CIRCUIT FOR CONTROLLING COMMAND CONDITIONS

Abstract: 1. Circuit for monotoring the state of an electrical circuit which can be transformed, in accordance with two parameters or a plurality of paramaters, into a plurality of discrete switching-states, characterized in that two fixed reference voltages are generated with the aid of a voltage divider (8, 9, 10), a measurement voltage for each discrete switching-state in accordance with the first parameter and having the same value for each switching-state, being led via a separate, but otherwise identical, first input-resistance (24, 26, 30), a first diode (33, 36, 39, 40) and a test resistance (16) which is common for all switching-states, the said measurement voltage, dropping across the test resistance (16) and having a value between the reference voltages, being compared with the latter in a comparator, which triggers a signal wherenever the measurement voltage falls below the lower reference voltage or exceeds the higher reference voltage, and that a second input-resistance (23, 25, 27, 29) for the second parameter defining the discrete switching-state, and for each additional such parameter, is connected in parallel to each first input-resistance (24, 26, 28, 30), via a second diode (31, 34, 37, 40), and that means are provided which, when the parameters are entered in the correct manner, effect tapping-off of that proportion of the measurement voltage which is led via the second input resistance (23, 25, 27, 29).

Description: Schaltung zur überwachen von Schaltzuständen Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung, die geeignet ist, den Schaltzustand anderer Schaltungen zu überwachen, die nach zwei oder mehreren Parametern unterschiedliche Schaitzustände einnehmen. Es sind in der Technik Schaltungen bekannt, die veränderbar sind und nach zwei oder mehreren Parametern unterschiedliche Schalt- zustände einnehmen können. Solche Schaltungen gibt es z. B. in der Beheizung oder sonstigen Versorgung von Eisenbahnwagen auf elektrifizierten Strecken im grenzüberschreitenden Verkehr. Die Speisespannungen, die den Eisenbehnnetzen zugeführt werden, liegen gewöhnlich bei 1000 oder 1500 oder 3000 Volt Darüber hinaus werden die 1000-Volt-Netze mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz von 16 2/3 Hz beschickt, wänrend für die 1500 Volt-Netze sowohl Gleichstrom, als auch Wechselstrom von 50 Hz bekannt sind. Die 3000-Volt-Netze arbeiten mit Gleichstrom, Es sind zahlreiche Schaltungen bekannt, die ein automatisches Umschalten von jeweils sechs rieizelementen auf die drei unter- schiedlichen Spannungshöhen ermöglichen. Eine solche Schaltung ist in der DE-OS 25 Ol 383 angegeben. Darüber hinaus müssen aus diesen Netzen aber noch andere Verbraucher versorgt Erer83n} die entweder nur Wechselstrom oder nur G1 eicngtrom aufnehmen und die zum Teil induktive Lasten darstellen. Hier sind zusätzliche Umschaltvorrichtungen erforderlIch. Wegen der teilweise recht hohen auîgenommenen Leistungen und dem damit verbundenen Sicherheitsrisiko ist es erforderlich, zu prüfen, ob die #beim Übergang von einem Netz auf das andere automatisch tätigen Umgruppierungsvorrichtungen zuverlässig arbeiten und gegebenenfalls die anstehende Netzspannung abschalten. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung anzugeben, die die Schaitzustände solcher für mehrere Spannungen oder auch unterschiedliche Lasten überprüft. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltung zum Überwachen des Zustandes einer elektrischen Schaltung, die nach zwei oder mehreren Parametern in mehrere diskrete Schaltungszustände überführt werden kann. Die Erfindung wird darin gesehen, dass in der erfindungsgemässen Schaltung mit Hilfe eines Spannungsteilers (8, 9, 10) zwei feste Referenzspannungen erzeugt werden, für jeden diskreten Zustand nach dem ersten Parameter eine für jeden Zustand gleiche Messspannung über einen für jeden Zustand gesonderten, sonst aber gleichen ersten Eingangswiderstand (24, 26, 28, 30), eine erste Diode (33, 36, 39, 