CH462260A - Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines geregelten Netzgerätes - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines geregelten Netzgerätes

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CH462260A
CH462260A CH407266A CH407266A CH462260A CH 462260 A CH462260 A CH 462260A CH 407266 A CH407266 A CH 407266A CH 407266 A CH407266 A CH 407266A CH 462260 A CH462260 A CH 462260A
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CH
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voltage
electronic switch
power supply
transistor
circuit arrangement
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Application number
CH407266A
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Schneider Manfred
Original Assignee
Siemens Ag
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector

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Description


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 Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz    eines   geregelten Netzgerätes Die    Erfindung   betrifft eine Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines geregelten, eine vom Ausgangsstrom durchflossene elektronische Steuereinrichtung enthaltenden Netzgerätes, dessen Ausgangsspannung bei Überlastung abgeschaltet wird. 



  Es sind an sich auch andere Prinzipien zum überlastungsschutz von geregelten Netzgeräten bekanntgeworden. Beispielsweise hat man den Strom im    Kurz-      schlussfalle   mittels eines    Vorwiderstandes      begrenzt,   der gleichzeitig den grössten Teil der auftretenden Verlustleistung übernimmt. Dabei besteht aber der Nachteil, dass dieser    Vorwiderstand   dauernd eingeschaltet ist. 



  Die Verwendung von    normalen   Schmelzsicherungen ist    in   diesem Zusammenhang nicht empfehlenswert, da sie infolge ihrer Trägheit zum schnellen Schutz des Gerätes nicht ausreichen. 



  Es ist ferner bekannt, den maximalen Strom auf einen konstanten, unschädlichen Wert zu begrenzen. Im Kurzschlussfalle wird dann bei maximalem Strom die Ausgangsspannung Null. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass bei mit Transistoren bestückten Netzgeräten üblicherweise im Längszweig ein oder mehrere Transistoren angeordnet sind, deren Verlustleistung bei einer derartigen Schutzschaltung erhebliche Werte annehmen kann. 



  Schliesslich ist es bereits bekannt, beispielsweise mittels einer bistabilen    Multivibratorschaltung   bei Überlastung das Netzgerät abzuschalten. Der Nachteil bekannter Anordnungen dieser Art besteht darin, dass die Wiedereinschaltung des Netzgerätes nach Beseitigung der Überlastung die Betätigung einer zusätzlichen    Itück-      stelltaste   erfordert. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines geregelten Netzgerätes anzugeben, die durch Abschalten wirkt, also keine erhöhte Beanspruchung der Schaltungselemente des Netzgerätes bei Überlastungen verursacht, aber auf der anderen Seite auch nicht den Nachteil der bekannten, mit Abschalten des Netzgerä-    tes   arbeitenden Schutzanordnungen aufweist, also automatisch die Abschaltung des Netzgerätes wieder aufhebt.

   Eine diese Aufgabe lösende Schaltungsanordnung ist    erfindungsgemäss   dadurch gekennzeichnet, dass aus der geregelten Ausgangsspannung des Netzgerätes und einer konstanten Vergleichsspannung die Differenzspannung gebildet und aus dieser eine Steuerspannung für einen ersten die vom Ausgangsstrom durchflossenen elektronischen Steuereinrichtung betätigenden, elektronischen Schalter gewonnen wird, welche Steuerspannung bei Absinken der Ausgangsspannung unter einen Schwellwert den ersten elektronischen Schalter in eine solche Stellung schaltet, dass dieser die elektronische Steuereinrichtung in den Sperrzustand versetzt und dass nach    Abschalten   der Ausgangsspannung von der Vergleichsspannung durch die Bürde ein ein Mass für die Grösse der Bürde darstellender Strom getrieben wird, aus dem eine Steuergrösse für einen zweiten,

   die vom Ausgangsstrom    durchflossene   elektronische Steuereinrichtung betätigenden elektronischen Schalter gewonnen wird, der nach Verringerung der Bürde auf einen zulässigen    Wert      die   elektronische    Steuereinrichtung   in den    Durchlasszustand   schaltet. 



