DE102005030539A1

DE102005030539A1 - Protection circuit and method for monitoring the temperature of a series resistor

Info

Publication number: DE102005030539A1
Application number: DE200510030539
Authority: DE
Inventors: Richard Vogt; Andreas Ewert; Michael Strupp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-04
Also published as: WO2007003451A1

Abstract

Vorgeschlagen werden eine Schutzschaltung (10, 100) für zumindest einen Vorwiderstand (12) eines Gleichstrommotors (14), mindestens umfassend ein temperatursensitives Bauelement (28) zur Überwachung der Temperatur (T) des zumindest einen Vorwiderstands (12) und ein Umschaltmittel (20) mit einer ersten (26) und einer zweiten Schaltposition (32), wobei in der ersten Schaltposition (26) des Umschaltmittels (20) der Gleichstrommotor (14) über den zumindest einen Vorwiderstand (12) betreibbar ist, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Überwachung der Temperatur des zumindest einen Vorwiderstands. Die erfindungsgemäße Schutzschaltung (10, 100) und das erfindungsgemäße Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass im Überlastfall das Umschaltmittel (20) durch ein von dem temperatursensitiven Bauelement (28) abhängiges Schaltsignal (S) in die zweite Schaltposition (32) schaltet, um den Gleichstrommotor (14) zu deaktivieren, und dass ein erneutes Umschalten des Umschaltmittels (20) in die erste Schaltposition (26) erst nach dem Abschalten einer Versorgungsspannung (U) und/oder mittels eines zusätzlichen Steuersignals (C) erfolgt. Weiterhin wird ein Gleichstrommotor (14), insbesondere ein Gebläsemotor (36), mit der erfindungsgemäßen Schutzschaltung (10, 100) vorgeschlagen.A protective circuit (10, 100) is proposed for at least one series resistor (12) of a direct current motor (14), at least comprising a temperature-sensitive component (28) for monitoring the temperature (T) of the at least one series resistor (12) and a switching means (20) with a first (26) and a second switching position (32), wherein in the first switching position (26) of the switching means (20), the direct current motor (14) can be operated via the at least one series resistor (12), as well as a corresponding method for monitoring the Temperature of the at least one series resistor. The protective circuit (10, 100) according to the invention and the method according to the invention are characterized in that, in the event of an overload, the switching means (20) switches to the second switching position (32) by a switching signal (S) dependent on the temperature-sensitive component (28) in order to control the DC motor (14) to deactivate, and that a renewed switchover of the switching means (20) into the first switch position (26) only takes place after a supply voltage (U) has been switched off and / or by means of an additional control signal (C). Furthermore, a direct current motor (14), in particular a fan motor (36), with the protective circuit (10, 100) according to the invention is proposed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für zumindest einen Vorwiderstand eines Gleichstrommotors sowie ein Verfahren zur Überwachung der Temperatur des zumindest einen Vorwiderstands nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The The invention relates to a protective circuit for at least one series resistor a DC motor and a method for monitoring the temperature of the at least one series resistor according to the preamble of the independent claims.

Es ist bekannt, bei Gleichstrommotoren, insbesondere Gebläsemotoren, zur stufenweisen Drehzahlstellung zumindest einen Vorwiderstand einzusetzen. Um im Überlastfall – insbesondere bei Blockierung des Gleichstrommotors – eine Überhitzung des Vorwiderstands und damit eine Brandgefahr zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt, temperaturgesteuerte Sicherungen (Mikrotemperatursicherung – MTS, Thermal Cut-Off Switch – TCO) zu verwenden, die im Strompfad des Gleichstrommotors eingebunden sind. Dabei wird das Ansprechen der Temperatursicherung durch die räumliche Nähe zum Vorwiderstand erreicht, so dass bei dessen Überhitzen und eventuell bei gleichzeitigem Ausfall eines Gebläseluftstroms im Falle eines blockierten Gleichstrommotors eine Auslöseschwelle der Temperatursicherung überschritten wird.It is known in DC motors, in particular fan motors, for stepwise speed setting at least one series resistor use. In case of overload - especially when blocking the DC motor - overheating of the Vorwiderstands and to avoid a fire hazard, it is still known Temperature controlled fuses (micro temperature fuse - MTS, Thermal Cut-Off Switch - TCO) to use that incorporated in the current path of the DC motor are. In this case, the response of the thermal fuse by the spatial Proximity to Selective resistance reached, so that in its overheating and possibly at simultaneous failure of a forced air flow in case of Blocked DC motor exceeded a tripping threshold of the temperature fuse becomes.

Die WO-2004109902 A1 zeigt eine Vorwiderstandsbaugruppe für einen Elektromotor, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Lüftergebläse in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Vorwiderstand zur Drehzahlsteuerung des Elektromotors in ein oder mehreren Drehzahlstufen mit einer ggf. in Reihe zum Vorwiderstand geschalteten Temperatursicherung, wobei ein reversibles Schaltelement für mindestens eine der Drehzahlstufen integriert ist.The WO-2004109902 A1 shows a Vorwiderstandsbaugruppe for a Electric motor, especially for an electrically driven fan blower in one Motor vehicle, comprising a series resistor for speed control of the electric motor in one or more speed stages with a possibly in series with the series resistor switched temperature fuse, wherein a reversible switching element for at least one of the speed stages is integrated.

Dabei ist das Schaltelement als ein reversibler Thermoschutzschalter, als ein Halbleiter-Bauelement oder als ein temperaturabhängiger Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) ausgebildet.there is the switching element as a reversible thermal circuit breaker, as a semiconductor device or as a temperature-dependent resistor positive temperature coefficient (PTC) is formed.

