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Stromversorgung mit weitem Eingansspannungsbereich zur Versorgung elektrischer Schaltungen, speziell eines Signalgebers

IP.com Disclosure Number: IPCOM000125203D
Original Publication Date: 2005-Jun-20
Included in the Prior Art Database: 2005-Jun-20
Document File: 2 page(s) / 354K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Technische Anlagen sind oft mit Gluehlampensignalgebern ausgestattet. Sind diese Gluehlampen vorgesehen, durch elektronische Schaltungen ersetzt zu werden, muss die Schaltung moeglichst genau die Strom/Spannungskurve und das Strom-/Zeitverhalten der Gluehlampe nachbilden. Dieser Umstand ist noetig, damit vorgeordnete Ueberwachungsschaltungen mit der gleichen Zuverlaessigkeit ansprechen wie vorher mit der Gluehbirne. Da diese Ueberwachungseinrichtungen in ihren Ueberwachungseigenschaften sehr unterschiedlich sein koennen, ist es vorteilhaft, die Nachbildung der Lampenkennlinie auch bei fast beliebig kleinen Eingangsspannungen zu erreichen. Zusaetzlich ergibt sich bei elektronischen Schaltungen oftmals das Problem, dass die Speisespannung relativ hochohmig ist. Die Schaltung soll zusaetzlich ueber einen moeglichst weiten Spannungsbereich betriebsfaehig sein. Es wird auch oft gewuenscht, die Schaltung ueber einen moeglichst weiten Impedanzbereich zu betreiben, z.B. auch bis in den niederohmigsten Bereich, so dass die Schaltung praktisch einen Kurzschluss darstellt. Bei hoher Eingangsspannung soll die Impedanz des Verbrauchers (z.B. im Fehlerfall) bis nahe unendlich erhoeht werden koennen. Diese Eigenschaften werden speziell auch bei universell einsetzbaren elektronischen Signalgebern gefordert. Es soll eine Schaltung gefunden werden, die einen Signalgeber auch mit elektrischer Energie versorgt, selbst wenn die Speisespannung sehr klein ist. Die Signalspannung soll durch einen niederohmigen Widerstand des Signalgebers belastet werden. Dieser soll bei kleinen Signalspannungen beliebig niederohmig gewaehlt werden koennen.

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S

Stromversorgung mit weitem Eingansspannungsbereich zur Versorgung elektrischer Schaltungen, speziell eines Signalgebers

Idee: Michael Beutling, DE-Berlin; Jens Colberg, DE-Berlin; Kay Koester, DE-Berlin; Wolfgang

Roehl, DE-Berlin

Technische Anlagen sind oft mit Gluehlampensignalgebern ausgestattet. Sind diese Gluehlampen vorgesehen, durch elektronische Schaltungen ersetzt zu werden, muss die Schaltung moeglichst genau die Strom/Spannungskurve und das Strom-/Zeitverhalten der Gluehlampe nachbilden. Dieser Umstand ist noetig, damit vorgeordnete Ueberwachungsschaltungen mit der gleichen Zuverlaessigkeit ansprechen wie vorher mit der Gluehbirne. Da diese Ueberwachungseinrichtungen in ihren Ueberwachungseigenschaften sehr unterschiedlich sein koennen, ist es vorteilhaft, die Nachbildung der Lampenkennlinie auch bei fast beliebig kleinen Eingangsspannungen zu erreichen.

Zusaetzlich ergibt sich bei elektronischen Schaltungen oftmals das Problem, dass die Speisespannung relativ hochohmig ist. Die Schaltung soll zusaetzlich ueber einen moeglichst weiten Spannungsbereich betriebsfaehig sein. Es wird auch oft gewuenscht, die Schaltung ueber einen moeglichst weiten Impedanzbereich zu betreiben, z.B. auch bis in den niederohmigsten Bereich, so dass die Schaltung praktisch einen Kurzschluss darstellt. Bei hoher Eingangsspannung soll die Impedanz des Verbrauchers (z.B. im Fehlerfall) bis nahe unendlich erhoeht werden koennen. Diese Eigenschaften werden speziell auch bei universell einsetzbaren elektronischen Signalgebern gefordert. Es soll eine Schaltung gefunden werden, die einen Signalgeber auch mit elektrischer Energie versorgt, selbst wenn die Speisespannung sehr klein ist. Die Signalspannung soll durch einen niederohmigen Widerstand des Signalgebers belastet werden. Dieser soll bei kleinen Signalspannungen beliebig niederohmig gewaehlt werden koennen.

Bisher gibt es keine Schaltungen die das gewuenschte Verhalten ermoeglichen. Ersetzt man die Gluehlampe durch einen elektronischen Signalgeber, so ergibt sich das Problem, dass bei kleinen Spannungen keine Versorgung der Elektronik moeglich ist. Als Abhilfe wird daher ein im Allgemeinen fester Widerstandswert vorgesehen, der aber keine Kennlinienanpassung und zeitliche Steuerung zulaesst.

Es wird vorgeschlagen, in den kleinen Spannungsbereichen die elektrische Energie einem Stromwandler zu entnehmen. Hiermit ist es moeglich, auch bei kleinsten Signalspannungen eine genuegend hohe Hilfsspannung zur Verfuegung zu stellen. Die Ausgangsspannung des Stromwandlers wird gleichgerichtet und kann, zum Beispiel durch einen einfachen Shuntregler, auf einen konstanten Wert begrenzt werden. Die hier angeschlossene elektronische Schaltung kann dann ueber einen fast beliebig weiten Arbeitsbereich mit Spannung versorgt werden. Da die Arbeitspunktnachbildung in allen Spannungsbereichen fuer einen Stromfluss sorgt, ist je nach Uebersetzungsverhaeltnis und benoetigtem Strom der Elektronik, praktisch im gesamte...