40) und einen für alle Zustände gemeinsamen Prüfwiderstand (i6) geführt wird, die über dem Prüfwiderstand (16) abfallende und in der Höhe zwischen den Ref#renzspannungen liegende Prüfspannung in einem Komparator (18, 19) mit den Referenzspannungen verglichen wird, der bei Über- bzw Unterschreiten einer der Referenzspannungen ein Signal auslöst, und dass für den zweiten und jeden weiteren für den diskreten Zustand massgeblichen Parameter jedem ersten Eingangswiderstand (24, 26, 28, 30) ein zweiter Eingangswiderstand (23, 25, 27,29) über eine zweite Diode (31, 34, 37, 40) parallel geschaltet ist und Mittel vorgesehen ind die bei ordnungsgemässem Anstehen der Parameter eine Ableitung des über den zweiten Eingangswiderstand (23., 25, 27, 29) geführten Teiles der Nessspannung bewirken. Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Schaltung ist darin zu sehen, dass sie aus relativ billigen verschleissfesten Bauteilen aufgebaut ist und gegebenenfalls nur ein Bauteil mit mechanisch bewegten Teilen zum etwaigen Abschalten eines Stromkreises infolge des abgegebenen Signals verwendet werden muss, In Weiterbildung der Erfindung besteht der zum Vergleichen der Prüfspannung mit den #eferenzspannungen verwendete Komparator aus zwei Operationsverstärkern. Die höhere Referenzspannung wird dem invertierenden Eingang des ersten Operationsver-stärkers und die niedere Referenzspannung dem nicht invertierenden Eingang des zweiten bperatiansverstärkers zugeführt, während die Prüfspannung an den verbleibenden Eingängen angelegt wird. Bei entsprechender Uber- bzw. Unterschreitung einer der Referenzspannungen weisen die Ausgänge der Operationsverstärker eine Polarisierung auf, die in einer nachfolgenden Auswerteschaltung das Signal auslöst. Die für die Überwachung des Anstehens eines zweiten und gegebenenfalls weiterer Parameter erforderliche Uberwachung erfolgt mit besonderem Vorteil dadurch, dass die mittel zur Ableitung des über den zweiten Eingangswiderstand geführten Teiles der Ness- spannung aus zwei weiteren Operationsverstärkern bestehen. Eine stabilisierte positive Grundspannung wird an dem nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers und an den invertierenden Eingang des zweiten weiteren Operationsverstärkers gelegt. An den verbleibenden Eingängen liegt eine Spannung, die bei Anstehen eines Parameters negativer als die Grund spannung und bei Fehlen dieses Parameters oder Anstehen eines dazu alternativen Parameters positiver als die Grundspannung ist. Die Figur zeigt in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung, das zur Überwachung des Schaitzustandes einer Mehrspannungswähle#n richtung in Reisezuglfagen im internationalen Zugverkehr verwendet werden kann. Für jeden Schaitzustand - 1000 Volt Wechselstrom, 1500 Volt Wechselstrom, 1500 Volt Gleichstrom und 3000 Volt Gleichstrom ist ein gesonderter Eingang 1 bis 4 vorgesehen, an dem eine von der Mehrspannungswähleinrichtung aufgeschaltete positive Messspannung von stets gleicher Höhe ansteht Diese Messspannung wird über einen der Widerstände 24, 26, 28,30 30und über einer dazu gehörigen Diode 33, 36, 39, 42, sowie über den Prüfwiderstand i6 zum Minuspol der Gleichspannung bei 7 geführt. Die gleiche Spannung steht bei 5 an dem aus den Widerständen 8, 9 und 10 bestehenden Spannungsteiler an. Uber dessen Widerstand 9 wird eine hohe Referenzspannung dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 19 zugeführt und eine niedere Referenzspannung dem nicht invertierenden Eingang des Operationsver stärkeres 18. Die am Prüfwiderstand i6 abfallende Spannung steht am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 19 und am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 18 an. An dem aus den Widerständen 11 und 12 bestehenden Spannungsteiler liegt bei 6 gegen den Minuspol 7 eine stabilisierte positive Spannung an. Zwischen 11 und 12 wird eine positive Grundspannung abgegriffen und dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 13 sowie dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 