Weiterhin ist in der DE 69604435 T2 ein Regelkreis zur Regelung des Antriebs eines Gleichstrommotors offenbart, wobei die Temperatur eines PTC durch einen Überschussstrom erhöht wird, der sich infolge eines überlasteten Zustands des Gleichstrommotors ergibt. Als Folge erhöht der PTC seinen eigenen Widerstand und vermindert den durch eine Relaisspule fließenden Strom, so dass diese einen Relaiskontakt öffnet und den Gleichstrommotor stoppt.Furthermore, in the DE 69604435 T2 discloses a control circuit for controlling the drive of a DC motor, wherein the temperature of a PTC is increased by an excess current resulting from an overloaded state of the DC motor. As a result, the PTC increases its own resistance and reduces the current flowing through a relay coil so that it opens a relay contact and stops the DC motor.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Gegenüber dem Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Schutzschaltung für zumindest einen Vorwiderstand eines Gleichstrommotors, mindestens umfassend ein temperatursensitives Bauelement zur Überwachung der Temperatur des zumindest einen Vorwiderstands und ein Umschaltmittel mit einer ersten und einer zweiten Schaltposition, wobei in der ersten Schaltposition des Umschaltmittels der Gleichstrommotor über den zumindest einen Vorwiderstand betreibbar ist, den Vorteil auf, dass es im Überlastfall nicht zu einem selbsttätigen Ein- und Ausschalten des Gleichstrommotors kommt und somit das Umschaltmittel, der Gleichstrommotor sowie weitere elektrische Bauelemente vor Überlast und überhöhtem Verschleiß infolge eines periodischen Schaltens des blockierten Gleichstrommotors sowie den daraus resultierenden, hohen Schaltströmen geschützt werden. Dazu schaltet im Überlastfall das Umschaltmittel durch ein von dem temperatursensitiven Bauelement abhängiges Schaltsignal in die zweite Schaltposition, um den Gleichstrommotor zu deaktivieren. Ein erneutes Umschalten des Umschaltmittels in die erste Schaltposition erfolgt erst nach dem Abschalten einer Versorgungsspannung und/oder mittels eines zusätzlichen Steuersignals. Durch die manuelle Reversibilität der Überlastschaltung wird auch bei hohen Strömen > 15 A in vorteilhafter Weise erreicht, dass nach vorübergehenden Störungen, wie beispielsweise Überlastung eines Motorkühlgebläses bei Durchfahrt eines Wassergebiets oder Blockieren eines Gebläses bei Tieftemperatur und dadurch hervorgerufener Eisbildung, der Gleichstrommotor ohne Reparatur wieder in den normalen Betriebsmodus übergehen kann. Weiterhin ergibt sich durch die Verwendung einfacher und robuster Bauelemente der Vorteil des Verzichts auf eine kostenintensive und insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen fehleranfällige Sensor- und Auswerteelektronik.Compared to the The prior art has the protection circuit according to the invention for at least one Series resistor of a DC motor, at least comprising one Temperature-sensitive component for monitoring the temperature of at least one series resistor and a switching means with a first and a second switching position, wherein in the first switching position the switching means of the DC motor via the at least one series resistor is operable, the advantage on it in the overload case not to a automatic Switching on and off of the DC motor comes and thus the switching means, the DC motor and other electrical components against overload and excessive wear due a periodic switching of the blocked DC motor and the resulting, high switching currents are protected. To do this, in case of overload the switching means by one of the temperature-sensitive device dependent Switching signal to the second switching position to the DC motor to disable. Re-switching the switching means in the first switching position takes place only after switching off a Supply voltage and / or by means of an additional control signal. By the manual reversibility the overload circuit becomes even at high currents> 15 A in advantageous Way that achieves that after temporary disorders, such as overload an engine cooling fan at Passage of a water area or blocking of a blower Cryogenic and thus induced ice formation, the DC motor go back to normal operating mode without repair can. Furthermore, results from the use of simpler and more robust Components of the advantage of giving up a costly and in particular at high ambient temperatures, error-prone sensor and evaluation electronics.

Um in vorteilhafter Weise die Reversibilität der erfindungsgemäßen Schutzschaltung manuell steuern zu können, ist das temperatursensitive Bauelement in Reihe mit dem Umschaltmittel verschaltet. Diesbezüglich ist es besonders vorteilhaft, wenn das Umschaltmittel in der zweiten Schaltposition das temperatursensitive Bauelement überbrückt, so dass es nahezu keinen Einfluss mehr auf das Schaltsignal nehmen kann. Auf diese Weise wird ein selbsttätiges Ein- und Ausschalten des blockierten Gleichstrommotors wirkungsvoll und kostengünstig vermieden.Around advantageously the reversibility of the protection circuit according to the invention be able to control manually is the temperature-sensitive device in series with the switching means connected. In this regard, It is particularly advantageous if the switching means in the second Switching position bridges the temperature-sensitive device, so that there is almost no influence on the switching signal can. This will automatically turn on and off the blocked DC motor effectively and cost effectively avoided.

In einer alternativen Ausgestaltungsform ist das Umschaltelement in Reihe mit einer aus dem Vorwiderstand und dem temperaturabhängigen Bauelement bestehenden Parallelschaltung verschaltet, so dass das Schaltsignal im Wesentlichen vom festen Widerstandswert des Vorwiderstands abhängt. Auch dies verhindert ein automatisches Umschalten des Umschaltelements in seine erste Schaltposition und demzufolge ein erneutes Aktivieren des Gleichstrommotors. Als Schaltsignal kann dabei sowohl ein Schaltstrom als auch eine Schaltspannung dienen.In an alternative embodiment, the switching element is in Row with one of the series resistor and the temperature-dependent device interconnected existing parallel circuit, so that the switching signal essentially depends on the fixed resistance of the series resistor. Also this prevents automatic switching of the switching element in its first switching position and consequently a re-activation of the DC motor. As a switching signal can both a switching current as well as serve a switching voltage.