  Das bei der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung angewendete Prinzip besteht also darin, dass als Kriterium für das Abschalten des Netzgerätes bei drohender Überlastung der Abfall der geregelten Ausgangsspannung des Gerätes Verwendung findet, während zum    Wiedereinschalten   des Netzgerätes nach Beendigung der Überlastung der von einer konstanten Spannungsquelle durch den Belastungswiderstand getriebene Strom ausgenutzt wird. Dieser Strom ist unmittelbar ein Mass für die Grösse des Belastungswiderstandes, so dass durch ihn nach Beendigung der Überlastung ein weiterer, das Netzgerät wieder einschaltender Schalter betätigt werden kann. 



  Dabei wird die zusätzliche konstante Spannung sowohl zur Abschaltung als auch zur Wiedereinschaltung verwendet. Man kann sie bei der bevorzugten Ausfüh- 

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    rungsform   der    Erfindung   unter Verwendung    spannungs-      stabilisierender   Schaltungselemente, wie    Zenerdioden,   aus der ungeregelten Eingangsspannung des Netzgerätes gewinnen. 



  Durch die    beschriebene   Schaltungsanordnung ist ein Schutz für geregelte Netzgeräte gegen    überlastung   geschaffen, der mit Sicherheit innerhalb sehr kurzer Zeit anspricht und automatisch eine Wiedereinschaltung des Gerätes bewirkt, sobald die Belastung auf einen durch geeignete Dimensionierung der Schaltungselemente vorbestimmbaren, unkritischen Wert gesunken ist. 



     Zweckmässigerweise   sind    zum      Abgriff   der    Steuer-      spannung   für den ersten elektronischen Schalter, also für den die Abschaltung bewirkenden Schalter, in eine    Verbindungsleitung   zwischen Ausgang des Netzgerätes und Quelle der Vergleichsspannung Gleichrichter    in   erforderlicher Anzahl und in solcher    Polung   geschaltet, dass sie nur dann    einen   Strom    führen,   wenn die geregelte    Ausgangsspannung   des Netzgerätes    kleiner   als die    Vergleichsspannung   geworden ist.

      Hierdurch   ist sichergestellt, dass die Abschaltung nur dann erfolgt, wenn die    Ausgangsspannung   unter einen durch die gewählte Grösse der Vergleichsspannung gegebenen Wert gesunken ist. 



  Man wird den ersten    elektronischen      Schalter   aus zwei Transistoren    aufbauen,      nämlich   einem den eigentlichen Schalter bildenden ersten Transistor und einem diesen steuernden zweiten Transistor. Dem letztgenannten    Transistor   wird die    abgegriffene   Steuerspannung    im      ihn   bei    drohener      überlastung   des Netzgerätes    schlies-      senden      Sinne      zugeführt,   und der Steuerelektrode des ersten Transistors wird das Potential an einem Arbeitswiderstand des zweiten Transistors    zugeführt.   Im einzelnen kann eine entsprechende Schaltung so aussehen,

   dass die    obenerwähnten   Gleichrichter zum    Abgriff   der    Steuerspannung   zwischen    Emitter   und Basis des zweiten Transistors dieses ersten Schalters liegen und der erste Transistor desselben    mit   Basis und    Emitter   die Spannung an einem    Kollektorwiderstand   des zweiten Transistors abgreift. Nur    in   dem Falle, dass der zweite Transistor leitet, steht an dem erwähnten    Kollektorwi-      derstand   eine den Schalttransistor betätigende Spannung. Dies ist nur    dann   der Fall, wenn die geregelte Ausgangsspannung des Netzgerätes kleiner als die Vergleichsspannung geworden ist, also eine Überlastung des Netzgerätes droht. 



  Der erste elektronische Schalter kann nun in der Weise eine Abschaltung des Netzgerätes bewirken, dass er bei seiner Betätigung die    Stellgrösse   des Regelkreises des Netzgerätes unterdrückt.    Hierdurch   wird bei mit Transistoren bestückten Netzgeräten der Längstransistor    hochohmig,   so dass das Gerät abgeschaltet    ist.   



