DE1488916C

DE1488916C - Circuit arrangement for monitoring the power loss of the transistor actuator of a stabilized power supply device

Info

Publication number: DE1488916C
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 8520 Bukkenhof; Rauh Josef 8500 Nürnberg Lechte
Original assignee: Gossen Gmbh, 8520 Erlangen
Publication date: 1971-12-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Verlustleistung des Transistorstellgliedes eines stabilisierten Stromversorgungsgerätes, bestehend aus einer an den Aus-, gang des Stromversorgungsgerätes angeschlossenen, ein der jeweiligen Transistorverlustleistung proportionales Potential erzeugenden, produktbildenden Anordnung, die die Verlustleistungshyperbel des Transistorstellgliedes unter Verwendung eines nichtlinearen Spannungsteilers nachbildet, und einer das Transistorstellglied steuernden, von der produktbildenden Anordnung beaufschlagten Grenzwertstufe bestimmter Ansprech- und Rückschaltspannung.The invention relates to a circuit arrangement for monitoring the power loss of the transistor control element of a stabilized power supply device, consisting of a connected to the output of the power supply unit, a product-forming arrangement generating a potential proportional to the respective transistor power loss, which the power dissipation hyperbola of the transistor actuator using a non-linear Voltage divider simulates, and one which controls the transistor actuator, of the product-forming Arrangement of the applied limit value stage of certain response and reset voltage.

Derartige Stromversorgungsgeräte müssen, hauptsächlich wenn sie größere Leistungen abgeben, möglichst vollkommen gegen Überlast gesichert sein. Insbesondere darf die Verlustleistung des eingebauten Transistorstellgliedes ein bestimmtes Maß nicht überschreiten. Such power supplies must, mainly if they deliver greater power, be as completely protected as possible against overload. In particular the power loss of the built-in transistor control element must not exceed a certain level.

Es sind Vorrichtungen mit Stellgliedern bekannt, die so dimensioniert sind, daß sie die höchste vorkommende Verlustleistung aufnehmen können.Devices are known with actuators which are dimensioned so that they are the highest occurring Can absorb power loss.

Bei Anordnungen, die größere Leistungen, abgeben, ist es bekannt, eine derartige Überdimensionierung .zu vermeiden, indem man die Verlustleistung im Transistorstellglied durch eine elektronische Vorregelung der Hauptgleichrichterspannung verringert, so daß letztere der Ausgangsspannung des Gerätes angepaßt ist. Dies geschieht dadurch, daß die Kollektor-Emitterspannung des Transistorstellgliedes über einen zusätzlichen Gleichrichter-Regelkreis konstant gehalten wird. Dabei ist es für den Gleichrichter-Regelkreis ohne Bedeutung, ob das Gerät nur mit einer Spannungsstabilisierung oder auch mit einer Stromstabilisierung ausgerüstet ist. Durch eine derartige Maßnahme ist es überhaupt erst möglich geworden, Stromversorgungsgeräte höherer Leistung wirtschaftlich aufzubauen.In the case of arrangements that deliver greater power, it is known to be overdimensioned in this way .Avoid by reducing the power loss in the transistor control element by means of an electronic pre-regulation the main rectifier voltage is reduced, so that the latter increases the output voltage of the device is adapted. This happens because the collector-emitter voltage of the transistor actuator is above an additional rectifier control loop is kept constant. It is for the rectifier control loop irrespective of whether the device is only equipped with voltage stabilization or also with a Is equipped with current stabilization. Such a measure made it possible in the first place To build power supply devices of higher performance economically.

Bei einer schnellen Änderung der Ausgangsspannung bzw. des Ausgangsstromes ist das Transistorstellglied damit jedoch noch nicht gegen Überlast gesichert: Ist nämlich bei einem Stromversorgungsgerät mit Vorregelung der Gleichrichterspannung und nachgeschaltetem Transistorregelkreis beispielsweise eine hohe Ausgangsspannung eingestellt und wird diese Ausgangsspannung dann plötzlich dadurch verkleinert, daß die Ausgangsklemmen kurzgeschlossen werden, so ist die elektronische Vorregelung durch die relativ hohe Entladezeitkonstante des Gleichrichtersiebgliedes nicht in der Lage, die Gleichrichterspannung ebenso schnell abzusenken. Eine momentane Überlastung des Transistorstellgliedes muß also durch zusätzliche Maßnahmen verhindert werden.In the event of a rapid change in the output voltage or the output current, the transistor control element is However, this is not yet secured against overload: in the case of a power supply device with pre-regulation of the rectifier voltage and downstream transistor control circuit, for example, set a high output voltage and this output voltage is then suddenly reduced by short-circuiting the output terminals the electronic pre-regulation is due to the relatively high discharge time constant of the Rectifier filter element is not able to lower the rectifier voltage just as quickly. A momentary one Overloading of the transistor control element must therefore be prevented by additional measures.