14 zugeführt. Bei 15 liegt eine Spannung an, die von der Stromart abhängig ist und die bei Anstehen von Gleichstrom negativer, bei Anstehen von Wechselstrom jedoch positiver als die zwischen 11 und 12 anstehende Grundspannung ist. Dies hat zur Folge, dass der Ausgang des Operationsverstärkers 14 bei Anstehen von Gleichstrom negativ, bei Wechselstrom jedoch positiv ist, während am Operationsver stärker 13 der Ausgang bei Gleichstrom positiv und bei Wechselstrom negativ ist. Den Eingangswiderständen 24, 26, 28, 30 sind zweite Eingangswiderstände 23, 25, 27, 29 mit weiteren Dioden 31, 34, 37 und 40 parallel geschaltet. Der Ausgang des Operationsverstärkers 13, der bei Anstehen von Wechsel- strom negativ ist, liegt über die Dioden 32 bzw 35 an den Anoden der Dioden 31 und 34. Entsprechend liegt der des Operationsverstärkers 14, der bei Gleichstrom negativ ist, über die Dioden 38 und 41 an den Anoden der Dioden 37 und 40. Eine ordnungsgemässe Funlrtion der Schaltung sei an folgendem Beispiel beschrieben. lfochspannungsseitig stehen 1000 Volt Wechsel spannung an. Demgemäss liegt an der Klemme 1 die positive Nessspannung und über den Widerstand 24, 33 und 16 fliesst ein Strom. Der von diesem Strom an dem Prüfwiderstand 16 verursachte Spannungsabfall liegt in der Höhe zwischen den beiden Referenzspannungen, so dass die Ausgänge der Operationsverstärker i8 und 19 negativ sind und über das Relais 17 kein - Strom fliesst. Gleichzeitia steht bei 15 eine Spannung an, die positiver ist als die Grundspannung, die zwischen den Widerständen 11 und 12 abgeoriffen wird. Damit ist der Ausgang des Operationsverstärkers 13 negativ und der über den Widerstand 23 fliessende Teil des von der Hessspannung verursachten Stromes wird über die Diode 32 abgeleitet, da das Kathodenpotential an der Diode 31 aufgrund des Spannungsabfalls am Prüfwider- stand 16 positiver ist als das der Diode 32 Führt nun keine der Klemmen 1 bis 4 Spannung und ist somit kein funktionsmässiger Schaltzustand erreicht worden, dann fliesst auch über den Prüfwiderstand 16 kein Strom. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 18, der mit einem Minuszeichen versehen ist, wird negativ gegenüber dem nicht invertierenden Eingang. Damit wird der Ausgang des Operationsverstärkers 18 positiv,-und über die Diode 20 und den Kontakt 22 wird das Relais 17 erregt. Der Kontakt 22 ist als weitere Sicherung nur dann geschlossen, wenn am Eingang der Spannungswähleinrichtung überhaupt Spannung anliegt. Mit Hilfe des Relais 17 kann dann beispielsweise ein Signal eingeschaltet oder der Steuerkreis für ein Hochspannungsleistungsschutz unterbrochen werden. Führen zwei der Klemmen 1 bis 4 Spannung, dann fliesst durch den Prüf- widerstand 16 der doppelte Strom und die Prüfspannung, die über den Widerstand 16 abfällt, wird entsprechend höher. Damit erfolgt am nicht invertierenden Eingang des Operationsver stärkers 19 ein Potentialwechsel. Der Ausgang dieses Operations verstärkers wird dann auf plus geschaltet und wiederum das Relais 17 über die Diode 21 und den Kontakt 22 erregt. '.enn z. 3. die Klemme 4 Spannung führt, obwohl hochspannungsseitig Wechselstrom ansteht, fliessen beide Teilströme durch die Widerstände 29 und 30 über die Dioden 40 und 42 und über den widerstand 16, da wegen des positiven Ausgangs des Operationsverstärkers 1k der Strom durch den Widerstand 19 nicht über die Diode 81 abgeleitet werden kann. So fliesst auch über den Mess- widerstand 16 der doppelte Strom, und das Relais 17 wird betätigt. Entsprechendes gilt, wenn einer der Anschlüsse 1 oder 2 an der Messspannung liegt, obgleich hochspannungsseitig Gleich: strom ansteht, weil der Ausgang des Operationsverstärkers dann positiv ist und ein Ableiten des Teilstromes über die Widerstände 23 bzw. 25 und die Dioden 32 bis 35 dann nicht mehr möglich ist. Die Verwendung von Operationsverstärkern hat-den Vorteil, dass diese zu viert als IC's erhältlich sind. Jedoch können sie auch durch Schmitt-Trigger ersetzt werden oder durch hochver stärkende Darlington-Transistoren.

