DD267609A1

DD267609A1 - PROTECTION FOR ELECTRONIC POWER CIRCUITS

Info

Publication number: DD267609A1
Application number: DD30867687A
Authority: DD
Inventors: Ingolf Radzio
Original assignee: Berlin Treptow Veb K
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1989-05-03

Abstract

Die Erfindung ist in Schaltverstaerkern fuer die Automatisierungstechnik einsetzbar. Sie ermoeglicht das Schalten von Lasten mit erhoehten Einschaltstroemen und gewaehrleistet auch in diesen Einschaltphasen Schutz gegen echte Ueberlastungen, insbesondere gegen Kurzschluesse, durch sofortiges Abschalten der Leistungsschaltstufe. Erreicht wird dies, indem die Erfindung waehrend der Einschaltphase ein definiertes Herabsetzen der Ansprechempfindlichkeit der Schutzschaltung bewirkt. Fig. 1The invention can be used in Schaltverstaerkern for automation technology. It enables the switching of loads with increased inrush currents and ensures protection against real overloads, in particular against short circuits, even in these switch-on phases, by immediately switching off the power switching stage. This is achieved by the invention during the power-on phase causes a defined reduction in the sensitivity of the protection circuit. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Application blot of the invention

Hauptsächliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist dia Automatisierungstechnik. Beim Einsaü in Schaltverstärkern für leictungsstarke Verbraucher mit erhöhtem Einschaltstrom, wie z. B. Glühlampen, Lasten mit kapazitivem Anteil oder Schaltschütze mit hohem Betätigungs- und niedrigem Haltestrom, dient die Erfindung dem Schutz des Halbleiterschaltelementes gegen Überlastung und Kurzschluß.The main field of application of the invention is the automation technology. When Einsaü in switching amplifiers for powerful consumers with high inrush current, such. As incandescent lamps, loads with capacitive component or contactors with high operating and low holding current, the invention serves to protect the semiconductor switching element against overload and short circuit.

Charaktqr'stik dev known prior art

Zum Schutz der Hal'jleiterschaltelemente in elektronischen Leistungsschaltstufen gegen Überlastung und Kurzschluß sind zahlreiche Lösungen bekannt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lösungen, bei denen die Belastung des Haibleirerschaltel jments als elektrische Größe erfaßt und in dieser Form einer Schwellwertanordnung zugeführt wird, deren Ausgangssignal als Steuersignal einer Abschalteinrichtung dient. Übersteigt die Belastung des Hnlbloiterschalteloments einen vorbestimmten Höchstwort, dann spricht die Schwellwertano'.dnung an, und mit Hilfe der Abschalteinrichtung wird der Stromfluß im halbleiterschaltelement unterbrochen.To protect the Hal'jleiterschaltelemente in electronic power switching stages against overload and short circuit numerous solutions are known. The present invention relates to solutions in which the load of Haibelirerschaltel jments detected as an electrical quantity and fed in this form of a threshold arrangement, the output signal serves as a control signal of a turn-off device. If the load of the Hllbloiterschalteloments exceeds a predetermined maximum word, then speaks the Schwellwertano'.dnung, and with the aid of the turn-off device, the current flow in the semiconductor switching element is interrupted.

Als Halbleiterschaltelemente werden überwiegond Lei?'unysscha!ttranslstoren eingesetzt. In ihrer praktischen Ausführung unterscheiden sich die nach dem angeführten Prinzip arbeitenden Schutzschaltungen in vielfältiger Weise. Die Unterschiode betreffen insbesondere dia Gewinnung dor elektrischen Größe als Abbild der Belastung, die Ausführung der Schwellwellanordnung, die Realisierung der Abschalte'nrichtung sowie die Art, wie diese den stromlosen Zustand herbeiführt, und das Wiederherstellen des normalen Betriebszustandes nach dem Wegfall einer ÜberlastungssUuation. Als Beispiel für unterschiedliche Ausführungen derartiger Schutzsch?.ltungen seien DD-PS 209549, DD-PS 244665, DE-PS 2213921 und DE-OS 3216833 genannt.The semiconductor switching elements used are predominantly lead transistors. In their practical implementation, the protective circuits operating according to the principle stated differ in many ways. In particular, the subchanges concern the recovery of the electric quantity as an image of the load, the execution of the threshold wave arrangement, the realization of the turn-off device and the way in which it brings about the de-energized state, and the restoration of the normal operating state after the elimination of an overload condition. DD-PS 209549, DD-PS 244665, DE-PS 2213921 and DE-OS 3216833 may be mentioned as an example of different embodiments of such protective covers.