Man kennt bereits eine Einrichtung zur Überwachung eines oberen Grenzwertes der Kollcktorlimitterspannung des Transistorstellgliedes ohne Berücksichtigung des Kollektor- bzw. Emitterstromes. Diese Anordnung läßt aber keine vollkommene Begrenzung der Verlustleistung des Stellgliedes zu, wenn nicht gleichzeitig eine entsprechende Reserve an Leistung vorgesehen ist. Außerdem hat diese Überwachungsart noch einen anderen Nachteil, der bei getasteter Last des geregelten Stromversorgungsgerätes auftritt: Hier kann es nämlich vorkommen, daß diu Kollektor-Emitterspannung des Transistor-· Stellgliedes jeweils nach dem Abschalten der Last iibtischwingt, wodurch die Sicherungseinriditung unerwünscht anspricht, und /war gerade dann, wenn der Ansprechwert knapp über der im statischen Betrieb anliegenden Kollektor-Emitterspannung liegt.A device for monitoring an upper limit value of the collector limiter voltage is already known of the transistor actuator without taking the collector or emitter current into account. However, this arrangement does not allow a complete limitation of the power loss of the actuator, if a corresponding reserve of performance is not provided at the same time. Also has this Monitoring type still has another disadvantage that occurs when the load of the regulated power supply device is sensed: Here it can happen that the collector-emitter voltage of the transistor · actuator after switching off the load iibtischwingt, whereby the safety installation undesirable responds, and / was just when the The response value is just above the collector-emitter voltage that is present in static operation.

Es ist eine weitere Anordnung zur Überwachung der Verlustleistung- in einem Stromversorgungsgerät mit relativ großer Ausgangsleistung bekannt. Diese Schaltung liefert ohne Vorregelung eine einstellbare konstante Lastspannung, bis ein gewisser Laststrom erreicht ist. Bei stärkerem Absinken des Lastwiderstandes vermindert sich sowohl die Lastspannung alsIt is another arrangement for monitoring the power dissipation in a power supply device known with a relatively large output power. This circuit provides an adjustable one without pre-regulation constant load voltage until a certain load current is reached. If the load resistance drops sharply both the load voltage and

ίο auch der Laststrom, so daß die jeweils maximal zulässige Verlustleistung des Transistorstellgliedes nicht überschritten wird, auch wenn schnelle Laständerungen auftreten. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß man den maximalen Laststrom unter VoIlausnutzung der maximal zulässigen Verlustleistung nur entnehmen kann, wenn die T^astspannung selbst und ebenso auch die Spannung am Transistorstellglied in einem ziemlich engen Bereich bleibt.. Eine entsprechende Vorregelung der Spannung am Transistorstellglied auf einen konstanten Wert würde zwar diesen Nachteil beheben, aber der Vorregelkreis würde bei starken und schnellen Laständerungen infolge seiner großen Zeitkonstanten eine Überlastung des Transistorstellgliedes nicht schnell genugίο also the load current, so that the maximum permissible Power loss of the transistor control element is not exceeded, even if there are rapid load changes appear. However, this arrangement has the disadvantage that the maximum load current is fully utilized the maximum permissible power loss can only be derived if the contact voltage itself and also the voltage on the transistor actuator remains in a fairly narrow range .. One corresponding pre-regulation of the voltage at the transistor actuator to a constant value would indeed remedy this disadvantage, but the pre-control loop would not work in the event of strong and rapid load changes due to its large time constants, overloading of the transistor actuator is not fast enough

verhindern. , .impede. ,.