  Dem zweiten elektronischen Schalter liegt nun die entgegengesetzte Aufgabe    zugrunde,   nämlich das Netzgerät nach Abklingen der Überlastung auf einen unkritischen    Bürdenwert   wieder    einzuschalten.   Bei der bevorzugten    Ausführungsform   der    Erfindung   geschieht dies in der Weise, dass der zweite elektronische Schalter bei seiner Betätigung die Wirkung der Steuerspannung des ersten elektronischen Schalters auf diesen    aufhebt.   Man kann dies schaltungstechnisch dadurch erreichen, dass der zweite elektronische Schalter bei seiner Betätigung, d. h.

   sobald die Bürde des    Netzgerätes   wieder einen zulässigen Wert angenommen hat, den Arbeitswiderstand des zweiten Transistors des ersten    elektronischen   Schal-    ters   kurzschliesst. Da, wie oben bemerkt, die Spannung an diesem Arbeitswiderstand die    unmittelbare   Betätigungsspannung für den den eigentlichen Schalter darstellenden ersten Transistor des ersten Schalters ist, bedeutet das Kurzschliessen dieses Arbeitswiderstandes, dass der erste Transistor des ersten Schalters wieder in seinen Ruhezustand    zurückehrt.   Zu diesem Zweck kann der zweite elektronische Schalter einen mit seiner    Emitter-Kollektor-Strecke   parallel zum Arbeitswiderstand des zweiten Transistors des ersten elektronischen Schalters liegenden Transistor enthalten. 



  Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird also praktisch das von dem die Steuerung bewirkenden zweiten Transistor des ersten Schalters abgegebene Steuersignal durch den Kurzschluss seines Arbeitswiderstandes beseitigt. 



  Im folgenden sollen noch weitere    Einzelheiten   bezüglich der Wirkungsweise und Ausgestaltung des zweiten Schalters angegeben werden. Es ist zweckmässig, zum    Abgriff   der Steuerspannung für den zweiten elektronischen Schalter in Reihe mit den Gleichrichtern, die zum Abgriff der Steuerspannung für den ersten elektronischen Schalter dienen, einen Widerstand solcher    Di-      mensionierung   zu legen, dass nach Verringerung der Bürde auf den zulässigen Wert die Steuerspannung den zur Betätigung des zweiten Schalters erforderlichen Wert besitzt.

   Durch    Änderung   des Widerstandswertes dieses zum    Abgriff   der Steuerspannung des zweiten Schalters dienenden Widerstandes ist es also    möglich,   den    Ansprechwert   dieses zweiten Schalters zu verändern, d. h. verschiedene zulässige Belastungen einzustellen, bei denen die Wiedereinschaltung des Netzgerätes erfolgen soll. 



  Da man den    Ansprechwert   des zweiten Schalters unabhängig von demjenigen des ersten Schalters wählen kann, ist es    zweckmässig,   zusätzliche Schaltungsmittel dem zweiten elektronischen Schalter zuzuordnen, die sicherstellen, dass während des    Abschaltvorganges   des Netzgerätes nicht durch den zweiten Schalter ein erneutes Einschalten des Gerätes erfolgt.    Zweckmässigerweise   werden diese Schaltungsmittel von der geregelten Ausgangsspannung des Netzgerätes gesteuert.

   Sie enthalten beispielsweise eine parallel zum Steuereingang des zweiten elektronischen Schalters geschaltete    Vierschichtdio-      de,   die bei endlicher geregelter Ausgangsspannung    nie-      derohmig,   bei verschwindender Ausgangsspannung    hoch-      ohmig   gesteuert ist. Diese Eigenschaften der Vierschichtdiode drücken sich in ihrer später anhand    Fig.   5 zu erläuternden Kennlinie aus.

   Solange das Netzgerät eine geregelte Ausgangsspannung endlichen Wertes abgibt, ist die    Vierschichtdiode      niederohmig,   so dass der Eingang des zweiten elektronischen Schalters durch sie kurzgeschlossen und eine Betätigung desselben, d. h. das    Wiedereinschalten   des Netzgerätes, unterbunden ist,    während   bei verschwindender Ausgangsspannung, d. h. bei abgeschaltetem Netzgerät, die    Vierschichtdiode   einen hohen Widerstand darstellt und das Steuersignal an den Eingang des zweiten elektronischen Schalters gelangen kann. 



  Man kann zu diesem Zweck aber auch eine parallel zum Steuereingang des zweiten Schalters geschaltete, beispielsweise bistabile Kippstufe verwenden, die bei endlicher Ausgangsspannung wiederum den Eingang dieses Schalters kurzschliesst, bei verschwindender Aus- 

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    gangsspannung,   also im abgeschalteten Zustand des Netzgerätes, dagegen einen    hochohmigen   Widerstand darstellt. 