Ein deutlicher Kostenvorteil ergibt sich dann, wenn das Umschaltmittel ein Relais ist, wobei eine Relaisspule das Relais in Reihe mit dem temperatursensitiven Bauelement verschaltet ist und die Relaisspule einen Relaisumschaltkontakt in die erste oder zweite Schaltposition verbringt. In diesem Zusammenhang führt das Steuersignal in vorteilhafter Weise zu einer Überbrückung der Relaisspule, so dass diese den Relaisumschaltkontakt zum erneuten Umschalten in die erste Schaltposition freigibt.One Significant cost advantage arises when the switching means a relay is a relay coil in series with the relay temperature-sensitive component is connected and the relay coil a relay changeover contact in the first or second switching position spends. In this context, the control signal leads in an advantageous manner Way to bridging the Relay coil, so that these the relay changeover contact to the renewed Switching to the first switching position releases.

Um den Gleichstrommotor in mehreren Drehzahlstufen betreiben zu können, ist vorgesehen, dass in mindestens einer ersten Drehzahlstufe der Gleichstrommotor über den zumindest einen Vorwiderstand und in einer weiteren Drehzahlstufe direkt mit der Versorgungsspannung verbunden ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn für den Betrieb des Gleichstrommotors in der weiteren Drehzahlstufe kein Eingriff durch das Umschaltmittel erfolgt. Diese Maßnahme ermöglicht es, eine Blockierung des Gleichstrommotors – beispielsweise infolge eines verklemmten Gegenstands – durch kurzzeitige Beaufschlagung mit einem hohen Strom wieder zu eliminieren.Around to be able to operate the DC motor in several speed levels, is provided that in at least a first speed level of the DC motor on the at least one series resistor and in another speed stage directly connected to the supply voltage. It is from Advantage if for the operation of the DC motor in the further speed stage no intervention by the switching means takes place. This measure makes it possible a blockage of the DC motor - for example due to a subject - by to eliminate short-term exposure to a high current again.

Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung der Temperatur eines Vorwiderstands eines Gleichstrommotors mittels eines temperatursensitiven Bauelements und eines Umschaltmittels mit einer ersten und einer zweiten Schaltposition, wobei in der ersten Schaltposition des Umschaltmittels der Gleichstrommotor über den zumindest einen Vorwiderstand betreibbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die bereits weiter oben erwähnten Vorteile dadurch, dass im Überlastfall das Umschaltmittel durch ein von dem temperatursensitiven Bauelement abhängiges Schaltsignal in die zweite Schaltposition geschaltet wird, um den Gleichstrommotor zu deaktivieren, wobei das Umschaltmittel erst nach dem Abschalten einer Versorgungsspannung und/oder mittels eines zusätzlichen Steuersignals erneut in die zweite Schaltposition umgeschaltet wird. In der zweiten Schaltposition wird in vorteilhafter Weise das temperatursensitive Bauelement überbrückt, wobei eine alternative Ausgestaltungsform vorsieht, dass das Umschaltmittel in Reihe mit einer aus dem Vorwiderstand und dem temperaturabhängigen Bauelement bestehenden Parallelschaltung verschaltet wird.Farther The invention includes a method for monitoring the temperature of a Vorwiderstands a DC motor by means of a temperature-sensitive Device and a switching means having a first and a second switching position, wherein in the first switching position of the switching means the DC motor over the at least one series resistor is operable. The inventive method offers the advantages already mentioned above in that in case of overload the switching means by one of the temperature-sensitive device dependent Switching signal is switched to the second switching position to the DC motor deactivate, wherein the switching means only after switching off a supply voltage and / or by means of an additional control signal is switched again to the second switching position. In the second Switching position is advantageously the temperature-sensitive Component bridged, wherein an alternative embodiment provides that the switching means in series with one of the series resistor and the temperature-dependent component existing parallel circuit is interconnected.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale sowie aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung.Further Advantages of the invention will become apparent from those specified in the dependent claims Features as well as from the drawing and the description below.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 beispielhaft erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten. Es zeigenThe invention will be described below with reference to the 1 and 2 explained by way of example, wherein like reference numerals in the figures indicate like components with a same operation. Show it

1: ein ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schutzschaltung und 1 a first embodiment of the protection circuit according to the invention and

2: ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schutzschaltung. 2 A second embodiment of the protection circuit according to the invention.

Beschreibungdescription

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung 10 für zumindest einen Vorwiderstand 12 eines Gleichstrommotors 14 gezeigt. Der Vorwiderstand 12 ist für eine erste Drehzahlstufe A zum Einen mit einem Versorgungspotential V₊ einer Energiequelle 16 und zum Anderen über einen Umschaltkontakt 18 eines Umschaltmittels 20, insbesondere über einen Relaisumschaltkontakt 22 eines Relais 24, der sich in einer ersten Schaltposition 26 befindet, mit dem Gleichstrommotor 14 verbunden. Weiterhin ist der Gleichstrommotor 14 mit einem Bezugspotential V_– der Energiequelle 16 verbunden. Die Differenz zwischen dem Versorgungspotential V+ und dem Bezugspotential V_– sei definiert als eine Versorgungsspannung U.In 1 is a first embodiment of a protection circuit 10 for at least one resistor 12 a DC motor 14 shown. The series resistor 12 is for a first speed level A on the one hand with a supply potential V _{+ of} an energy source 16 and on the other hand via a changeover contact 18 a switching means 20 , in particular via a relay changeover contact 22 a relay 24 who is in a first switching position 26 located, with the DC motor 14 connected. Furthermore, the DC motor 14 with a reference potential V _- the energy source 16 connected. The difference between the supply potential V + and the reference potential V _- is defined as a supply voltage U.