Schließlich ist eine Anordnung bekannt, bei der zwischen die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors im Längszweig eines elektronisch stabilisierten Stromversorgungsgerätes und die Belastung ein Widerstand geschaltet ist, dessen Spannungsabfall etwa bei Erreichen des für die maximal zulässige Verlustleistung im jeweiligen Betriebszustand höchstzulässigen Stromes durch den Transistor die Schutzschaltung auslöst und bei der an der Basis des Transistors ein spannungsabhängiges Schaltelement liegt, welches beim Ansprechen der Schutzschaltung leitend wird und den Transistor durch Änderung der Basisvorspannung so niederohmig steuert, daß seine zulässige Verlustleistung nicht überschritten wird, in der Weise, daß das spannungsabhängige Schaltelement, vorzugsweise in Reihe mit einem zweiten Widerstand, zwischen der Basis des Transistors und dem vorn Kollektor abgewandten Ende des Widerstandes liegt. Diese Anordnung hat aber den Nach-Finally, an arrangement is known in which between the collector-emitter path of the transistor in the series branch of an electronically stabilized power supply device and the load Resistance is switched, the voltage drop of which is approximately when the maximum permissible for Power loss in the respective operating state of the maximum permissible current through the transistor and the protective circuit triggers and with a voltage-dependent switching element at the base of the transistor, which is conductive when the protective circuit responds and controls the transistor by changing the base bias voltage so low that its permissible Power loss is not exceeded, in such a way that the voltage-dependent switching element, preferably in series with a second resistor, between the base of the transistor and the end of the resistor facing away from the collector. However, this arrangement has the following

teil, daß beim Ansprechen der Schaltung das Stellglied niederohmig wird und daß zum Schutz desselben der Verbraucher belastet wird. Dadurch, daß das Stellglied, bevor es zu einer Überlastung kommt, niederohmig wird, ist diese Schaltung nicht bei den Geräten anwendbar, die neben einer Spannungs- ; regelung auch noch eine Stromregelung besitzen. j Außerdem ist diese Schaltung nur dann sinnvoll anwendbar, wenn nur relativ kleine Ströme verarbeitet werden.part that when the circuit responds, the actuator is low and that the consumer is burdened to protect the same. As a result of that the actuator becomes low-resistance before an overload occurs, this circuit is not in the Applicable devices in addition to a voltage; control also have a current control. j In addition, this circuit can only be used sensibly if only relatively small currents are processed will.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Verlustleistung des Transistorstellgliedes von Stromversorgungsgeräten mit großer Ausgangsleistung absolut sicher zu überwachen bzw. zu begrenzen, auch wenn große und/oder schnelle Laständerungen auftreten, ohne daß die Anordnung überdimensioniert ist. Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als produktbildende Anordnung ein ohmscher Spannungsteiler aus zwei festen Widerständen und einem veränderlichen Widerstand zwischen dem Kollektor des Transistorstellgliedes und der Ausgangskleinme einer Hilfsspannungsquelle liegt, derer Potential, bezogen auf den Endpunkt des EmitterThe invention is now based on the object of reducing the power loss of the transistor actuator of power supply devices to monitor or limit absolutely safely with high output power, too when large and / or rapid load changes occur without the arrangement being oversized. In the circuit arrangement mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that that as a product-forming arrangement an ohmic voltage divider consisting of two fixed resistors and a variable resistance between the collector of the transistor actuator and the output terminal an auxiliary voltage source, which Potential related to the end point of the emitter

Widerstandes des Transistorstellgliedes als gemein- erst dann wieder leitend wird, wenn seine Kollektor-Resistance of the transistor control element as common- only becomes conductive again when its collector-

samen Bezugspunkt, das umgekehrte Potential wie Emitterspannung U_CE nach dem Ansprechen derseed reference point, the reverse potential as emitter voltage U _CE after the response of the

dessen Kollektor aufweist, daß der Abgriff des Span- Sicherungseinrichtung weit genug durch die einge-whose collector has that the tap of the clamping safety device is far enough through the

nungsteilers mit dem Kollektor eines Transistors ver- ^v baute Vorlast und Vorregelung abgesunken ist. Dievoltage divider with the collector of a transistor ^v built-in preload and pre-regulation has decreased. the