  Damit die Schutzschaltung nicht bei impulsartigen, d. h. kurzzeitigen    Überlastungen   des Netzgerätes anspricht, die dieses ohne weiteres aushält, sind    zweck-      mässigerweise   dem ersten elektronischen Schalter Kondensatoren zum Verhindern seiner Betätigung bei    Im-      pulsbelastung   zugeordnet. 



     Zeitkonstantenglieder   können ferner vorgesehen sein, die die Freigabe des zweiten elektronischen Schalters bis nach Beendigung des    Abschaltvorganges   verzögern. 



  Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielsweise erläutert. Dabei stellen die    Fig.   1 und 2 die    Kennlinien   bekannter Netzgeräte dar, während in    Fig.   3 der als erster Schalter bezeichnete und in    Fig.   4 der als zweiter Schalter bezeichnete Teil der    erfindungs-      gemässen   Schaltungsanordnung, jeweils zusammen mit den    zur   Erzeugung der Steuerspannung erforderlichen Schaltungselementen, wiedergegeben ist.    Fig.   5 zeigt die Kennlinie einer    Vierschichtdiode,   die zur Verhinderung des    Ansprechens   des zweiten Schalters vor dem Zeitpunkt dient, in dem die Belastung des Netzgerätes wieder auf einen zulässigen Wert gesunken ist.

      Fig.   6 schliesslich zeigt die gesamte erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines geregelten Netzgerätes einschliesslich einer schematischen Darstellung des Netzgerätes selbst. 



  Die    Fig.   1 und 2 geben die    Spannungs-Strom-      Kennlinie   bekannter Netzgeräte wieder. Man erkennt, dass die geregelte Ausgangsspannung    U1   innerhalb eines relativ grossen Bereiches des Stromes I konstant gehalten ist. Erst oberhalb eines Stromwertes    Imax.   sinkt die Ausgangsspannung, und zwar im Falle der    Fig.   1 relativ langsam, dagegen im Falle der für ein Netzgerät mit dem Innenwiderstand Null und Mitteln zur Strombegrenzung geltenden    Fig.   2 fast sofort auf den Wert Null.

   Bei der erfindungsgemässen Schutzschaltung wird nun derjenige Abfall der Spannung    U1   um den Wert    QU1   zur Gewinnung eines    Auslösekriteriurns   für die Schutzschaltung verwendet, der bei einer bestimmten    Belastung   des Netzgerätes auftritt. Diese Belastung braucht noch nicht notwendigerweise eine kritische Belastung, d. h. eine Überlastung, darzustellen, kann jedoch bereits so hoch sein, dass eine weitere Erhöhung der Belastung zu der Gefahr der Zerstörung von Schaltungselementen, insbesondere Halbleiterelementen, wie Transistoren, in dem Netzgerät führen kann. 



  In    Fig.   3, die den zum Abschalten des Netzgerätes bei    Überlastungsgefahr   dienenden ersten elektronischen Schalter wiedergibt, ist, wie auch in den weiteren Figuren, das eigentliche Netzgerät mit N bezeichnet. Es ist hier im einzelnen nicht dargestellt, da entsprechende Netzgeräte an sich dem Fachmann bekannt sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf den Schutz transistorisierter Netzgeräte, da Transistoren bekanntlich besonders empfindlich gegen Überlastung sind. 



  Dieser erste elektronische Schalter enthält zwei Transistoren, von denen der Transistor    T1   die eigentliche Schaltfunktion ausübt, während der zweite Transistor T2 den steuernden Transistor bildet. Die    Basis-Emit-      ter-Strecke   des Transistors T2 ist an den durch eine Diode gebildeten Gleichrichter Dl angeschaltet, greift also die Spannung an diesem Gleichrichter ab. Verständlicherweise    können   auch andere gleichrichtende Elemente bzw. mehrere Elemente dieser Art, wie in    Fig.   6, Verwendung finden. 



