DD266683A1

DD266683A1 - Schaltungsanordnung zum schutz von transistoren

Info

Publication number: DD266683A1
Application number: DD31059487A
Authority: DD
Inventors: Fritz Mueller; Guenther Rochel
Original assignee: Orsta Hydraulik Veb K
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1989-04-05
Also published as: DE3833654A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, mit der in Leistungsendstufen von Verstaerkern oder dgl. angeordnete Transistoren gegen Zerstoerung durch Ueberlastung zuverlaessig geschuetzt werden koennen, wie es z. B. durch Kurzschluss an der Zuleitung eines zur Lageregelung von Ventilschiebern dienenden Elektromagneten oder auch bei Verbindung eines Magnetanschlusses mit dem Massepotential eintreten kann. Nach der Erfindung sind zwischen dem positiven Pol der Betriebsspannung und der Steuerleitung des Treibertransistors ein pnp-Transistor und ein npn-Transistor mit einer Lichtemitterdiode in Reihe geschaltet. Weitere Besonderheiten der Schaltungsanordnung bestehen in der Zusammenschaltung der beiden Transistoren ueber ein Verzoegerungsglied mit einem Messwiderstand und einem Speicherglied, das zwischen den beiden Transistoren und einem Leistungstransistor angeordnet ist. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz von Transistoren in Leistungsondstufen von Verstärkern, die insbesondere zur Ansteuerung von Elektromagneten für die Verstellung hydraulischer oder pneumatischer Ventile vorgesehen sind, sich jedoch auch für jede andero Art elektrischer Verbraucher einsetzen lassen.

Charakteristik des bekannton Standes der Technik

In Verstärkern zu Ansteuerung von Elektromagneten, insbesondere bei getakteten Verstärkern, ist es erforderlich, die Transistoren der .eistungse.'idstufon vor Zerstörung durch Überlastung zu schützen.

Bei bekannten Schaltungen wird die an com mit dem Endtransistor in Reihe liegenden Meßwiderstand abfallende Meßspannung durch Folgeverstärker sowio Schwellwertschalter überwacht und bei Überschreitung eines vorgegebenen Maximalstromos dor Endtransistor durch eine zusätzliche Schalteinrichtung gesperrt.

Nach der DE-OS 3402759 wird dies durch einen Monoflop erreicht, dor dem zur Auswertung der Meßspannung an den Meßwiderstand angeschlossenen Folgeverstärker nachgeschaltet ist. Diese Lösung hat den Nachteil, daß für die Kurzschlußüberwachung ein Folgeverstärker und ein Monoflop benötigt werden, wodurch sich der Aufwand sehr stark erhöht. Aus der DE-OS 351B133 ist weiterhin eine kurzschlußfeste Translstorondstufe bekannt, bei der die am Meßwiderstand abfallende Meßspannung an einen Schwellwertschalter angelegt wird und der Ausgang dos Schwellwertschalter in Abhängigkeit einer Schaltungsanordnung von Widerständen und omem Kondensator über einen nachfolgenden Komparator das Aus- bzw. Wiedereinschalten des Endtransistors bewirkt.

Diese Schaltung hat den Nachteil, daß ebenfalls zusätzliche Schaltkreise erforderlich sind und speziell bei einer Verbindung der Magnetanschlüsse mit dem Massepotential der Meßwiderstand überbrückt und die Schaltunganordnung damit wirkungslos wird. Damit wird der Elektromagnet besonders bei getakteten Verstärkern gegebenenfalls von einem zu hohen Strom durchflossen, wenn die dem Verstärker vorgeschaltete Sicherung nicht zum Ansprechen kommt.

ZIoI der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit goringorn schaltungstechnischen Aufwand und unter Verwendung einfacher elektronischer Üauelemonte eine wirksame Schaltungsanordnung füi den Schutz von Leistungstransistoren zu schaffen, die sich durch eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schutz dieser Transistoren durch eine Schaltungsanordnung zu gewährleisten, die sowohl bei Überlastung durch Kurzschluß an der Zuleitung des zu steuernden Verbrauchers als auch bei Verbindung eines Verbraucheranschlusses mit dem Massepotential wltKsam wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem positiven Pol der Versorgungsspannung und der Steuerleitung des Trelbertranslstojs ein pnp-Transistor und ein npn-Transistor in Reihe mit einer Lichtemitterdiode geschaltet ist und daß der Emitter des pnp-Translstora ml( dem positiven Pol der Versorgungsspannung, der Kollektor des pnp-Translstors mit der Basis des nprvTranslstore und der Emitter des npn-Transistors über eine Lichtemitterdiode und eine Z-Dlodo mit der Basis des Treibertransistors verbunden sind. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Basis des pnp-Translstors und der Kollektor des npn-Translstors verbunden und über ein aus einem Widerstand und einem Kondensator gebildeten Verzögerungsglied an den dem Endstufentransistor vorgeschalteten Meßwiderstand ar geschlossen ist. Außerdem sind die Basis des pnp-Translstors und der kollektor des npn-Translstors über eine Z-Diode, ein aus einem Kondensator und einem Widerstand gebildeten Speicherglied und eine Richtungsdiode mit dem Kollektor des am Fußpunkt der Endstufe angeordneten Leistungstransistors verbunden, während zwischen dem positiven Pol der Versorgungsspannung und dem Kollektor des am Fußpunkt der Endstufe angeordneten Leistungstransistors ein ohmscher Widerstand geschaltet ist.