Soll die Belastbarkeit des eingesetzten Halbleiterschaltelemonts voll ausgenutzt werden, dann muß die Ansprechschwelle der Schutzschaltung so feingestellt werden, daß eine Abschaltung erst bei einer Belastung erfolgt, die dicht unterhalb der maximal zulässigen Dauerlast liegt. Werden als Belastung Verbraucher mit Kaltleitere genschaften wie Glühlampen oder mit kapazitivem Lastanteil eingesetzt, dann würde wagen des erhöhten Einschaltstromes bei jedem Zinschaltvorgang die Schutzschaltung ansprechen, und ein Einschalten wäre in vielen F/illon überhaupt nicht möglich.If the load capacity of the semiconductor switching monet used be fully utilized, then the threshold of the protection circuit must be fine so that a shutdown takes place only at a load that is just below the maximum permissible continuous load. If loads with PTC thermistors such as incandescent lamps or with a capacitive load component are used as a load, then the increased inrush current would respond to the protection circuit at each Zin switching process, and switching on would in many cases not be possible at all.

Bekannte Schuizschaltungen werden für Laster ynit erhöhtem Einschaltstrom dadurch verwendungsfähig gemacht, daß die Schutzfunktion bei jedem Einschaltvorgang nicht sofort, sondern erst nach einer kurzen Verzögerung wirksam wird. Zusätzlich ist eine Strombegrenzung für das Halbleiterschaltelement vorgesehen. Das verzögerte Wirksamwerdan der Schutzfunktion ist beispielsweise in den Lösungen der DD-PS 14Γ/110 und DE-AS 2360678 angewendet worden.Known Schuizschaltungen be made usable for vice ynit with increased inrush that the protection function at each power-up not immediately, but only after a short delay is effective. In addition, a current limit for the semiconductor switching element is provided. The delayed effectiveness of the protective function has been used for example in the solutions of DD-PS 14Γ / 110 and DE-AS 2360678.

Nachteiligerweisa kann bei diesen Lösungen euch eine sehr starke Überlastung kein sofortiges Ansprechen de. Schutzschaltung auslösen. Selbst ein direktor Kurzschluß der Ausgangsanschlüsse ist dazu nicht in der Lage. Die vorgesehen Strombegrenzung verhindert zwar die Zerstc jng des Halbleiterschaltelements, sie hat aber, wenn sie wirksam wird, zur Folge, daß das Halbleiterschaltelement rt'cht mehr im Schalter-, sondern im Verstärkermodus betrieben wird, wodurch seine Strombelastbarkeit stark herabgesuUt wird und es dadurch nicht voll genutzt werden kann.Disadvantageously, in these solutions, you can experience a very heavy overload, no immediate response. Trigger protection circuit. Even a director short circuit of the output terminals is not able to do so. Although the current limit provided prevents the destruction of the semiconductor switching element, but when it is effective, it has the consequence that the semiconductor switching element rt'cht more in the switch, but in the amplifier mode is operated, whereby its current carrying capacity is strongly gesuUt and thereby not can be fully used.

Object of the invention

Die Erfindung soll durch vollständige Ausnutzung der Leistungsparameter des Halbleiterschaltelements eine Überdimensionierung von Leistungsschaltstufen einschließlich der dazugehörigen Kühlvorrichtung vermeiden.The invention is intended to avoid over-dimensioning of power switching stages, including the associated cooling device, by making full use of the performance parameters of the semiconductor switching element.

