DE1286631B - UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren - Google Patents

UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren

Info

Publication number
DE1286631B
DE1286631B DE1967L0055670 DEL0055670A DE1286631B DE 1286631 B DE1286631 B DE 1286631B DE 1967L0055670 DE1967L0055670 DE 1967L0055670 DE L0055670 A DEL0055670 A DE L0055670A DE 1286631 B DE1286631 B DE 1286631B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
switching transistor
switching
collector
auxiliary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1967L0055670
Other languages
English (en)
Inventor
Remmer Klaus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE1967L0055670 priority Critical patent/DE1286631B/de
Publication of DE1286631B publication Critical patent/DE1286631B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0826Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine überlastungsschutzeinrichtung. Eine Überlastung kann bei einem Transistor dann auftreten, wenn der Lastwiderstand, z. B. durch Kurzschluß, in seinem Kollektorkreis einen bestimmten Wert unterschreitet, so daß der Spannungsabfall an der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors ansteigt und dabei einen kritischen Spannungswert überschreitet, der, multipliziert mit dem Wert des Kollektorstromes, ein Produkt ergibt, dessen Wert größer ist als der Wert der für den Transistor maximal zulässigen Verlustleistung. Der kritische Kollektorsparinüngswert, der normalerweise nicht überschritten werden darf, ist allein abhängig vom -Aussteuerungsgrad . des jeweils verwendeten Transistors.
  • Es ist nun berki@ 'bekannt, Transistoren gegen Überlastung grunds@tzlirh, ,dadurch zu schützen, daß man laufend die köhektbrspannung dieser Transistoren überwacht und sie sofort durch die Überwachungseinrichtung in den Sperrzustand steuert, wenn die überwachte Kollektorspannung ihren kritischen Wert überschreitet.
  • Bei bereits bekannten transistorbestückten Einrichtungen zum Ein- und Ausschalten von Lastwiderständen besteht beispielsweise die Überwachungseinrichtung aus einem Hilfstransistor, welcher eingangsseitig von der Kollektorspannung des zu schützenden Schalttransistors gespeist wird und ausgangsseitig in den Steuerkreis des Schalttransistors eingeschaltet ist. Dieser Hilfstransistor befindet sich im Normalzustand, d. h., wenn der Schalttransistor stromführend ist, im Sperrzustand. Sobald aber während des Betriebes, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses in! Lästlis'- des. Schalttransistors, eine Überlastung auftritt und demgemäß die Kollektorspannung ihren kritischen Wert überschreitet, wird dadurch der Hilfstransistor schlagartig in seinen leitenden Zustand umgesteuert, wobei er dann den Steuerkreis des Schalttransistors kurzschließt, so daß letzterer ebenfalls schlagartig in den Sperrzustand umgesteuert wird. Durch eine geeignete Rückkopplungssehaltung und gegebenenfalls durch als Schwell-= wertglieder verwendete Dioden erreicht man hierbei, daß Schalttransistor und Hilfstransistor bistabile Schaltungsanordnungen bilden, die bei leitendem Zustand des Schalttransistors dann selbständig in die andere Lage kippen, wenn der Schalttransistor überlastet wird. Nachteilig bei diesem überlastungsschutzverfahren ist jedoch, daß nach einer durch Überlastung des Schalttransistors hervorgerufenen selbständigen Umsteuerung nach Behebung des Fehlers die Schaltungsanordnung nur dann wieder in die Betriebsstellung umgesteuert werden kann, wenn durch einen Tastschältet.der Steuerkreis des Hilf-, transistors kurzgeschlossen wird. Eine Umschaltung der Schaltungseinrichtung in den Ruhezustand zu einem beliebigen Zeitpunkt erreicht man bei den bekannten Anordnungen dieser Art entweder dadurch, daß man durch einen Tastschalter den Steuerkreis des Schalttransistors kurzschließt, oder dadurch, daß man mit Hilfe eines Tastschalters die Basiselektrode des Hilfstransistors über einen Widerstand zur Begrenzung des Basisstromes an den negativen Pol der Speisespannung legt.