In einem zu der Reihenschaltung aus Vorwiderstand 12, sich in der ersten Schaltposition 26 befindendem Relaisumschaltkontakt 22 und Gleichstrommotor 14 parallelen Strompfad sind ein temperatursensitives Bauelement 28 und eine Relaisspule 30 des Relais 24 in einer weiteren Reihenschaltung verschaltet, die zum Einen mit dem Versorgungspotential V₊ und zum Anderen mit dem Bezugspotential V_– verbunden ist. Weiterhin besteht über eine elektrische Verbindung zwischen einer zweiten Schaltposition 32 des Relaisumschaltkontaktes 22 und einem Knotenpunkt 34, der sich zwischen dem temperatursensitiven Bauelement 28 und der Relaisspule 30 des Relais 24 befindet, die Möglichkeit, den Vorwiderstand 12 und das temperatursensitive Bauelement 28 parallel zu verschalten. In diesem Fall bildet die resultierende Parallelschaltung eine Reihenschaltung mit der Relaisspule 30 des Relais 24, und der Gleichstrommotor 14 ist deaktiviert.In one to the series circuit of series resistor 12 , in the first switching position 26 located relay changeover contact 22 and DC motor 14 parallel current path are a temperature-sensitive device 28 and a relay coil 30 of the relay 24 connected in a further series circuit, which is connected to the one with the supply potential V ₊ and the other with the reference potential V _- . Furthermore, there is an electrical connection between a second switching position 32 of the relay changeover contact 22 and a node 34 extending between the temperature-sensitive device 28 and the relay coil 30 of the relay 24 located, the possibility of the series resistor 12 and the temperature-sensitive device 28 interconnect in parallel. In this case, the resulting parallel circuit forms a series connection with the relay coil 30 of the relay 24 , and the DC motor 14 is deactivated.

Befindet sich der Relaisumschaltkontakt 22 in der ersten Schaltposition 26, so kann der Gleichstrommotor 14 statt in einer ersten Drehzahlstufe A auch in einer zweiten Drehzahlstufe B direkt, d.h. ohne Vorwiderstand 12, mit dem Versorgungspotential V₊ verbunden werden. In diesem Fall ergibt sich eine gegenüber der ersten Drehzahlstufe A höhere Drehzahl des Gleichstrommotors 14. Handelt es sich bei dem Gleichstrommotor 14 beispielsweise um einen Gebläsemotor 36 eines Gebläses 38, der ein Lüfterrad 40 antreibt, so ist auf diese Weise ein höherer Luftstrom und damit eine höhere Kühlleistung erzielbar. Alternativ kann es aber auch von Vorteil sein, wenn das Umschaltmittel 20 keinen Einfluss auf die zweite Drehzahlstufe B nimmt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die zweite Drehzahlstufe B unter anderen dazu verwendet werden soll, den blockierten Gleichstrommotor 14 durch eine kurzzeitige Beaufschlagung mit einem hohen Strom wieder gangbar zu machen. Soll diese Ausführungsvariante angewendet werden, so ist eine in 1 gestrichelt dargestellte Verbindung 44, die das Umschaltmittel 20 umgeht, erforderlich.Is the relay changeover contact 22 in the first switching position 26 so can the DC motor 14 instead of in a first speed level A in a second speed level B directly, ie without series resistor 12 , be connected to the supply potential V ₊ . In this case results in a relation to the first speed level A higher speed of the DC motor 14 , Is it the DC motor 14 for example, a blower motor 36 a blower 38 , which is a fan 40 drives, so is a higher in this way Air flow and thus a higher cooling capacity achievable. Alternatively, it may also be advantageous if the switching means 20 has no influence on the second speed level B. This is the case, for example, when the second speed stage B is to be used among others for the blocked DC motor 14 to make passable again by a short-term application of a high current. If this variant is to be used, then an in 1 dashed connection shown 44 that the switching means 20 bypasses, required.

Im Folgenden soll nun die Funktionsweise der Schutzschaltung 10 näher erläutert werden, wobei davon ausgegangen wird, dass das temperatursensitive Bauelement 28 ein temperaturabhängiger Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) 42 ist, der seinen Widerstandswert mit zunehmender Temperatur T des Vorwiderstands 12 verringert. Der Relaisumschaltkontakt 22 des Relais 24 befinde sich zunächst – wie in 1 dargestellt – in der ersten Schaltposition 26.The following is the operation of the protection circuit 10 be explained in more detail, it being assumed that the temperature-sensitive device 28 a temperature-dependent resistor with a negative temperature coefficient (NTC) 42 is, its resistance value with increasing temperature T of the series resistor 12 reduced. The relay changeover contact 22 of the relay 24 be first - as in 1 shown - in the first switching position 26 ,