Presentation of the Webdns of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schutzschaltungen für elektronische Leistungsschaltstufen, bei denen die Belastung des Haibieiterschaiieiements als elektrische Größe erfaßt und In dieser Form einer Schwollwortanordnung zugeführt wird, deren Schwellwert vom Widerstandswert einer Widerstandsanordnung abhängt und deren Ausgangssignal als Steuersignal einer Abschalteinrichtung dient, die bei Überschreiten eines vorbestimmten Höchstwerts der Belastung des Halblelterschaltelements, mit Ausnahme während erhöhter Einschaltströme, den Stromfluß im Halbleiterschaltelement unterbricht, in der Weise zu verbessern, daß echte Überlastungen, insbesondere Kurzschlüsse, ein unverzögertes Ansprechen der Schutirchaltung bewirken.The invention is based on the object, protective circuits for electronic power switching stages, in which the load of Haibieiterschaiieiements detected as an electrical variable and fed in this form a Schwollwortanordnung whose threshold value depends on the resistance of a resistor arrangement and the output signal serves as a control signal of a turn-off, when exceeded a predetermined maximum value of the load of the half-circuit switching element, except during increased inrush currents, interrupts the current flow in the semiconductor switching element, in such a way that real overloads, in particular short circuits, cause an instantaneous response of the Schutirchaltung.