bunden ist, der die entgegengesetzte Leitfähigkeit 5 Grenzwertstufe 16 hat also die Funktion einesis bound, which has the opposite conductivity 5 limit value stage 16 so the function of a

hat wie das Transistorstellglied, daß dessen Basis an Schmitt-Triggers mit absichtlich großer Hysterese,like the transistor actuator, that its base is connected to Schmitt triggers with an intentionally large hysteresis,

der positiven Ausgangsklemme des. Stromversor- Ohne diese Hysterese-Eigenschaft würde die Ariord-the positive output terminal of the power supply. Without this hysteresis property, the Ariord-

gungsgerätes, daß dessen Emitter am Emitter des nung nach dem Ansprechen sofort wieder auf "dentransmission device that its emitter at the emitter of the voltage immediately after the response to "the

Transistorstellgliedes liegt und daß der Verbindungs- Ausgangswert zurückgehen und könnte dadurchTransistor actuator is and that the connection output value decrease and could thereby

punkt der Widerstände zur Ansteuerung der in be- ₁₀ nicht stabil arbeiten.point of the resistors to control the in ₁₀ do not work stably.

kannter Weise als Schmitt-Trigger ausgeführten Wie F i g. 2 zu entnehmen ist, folgt auf die KlemmeAs is known in the form of a Schmitt trigger, as shown in FIG. 2 follows the terminal

Grenzwertstufe geführt ist. 15 ein veränderlicher Widerstand 18, bestehend ausLimit level is performed. 15 a variable resistor 18 consisting of

Der an sich bekannte Schmitt-Trigger bildet eine einer Widerstands-Dioden-Kombination, wie sie Hysterese, die absichtlich so groß ist, daß das zu später in Fig. 3 näher erläutert wird, die ihren Wert überwachende Transistorstellglied nach einer Sper- i₅ durch Aussteuerung des Transistors 19 selbständig in rung erst dann wieder leitend wird, wenn seine der Weise ändert, daß sich für ein konstantes Pro-Kollektor-Emitterspannung nach dem Ansprechen dukt aus der Kollektor-Emitterspannung U_n.- einder Einrichtung weit genug abgesunken ist. schließlich des Spannungsabfalles am Widerstand 10The per se known Schmitt trigger is one of a resistor-diode combination as that is hysteresis as large on purpose, that which is illustrated further to later in Fig. 3, their value monitoring transistor actuator according to a spermi- cides i ₅ by Modulation of the transistor 19 automatically becomes conductive again only when its changes the way that the collector-emitter voltage U _n .- a device has dropped far enough for a constant per-collector-emitter voltage after the response from the collector-emitter voltage U n. Finally, the voltage drop across the resistor 10

Zusätzlich kann in. einer weiteren Ausgestaltung . und dem Emitterstrom /,. eine konstante Spannung der Erfindung die Sicherungseinrichtung ein Relais 20 zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände 20 ansteuern, über dessen Kontakt ein niederohmiger und 21 und dem Punkt 3 einstellt, die zur Ansteue-Entladewiderstand parallel zum Siebgliedkondensa- rung des Grenzwertgebers 16 dient. Der Ansprechtor gelegt wird, um so die Verweilzeit der Einrich- wert der Grenzwertstufe entspricht dem Maximalwert tung zu ändern und eine beschleunigte Entladung zu der zulässigen Verlustleistung des Transistorstellbewirken. - 25 gliedes 11. Dazu ist zu ergänzen, daß der Spannungs-In addition, in a further embodiment. and the emitter current / ,. a constant tension According to the invention, the safety device is a relay 20 between the connection point of the resistors 20 control, via the contact of which a low-resistance and 21 and point 3 is set, the control-discharge resistance serves parallel to the filter element condensation of the limit indicator 16. The contactor so that the dwell time of the set-up value of the limit value stage corresponds to the maximum value to change direction and cause an accelerated discharge to the permissible power dissipation of the transistor control. - 25 link 11. It should be added that the voltage

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im fol- abfall am Widerstand 10 gegenüber der Kollektor-An embodiment of the invention is in the following drop at the resistor 10 opposite the collector

genden näher beschrieben. Emitterspannung Uq_E des Transistors 9 ohne weiteresdescribed in more detail. Emitter voltage _{Uq E} of transistor 9 easily