  Dieser Gleichrichter Dl liegt in der Verbindung zwischen dem die geregelte Ausgangsspannung    U1   abgebenden Ausgang des Netzgerätes N einerseits und der Quelle für die Vergleichsspannung U2 andererseits. Die Quelle für die konstante Gleichspannung U2 kann durch irgendeine zusätzliche Spannungsquelle gebildet sein; diese Spannung kann aber auch, wie im Falle des Ausführungsbeispiels der    Fig.   6, unter Verwendung stabilisierender Schaltungselemente, wie    Ze-      nerdioden,   aus der zu stabilisierenden Spannung am Eingang des Netzgerätes N gewonnen sein. 



  Wie    Fig.   3 erkennen lässt, steht an dem Widerstand R1, dessen Funktion noch zu erläutern ist, und den Gleichrichter D1 die aus der Vergleichsspannung U2 einerseits und der an der Bürde    RL   stehenden geregelten Ausgangsspannung    U1   andererseits gebildete Differenzspannung. Im normalen Betriebsfall, d. h.    sofern   keine Überlastung des Netzgerätes N vorliegt, ist der Belastungswiderstand    RL   so gross, d. h. die Bürde so klein, dass die Spannung    U1   innerhalb des Bereichs konstanter Spannung gemäss den    Fig.   1 und 2 liegt. Dann ist die Spannung U1 infolge entsprechender Wahl der Vergleichsspannung U2 grösser als die Vergleichsspannung, so dass die Diode Dl stromlos ist.

   Sobald aber infolge einer vergrösserten Belastung des Netzgerätes N ein Spannungsabfall    QUl   auftritt, der so gross ist, dass die Spannung    U1   kleiner wird als die Vergleichsspannung, kann ein Strom durch den Gleichrichter Dl, den Widerstand    R1   und den Lastwiderstand    RL      fliessen,   der an dem Gleichrichter Dl einen von dessen Schleusenwiderstand abhängigen Spannungsabfall erzeugt. Dieser Spannungsabfall wird den Steuerelektroden des Transistors T2, in diesem Ausführungsbeispiel der Basis und dem    Emitter,   zugeführt, so dass nunmehr eine den Transistor T2 leitend machende Steuerspannung vorliegt.

   Das hat zur Folge, dass dieser Transistor einen    Kollektorstrom   durch die beiden Arbeitswiderstände R2 und R3 in seinem    Kollektorkreis      fliessen   lässt, d. h. das Potential des    mit   der Basis des den eigentlichen Schalter darstellenden Transistors T1 verbundenen Punktes A zum Steigen bringt. Es wird also durch den eigentlichen Schalttransistor    T1   die Spannung am Widerstand R3 abgegriffen. Das Potential des Punktes A war während des nichtleitenden Zustandes des zweiten Transistors T2 Null. Beim Vorliegen eines derartigen Steuerpotentials im Punkt A wird nunmehr auch der Transistor    T1   leitend, so dass er bei geeigneter Verbindung seines Kollektors mit Teilen des Netzgerätes N dieses abschalten kann.

   Hierüber wird bei der Erläuterung des    Ausführungsbeispieles   nach    Fig.   6 noch zu sprechen sein. 



  Man erkennt in der Schaltung nach    Fig.   3 ferner den Kondensator Cl. Er dient dazu, ein Ansprechen des ersten elektronischen Schalters, d. h. das    Leitendwer-      den   des Transistors T1, zu verhindern, wenn eine überlastung lediglich impulsweise auftritt. Dabei wird also die Speichereigenschaft des Kondensators ausgenutzt. 



  Im folgenden soll nun der in    Fig.   4 beispielsweise dargestellte zweite elektronische Schalter, der zum Wiedereinschalten des Netzgerätes N bei einem zulässigen Wert der Bürde    RL   dient, beschrieben werden. Es sei hier eingeschoben, dass in allen Schaltungen die Bürde    RL   des Netzgerätes N nicht im    einzelnen   dargestellt ist, 

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 da diese Bürde verständlicherweise je nach der Art der gespeisten elektrischen Geräte unterschiedlich aussieht. 



  Auch dieser zweite elektronische Schalter ist in diesem    Ausführungsbeispiel   transistorisiert aufgebaut. Der Transistor T3 wird über die Widerstände    R1,   R4 sowie die    Vierschichtdiode   D2 von der    Vergleichsspannung   U2 gespeist.