Die Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, besitzt die folgenden Merkmale. Innerhalb der den Schwellwart bestimmenden Widerstandsanordnung ist ein Zusatzwiderstand angeordnet, dessen Widerstandswert den Gesamtwiderst.ind der Widerstandsanordnung mitbestimmt. Parallel zu dem Zusatzwiderstand oder in Reihe mit diesem ist die Schaltstrecke eines elektronischen Schalters angeordnet. Der Steuereingang des elektronischen Schalters ist mit dem Ausgang eines Zeitgliedes verbunden. Der dynamische Eingang des Zeitgliedes ist an den Eingang der Leistungsschaltstufe angeschlossen. Jeder das Fließen des Laststromes einleitende Signalwechsel des Eingangssteuersignals führt eine Anfangsphase herbei, in der für eine vorbestimmbare Zeitdauer der Ansprechwert der Schwellwertanordnung um einen vorbestimmbaren Betrag im Sinne einer Verringerung der Ansprechempfindlichkeit der Schutzschaltung verändert ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung, in der die Schwellwertanordnung als Komparator ausgeführt ist, wobei dem Vergleichseingang die den Belastungszustand abbildende elektrische Größe und dem Referenzeingang über die als Spannungsteiler ausgeführte Widerstandsanordnung die Referenzgröße zugeführt wird, besitzt die folgenden Merkmale. Das Zeitglied ist als Monoflop ausgeführt, dessen dynamischer Eingang auf Signalwechsel anspricht, die in Halbleiterschaltelement einen Stromfluß einleiten. Entwoder in Reihe zu den Widerständen des Spannungsteilers ist die Parallelschaltung aus Zusatzwiderstand und Schaltstrecke des elektronischen Schalters oder parallel zu einem der Widerstände des Spannungsteilers •st die Reihenschaltung aus Zusatzwiderstand und Schaltstrecke des elektronischen Schalters angeordnet. Bei jedem Signalwechsol des Eingangssignals, der einen Stromfluß im Halbleiterschaltelement einleitet, wird der Monoflop in den aktiven Zustand versetzt. Die Dauer des aktiven Zustandes wird der Dauer des erhöhten Laststromes beim Einschaltvorgang angepaßt. Das aktive Ausgangssignal des Monoflops betätigt den elektronischen Schalter, was das Ab- oder Zuschalten von Teilwiderständen des Spannungsteilers und damit eine Änderung seines Teilerverhältnisses zur Folge hat. Mit dieserÄnderung ändert sich auch die Referenzgröße für den Komparator und somit auch dessen Ansprechschwelle. Mit der Erfindung kann infolge der in jedem Einschaltmoment stattfindenden Anfangsphase herabgesetzter Empfindlichkeit der Schutzschaltung das Halbleiterschaltelement durch höhere Ströme bis an die Grenze der Impulsbelastbarkeit beansprucht werden. Liegt ein echter Fehler vor, dann wird auch die herabgesetzte Ansprechschwelle überschritten, und die Schutzschaltung spricht bereits innerhalb dieser Anfangsphase an. Nach Allauf dieser Anfangsphase ist die Ansprechempfindlichkeit der Schutzschaltung wieder so weit erhöht, daß das Halbleiterschaltelement sicher unter der maximal zulässigen Dauerbelastungsgrenze betrieben wird.The invention with which this object is achieved has the following features. Within the Schwellwart determining resistance arrangement, an additional resistor is arranged, whose resistance determines the Gesamtwiderst.ind the resistor arrangement. Parallel to the additional resistance or in series with this, the switching path of an electronic switch is arranged. The control input of the electronic switch is connected to the output of a timer. The dynamic input of the timer is connected to the input of the power switching stage. Each signal flow of the input control signal which initiates the flow of the load current leads to an initial phase in which the threshold value of the threshold value arrangement is changed by a predeterminable amount in the sense of reducing the sensitivity of the protective circuit for a predeterminable period of time. An embodiment of the invention, in which the threshold value arrangement is designed as a comparator, wherein the comparison input, the electric field representing the load state and the reference input is supplied via the designed as a voltage divider resistor arrangement, the reference variable, has the following features. The timer is designed as a monostable, whose dynamic input responds to signal changes that initiate a current flow in semiconductor switching element. Entwoder in series with the resistors of the voltage divider is the parallel circuit of additional resistance and switching path of the electronic switch or parallel to one of the resistors of the voltage divider • st arranged the series circuit of additional resistance and switching path of the electronic switch. For each signal change of the input signal, which initiates a current flow in the semiconductor switching element, the monoflop is set in the active state. The duration of the active state is adapted to the duration of the increased load current during the switch-on. The active output signal of the monoflop actuates the electronic switch, which results in the disconnection or connection of partial resistors of the voltage divider and thus a change in its divider ratio. With this change, the reference variable for the comparator and thus also its threshold changes. With the invention, the semiconductor switching element can be claimed by higher currents up to the limit of the pulse load capacity as a result of the lowered sensitivity of the protection circuit, which occurs in each switch-on instant. If there is a real error, then the lowered threshold is exceeded, and the protection circuit already responds within this initial phase. After all this initial phase, the sensitivity of the protection circuit is increased again so far that the semiconductor switching element is safely operated below the maximum allowable continuous load limit.

embodiment The invention will be explained in more detail in an embodiment. The associated Zeictu mg shows in

Fig. 1: die Prinzipdarstellung einer elektronischen Leistungsschaltstufe, in der die Erfindung zur Anwendung kommt, Fig. 2: eine abgewandelte Widerstandsanordnung zur Umschaltung der Referenzgröße.Fig. 1: the schematic diagram of an electronic power switching stage in which the invention is used, Fig. 2: a modified resistor arrangement for switching the reference size.