Gemäß Fig. 1, welche die Prinzipschaltung eines zu vernachlässigen ist, so daß zwischen den Punkten 3 Stromversorgungsgerätes bekannter Art mit Span- und 12 in Näherung die Kollektor-Emitterspännung nungs- und Stromregelung sowie Vorregelung zeigt, 30 U_CF und zwischen den Punkten 3 und 13 eine dem enthält ein derartiges Gerät mit Längsstellglied Ausgangsstrom proportionale Spannung erscheint,
zwischen den Eingangsklemmen 1 und 2 und den Gemäß Fig. 3 besteht nun die Grenzwertstufe 16 Ausgangsklemmen 3 und 4 mit dem üblichen Kon- aus dem eigentlichen Schmitt-Trigger 22 mit den densatör 5 grundsätzlich folgende Bauteile bzw. Bau- beiden Transistoren 23 und 24 einschließlich der gruppen: An die Klemmen 1 und 2 ist zunächst ein ₃₅ Widerstände 25 bis 31. Der Transistor 32 hat die Transformator 6 angeschlossen, auf den ein Brücken- Aufgabe, den Eingangswiderstand des Schmittgleichrichter 7 mit zwei Thyristoren und zwei norma- Triggers 22 an den Spannungsteiler mit den Widerlen Dioden folgt. Daran schließt sich ein Siebglied 8 ständen 18, 20, 21 anzupassen. Der Transistor 33 und ein Transistorstellglied 9 an. Zwischen dem dient dazu, den Befehl, der vom Schmitt-Trigger 22 Emitter desselben und der Klemme 3 liegt ein Strom- 40 kommt, an den Verstärker 11 gemäß Fig. 2 über den fühlwiderstand 10. Der an diesem auftretende Span- Ausgang 17 sowie an das bereits erwähnte Relais nungsabfall wird, ebenso wie die Ausgangsspannung, weiterzuleiten. An der Klemme 34 liegt eine gegenals Regelgröße in einen Regelverstärker 11 einge- über Klemme 3 positive Versorgungsspannung. Zur speist, der seinerseits entweder die Ausgangsspan- Einstellung der Betriebswerte der Transistoren 32 und nung oder den Ausgangsstrom durch Kennlinien- 45 33 gehören grundsätzlich die Bauteile 35, 38, 39. ablösung konstanthält, indem er den Längstran- Der Spannungsteiler 36, 37 dient mit zur Einstellung sistor 9 steuert. Als elektronische Vorregelung wirkt der Betriebswerte des Schmitt-Triggers und legt geder von der Kollektor-Emitterspannung U_CE zwischen meinsam mit dem Rückkopplungswiderstand 27 die den Punkten 12 und 13 des Stellgliedes 9 gesteuerte Größe der Hysterese fest. Der veränderliche Wider-Regelverstärker 14 auf die Thyristoren des Gleich- 50 stand 18 besteht aus den Widerständen 40 bis 44 sorichters 7, indem sie durch die Beeinflussung ihres wie den vorgespannten Dioden 45 und 46. Der. im Zündwinkels die Kollektor-Emitterspannung im Prinzipschaltbild gemäß F i g. 2 eingefügte Transistor stationären Zustand konstanthalten. 19 ist hier in Fig. 3 ebenfalls eingezeichnet, und zwarAccording to Fig. 1, which is the basic circuit of a negligible, so that between the points 3 power supply device of known type with voltage and 12 in approximation the collector-emitter voltage voltage and current control and precontrol shows, 30 U _CF and between points 3 and 13 a voltage proportional to the output current appears in such a device with a linear actuator,
Between the input terminals 1 and 2 and the output terminals 3 and 4 according to FIG of the groups: At the terminals 1 and 2 there is initially a ₃₅ resistors 25 to 31. The transistor 32 has the transformer 6 connected to the bridge task, the input resistance of the Schmitt rectifier 7 with two thyristors and two norma triggers 22 to the Voltage divider with the Widerlen diodes follows. This is followed by a screen member 8 stands 18, 20, 21 to adapt. The transistor 33 and a transistor actuator 9 on. Between the serves to send the command, which comes from the Schmitt trigger 22 emitter of the same and the terminal 3 is a current 40, to the amplifier 11 according to FIG the already mentioned relay voltage drop, as well as the output voltage, will be forwarded. At terminal 34 there is a supply voltage that is positive as opposed to the controlled variable in a control amplifier 11, via terminal 3. The feeds, which in turn keeps constant either the output voltage setting of the operating values of the transistors 32 and voltage or the output current through characteristic curves 45 33 basically include the components 35, 38, 39. by replacing the line voltage divider 36, 37 for setting sistor 9 controls. The operating values of the Schmitt trigger acts as an electronic pre-regulation and determines the size of the hysteresis controlled by the collector-emitter voltage U _CE between the points 12 and 13 of the actuator 9 together with the feedback resistor 27. The variable resistance control amplifier 14 to the thyristors of the equal 50 18 consists of the resistors 40 to 44 sensor 7, by influencing their as the biased diodes 45 and 46. The. the collector-emitter voltage in the basic circuit diagram according to FIG. 2 inserted transistor keep steady state constant. 19 is also shown here in FIG. 3, namely