Kommt es zu einer Blockierung oder Schwergängigkeit des Gleichstrommotors 14, so steigt ein durch den Gleichstrommotor 14 und den Vorwiderstand 12 fließender Motorstrom I_M stark an, und die Temperatur T des Vorwiderstands 12 nimmt aufgrund der in ihm umgesetzten Leistung deutlich zu. Da sich der NTC 42 in räumlicher Nähe zum Vorwiderstand 12 befindet, sinkt sein Widerstandswert mit zunehmender Temperatur T des Vorwiderstands 12, was zu einem Anstieg eines durch ihn fließenden Schaltstroms I_S führt, bis die Relaisspule 30 des Relais 24 anzieht und ein Umschalten des Relaisumschaltkontaktes 22 in die zweite Schaltposition 32 bewirkt. Der Gleichstrommotor 14 ist daraufhin ausgeschaltet, und der durch die Relaisspule 30 fließende Schaltstrom I_S ist definiert durch den resultierenden Widerstandswert der Parallelschaltung aus Vorwiderstand 12 und NTC 42 sowie der dazu in Reihe geschalteten Relaisspule 30. Da der Schaltstrom I_S deutlich geringer ist als der Motorstrom I_M, kann sich der Vorwiderstand 12 abkühlen, wodurch der Widerstandswert des NTC 42 wieder ansteigt. Aufgrund der Parallelschaltung aus dem verhältnismäßig niederohmigen Vorwiderstand 12 und dem NTC 42 reicht der Schaltstrom I_S weiterhin aus, um die Relaisspule 30 und damit den Relaisumschaltkontakt 22 in seiner zweiten Schaltposition 32 zu halten. Somit erfolgt selbst nach Abkühlung des Vorwiderstands 12 kein automatisches Umschalten des Relaisumschaltkontakts 22, so dass ein selbsttätiges Ein- und Ausschalten des Gleichstrommotors 14 infolge eines zyklischen Wechsels zwischen Übertemperatur am Vorwiderstand 12, Abschalten des Gleichstrommotors 14, Rückgang der Temperatur T am Vorwiderstand 12 und Wiedereinschalten des Gleichstrommotors 14 wirkungsvoll und kostengünstig vermieden werden kann.If there is a blockage or stiffness of the DC motor 14 , so goes through the DC motor 14 and the series resistor 12 flowing motor current I _M strong, and the temperature T of the series resistor 12 increases significantly due to the performance in it. Because the NTC 42 in close proximity to the series resistor 12 its resistance decreases as the temperature T of the series resistor increases 12 , which leads to an increase of a switching current I _S flowing through it until the relay coil 30 of the relay 24 attracts and switching the Relaisumschaltkontaktes 22 in the second switching position 32 causes. The DC motor 14 is then turned off, and by the relay coil 30 flowing switching current I _S is defined by the resulting resistance of the parallel connection of series resistor 12 and NTC 42 as well as the relay coil connected in series 30 , Since the switching current I _{S is} significantly lower than the motor current I _M , the series resistor can 12 cool down, reducing the resistance of the NTC 42 rises again. Due to the parallel connection of the relatively low-impedance series resistor 12 and the NTC 42 the switching current I _S continues to suffice for the relay coil 30 and thus the relay changeover contact 22 in its second switching position 32 to keep. Thus, even after cooling of the Vorwiderstands 12 no automatic switching of the relay changeover contact 22 , so that an automatic switching on and off of the DC motor 14 as a result of a cyclic change between excess temperature at the series resistor 12 , Shut down the DC motor 14 , Decrease in temperature T on the resistor 12 and reconnecting the DC motor 14 can be effectively and inexpensively avoided.

Die Erläuterung der erfindungsgemäßen Schutzschaltung bzw. des entsprechenden Verfahrens zur Selbsthaltung basierte bisher auf dem Schaltstrom I_S. Statt des Schaltstroms I_S ist es aber auch möglich als Schaltsignal S von einer über der Relaisspule 30 abfallenden Schaltspannung U_S auszugehen. Nimmt die Temperatur T des Vorwiderstands 12 aufgrund der Blockierung des Gleichstrommotors 14 zu, so führt dies – wie bereits weiter oben geschildert – zu einer Verringerung des Widerstandswerts des NTC 42, und die über ihn abfallende Spannung nimmt ab. Als direkte Folge kommt es zu einem Anstieg der Schaltspannung U_S über der Relaisspule 30, bis diese anzieht und den Relaisumschaltkontakt 22 in die zweite Schaltposition 32 verbringt. Da der resultierende Widerstandswert der Parallelschaltung aus Vorwiderstand 12 und NTC 42 maßgeblich vom niederohmigen Vorwiderstand 12 abhängt, bricht die Schaltspannung U_S über der Relaisspule 30 nicht ein, so dass diese den Relaisumschaltkontakt 22 weiterhin in der zweiten Schaltposition 32 hält.The explanation of the protection circuit according to the invention and of the corresponding latching method was based on the switching current I _S. Instead of the switching current I _S , it is also possible as a switching signal S from one above the relay coil 30 descending switching voltage U _S go out. Takes the temperature T of the series resistor 12 due to the blocking of the DC motor 14 As already mentioned above, this leads to a reduction of the resistance value of the NTC 42 , and the voltage dropping over it decreases. As a direct consequence, there is an increase in the switching voltage U _S across the relay coil 30 until it picks up and the relay changeover contact 22 in the second switching position 32 spends. Since the resulting resistance of the parallel circuit of series resistor 12 and NTC 42 mainly from the low-impedance series resistor 12 depends, the switching voltage U _S breaks over the relay coil 30 not one, so that these the relay switching contact 22 still in the second switching position 32 holds.