Die Leistungsschaltstufe, doren Schutz durch die Erfindung verbessert wird, besteht aus einem Halbleiterschaltelement, hier als LeistungsschaltUansistP,· LT dargestellt, der von einer Treiberstufe TS angesteuert wird. In den Signaleingang E werden Logiksignale eingespeist, die, nach Verstärkung in der Leistungsschaltstufe, einer zwischen Ausgangsanschluß A und Masse M angeschlossenen Last zugeführt werden, die im Beispiel als Lastwiderstand Rl dargestellt ist. Alle weiteren Ausführungen zur Leistungsschaltstufe und zur übrigen Schaltung beziehen sich auf eine Konfiguration, bei der ein Η-Signal am Signaleingang F den Leistungsschalttransistor LT in den leitenden Zustand schaltet, wobei im Lastwiderstand Rl der betriebsmäßige Laststrom fließt, und bei aer ein L-Signal den Leistungsschalttransistor LT sperrt, wobei der Lastwiderstand Rl stromlos bleibt. Tritt zwischen Auegangsanschluß A und Masse M eine Überlastung oder ein Kurzschluß auf, dann ist dar I .eistungsschalttransistor LT gefährdet, wenn er sich im durchger.chalteten Zustand befindet oder von einem H-Signal in diesen geschaltet wird. Eine Erfassung dei Überlastungszustandes kann entweder nur aus dem Laststrom oder aus einer logischen Kombination von Laststromerfassung mit Spannungsabfallerfassung über der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungsscha'Uransistors LT abgeleitet werden. In der Zeichnung ist nur die Möglichkeit durch ein Stromerfassungsglied IE dargestellt.The power switching stage, the protection of which is improved by the invention, consists of a semiconductor switching element, here represented as a power switching contactor P, LT, which is driven by a driver stage TS. In the signal input E logic signals are fed, which, after amplification in the power switching stage, a connected between the output terminal A and ground M load are supplied, which is shown in the example as a load resistor Rl. All other versions of the power switching stage and the rest of the circuit refer to a configuration in which a Η signal at the signal input F, the power switching transistor LT in the conductive state, wherein in the load resistor Rl the operational load current flows, and aer at an L-signal Power switching transistor LT blocks, the load resistor Rl remains de-energized. If an overload or a short circuit occurs between the external connection A and the ground M, then the high-performance switching transistor LT is in jeopardy if it is in the conducting state or is switched into this by an H signal. Detection of the overload condition may be derived either only from the load current or from a logical combination of load current detection with voltage drop detection across the collector-emitter path of the power transistor LT. In the drawing, only the possibility is represented by a current detection element IE.

Der Belastungszustand wird mit Hilfe des Stromerfassungsgliedes IE in eine el' ktrische Größe, meist in eine Spannung, umgeformt und einer Schwellwertanordnung, im Beispiel einem Komparator K, über seinen Vergleichseingang Evzugeführt. In dessen Roferenzeingang Er wird mit Hilfe eines Spannungsteilers aus oiner Referenzspannungsquelle Ur eine Spannung eingespeist, die so bt nessen ist, daß der Komparator K bei Erreichen der maximal zulässigen Belastung des Leistungsschalttransistors LT urr schaltet. Auf die erfindungsgemäße Ausführung des Spannungsteilers wird weiter unten eingegangen.The load state is transformed by means of the current detection element IE in an el 'ktrische size, usually in a voltage, and a threshold value arrangement, in the example a comparator K, via its comparison input Evzugeführt. In whose Roferenzeingang He is using a voltage divider from oiner reference voltage source Ur a voltage is fed, which is so bt nessen that the comparator K switches on reaching the maximum allowable load of the power switching transistor LT urr. On the embodiment of the voltage divider according to the invention will be discussed below.

Mit dem Ausgangssignal des Komparators K wird eine Abschalteinrichtung betätigt, die im Beispiel als Fehlerspeicher FF ausgeführt ist. Hierzu ist der Ausgang des Komparators K an einen Eingang, im Beispiel an den Rücksetzeingang R des Fehler-speichers FF angeschlossen. Dessen Setzeingang S werden periodische Nadelimpulse aus einer Impulsquelle IQ zugeführt. Diese kann entweder als separate Funktionseinheit ausgeführt sein, oder die Gesamtanordnung enthält eine entsprechende Kippschaltung. Der Ausgang Q des Fehlerspeichers FF ist über eine Diode D mit dem Eingang der Treiberstufe TS verbunden.With the output signal of the comparator K, a shutdown device is actuated, which is executed in the example as a fault memory FF. For this purpose, the output of the comparator K is connected to an input, in the example to the reset input R of the error memory FF. Its set input S is supplied with periodic needle pulses from a pulse source IQ. This can either be designed as a separate functional unit, or the overall arrangement includes a corresponding flip-flop. The output Q of the error memory FF is connected via a diode D to the input of the driver stage TS.

