer gewissen Zeit schaltet das Element 4 den Strom wieder zu. Wird über den Sensor 5 immer noch ein erhöhter Strom festgestellt, erfolgt wieder eine Abschaltung. Dieses taktende Ab- und Zuschalten, das auch noch durch ein Signallämnchen oder Hupe dem Bedienungspersonal kenntlich gemacht werden kann, erfolgt solange, bis der erhöhte Strom ahgeklungen oder ein vorhandener Fehler behoben ist.Normally (slightly increased current or short-term current peaks) the switching device 8 is set to normal operation. This is about the control element 7 the resettable shutdown element 4 is actuated. The shutdown element therefore interrupts when the current is increased, the power supply to load 2. Switches after a certain time the element 4 to the power again. If the sensor 5 is still increased If the current is detected, it is switched off again. This switching on and off, this is also recognizable to the operating staff by a signal lamp or horn can be made, takes place until the increased current ahgeklungen or a existing error has been corrected.

Ist diese erste Sicherungsstufe defekt oder liegt ein derart hoher Strom an, daß das Abschaltelement 4 ausfallen kann, wird über den Umschalter 8 die Ansteuerung 6 für das nichtrücksetzbare Abschaltelement 3 zugeschaltet. Dieses Abschaltelement 3 ist beispielsweise in Form einer Schmelzsicherung ausgeführt, die hei erhöhtem Strom durchbrennt. Ein manueller Eingriff in die elektronische Schaltung zum Auswechseln der Sicherung ist dadurch auf jeden Fall erforderlich.Is this first security level defective or is it so high Current to that the shutdown element 4 can fail, the switch 8 is the Control 6 for the non-resettable shutdown element 3 is switched on. This shutdown element 3 is designed, for example, in the form of a fuse, the hot increased Electricity blows. Manual intervention in the electronic circuit for replacement the backup is therefore required in any case.

Die redundante Ausführung der sicherungstechnischen Kreise der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt neben dem Vorteil der erhöhten Sicherheit die Möglichkeit, kleine Störungen selbsttätig auszuregeln und nur bei größeren Fehlern einen direkten Eingriff (Sicherung auswechseln) in das Gerät vorzunehmen. Die Leistungsfähigkeit und Einsatzmöglichkeit derartiger Geräte kann damit erheblich gesteigert werden.The redundant design of the security-related circuits according to the invention Arrangement results in addition to the advantage of increased security, the possibility of small Correcting faults automatically and only intervening directly in the event of major errors (Replace fuse) in the device. The performance and possible uses such devices can thus be increased considerably.

Claims

Claim arrangement for the electronic protection of battery-operated Incandescent circles, characterized in that between the battery (1) and the Incandescent array (2) a non-resettable (3), a resettable (4) shutdown element and a current detection device (5) are arranged, and that the current detection device (5) via a switch device (8) one time on a control element (?) And that resettable shutdown element (4) and once to a control element (6) and that non-resettable shutdown element (3) acts.