Um ein erneutes Umschalten des Relaisumschaltkontakt 22 in seine erste Schaltposition 26 zu bewirken, so dass der Gleichstrommotor 14 wieder mit den Drehzahlstufen A oder B betreibbar ist, müssen nun die Versorgungsspannung U und demzufolge die Energiequelle 16 abgeschaltet bzw. abgetrennt und/oder ein zusätzliches Steuersignal C an das Umschaltmittel 20 bzw. das Relais 24 angelegt werden.To switch the relay changeover contact again 22 in its first switching position 26 to cause so the DC motor 14 is again operable with the speed levels A or B, now the supply voltage U and consequently the power source 16 switched off or disconnected and / or an additional control signal C to the switching means 20 or the relay 24 be created.

Wird beispielsweise die Versorgungsspannung U abgeschaltet, gibt die Relaisspule 24 den Relaisumschaltkontakt 22 frei, so dass dieser wieder in seine erste Schaltposition 26 zurückkehren kann. Nach erneutem Anlegen der Versorgungsspannung U ist dann ein stufenweiser Betrieb des Gleisstrommotors 14 möglich. Alternativ oder ergänzend kann auch das Steuersignal C zur Anwendung kommen. Dieses führt beispielsweise zu einer Überbrückung der Relaisspule 24, die daraufhin den Relaisumschaltkontakt 22 in seine erste Schaltposition 26 freigibt.If, for example, the supply voltage U is switched off, the relay coil is present 24 the relay changeover contact 22 free, allowing this back to its first shift position 26 can return. After renewed application of the supply voltage U is then a gradual operation of the track motor 14 possible. Alternatively or additionally, the control signal C can also be used. This leads for example to a bridging of the relay coil 24 , then the relay changeover contact 22 in its first switching position 26 releases.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schutzschaltung 100 gezeigt. Im Unterschied zu 1 erfolgt die stufenweise Ansteuerung des Gleichstrommotors 14, der auch hier als Gebläsemotor 36 eines Gebläses 38 zum Antrieb eines Lüfterrads 40 ausgestaltet sein kann, nicht mehr unmittelbar durch eine direkte Verbindung der Drehzahlstufen A und B mit dem Gleichstrommotor 14, sondern über ein erstes 46 und ein zweites Drehzahlstufenrelais 48, die jeweils eine Relaisspule 50 bzw. 52 und einen Relaisschaltkontakt 54 bzw. 56 aufweisen. Auf diese Weise ergeben sich weitestgehend getrennte Stromkreise für das Schalten der Drehzahlstufen A und B sowie die Versorgung des Gleichstrommotors 14. Da nunmehr der Vorwiderstand 12 ausschließlich im Versorgungsstromkreis des Gleichstrommotors 14 liegt, wird dieser im Falle eines Ausschaltens infolge einer Blockierung des Gleichstrommotors 14 nicht mehr durch einen Strom durchflossen. Somit ergibt sich der Vorteil eines schnelleren Abkühlens und einer geringeren Belastung des Vorwiderstands 12.In 2 is a second embodiment of the protection circuit according to the invention 100 shown. In contrast to 1 the stepwise control of the DC motor takes place 14 who is also here as a blower motor 36 a blower 38 for driving a fan wheel 40 can be configured, no longer directly by a direct connection of the speed levels A and B with the DC motor 14 but over a first 46 and a second speed stage relay 48 , each one a relay coil 50 respectively. 52 and a relay switch contact 54 respectively. 56 exhibit. In this way, largely separate circuits for switching the result Speed levels A and B and the supply of the DC motor 14 , Since now the series resistor 12 exclusively in the supply circuit of the DC motor 14 This is in the case of a shutdown due to a blocking of the DC motor 14 no longer flowed through by a stream. Thus, there is the advantage of faster cooling and less load on the series resistor 12 ,

Für die folgende Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schutzschaltung 100 wird zunächst davon ausgegangen, dass sich der Relaisumschaltkontakt 22 des Relais 24 in seiner ersten Schaltposition 26 befindet, so dass der Gleichstrommotor 14 stufenweise über die Drehzahlstufen A oder B betreibbar ist. Wird nun die Drehzahlstufe A mit der Versorgungsspannung U verbunden, so dass sie am Versorgungspotential V₊ liegt, fließt durch die Relaisspule 50 des Drehzahlstufenrelais 46 ein Strom, der ein Schließen des Relaisschaltkontakts 54 bewirkt. Daraufhin kann der Gleichstrommotor 14 mit der ersten Drehzahlstufe A über den Vorwiderstand 12 betrieben werden. Entsprechend ist ein Betrieb des Gleisstrommotors mit maximaler Drehzahl über die zweite Drehzahlstufe B sowie das Relais 48 mit der Relaisspule 52 und dem Relaisschaltkontakt 56 ohne Vorwiderstand 12 möglich. Im Folgenden wird jedoch von einem Betrieb in der ersten Drehzahlstufe A ausgegangen.For the following explanation of the operation of the protection circuit according to the invention 100 it is initially assumed that the Relaisumschaltkontakt 22 of the relay 24 in its first switching position 26 located so that the DC motor 14 stepwise over the speed levels A or B is operable. If now the speed level A is connected to the supply voltage U, so that it is at the supply potential V ₊ , flows through the relay coil 50 of the speed step relay 46 a current which is a closure of the relay switch contact 54 causes. Then the DC motor can 14 with the first speed level A via the series resistor 12 operate. Accordingly, an operation of the track motor with maximum speed on the second speed level B and the relay 48 with the relay coil 52 and the relay switch contact 56 without resistor 12 possible. In the following, however, an operation in the first speed stage A is assumed.