F i g. 2 zeigt das grundsätzliche Schaltbild der mit den weiteren an ihm angeschlossenen Bauele-F i g. 2 shows the basic circuit diagram of the other components connected to it.

Sicherungseinrichtung in einer Schaltung gemäß 55 menten 47, 48 und 49.Safety device in a circuit according to elements 47, 48 and 49.

Fig. 1. An die Klemme 15 wird bei den gewählten Aus der mathematischen. Ableitung d^r Funktion Leitfähigkeitstypen eine auf den Punkt 3 bezogene der Widerstandskombination 18 als Funktion des negative Versorgungsspannung angeschlossen. Die Emitterstromes für ein konstantes Produkt aus der Sicherungseinrichtung enthält eine Grenzwertstufe 16 Kollektor-Emitterspannung U_(:/._: und dem Emittermit dem Ausgang 17 und führt über den Regelver- 60 strom/,.· ergibt sich ein Verlauf, der im realisierstärker 11 an die Basis des Transistorstellgliedes 9, baren Bereich, dem ersten Quadranten, ein Maximum wodurch nach Ansprechen der Einrichtung der Aus- aufweist. Es zeigt sich, daß zunächst mit zunehmengang 17 auf das Potential der Klemme 3 gelegt wird, den Strom auch der Widerstand 18 zunehmen muß. so daß der Längstransistor 9 sperrt. Nach Überschreiten des Maximums muß dann derFig. 1. At the terminal 15 is selected from the mathematical. Derivation of the function conductivity types a related to point 3 of the resistor combination 18 connected as a function of the negative supply voltage. The emitter current for a constant product from the safety device contains a limit value stage 16 collector-emitter voltage U _{(: /} _.: And the emitter with output 17 and leads via the regulating current /, the base of the transistor control element 9, empty area, the first quadrant, has a maximum, which means that the off after the device has responded.It can be seen that initially with increasing input 17 to the potential of terminal 3, the current also increases the resistance 18 must. so that the series transistor 9 blocks. After the maximum has been exceeded, the

Die Grenzvvertstufe 16 hat nun die Aufgabe, ein- 65 Widerstand mit zunehmendem Strom wieder· abneh-The limit value stage 16 now has the task of decreasing a resistance with increasing current

mal den Ansprechwert der Einrichtung nach Größe men. Da. eine Umkehrung des Widerstandsverlaufestimes the response value of the facility according to size men. There. a reversal of the resistance curve

und Zeit zu nominieren und zum anderen eine der- schallunustechnisch nicht ohne größeren Aufwandand time to nominate and, on the other hand, not without great effort in terms of noise

artige Hysterese zu bilden, daß der Läiigstransistor¹) zu \er\virklichen ist, wird bei der angegebenen Schal-to form a hysteresis, so that the leakage transistor ¹ ) can be realized, is given with the specified switching

tung nur der Teil der Funktion nachgebildet, bei dem der Widerstand mit zunehmendem Strom abnehmen muß. Da jedoch mit steigendem Strom der Transistor 19 immer weiter ausgesteuert wird, muß also mit zunehmender Aussteuerung des Transistors 19 der Widerstandswert der Kombination 18 abnehmen.tion only simulates the part of the function in which the resistance must decrease with increasing current. However, as the current increases, the transistor does 19 is always further modulated, so must with increasing modulation of the transistor 19 the resistance value of the combination 18 will decrease.