Claims: Patentansprüche 1. Schaltung zum Überwachen des Zustandes einer elektrischen Schaltung, die nach zwei oder mehreren Parametern in mehrere diskrete Schaltungszustände überführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Spannungsteilers (8, 9, 10) zwei feste Referenzspannungen erzeugt werden, für jeden diskreten Zustand nach dem ersten Parameter eine für jeden Zustand gleiche Nessspannung über einen für jeden Zustand gesonderten, sonst aber gleichen ersten Eingang widerstand (24, 26, 28, 30), eine erste Diode (33, 36, 39,40) und einen für alle Zustände gemeinsamen Prüfwiderstand (16) geführt wird, die über dem Prüfwiderstand (16) abfallende und in der Höhe zwischen den Referenzspannungen liegende Prüfspannung in einem Komparator (18, 19) mit den Referenzspannungen ver glichen wird, der bei Über- bzw. Unterschreiten einer der Referenzspannungen ein Signal auslöst, und dass für den zweiten und jeden weiteren für den diskreten Zustand massgeblichen Parameter jedem ersten Eingangswider stand < 24, 26, 28, 30) ein zweiter Eingangswiderstand (23, 25, 27, 29) über eine zweite Diode (31, 34, 37, 40) parallel geschaltet ist und Mittel vorgesehen sind, die bei ordnungsgemässen Anstehen der Parameter eine Ableitung des über den zweiten Eingangs widerstand (23, 25, 27, 29) geführten Teiles der Messspan nung bewirken. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (18, 193 aus zwei Operationsverstärkern mit je einem invertierenden Eingang (-) besteht und dass die höhere Referenzspannung dem invertierenden Eingang (-) des ersten Operationsverstärkers (19), die niedere Referenz spannung dem nicht invertierenden Eingang (+) des zweiten Operationsverstärkers (18) und die Prüfspannung den ver bleibenden beiden Eingängen zugeführt wird und die Ausgänge der Operationsverstärker bei entsprechender Polarisierung das Signal auslösen. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ttittel zur Ableitung des über den zweiten Eingangs widerstand (23, 25, 27, 29) geführten Teiles der Messspannung aus zwei weiteren-Operationsverstärkern (13, 14) mit je einem invertierenden Eingang (-) bestehen, dass eine stabilisierte positive Grundspannung an den nicht invertie renden Eingang (+) des ersten weiteren Operationsverstärkers (31) und an den invertierenden Eingang (-) des zweiten weiteren Operationsverstärkers (14) gelegt ist und dass an den verbleibenden Eingängen der weiteren .Operationsver- stärkern (13, ) eine Spannung liegt, die bei Anstehen eines Parameters negativer als die Grundspannung und bei Fehlen des Parameters oder Anstehen eines alternativen Parameters positiver als die Grundspannung ist. 4. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekenn- zeichnet durch ihre Verwendung zur Überwachung der Gruppie rung von Verbrauchern in Eisenbahnwagen mit Mehrspannungs wähleinrichtungen, z. B, der Gruppierung von Heizelementen.

Inventors: BAUMANN, JOSEF, MEISSL, ROBERT
Applicants: SCHALTBAU GESELLSCHAFT MBH
Application year: 1979
Main classification: G01R19
IPC codes: G01R19, H02H11, H02H3