Im ungestörten Betriebszustand wird der F ahlerspeicher FF vom ersten Nadelimpuls gesetzt und verbleibt in diesem Zustand, solange keine Überlastung auftritt. Im gesetzten Zustand gibt der Auegang Q ein Η-Signal ab, das aber wegen der dabei in Sperrichtung betriebenen Diode D ohne Auswirkung auf das eingespeiste Logiksignal bleibt. Schaltet im Übsrlastfall der Komparator K um, dann setzt er den Fehlerspeicher FF zurück, und das L-Signal vom Ausgang Q zieht über die nun leitende Diode D in Verbindung mit einem Entkopplungsv.iderstand Re das Η-Signal am Eingang der Treibei stufe TS auf Low-Potential und sperrt dadurch den Leistungsschalttransistor LT. Jeder Madelimpuls am SeUeingang S bringt di η Fehlerspeicher FF wieder in den gesetzten Zustand, wodurch das Η-Signal vom Signaleingang E auch wieder am Eingang de Treiberstufe TS wirksam wird und den Leistungsschalttransistor LT durchschaltet. Ist die Überlastung noch vorhanden, so spricht die Schutzschaltung erneut an und sperrt den Leistungsschalttransistor LT wieder; ist sie jedoch beseitigt, dann setzt der Komparator K don Fehlerspeicher FF nicht mehr zurück, und der normale Betriebszustand ist wieder erreicht. Die Dauer und der zeitliche Abstand der von der Impulsquelle IQ abgegebenen Impulse sind so zu wählen, daß der Leistungsschalttransistor LT stets sicher unter seiner Oauerbelastungsgrenza betrieben wird.In the undisturbed operating state, the F ahlerspeicher FF is set by the first needle pulse and remains in this state, as long as no overload occurs. In the set state, the outside Q outputs a Η signal, which, however, remains without effect on the supplied logic signal due to the diode D being operated in the reverse direction. Switches in Übsrlastfall the comparator K, then he resets the error memory FF, and the L signal from the Q output draws on the now conductive diode D in conjunction with a decoupling resistor Re the Η signal at the input of Treibei stage TS on Low potential and thereby blocks the power switching transistor LT. Each Madelimpuls at SeUeingang S brings the η error memory FF back into the set state, whereby the Η signal from the signal input E again at the input de driver stage TS is effective and turns on the power switching transistor LT. If the overload is still present, the protection circuit responds again and blocks the power switching transistor LT again; if it is eliminated, however, the comparator K don FF error memory no longer back, and the normal operating state is reached again. The duration and the time interval of the pulses emitted by the pulse source IQ are to be chosen so that the power switching transistor LT is always operated safely below its Oauerbelastungsgrenza.