Kommt es infolge einer Blockierung oder Schwergängigkeit des Gleichstrommotors 14 zu einer Erhöhung des Motorstroms I_M, so steigt die Temperatur T des Vorwiderstands 12 an. Da sich – wie bereits in 1 – das als NTC 42 ausgebildete, temperatursensitive Bauelement 28 in räumliche Nähe zum Vorwiderstand 12 befindet, verringert sich infolge der steigenden Temperatur T sein Widerstandswert, und der durch die in Reihe zum NTC 42 verschalteten Relaisspule 30 des Relais 24 fließende Schaltstrom I_S nimmt zu. Daraufhin zieht die Relaisspule 30 an und bewirkt ein Umschalten des Relaisumschaltkontakts 22 in die zweite Schaltposition 32, die elektrisch verbunden ist mit einem Knotenpunkt 34 zwischen der Reihenschaltung aus Relaisspule 30 und NTC 42. Durch das Umschalten des Relaisumschaltkontakts 22 in die zweite Schaltposition 32 wird zum Einen der Gleichstrommotor 14 ausgeschaltet, da die Relaisspule 50 des Drehzahlstufenrelais 46 den Relaisschaltkontakt 54 zum Öffnen freigibt, und zum Anderen wird der NTC 42 überbrückt, so dass die Relaisspule 30 des Relais 24 unmittelbar mit dem Versorgungspotential V₊ und dem Bezugspotential V_– verbunden ist. Kommt es nun zu einer Abkühlung des Vorwiderstands 12 und zu einer daraus resultierenden Erhöhung des Widerstandswerts des NTC 42, so hat dies keinen Einfluss auf den Schaltstrom I_S, und die Relaisspule 30 hält den Relaisumschaltkontakt 22 weiter in der zweiten Schaltposition 32. Ein erneutes Umschalten ist – wie bereits zu 1 geschildert – erst nach dem Abschalten der Versorgungsspannung U und/oder mittels eines zusätzlichen Steuersignals C möglich. Dabei kann zum Beispiel das Steuersignal C ein Überbrücken der Relaisspule 30 des Relais 24 bewirken, so dass die Relaisspule 30 den Relaisumschaltkontakt 22 zu dessen Verbringung in die erste Schaltposition 26 freigibt. Damit der Relaisumschaltkontakt 22 im Falle eines Überbrückens der Relaisspule 30 wieder in die erste Schaltposition 26 zurückkehren kann, weist das Relais 24 eine nicht gezeigte Vorrichtung, wie beispielsweise eine Feder, einen Metallstreifen oder dergleichen auf, die durch das Verbringen des Relaisumschaltkontakts 22 in die zweite Schaltposition 32 vorgespannt wird.Is it due to a blockage or stiffness of the DC motor? 14 to an increase of the motor current I _M , the temperature T of the series resistor increases 12 at. Because - as already in 1 - as NTC 42 trained, temperature-sensitive device 28 in spatial proximity to the series resistor 12 is due to the rising temperature T its resistance decreases, and that in series with the NTC 42 interconnected relay coil 30 of the relay 24 flowing switching current I _S increases. Then the relay coil pulls 30 and causes a switching of the relay changeover contact 22 in the second switching position 32 which is electrically connected to a node 34 between the series connection of relay coil 30 and NTC 42 , By switching the relay changeover contact 22 in the second switching position 32 becomes on the one hand the DC motor 14 switched off because the relay coil 50 of the speed step relay 46 the relay switching contact 54 to open it, and the other is the NTC 42 bridged so that the relay coil 30 of the relay 24 is directly connected to the supply potential V ₊ and the reference potential V _- . Now comes to a cooling of the Vorwiderstands 12 and a resulting increase in the resistance of the NTC 42 , so this does not affect the switching current I _S , and the relay coil 30 Holds the relay changeover contact 22 continue in the second switching position 32 , A new switch is - as already closed 1 described - only after switching off the supply voltage U and / or by means of an additional control signal C possible. In this case, for example, the control signal C bridging the relay coil 30 of the relay 24 cause so that the relay coil 30 the relay changeover contact 22 for its transfer to the first switching position 26 releases. So that the relay changeover contact 22 in the case of bridging the relay coil 30 back to the first switching position 26 can return, assigns the relay 24 a device, not shown, such as a spring, a metal strip or the like, by the displacement of the relay changeover contact 22 in the second switching position 32 is biased.

Um schließlich eine Überlastung der Relaisspulen 30, 50, 52 zu vermeiden, kann zwischen dem Relaisumschaltkontakt 22 und dem Bezugspotential V_– ein entsprechend dimensionierter Widerstand 58 angeordnet sein. Sein Widerstandswert muss derart gewählt werden, dass er ein Selbsthalten der Relaisspule 30 durch den Schaltstrom I_S gewährleistet.Finally, an overload of the relay coils 30 . 50 . 52 to avoid, between the Relaisumschaltkontakt 22 and the reference potential V _- a correspondingly dimensioned resistor 58 be arranged. Its resistance value must be chosen such that it keeps the relay coil self-contained 30 guaranteed by the switching current I _S.

Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass die gezeigten Ausführungsbeispiele weder auf die 1 und 2 noch auf die beschriebenen Bauelemente beschränkt ist. So können die erfindungsgemäße Schutzschaltung und das erfindungsgemäße Verfahren auch bei drei- und mehrstufigen Ansteuerungen mit einer entsprechenden Anzahl von Vorwiderständen zum Einsatz kommen. Ebenso ist ein Einsatz in Verbindung mit mehreren Gleichstrommotoren, beispielsweise bei einem Doppelgebläse, denkbar. Weiterhin sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Relais 24 als Umschaltmittel 20 beschränkt ist. Bei entsprechender Auslegung ist es ebenso möglich, Halbleiterbauelemente, wie Transistoren, Gate-Turn-Off-Thyristoren (GTO) oder dergleichen, einzusetzen. Schließlich ist die Schutzschaltung nicht auf einen NTC 42 als temperatursensitives Bauelement 28 beschränkt. Als mögliche Alternativen seien in diesem Zusammenhang ein temperaturabhängiger Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC), ein Bimetall oder Vergleichbares genannt, wobei das Umschaltmittel 20 entsprechend auszugestalten wäre.It should finally be noted that the embodiments shown neither on the 1 and 2 is still limited to the described components. Thus, the protective circuit according to the invention and the method according to the invention can also be used with three-stage and multi-stage drives with a corresponding number of series resistors. Likewise, an application in connection with several DC motors, for example in a double fan, conceivable. It should also be noted that the invention does not refer to the use of a relay 24 as switching means 20 is limited. With appropriate design, it is also possible to use semiconductor devices, such as transistors, gate turn-off thyristors (GTO) or the like. After all, the protection circuit is not on an NTC 42 as a temperature-sensitive component 28 limited. Possible alternatives in this connection are a temperature-dependent resistor with a positive temperature coefficient (PTC), a bimetal or the like, the switching means 20 would be designed accordingly.

Claims

Protection circuit ( 10 . 100 ) for at least one series resistor ( 12 ) of a DC motor ( 14 ), at least comprising a temperature-sensitive component ( 28 ) for monitoring the temperature (T) of the at least one series resistor ( 12 ) and a switching means ( 20 . 24 ) with a first ( 26 ) and a second switching position ( 32 ), wherein in the first switching position ( 26 ) of the switching means ( 20 ) the DC motor ( 14 ) about the at least one Series resistor ( 12 ) is operable, characterized in that in case of overload, the switching means ( 20 ) by one of the temperature-sensitive component ( 28 ) dependent switching signal (S) in the second switching position ( 32 ) switches to the DC motor ( 14 ) and that a renewed switching of the switching means ( 20 ) in the first switching position ( 26 ) takes place only after switching off a supply voltage (U) and / or by means of an additional control signal (C).

Protection circuit ( 10 . 100 ) according to claim 1, characterized in that the temperature-sensitive component ( 28 ) in series with the switching means ( 20 ) is interconnected.

Protection circuit ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the switching means ( 20 ) in the second switching position ( 32 ) the temperature-sensitive component ( 12 ) bridged.

Protection circuit ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the switching means ( 20 ) in the second switching position ( 32 ) one in series with the switching means ( 20 ), from the series resistor ( 12 ) and the temperature-dependent component ( 28 ) causes existing parallel connection.

Protection circuit ( 10 . 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching means ( 20 ) a relay ( 24 ), wherein a relay coil ( 30 ) of the relay ( 24 ) in series with the temperature sensitive device ( 28 ) and the relay coil ( 30 ) a relay changeover contact ( 22 ) in the first ( 26 ) or second switching position ( 32 ) spends.

Protection circuit ( 10 . 100 ) according to claim 5, characterized in that the control signal (C) to a bridging of the relay coil ( 30 ), so that this the relay switching contact ( 22 ) for re-switching to the first switching position ( 26 ) releases.

Protection circuit ( 10 . 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching signal (S) is a switching current (I _S ) or a switching voltage (U _S ).

Protection circuit ( 10 . 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature-sensitive component ( 28 ) an NTC ( 42 ).

Protection circuit ( 10 . 100 ) according to claim 1, characterized in that the DC motor ( 14 ) is operable in a plurality of speed stages (A, B), wherein in at least one first speed stage (A) of the DC motor ( 14 ) via the at least one series resistor ( 12 ) and in a further speed stage (B) directly to the supply voltage (U) is connected.

Protection circuit ( 10 . 100 ) according to claim 9, characterized in that for the operation of the DC motor ( 14 ) in the further speed stage (B) no intervention by the switching means ( 20 ) he follows.

DC motor ( 14 ), in particular blower motor ( 36 ), with a protective circuit ( 10 . 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 10.

Method for monitoring the temperature (T) of at least one series resistor ( 12 ) of a DC motor ( 14 ) by means of a temperature-sensitive component ( 28 ) and a switching means ( 20 ) with a first ( 26 ) and a second switching position ( 32 ), wherein in the first switching position ( 26 ) of the switching means ( 20 ) the DC motor ( 14 ) via the at least one series resistor ( 12 ) is operable, characterized in that in case of overload, the switching means ( 20 ) by one of the temperature-sensitive component ( 28 ) dependent switching signal (S) in the second switching position ( 32 ) is switched to the DC motor ( 14 ) and that the switching means ( 20 ) only after switching off a supply voltage (U) and / or by means of an additional control signal (C) again in the first switching position ( 26 ) is switched.

A method according to claim 12, characterized in that by the switching means ( 20 ) in the second switching position ( 32 ) the temperature-sensitive component ( 28 ) is bridged.

Method according to claim 13, characterized in that the switching means ( 20 ) in the second switching position ( 32 ) in series with one of the series resistor ( 12 ) and the temperature-dependent component ( 28 ) existing parallel circuit is connected.

Method according to claim 14, characterized in that the DC motor ( 14 ) is operable in a plurality of speed stages (A, B), wherein in at least one first speed stage (A) of the DC motor ( 14 ) via the at least one series resistor ( 12 ) and in another speed stage (B) is connected directly to the supply voltage.

A method according to claim 15, characterized in that in the further speed stage (B) of the DC motor ( 14 ) not by the switching means ( 20 ) in the operation of the DC motor ( 14 ) is intervened.