  • Das bekannte überlastungsschutzverfahren hat nun den weiteren Nachteil, daß es nur beschränkt anwendbar ist, nämlich nur in solchen Fällen, in denen eine Kollektorspannung, die den kritischen Wert überschritten hat, ganz eindeutig ein Kriterium für eine vorhandene Überlastung des zu schützenden Transistors ist. Eindeutig ist dieses Kriterium aber nur dann, wenn sich ein Transistor bereits im Leitfähigkeitszustand befindet; eine Überschreitung der kritischen Kollektorspannung tritt aber nun leider auch dann auf, wenn der Transistor sich bei eingeschalteter Versorgungsspannung im Sperrzustand befindet; dann ist diese Überschreitung nicht mehr ein Kriterium für eine Überlastung, sondern für einen der beiden Normalzustände des Schalttransistors. ,Eine Schutzeinrichtung, welche eine Auslösung nur bei Überlastung' des zu schützenden Transistors auslösen soll und hierzu allein das Kriterium der Überschreitung des kritischen Kollektorspannungswertes verwendet, könnte keine Unterscheidung zwischen diesen beiden Zuständen treffen und würde daher in beiden Fällen ansprechen. Würde man nun, wie bei den oben beschriebenen bekannten Anordnungen, einen Hilfstransistor verwenden, der den Steuerkreis des zu schützenden Schalttransistors kurzschließt, sobald die Kollektorspannung des Schalttransistors den kritischen- Wert- überschreitet, so würde damit bereits unmittelbar 'nach der Einschaltung der Versorgungsspannung eine Auslösung der Schutzeinrichtung erfolgen und damit der Steuerkreis des Schalttransistors für alle ankommenden Steuersigäale gesperrt werden. Es wäre also unmöglich, den Schalttransistor in die Bereitschaftsstellung zu bringen, in welcher er sich in Erwartung eines ihn umsteuernden Steuersignals bei bereits eingeschalteter Versorgungsspannung noch im Sperrzustand befindet.
  • Weiterhin ist eine überlastungsschutzeinrichtung bekannt, die die vorgenannten Nachteile:-dadurch vermeidet, daß der die Kollektorspannung des Schalttransistors überwachende Hilfstransistor Bestandteil eines logischen Schaltkreises ist. Außer dem Hilfstransistor besteht der logische Schaltkreis dabei aus einem UND-Diodengatter mit zwei Zweigeil, das in Abhängigkeit von der Kollektorspannung des Schalttransistors undIii' Abhängigkeit von dessen Steuergröße angesteuert wird. Sind beide UND-Bedingungen erfüllt, so wird der Hilfstransistor leitend und sperrt den Schalttransistor. Nachteilig bei dieser Überlastungsschutzeinrichtung ist jedoch, daß sich der Aufwand an Schaltgliedern durch den Einsatz von logischen Gattern zur Beseitigung der Nachteile bei anderen überlastungsschutzverfahren stark vergrößert hat. Weiterhin kann mit dieser-überlästungs"schutzeinrichtung keine Last geschaltet werden, deren Widerstand sich nach dem Einschalten verändert, wie z. B. Glühlampen für Anzeigeeinrichtungen. In diesem Fall würde die Schutz-.enrichtung, bedingt-:durch den Einschaltstromstoß und der damit . verbundenen Spannungserhöhung, stets ansprechen: Auch Schwankungen der Betriebsspannung sowie Ausfall von Dioden in den logischen Gattern können bei dieser überlastungsschutzeinrichtung zu einer Fehlabschaltung des Schalttransistors führen, da der Hilfstransistor seine Steuerspannung aus der Betriebsspannungsquelle erhält.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine überlastungsschutzeinrichtung für Schalttransistoren, bestehend aus einem Hilfstransistor, der die Kollektorspannung des die Last schaltenden Transistors überwacht und diesen in den Sperrzustand steuert, sobald infolge einer Überlastung seine Kollektorspannung einen kritischen Wert überschreitet, anzugeben, die von den vorgenannten Nachteilen frei ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Basis des zu überwachenden Schalttransistors über eine Diode und einen Widerstand und die Basis des Hilfstransistors über den Widerstand eines Spannungsteilers, welchem ein Kondensator parallel geschaltet ist und einen weiteren Widerstand an einen gemeinsamen Einspeisepunkt für das beiden Steuerkreisen gleichzeitig zugeführte Steuerpotential angeschlossen ist, daß ein Widerstand zwischen Basis und Emitter des Schalttransistors geschaltet ist, daß der Kollektor des Schalttransistors über eine Diode an einen Verbindungspunkt zwischen den Widerständen geführt ist und daß die Widerstände und der Kondensator derart bemessen sind, daß stets zuerst der Schalttransistor leitend wird und die Diode aufsteuert, die ein Leitendwerden des Hilfstransistors so lange verhindert, bis die Kollektorspannung des Schalttransistors einen festlegbaren, kritischen Wert übersteigt.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei zugleich weitere der Ausgestaltung der Erfindung dienende Merkmale aufgezeigt werden.