Wird vom Leistungischalttransistor LT über den Ausgangsanschluß A nicht ein rein ohmscher Lastwiderstand Rl, sondern z. B. eine Glühlampe im kalten Zustand, ein spannungsloser Kondensator oder ein Schahsihütz mit hohem Betätigungs· und niedrigem Haltestrom an die Betriebsspannung Ub geschaltet, dann fließt ein Einscraltstrom, der den für den Leistungsschalttransistor LT maximal zulässigen Dauerkciatrcm kurzzeitig überschreitet. Die Erfindung ermöglicht bei derartigen Lasten den problemlosen Übergang vom stromlosen ii, den stromführenden Zustand ohne Falschauslösungen, aber auch ohne dabei die Schutzwirkung der Schaltung in den Einschalt» lementen vollständig aufzuheben, wie dies in bekannten Anordnungen geschieht.Is not a purely resistive load resistor Rl from the Leistungsischalttransistor LT via the output terminal A, but z. B. a light bulb in the cold state, a de-energized capacitor or a Schahsihütz high actuation · and low holding current connected to the operating voltage Ub, then flows a Eincraltstrom that exceeds the maximum permissible for the power switching transistor LT Dauerkciatrcm briefly. The invention allows for such loads the smooth transition from the currentless ii, the current-carrying state without false triggering, but also without the protective effect of the circuit in the switching elements completely abolish, as is done in known arrangements.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird bei jedem Wirksamweiden eines Logiksignals, das in der Last den stromführenden Zustand herbeiführt, im Beispiel ist dies wie eingangs vereinbart ein Η-Signal, die Ansprechempfindlichkeit der Schutzschaltung für einen einstellbaren Zeitabschnitt um einen einstellbaren Betrag verringert. Erreicht wird dies, indem die dem Referenzeingang Er des Komparators K über den Spannungsteiler aus der Referenzspannungsquelle Ur zugeführte Spannung bei jedem am Eingang der Treiberstufe TS auftretenden L-H-Wechsel für einen vorgegebenen Zeitabschnitt um einen festgelegten Betrag erhöht wird.The inventive arrangement is at each effective pasting a logic signal that causes the current-carrying state in the load, in the example, this is as agreed above a Η signal, the sensitivity of the protection circuit for an adjustable period of time by an adjustable amount reduced. This is achieved by the voltage supplied to the reference input Er of the comparator K via the voltage divider from the reference voltage source Ur at each input of the driver stage TS occurring L-H change for a predetermined period of time by a predetermined amount is increased.

Im Spannungsteiler, mit dem die Spannung der Referenzspannungsquelle Ur auf den für den Referenzeingang Er erforderlichen Wert herabgenetzt wird, sind außer den zwei üblichen Widerständen R1 und R2 noch oin Zusatzwiderstand R3 und ein Schalter Se angeordnet, wobei letzterer in realen Schaltungen elektronisch ausgeführt ist. In Fig. 1 sind Zusatzwiderstand R3-1 und Schaltstrecke des elektronischen Schalters Se als Parallelschaltung angeordnet, wobei in Abhängigkeit davon, ob der. Schalter Se ein Arbeits- oder Ruhekontaktvorhaltei. Rufweist, dinse Parallelschaltung entweder in Reihe zum Widerstand R1 oder R2 des Soannungsteilers liegt. Eine weitere Möglichkeit zeigt Fig. 2, in der der Zusatzwiderstand R 3-2 und die Schaltstrocke des elektronischen Schalters Se eine Reihenschaltung bilden, die, wiederum in Abhängigkeit von der Funktionsweise des Schalters Se, zu einem der Widerstände, im Beispiel zu R2, des Spannungsteilers angeordnet sind. Die Betätigung das Schalters Se erfolgt durch das Ausgangssignal eines Zeitgliedes, hier eines Monoflops MM. Dieser besitzt einen flankengesteuerten Eingang, der mit dem Eingang der Treiberstufe TS verbunden ist. Als Monoflop MM ist entsprechend den Signaion des Beispiels ein Typ einzusetzen, der euf L-H-Flanken anspricht.In the voltage divider, with which the voltage of the reference voltage source Ur is reduced to the value required for the reference input Er, except the two conventional resistors R1 and R2 are still oin additional resistor R3 and a switch Se arranged, the latter being carried out in real electronic circuits. In Fig. 1 additional resistor R3-1 and switching path of the electronic switch Se are arranged as a parallel circuit, wherein, depending on whether the. Switch Se a working or Ruhekontaktvorhaltei. Rufweist, parallel connection is either in series with the resistor R1 or R2 of the Sosteilsteilers. Another possibility is shown in Fig. 2, in which the additional resistance R 3-2 and the Schaltstrocke the electronic switch Se form a series circuit, in turn, depending on the operation of the switch Se, to one of the resistors, in the example to R2, the Voltage divider are arranged. The actuation of the switch Se is effected by the output signal of a timer, here a monoflop MM. This has a edge-controlled input, which is connected to the input of the driver stage TS. As monoflop MM, according to the example of the example, a type is to be used which responds to L-H flanks.

