DE1071133B

DE1071133B - Anordnung zur begrenzung von abschaltspannungen an mit transistorschalter in reihe liegende induktivitäten

Info

Publication number: DE1071133B
Application number: DE1958ST014111
Authority: DE
Inventors: Stuttgart Dipl.-Phys. Jürgen Lösch
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-08-08
Filing date: 1958-08-08
Publication date: 1959-12-17

Description

kl. 21 al

INTERNAT. KL. H 03 fc

PATENTAMT

St 14111 VIII a/21a¹

ANMELDETAG: 8. A U G U S T 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 17. DEZEMBER 1959

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Begrenzung von Abschaltspannungen an mit Transistorschalter in Reihe liegenden Induktivitäten.

Beim Schalten von durch Induktivitäten fließenden Strömen mittels elektronischer Schalter, z. B. Vakuumröhren, Transistoren, kann wegen der kleinen Schaltzeit

dt

sehr groß werden. Da die beim Abschalten in

der Induktivität induzierte Spannung proportional /ist, treten sehr oft unzulässig hohe Spannungen auf.

Es ist bekannt, die hohen Spannungen durch einen kapazitiven oder Richtleiternebenschluß abzufangen. Bei Transistoren kann die Kapazität beispielsweise zwischen Kollektor und Emitter gelegt werden, doch erfordert dies im allgemeinen unhandlich große Kondensatoren, da bei zu klein gewählter Kapazität ein schwingungsfähiges Gebilde entstehen kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Transistor beim Einschalten zusätzlich noch mit dem für den Kondensator notwendigen Ladestrom belastet wird. Man kann zur Verringerung des Ladestromes einen Widerstand in Reihe mit dem Kondensator legen, doch verringert dieser beim Abschalten wieder die Wirksamkeit des Kondensators.

Die zweite bekannte Möglichkeit, nämlich einen Richtleiter parallel zu der Induktivität zu legen, hat den Nachteil, daß der Richtleiter das gleiche Bauvolumen wie der Transistor erfordert. Es werden andererseits die Nachteile einer Kapazität vermieden, doch ist die Strombe-Jastung des Richtleiters beim Abschalten nachteilig, da der Transistorstrom / in voller Höhe von ihm übernommen werden muß.

Man könnte zur Vermeidung dieses Nachteils Hochstromrichüeiter verwenden, doch sind diese einerseits voluminös und haben andererseits einen nicht zu vernachlässigenden Sperrstrom, welcher wieder den Transistor zusätzlich belastet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden. Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Begrenzung von Abschaltspannungen an mit Transistorschalter in Reihe liegenden Induktivitäten. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es zweckmäßig ist, zur Spannungsbegrenzung die Stromverstärkung des Transistors auszunutzen. Bei Spannungssteuerung des Transistors (Ri der Spannungsquelle gegen 0) wird die Abschaltspannung bereits durch die Emitter-Basis-Diode begrenzt. Im allgemeinen kann jedoch eine Spannungssteuerung nicht realisiert werden. Es wird daher eine Schaltung vorgeschlagen, bei der ein Richtleiter zwischen Basis des Transistors und eine feste Spannungsquelle Ub₂, die je nach Transistortyp (p-n-p bzw. n-p-n) Ξ> 0 bzw. <Ξ 0 ist, mit einer derartigen Polung geschaltet ist, daß im Abschaltmoment ein Strom von der Basis nach Ub₂ fließt.

Diese Schaltung hat genau die gleiche Wirkung wie Anordnung zur Begrenzung von Abschaltspannungen

an mit Transistorschalter in Reihe

liegenden Induktivitäten

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz

Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen,

Hellmuth-Hirth-Str. 42

Dipl.-Phys. Jürgen Lösch, Stuttgart, ist als Erfinder genannt worden

die bekannte Schaltung mit Richtleiter, doch fließt in der neuen Schaltung durch den Richtleiter nur der

Strom -2 · cF= —⁵- ist dabei die Großsignalstromver-α Ib

Stärkung. Der Strom durch den Richtleiter ist also wesentlich kleiner als /_c.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 4 beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine bekannte Schaltung mit Kondensatornebenschluß,

Fig. 2 eine bekannte Schaltung mit Nebenschluß durch Richtleiter,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit Spannungssteuerung des Transistors,

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung mit Nebenschluß durch Richtleiter gemäß der Erfindung, und zwar Fig. 4 a für p-n-p-Transistor,

Fig. 4b für n-p-n-Transistor.

Fig. 1 zeigt die Induktivität L, die über den Widerstand R an der festen Spannungsquelle Ubi liegt. Die Induktivität L wird von dem Transistor T geschaltet. Hierzu ist der Emitter mit der Induktivität L verbunden, während der Kollektor an einem festen Bezugspotential, z. B. Erde, liegt. Die Steuerung des Transistors erfolgt über die Basis. Parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke ist ein Kondensator und mit ihm in Reihe ein Widerstand vorgesehen. Der Kondensator dient zum Abfangen der beim Abschalten auftretenden Spannungsspitzen, während der Widerstand W den Ladestrom begrenzen

soll. Widerstand W und Kondensator C sind so aufeinander abgestimmt, daß die erwünschte Wirkung durch C noch erreicht wird. Im allgemeinen ist ein großer Kondensator etwa von der Größenordnung 0,1 bis 4 ^F erforderlich.

Fig. 2 zeigt eine andere bekannte Schaltanordnung, bei der parallel zu der Induktivität L eine Diode D geschaltet ist. Wenn der Transistor gesperrt, d. h. der Strom / abgeschaltet wird, wird die hierdurch an der Induktivität L auftretende Spannungsspitze durch den in den Stromkreis D₁ L₁ R fließenden Strom abgefangen.

Fig. 3 zeigt eine Schaltanordnung mit Spannungssteuerung des Transistors durch die Spannungsquelle U. Diese Schaltung läßt sich jedoch im allgemeinen nicht verwirklichen.

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, und zwar Fig. 4 a für einen p-n-p-Transistor und Fig. 4b für einen n-p-n-Transistor als Schaltelement.

Wie in Fig. 2 liegt der Emitter des Transistors T über den Widerstand R und die Induktivität L an der Spannungsquelle UBi- Im Gegensatz zu der Schaltung gemäß Fig. 2 ist die Diode D zwischen die feste Spannungsquelle Ub₂ und die Basis des Transistors T geschaltet. Auf diese Weise beträgt der Diodenstrom bei Verwendung eines zur Zeit üblichen Transistors etwa 3 bis 5 °/₀ von J₀.

Claims

Patentanspruch:

ίο Anordnung zur Begrenzung von Abschaltspannungen an mit Transistorschalter in Reihe liegenden Induktivitäten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Basis und einer festen Spannung Ub₂, die je nach Transistortyp (p-n-p bzw. n-p-n) Jj> 0 bzw. <j 0 ist, eine Diode (D) mit einer derartigen Polung geschaltet ist, daß im Abschaltmoment der Strom von der Basis nach Ub 2 fließt (p-n-p) bzw. von V'^₂ nach der Basis fließt (n-p-n).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen