DD276572A1 - Schaltungsanordnung zum schutz vor ueberspannungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz von elektronischen Baugruppen und Geraeten vor Ueberspannung aus der Stromversorgung. Die erfindungsgemaesse Schaltungsanordnung besteht aus einer elektronischen Ueberstromsicherung bekannter Schaltungsart (VT 3, VT 4, VT 5), die mit zwei zusaetzlichen spannungsabhaengigen Schaltstufen, VT 1 mit VD 1 und VT 2 mit VD 2, ein Unterbrechen der Stromversorgung bei Ueberspannung und ein Wiedereinschalten der Stromversorgung nach Rueckgang der Ueberspannung realisiert, indem diese auf den Steuereingang der Ueberstromsicherung einwirken. Die Z-Spannung von VD 1 muss dazu gleich oder weniger groesser als die zulaessige Ueberspannung, die von VD 2 kleiner als die von VD 1, aber groesser als die Betriebsspannung der zu schuetzenden Baugruppe sein. Fig. 1

Description

Nachstehend soll die Funktion der Schaltungsanordnung erläutert werden:

Die Transistoren VT4 und VT5 realisieren den eigentlichen Schalter der Schutzschaltungsanordnung, d. h. VT5 muß für den maximalen Betriebsstrom dimensioniert sein, aber auch im Falle eines ausgangsseitigen Kurzschlusses oder bei Überspannung die gesamte an ihm abfallende Spannung aufnehmen können, ohne durchzuschlagen. Transistor VT3 bewirkt mit seinem tiasisspannungsteitar das Sperren von VT4 und VT5 bei überhöhtem Strom und damit erhöhtem Spannungsabfall über der gesamten elektronischen Sicherunc. Die zusätzliche Funktion des Überspannungsschutzes wird erfindungsgemäß durch die Transistoren VT1 und VT 2 sowie die Z-Dioden VD1 und VD 2 verwirklicht. Dabei muß VD1 so gewählt werden, daß ihre Z-Spannung höher als die Betriebsspannung, aber kleiner oder gleich der maximal zulässigen Überspannung ist. Die Z-Spannung von VD2, über die die automatische Wiedereinschaltung nach dom Abklingen der Überspannung erfolgt, muß kleiner als die Z-Spannung von VD1 sein. Der Kondensator C ist für die zeitliche Abfolge der Wiedereinschaltung und für das gesamte dynamische Verhalten der Überspannungsschutzschaltung von Bedeutung.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zum Schutz vor Überspannungen aus der Stromversorgung elektrischer Geräte, bestehend aus einer Überstromsicherung (VT3... VT5) bekannter Schaltung*..-*, c-'-iennzelchnet dadurch, daß zwei aus je einem Transistor (VT 1 und VT2) und jeweils ihnen vorgeschalteten Z-Dioden (VD 1 und VD2), deren Z-Spannungen gleich der maximal zulässigen Überspannung (VD 1 j bzw. wenig kleiner als die maximal zulässige Überspannung (VD2) sind, bestehende Schaltstufen mit dem Steuereingang der Überstromsicherung verbunden sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz von elektronischen Baugruppen und Geräten vor der Beanspruchung durch Überspannungen aus der Stromversorgung. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann überall dort eingesetzt werden, wo elektronische Baugruppen und Geräte aus Quellen mit zeitweilig auftretenden Überspannungen, z. B. „verseuchte" Wechselspannungsnetze, Kfz-Bordneti.) u.a. gespeist werden.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bekannte technische Lösungen des Problems des Überspannungsschutzes sind Parallelschaltungen von Z-Dioden großer Leistung oder von über Z-Dioden gesteuerter Thyristoren zur Spannungsquelle Bei Überspannungen wird die Spannungsquelle, evtl. über einen strombegrenzenden Widerstand, kurzgeschlossen. Durch das Kurzschließen der Spannungsquelle, einem wesentlichen Nachteil dieses Verfahrens, muß diese durch eine Schmelzsicherung zusätzlich geschützt werden. Für die Stsuerung des die Spannungsquelle kurzschließenden Thyristors sind auch umfangreiche Steuerschaltungen, z.B. Viorschichtdioden-Ersatzschaltung in WP 131504 entwickelt worden. Komplexe Anordnungen von getrennten Überstrom- «nd Überspannungsschutzschaltungen sind in Verbindung mit Gleichspannungsreglern bekannt (DE 2724176). Sie erfordern einen hohen Aufwand an elektronischer Scheitungstechnik. Die in integrierten Leistungsverstärkern und Spannungsregelschaltkreisen eingesetzten Schutzschaltungen schützen nur den Baustein vor Überlastungen durch Kurzschluß, Überstrom und Übortemperatur. Kurzzeitige Überspannungen werden von diesen Schutzschaltungcn nicht verhindert.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, oine Schaltungsanordnung anzugeben, die als Zweipol zwischen Stromversorgung und Verbraucher eingefügt, einen wirksamen Schulz vor Überspannungen bei minimilom Aufwand an Bauelementen gewährleistet. Dabei soll die Spannungsquelle nicht kurzgeschlossen werden, sondern für die Dauer der Überspannung vom Verbraucher getr jnnt und danach selbsttätig wieder mit ihm verbunden werden.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektronische Baugruppen und Geräte vor Überspannungen aus der Stromversorgung zu schützen, dabei einen Kurzschluß der Spannungsquelle zu vermeiden, die Zahl der erforderlichen Schaltelemente gering zu halten und das nachträgliche Einfügen der Schutzschaltung in bestehende Baugruppen und Geräte zu ermöglichen.

   Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dedurch gelöst, daß an eine zweipolige elektronische Überstromsicherung bekannter Schaltungsart zwei spannungsabhängige Schaltstufen so angeschaltet werden, daß bei Überspannung die elektronische Sicherung die Stromversorgung unterbricht und nach Rückgang der Überspannung selbsttätig wieder einschaltet. Dabei bestehen die Schaltstufen aus je einem Transistorschaltverstärker, der mittels vorgeschalteter Z-Diode in Abhängigkeit von der an der Überstromsicherung - Schutzschaltung anliegenden Spannung schaltet. Die Schaltstufe, deren Z-Diode eine Z-Spannung hat, die gleich oder wonig größer als die zulässige Überspannung ist, bewirkt dabei eine Unterbrechung des Strompfaaes zwischen Spannu'igsquelle und Verbraucher. Die Z-Diode der anderen Schaltstufe mit einer Z-Spannung, die kleiner als die der ersten Z-Diode, aber größer als die Betriebsspannung der zu schützenden Baugruppe ist, bewirkt die selbsttätige Rückstellung der Überstromsicherung - Schutzschaltung nach Abklingen der Überspannung und damit die erneute Verbindung von Spannungsquelle und Verbraucher.

   Ausführungsbnlspiel

   Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispinls näher erläutert.

   Figur 1 zeigt das Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die Realisierung der erfindungsgemfißun

   Schaltungsanordnung erfolgte mit diskreten Siliziumtransistoren, eine Integration dor gesamten Schaltungsanordnung ist leicht

   möglich.