Ausführungsbelsplel

Wie nus der zeichnerischen Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ersichtlich, sind zwischen dem positiven Pol der Betriebsspannung Ud und der Steuerleitung des Treibertransistors 6 ein pnp-Translstoi 8 und ein npn-Transistor 9 in Reihe mit einer Lichtemitterdiode 10 geschaltet.

Der Verbindungspunkt 17 dor Basis des pnp-Translstors 8 mit dem Kollektor des npn-Transistors 9 Ist über ein Verzögerungsglied, bestehend aus dem Widerstand θ und dem Kondensator 7, an den Meßwiderstand 1 angeschlossen. Das Verzögerungsglied Ist so bemessen, daß dlo bei Überschreitung des maximal zuläuaigen Betriebsstromes infolge eines Kurznchlusses an der Zuleitung der Magnetspule 3 oder einer Verbindung zwischen den Anschiußpunkten der Magnetspule 3 und dem Massepotential am Meßwldorstand 1 abfallende Meßspannung den pnp-Transistor 8 und dieser wiederum den npn-Transistor 9 durchgeschaltet.

Dadurch wird der Potentialuntorschled zwischen dem positiven Pol der Betriebsspannung U₈ und der Steuerleitung des Treibertransistors 5 auf die Summe der Flußspannung des pnp-Translstors 8, des npn-Transistors 9 und der Lichtemitterdiode 10 begrenzt, damit die zum Durchschalten des Treibortransistors 6 erforderliche Spannung unterschritten und die Leistungstransistoren 2 und 4 gesperrt.

Die Sperrung wird durch die Lichtemitterdiode 10 angezeigt und bleibt so lange orhalten, bis der Stromfluß durch den pnp-Transistor 8 und den npn-Transistor 9 durch Abschaltung der Steuerspannung U_Si unterbrochen wird. Das am Verbindungspunkt 17 der Basis des pnp-Translstors 8 und dem Kollektor des npn-Translstors 9 über die Z-Diode 12 angeschlossene Speicherglied, gebildet aus dom Kondensator 14 und dem Widerstand 13, wird in der Sperrphase des Leistungstransistors 4 durch den infolge des Entmagnetisierungsstromes der Magnetspule 3 auftretenden Spannungsimpuls und über den W'dcstand 16 durch die Betriebsspannung U₈ aufgeladen. Die Zeitkonstante des Speichergliedes ist so gewählt, daß bei maximal möglicher Öffnungsphase des Leistungstransistors 4 die Entladung des Kondensators 14 über den Widerstand 13 nur so weit erfolgt, daß der Potentialunterschied zwischen der Anode der Z-Diode 12 und dem positiven Pol der Betriebsspannung Ub die Summe der Z-Spannung der Z-Diode 12 und der Cmltter-Basls-Spannung des pnp-Translstors 8 nicht unterschreitet und der pnp-Transistor 8 damit gesperrt bleibt.

Bei einer fehlerhaften Verbindung zwischen dem unteren Anschlußpunkt der Magnetspule 3 und dem Massepotential wird der Kondensator 14 über den Widerstand 13 ständig entladen. Der Potontlalunterschlfid zwischen der Anode der Z-Dlode 12 und dem positiven Pol der Betriebsspannung U₀ übersteigt die Z-Spannung der Z-Diode 12, und der pnp-Transistor 8 wird leitend, was ein Durchschalten des npn-Transistors 9 und Sporren des Treibertransistors 6 sowie dor l.eistungstransistoren 2 und 4 zur Folge hat.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Schutz von Transistoren in Leistungsverstärker! gegen Zerstörung durch Überlastung bei Kurzschluß der Verbraucherleitung oder bei Verbindung der Verbraucheranschlußpunkte mit dem Massepotential, insbesondere für getaktete Vorstärker zur Ansteuerung von Elektromagneten mit einer Reihenschaltung des Verbrauchers mit dem Ausgangstransistor und einem Meßwiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem positiven Pol der Betriebsspannung (U₀) und der Stouerleitung des Treibertransistors (5) ein pnp-Transistor (8) und ein npn-Transistor (9) in Reihe mit einer Lichtomitterdiode (10, liegen, daß der Emitter des pnp-Transistors (8) mit dem positiven Pol der Betriebsspannung (Ub), der Kollektor mit der Basis des npn-Transistors (9) und der Emitter des npn-Transistors (9) über die Lichtemitterdiode (10) und eine Z-Diode (15) mit der Basis des Treibertransistors (5) verbunden sind sowie daß die Basis des pnp-Transistors (8) und der Kollektor des npn-Transistors (9) miteinander in Verbindung stehend über ein aus einem Widerstand (6) und einem Kondensator (7) gebildeten Verzögerungsglied an den Meßwiderstand (1) angeschlossen sind.

2. Schaltungsanordnung zum Schutz von Transistoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kolloktor des npn-Transistors (9) verbundene Basis des pnp-Transistors (8) über eine Z-Diode (12), einem aus dem Kondensator (14) und dem Widerstand (13) gebildeten Speicherglied und einer Diode (15) an den Kollektor des am Fußpunkt der Endstufe angeordneten Leistungstransistors (4) angeschlossen ist und daß zwischen dem positiven Pol der Betriebsspannung (U₈) und dem Kollektor des Leistungstransistors (4) ein ohmscher Widerstand (16) geschaltet ist.