  • In der Figur ist mit 1 ein Schalttransistor bezeichnet, dessen Kollektorspannung (UeE) durch einen Hilfstransistor 2 überwacht wird. Das Steuersignal zum Schalten einer Last wird dem Eingang 19 zugeführt, dem ein Transistor 3 nachgeschaltet ist. Der Kollektor dieses Transistors führt auf einen Verbindungspunkt 4, der mit dem Steuerkreis des Schalttransistors, bestehend aus den Widerständen 9 und 12, der Diode 11 sowie der Emitter-Basis-Strecke des Transistors 1, und dem Steuerkreis des Hilfstransistors, bestehend aus den Widerständen 5, 6, 7, dem Kondensator 8 sowie der Emitter-Basis-Strecke des Hilfstransistors 2, verbunden ist. Der Kollektor des Schalttransistors führt einmal über eine Diode 10 auf einen Verbindungspunkt 20 zwischen den Widerständen 5 und 6 der Steuerstrecke des Hilfstransistors sowie ein andermal über einen Widerstand 13 auf die Potentialleitung 0 V. An der Klemme 17 liegt die Betriebsspannung UB. Zwischen den Klemmen 14 und 18 kann die zu schaltende Last, z. B. Relais 15 oder Glühlampe 16, angeschlossen werden.
  • Die Wirkungsweise dieser Überlastungsschutzeinrichtung ist folgende: Es sei angenommen, daß zwischen den Klemmen 14 und 18 als Last eine Glühlampe 16 angeschlossen ist und an der Eingangsklemme 19 kein Steuersignal in Form eines Rechtecksignals L anliegt. In diesem Fall befinden sich alle Transistoren im Sperrzustand. Beim Eintreffen eines Steuersignals L an der Klemme 19 wird der Transistor 3 leitend, und der Verbindungspunkt 4 liegt dann auf einem Steuerpotential, welches die Steuerstrecke des Schalttransistors 1 und des Hilfstransistors 2 beeinflußt. Der Schalttransistor 1 wird über Widerstand 9 und Diode 11 aufgesteuert und somit leitend. Der Hilfstransistor 2, an dessen Steuerstrecke das gleiche Steuerpotential anliegt, kann nicht aufgesteuert werden, da der Kondensator 8 in Verbindung mit dem Spannungsteiler 6 und 7 das Steuersignal verzögert und der bei aufgesteuertem Schalttransistor 1 auftretende Stromfluß zwischen -h UB über die Emitter-Kollektor-Strecke, Diode 10, Widerstand 5 zum Verbindungspunkt 4 ein Leitendwerden des Hilfstransistors 2 verhindert. Vergrößert sich der Strom, z. B. durch Kurzschluß, zwischen -I- UB über die Emitter-Kollektor-Strecke Transistor 1, nach der Potentialleitung 0 V, so steigt auch die Kollektorspannung des Schalttransistors. übersteigt die Kollektorspannung einen kritischen Wert, der durch entsprechende Bemessung der Widerstände und Dioden in den Steuerstrecken gegeben ist, so wird die Diode 10 gesperrt. Der Hilfstransistor 2 wird über die Widerstände 5 und 6 leitend und steuert den Schalttransistor 1 durch Eingriff in dessen Spannungsteiler in den Sperrzustand: Dieser Schaltzustand, Schalttransistor 1 gesperrt und Hilfstransistor 2 leitend, bleibt bestehen, solange das Steuersignal L am Eingang 19 anliegt. Beim Fortfall dieses Steuersignals ist der Schalttransistor 1 nicht mehr gefährdet, und der Hilfstransistor 2 fällt in den Sperrzustand zurück.