   Als    Kriterium   für die Betätigung des zweiten Schalters dient nicht, wie beim ersten Schalter, der    Wert   der geregelten Ausgangsspannung    U1   des Netzgerätes N, da diese Spannung jetzt    abeschaltet   ist, sondern die Grösse des Stromes durch den Belastungswiderstand    RL.   Dieser Strom ist um so    grösser,   je grösser die Bürde ist, und umgekehrt, stellt daher unmittelbar ein Mass    für      die   Belastung des Netzgerätes N dar. Dieser Strom wird mittels des Widerstandes    R1   so definiert, dass bei    zulässiger   Bürde die    erforderliche   Steuerspannung für den zweiten elektronischen Schalter erreicht wird. 



  Wie bereits    bemerkt,   ist die Steuerelektrode darstellende Basis des Transistors T3 über den aus dem Widerstand R4 und der    Vierschichtdiode   D2 gebildeten Spannungsteiler an die    Spannung   am Widerstand    R1   angeschlossen. Dieser Spannungsteiler hat die Aufgabe, das    Ansprechen   des zweiten elektronischen Schalters während des    normalen   Betriebes zu verhindern.

   Diese    Eigenschaft   verleiht dem Spannungsteiler die in    Fig.   5 wiedergegebene    Kennlinie   einer    Vierschichtdiode.   Bei    normaler   Belastung des Netzgerätes ist die von ihm abgegebene geregelte    Spannung      U1   grösser als die in dem Diagramm der    Fig.   5 angegebene Spannung    Us.      Dem-      gemäss   ist die    Vierschichtdiode   bei diesem Betriebsfall sehr    niederohmig   und schliesst daher den Eingang des Transistors T3 kurz, so dass an diesen kein den Transistor betätigendes Steuersignal gelangen kann.

   Die dann an ihr abfallende Spannung UH reicht zum    Durchsteuern   des Transistors T3 nicht aus. Anders ist es aber in dem Fall, in dem die geregelte    Ausgangsspannung      U1   des Netzgerätes N infolge Wirksamwerdens des in    Fig.   3 dargestellten ersten elektronischen    Schalters   verschwindet. Jetzt ist die Diode D2 sehr    hochohmig   geworden, so dass das Steuersignal an der Basis des Transistors T3 nicht kurzgeschlossen wird und der Transistor wirksam werden kann.

   Dieser Transistor    bewirkt,   wie später anhand    Fig.   6 im    einzelnen   erläutert wird, ein    Unwirk-      samwerden   des dem ersten Transistor    T1   in dem ersten elektronischen Schalter zugeführten Steuersignals. 



  Es    muss   sichergestellt werden, dass ein Ansprechen des zweiten elektronischen Schalters    (Fig.   4) auch    während   des    Abschaltens   des Netzgerätes N nicht auftritt. Zu diesem Zweck ist dem Transistor T3 das aus dem Widerstand R5 und dem Kondensator C2 gebildete    Zeitkonstantenglied   zugeordnet, das ein    unerwünscht   rasches Ansprechen dieses Transistors verhindert. 



     Fig.   6 gibt ein    L7bersichtsschaltbild   für ein mit der    erfindungsgemässen   Schutzschaltung versehenes Netzgerät N wieder. Die zu    regelnde   Spannung ist im linken Teil des Schaltbildes mit U bezeichnet; das Netzgerät N, dessen Aufbau an sich bekannt sein dürfte, gibt an seinen    Ausgangsklemmen   die geregelte Ausgangsspannung    U1   ab. 



  Die    einzelnen   Schaltungselemente der Schutzschaltung S sind    mit   denselben Bezugszeichen wie in den vorhergegangenen Schaltungen versehen. 



  Man erkennt, dass die Vergleichsspannung U2 in diesem    Ausführungsbeispiel   der Erfindung nicht einer zusätzlichen    Spannungsquelle   entnommen, sondern aus der ungeregelten Eingangsspannung U des Netzgerätes N unter Verwendung der    Zenerdiode   D3 und des Transistors T7 zur    Stabilisierung   abgeleitet ist. Sobald die Differenzspannung aus Vergleichsspannung U2 und geregelter Ausgangsspannung    U1   einen solchen Wert und eine solche Polarität besitzt, dass der erste Schalter anspricht, d. h. der Transistor T1 leitend wird, bewirkt dieser einen Kurzschluss der    Kollektor-Emitter-Strecke   des die    Stellgrösse   des Regelkreises des Netzgerätes N    liefernden   Transistors T6.

   Dies hat zur Folge, dass der Längstransistor T4 im Netzgerät    hochohmig   und damit das Netzgerät abgeschaltet wird. 



  Der Transistor T3 des zweiten elektronischen Schalters, der eine Aufhebung der Abschaltung des Netzgerätes N dann    bewirken   soll, wenn die Bürde auf einen erträglichen Wert gesunken ist, ist mit seinem durch den Kollektor gebildeten Ausgang    mit   dem Punkt A verbunden, an dem das Betätigungspotential für den den    eigentlichen   Schalter darstellenden ersten Transistor    T1   des ersten elektronischen Schalters abgegriffen wird.

   Das bedeutet, dass, sobald    die      Kollektor-Emitter-Strek-      ke   des    Transistors   T3 leitend wird, d. h. sobald der zulässige Wert der Bürde    RL   wieder erreicht ist, das Betätigungspotential für den Transistor T1 kurzgeschlossen und demgemäss der Transistor wieder gesperrt wird. Damit wird aber der Kurzschluss für den das    Stellglied   des Regelkreises des Netzgerätes N liefernden Transistor T6 aufgehoben, so dass unabhängig von dem Zustand des zweiten Transistors T2 des ersten Schalters das Netzgerät N wieder eingeschaltet wird. 



  T5 ist ein zur    Strombegrenzung   gemäss der Kennlinie nach    Fig.   2 vorgesehener Transistor. Seine Funktion kann auch vom Transistor    T1   mit übernommen werden. 



  Der Widerstand R5 bildet zusammen mit dem Kondensator C2 ein    Zeitkonstantenglied,   dessen Zeitkonstante grösser ist als die Zeitdauer der Abschaltung, so dass mit Sicherheit ein Ansprechen des den dritten Transistor T3 enthaltenden zweiten Schalters während der Abschaltung des Netzgerätes N vermieden ist. 



  Durch das erfindungsgemässe Prinzip der Heranziehung des Abfalls    QU1   der geregelten Ausgangsspannung    U1   zum Abschalten des Netzgerätes N und des von der Vergleichsspannung U2 durch die Belastung    RL   getriebenen Stromes zur Wiedereinschaltung des Netzgerätes ist eine Schutzschaltung geschaffen, die vollautomatisch sowohl den Schutz des Netzgerätes als auch die Wiedereinschaltung desselben vornimmt. Dabei sind irgendwelche Nachteile im Sinne einer    zeitlichen   Verzögerung des Schutzes oder einer Belastung der Schaltungselemente des zu schützenden Netzgerätes vermieden. 