Im fehlerfreien Betriebszustand löst jede am Eingang E eintreffende L-H-Signaländerung den Monoflop MM aus, der während seiner aktiven Impulsdauer den Schalter Se schließt. Durch das Überbrücken des Zusatzwiderstandes R 3-1 in Fig. 1 bzw. das P&rallelschalten des Zusatzwiderstandes R 3-2 zum Widerstand R 2 in Fig. 2 erhöht sich die am Referenzeingang Er wirksame Spannung in bezug auf die Betriebsspannung Ub, und die Spannung am Vergleichseingang Ev kann ebenfalls in bezug auf die Betriebsspannung Ub höher ansteigen, ehe der Komparator K umschaltet. Dies bedeutet, daß während der Haltezeit des Monoflops MM ein definiert erhöhter Strum durch den Leistungsschalttransistor LT fließen darf, ohne die Schutzschaltung zum Ansprechen zu bringen. Liegt jedoch ein echter Fehler, z. B. ein Kurzschluß zwischen Ausgangsanschluß A und Masse M vor, dann wird auch der erhöhte Ansprechwert überschritten, und die Schutzschaltung spricht sofort an. Damit besteht die Möglichkeit, die Strom-Zeit-Fläche, die für den als Leistungsschalttransistor LT eingesetzten Transistortyp zulässig ist, vollständig für den erhöhten Einschaltstrom auszuschöpfen und trotzdem eine unverzögerte Schutzfunktion für echte Fehler zu gewährleisten.In the error-free operating state, each L-H signal change arriving at the input E triggers the monoflop MM, which closes the switch Se during its active pulse duration. By bridging the additional resistor R 3-1 in Fig. 1 or the P & rallel switch the additional resistor R 3-2 to the resistor R 2 in Fig. 2, the effective at the reference input Er increases in relation to the operating voltage Ub, and the voltage at Comparative input Ev can also rise in relation to the operating voltage Ub higher before the comparator K switches. This means that during the hold time of the monoflop MM, a defined increased current may flow through the power switching transistor LT without causing the protection circuit to respond. However, if there is a real mistake, z. B. a short circuit between output terminal A and ground M before, then the increased threshold is exceeded, and the protection circuit responds immediately. Thus, there is the possibility of fully exploiting the current-time-area, which is permissible for the type of transistor used as power switching transistor LT, for the increased inrush current while still ensuring an instantaneous protection function for real faults.

Claims

1. Protection circuit for electronic power switching stages, with semiconductor switching elements whose load is detected as an electrical quantity and supplied in this form of a threshold arrangement whose Sohwellwert depends on the resistance of a resistor arrangement and their output oine shutdown means for the control signal of the power switching stage controls, gekonnzeichnet characterized in that the threshold value determining resistor arrangement, an additional resistor is arranged, whose resistance determines the total resistance of the resistor arrangement that is arranged parallel to the additional resistance or in series with this the switching path of an electronic switch, that the control input of the electronic switch is connected to the output of a timer and that Dynamic input of ZerMiedes is connected to the input of the power switching stage.

2. Protection circuit according to claim 1 with a comparator designed as a threshold value arrangement, wherein the comparison input of the comparator is supplied to the load state imaging electrical variable and the reference input of the comparator is connected to the voltage divider designed as a resistor arrangement which supplies the reference variable to the comparator gekonnzeichnet, characterized in that the timer is designed as a monoflop (MM) whose dynamic input responds to signal changes which initiate a current flow in the semiconductor switching element and in that the parallel circuit of additional resistance (R3-1) and switching path of the electronic switch (Se) in series with one of the Wide: hour (R 1 or R2) of the voltage divider is arranged or that the series circuit of additional resistance (R3-2) and 'Schaitstrecke the electronic switch (Sa) is arranged parallel to one of the resistors (R 1 or R2) of the voltage divider.