  • Wird der Schalttransistor 1 durch Anlegen eines Steuersignals L an den Eingang 19 erneut angesteuert und ist der Kurzschluß noch nicht beseitigt, so wird der Schalttransistor 1 kurzzeitig leitend. Nach einer durch den Kondensator 8 einstellbaren Verzögerungszeit wird dann der Hilfstransistor 2 leitend und steuert den Schalttransistor wieder in den Sperrzustand. Nach Fortfall des Kurzschlusses wird die Sperrung des Schalttransistors beim Anlegen eines Steuersignals selbsttätig wieder aufgehoben, und die überlastungsschutzeinrichtung arbeitet in der vorgenannten Weise.
  • Sollen wie in diesem Ausführungsbeispiel Glühlampen geschaltet werden, so ist der Lampenwiderstand im Ruhezustand relativ klein, und es fließt ein großer Einschaltstrom über die Emitter-Kollektor-Strecke des Schalttransistors 1, der ein Ansteigen der Kollektorspannung bedingt. Mit zunehmender Erwärmung des Heizfadens der Glühlampe vergrößert sich auch deren Widerstand, und die Kollektorspannung sinkt. Bei den bereits bekannten überlastungsschutzeinrichtungen würde dieser Effekt bereits zum nicht beabsichtigten Sperren des Schalttransistors führen. Bei der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung hingegen wird jedoch das Leitendwerden des Hilfstransistors 2 einstellbar so lange verzögert, bis die Kollektorspannung des Schalttransistors 1 auf ihren Normalwert abgesunken ist und durch Stromfluß über die Diode 10 eine Rufsteuerung des Hilfstransistors 2 verhindert.
  • Eine weitgehende Unabhängigkeit dieser überlastungsschutzeinrichtung von Betriebsspannungsschwankungen wird dadurch erreicht, daß die Ansteuerung des Hilfstransistors 2 über die Diodenstrecken des Schalttransistors 1 und der Diode 10 verhindert wird. Der Spannungsabfall über diesen beiden Bauelementen wird durch die Stromänderungen als Folge der schwankenden Betriebsspannung kaum geändert.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: überlastungsschutzeinrichtung für Schalttransistoren, bestehend aus einem Hilfstransistor, der die Kollektorspannung des die Last schaltenden Transistors überwacht und diesen in den Sperrzustand steuert, sobald infolge einer überlastung seine Kollektorspannung einen kritischen Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des zu überwachenden Schalttransistors (1) über eine Diode (11) und einen Widerstand (9) und die Basis des Hilfstransistors (2) über den Widerstand (6) eines Spannungsteilers (6, 7), welchem ein Kondensator (8) parallel geschaltet ist und einen weiteren Widerstand (5) an einen gemeinsamen Einspeisepunkt (4) für das beiden Steuerkreisen gleichzeitig zugeführte Steuerpotential angeschlossen ist, daß ein Widerstand (12) zwischen Basis und Emitter des Schalttransistors (1) geschaltet ist, daß der Kollektor des Schalttransistors (1) über eine Diode (10) an einen Verbindungspunkt (20) zwischen den Widerständen (5) und (6) geführt ist und daß die Widerstände (5, 6, 7, 9,12) und der Kondensator (8) derart bemessen sind, daß stets zuerst der Schalttransistor leitend wird und die Diode (10) aufsteuert, die ein Leitendwerden des Hilfstransistors (2) so lange verhindert, bis die Kollektorspannung des Schalttransistors (1) einen festlegbaren, kritischen Wert für eine durch den Kondensator (8) und die Widerstände (5, 6, 7) bestimmte Zeit übersteigt.