     Verständlicherweise   sind mannigfache Abänderungen der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung    möglich.   So kann    beispielsweise   die    Vierschichtdiode   durch eine Kippschaltung, beispielsweise einen    bistabilen      Multivibrator,   ersetzt werden. Im Prinzip ist es auch    möglich,   die    Schutzschaltung   mit Röhren aufzubauen, ohne dass der Erfindungsgedanke verlassen wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung zum überlastungsschutz eines geregelten, eine vom Ausgangsstrom durchflossene elek- <Desc/Clms Page number 5> tropische Steuereinrichtung enthaltenden Netzgerätes, dessen Ausgangsspannung bei Überlastung abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus der geregelten Ausgangsspannung (Ui) des Netzgerätes (N) und einer konstanten Vergleichsspannung (U2) die Differenzspannung (U1-U2) gebildet und aus dieser eine Steuerspannung für einen ersten die vom Ausgangsstrom durchflossene elektronische Steuereinrichtung (T4) betätigenden, elektronischen Schalter (Ti, T2) gewonnen wird,
    welche Steuerspannung bei Absinken der Ausgangsspannung unter einen Schwellwert den ersten elektronischen Schalter (T1, T2) in eine solche Stellung schaltet, dass dieser die elektronische Steuereinrichtung (T4) in den Sperrzustand versetzt und dass nach Abschalten der Ausgangsspannung (Ui) von der Vergleichsspannung (U2) durch die Bürde (RL) ein ein Mass für die Grösse der Bürde (RL) darstellender Strom getrieben wird, aus dem eine Steuergrösse für einen zweiten, die vom Ausgangsstrom durchflossene elektronische Steuereinrichtung (T4) betätigenden elektronischen Schalter (T3) gewonnen wird, der nach Verringerung der Bürde (RL)
    auf einen zulässigen Wert die elektronische Steuereinrichtung in den Durchlasszustand schaltet. UNTERANSPRÜCHE 1. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsspannung (U2) unter Verwendung spannungsstabilisierender Schaltungselemente, z. B. Zenerdioden (D3), aus der ungeregelten Eingangsspannung (U) des Netzgerätes (N) gewonnen ist. 2.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abgriff der Steuerspannung für den ersten elektronischen Schalter (T1, T2) in eine Verbindungsleitung zwischen Ausgang des Netzgerätes (N) und Quelle der Vergleichsspannung (U2) Gleichrichter (D1) in solcher Polung geschaltet sind, dass sie nur dann einen Strom führen, wenn die Ausgangsspannung (U1) kleiner als die Vergleichsspannung (U2) geworden ist. 3.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektronische Schalter (T1, T2) einen den eigentlichen Schalter bildenden ersten Transistor (T1) und einen diesen steuernden zweiten Transistor (T2) enthält, dem die abgegriffene Steuerspannung im ihn bei drohender Überlastung des Netzgerätes (N) schliessenden Sinne zugeführt wird, und dass der Steuerelektrode des ersten Transistors (T1) das Potential an einem Arbeitswiderstand (R3) des zweiten Transistors (T2) zugeführt ist. 4.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichter (Dl) zwischen Emitter und Basis des zweiten Transistors (T2) liegen und der erste Transistor (T1) mit Basis und Emitter die Spannung an einem Kollektorwiderstand (R3) des zweiten Transistors (T2) abgreift. 5. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektronische Schalter (T1, T2) bei seiner Betätigung durch Unterdrückung der Stehgrösse des Regelkreises des Netzgerätes (N) dessen Abschaltung bewirkt. 6. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite elektronische Schalter (T3) bei seiner Betätigung die Wirkung der Steuerspannung des ersten elektronischen Schalters (T1, T2) auf diesen aufhebt. 7.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite elektronische Schalter (T3) bei seiner Betätigung den Arbeitswiderstand (R3) des zweiten Transistors (T2) des ersten elektronischen Schalters (T1, T2) kurzschliesst. B. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite elektronische Schalter einen mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke parallel zum Arbeitswiderstand (R3) des zweiten Transistors (T2) des ersten elektronischen Schalters (T1, T2) liegenden Transistor (T3) enthält. 9.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannung für den zweiten elektronischen Schalter (T3) an einem mit den Gleichrichtern (Di) in Reihe liegenden Widerstand (Ri) solcher Dimensionierung abgegriffen wird, dass nach Verringerung der Bürde (RL) auf den zulässigen Wert die Steuerspannung den zur Betätigung des zweiten Schalters (T3) erforderlichen Wert besitzt. 10.
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten elektronischen Schalter (T3) Schaltungsmittel (D2) zugeordnet sind, die, gesteuert von der Ausgangsspannung (U1) des Netzgerätes (N), diesen Schalter (T3), erst nach Abschaltung des Netzgerätes (N) durch den ersten Schalter (T1, T2) zur Betätigung freigeben. 11. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel eine parallel zum Steuereingang des zweiten elektronischen Schalters (T3) geschaltete Vierschichtdiode (D2) enthalten, die bei endlicher geregelter Ausgangsspannung (U1) niederohmig,. bei verschwindender Ausgangsspannung (U1) hochohmig gesteuert ist. 12.
    Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel eine parallel zum Steuereingang des zweiten elektronischen Schalters (T3) geschaltete Kippstufe enthalten, die bei endlicher Ausgangsspannung (U1) den Eingang dieses Schalters (T3) kurzschliesst. 13. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Zeitkonstantenglieder (C2, R5) vorgesehen sind, die die Freigabe des zweiten elektronischen Schalters (T3) bis nach Beendigung des Abschaltvorganges verzögern. 14. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektronische Schalter (T1, T2) Kondensatoren (C1) zur Verhinderung seiner Betätigung bei Impulsbelastung enthält.
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