DE1967L0055670 1967-02-06 1967-02-06 UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren Pending DE1286631B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1967L0055670 DE1286631B (de) 1967-02-06 1967-02-06 UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1967L0055670 DE1286631B (de) 1967-02-06 1967-02-06 UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1286631B true DE1286631B (de) 1969-01-09

Family

ID=7277142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1967L0055670 Pending DE1286631B (de) 1967-02-06 1967-02-06 UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1286631B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2220112A1 (de) * 1973-03-02 1974-09-27 Bosch Gmbh Robert
FR2458180A2 (fr) * 1979-05-30 1980-12-26 Telemecanique Electrique Commutateur a transistors, muni d'un dispositif de protection contre les surintensites, avec rearmement automatique
DE3138282C1 (de) * 1981-09-25 1982-10-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schutzschaltung für einen Schalttransistor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1084820B (de) * 1959-07-14 1960-07-07 Licentia Gmbh Kurzschlussschutzschaltung fuer Transistor-Netzgeraete

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1084820B (de) * 1959-07-14 1960-07-07 Licentia Gmbh Kurzschlussschutzschaltung fuer Transistor-Netzgeraete

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2220112A1 (de) * 1973-03-02 1974-09-27 Bosch Gmbh Robert
FR2458180A2 (fr) * 1979-05-30 1980-12-26 Telemecanique Electrique Commutateur a transistors, muni d'un dispositif de protection contre les surintensites, avec rearmement automatique
DE3138282C1 (de) * 1981-09-25 1982-10-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schutzschaltung für einen Schalttransistor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0176800B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schaltzustands eines Abschaltthyristors
DE3216833A1 (de) Schutzschaltung fuer einen schalttransistor
DE69032123T2 (de) Schaltung zum Überwachen der Energieversorgung
DE2718798B2 (de) Schutzschaltungsanordnung für einen Gleichstrom-Hauptstromkreis
DE2360678B2 (de) Schaltungsanordnung zur Kurzschluß- und Überlastsicherung eines elektronischen Leistungsschaltkreises mit einer Endstufe
DE1286631B (de) UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren
DE3150703C2 (de) Ansteuerschaltung für kurzschlußfeste Ausgabestufen
DE1139879B (de) UEberlastungsschutzeinrichtung fuer Schalttransistoren
DE3115214A1 (de) Schaltungsanordnung zum schutze eines elektronischen zweidraht-wechselstromschalters gegen ueberlastung
DE3430961A1 (de) Halbleiterschalter
DE2545919B2 (de) Zweipoliges, berührungslos wirkendes Wechselspannungsschal tgerät
DE2854313B1 (de) UEberlastungsschutzanordnung fuer Schalttransistoren
DE3204338C1 (de) Überstromschutzschaltung für elektronische Schalter
DE3138282C1 (de) Schutzschaltung für einen Schalttransistor
DE4040289C1 (en) Current limiting circuit for slot-in contact connector - uses voltage drop across resistor to control transistor forming current source which is rapidly by=passed
DE3511207A1 (de) Naeherungsschalter mit einer elektronischen lastschalteinrichtung
DE3432680A1 (de) Schutzschaltung gegen ueberlast und kurzschluss
DE1591712C3 (de) Schutzschaltungsanordnung gegen zu hohen Betriebsstrom für ein elektrisches Bauteil in einem Gerät der Nachrichtentechnik
DE2147471C3 (de) Schnellwirkende elektronische Übe rstrom-Schutzschaltungs- Anordnung
DE2020035A1 (de) Durch eine UEberstromschutzeinrichtung gesicherte spannungsgeregelte Stromversorgungseinrichtung
DE2247767A1 (de) Schaltungsanordnung zum unterbrechungsfreien umschalten von einem betriebsstromversorgungsgeraet auf ein ersatzstromversorgungsgeraet
DE2345215C3 (de) Uberspannungsschutzschaltungsanordnung
DE19511199A1 (de) Schaltungsanordnung zum Schalten einer elektrischen Last
DE2230753A1 (de) Schaltung zur sicherungskontrolle
DE1809422A1 (de) Strombegrenzerschaltung in Laengsreglern mit kleiner Ausgangsspannung und hohem Belastungsstrom