, Der geforderte Widerstandsverlauf derselben wird nun dadurch erreicht, daß man die Widerstandskombination 18 auf bekannte Weise, wie in Fig. 3 dargestellt, ausbildet. Ist die Spannung am Widerstand 10 gemäß Fig. 2 am Punkt 13 Null, also der Strom /,. Null, wobei der Transistor 19 nahezu sperrt, so sind die Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 41 und 44 sowie 42 und 43, so ausgelegt, daß die Dioden 45 und 46 gesperrt sind und damit der resultierende Widerstand nur noch aus dem Widerstand 40 besteht. ■·.·The required resistance curve of the same is now achieved by the resistance combination 18 in a known manner, as shown in FIG. Is the voltage across the resistor 10 according to FIG. 2 at point 13 zero, that is, the current / ,. Zero, with the transistor 19 almost blocking, the voltage dividers, consisting of resistors 41 and 44 as well as 42 and 43, are designed so that the diodes 45 and 46 are blocked and thus the resulting resistance is only off the resistor 40 consists. ■ ·. ·

Mit steigender Aussteuerung des Transistors 19 nimmt der Spannungsabfall am Widerstand 40 zu, bis schließlich eine Spannung wie am Widerstand 41 erreicht wird und die Diode 45 in den Durchlaßbereich gesteuert, nach Überschreiten der Schleusenspannung leitend wird: Dann liegt der Widerstand 41 parallel zum Widerstand 40. Wird der Spannungsabfall am Widerstand 40 durch die Aussteuerung des Transistors 19 weiter gesteigert, so wird schließlichWith increasing modulation of transistor 19, the voltage drop across resistor 40 increases, until finally a voltage like the one at resistor 41 is reached and diode 45 goes into the pass band controlled, becomes conductive after the lock voltage is exceeded: Then the resistor 41 is parallel to resistor 40. If the voltage drop across resistor 40 is caused by the modulation of the Transistor 19 is further increased, so will eventually

. der Spannungsabfall am Widerstand 42 überschritten und damit die Diode 46 leitend. Damit besteht der Gesamtwiderstand der Schaltung 18 aus der Parallelschaltung der Widerstände 40, 41 und 42! Durch geeignete Wahl der Widerstände 40 bis 44 ist es so möglich, den gewünschten hyperbelartigen Verlauf der Funktion J_n = / (U_CE) durch tangierende Geraden anzunähern.. the voltage drop across resistor 42 is exceeded and diode 46 is conductive. The total resistance of the circuit 18 thus consists of the parallel connection of the resistors 40, 41 and 42! By a suitable choice of the resistors 40 to 44 it is possible to approximate the desired hyperbolic course of the function J _n = / (U _CE ) by tangential straight lines.

Daß bei großer Steuerspannung U_ce der Ansprechwert des nachgeschalteten Schmitt-Triggers unerwünschterweise schon bei kleineren Werten des Steuerstromes/_t-, als sich aus der Hyperbelfunktion ergeben würde, erreicht wird, ist auf die dann vorhandene starke Beeinflussung des Spannungsteilers, bestehend aus den Widerständen 20, 21 und 18 durch die Kollektor-Emitterspannung des Transistorsteilgliedes 9 zurückzuführen und drückt sich in dem vorher erwähnten umkehrenden Verlauf der Widerstandskombination 18 als Funktion des Emitterstromes J_E bei kleinen Werten desselben aus. Bei der vorliegenden Anwendung tritt dieser Effekt jedoch nicht störend auf. Durch geeignete Wahl des Spannungsteilers, bestehend aus den Widerständen 20 und 21 und der Versorgungsspannung am Punkt 15 kann der Spannungswert der Kollektor-Emitterspannung U_a._:, bei dem die Sicherungseinrichtung schon ohne einen Strom J_n anspricht, möglichst weit hinausgeschoben werden. Ist es notwendig, den Ansprechwert der Sicherungseinrichtung für den Emitterstrom J₁. = 0 noch weiter zu höheren Kollektor-Emitterspannungen U(X zu verschieben, so kann der Widerstand 20 aufgeteilt werden. Zwischen dem Teilpunkt des Widerstandes 20 und der Buchse 3 können ein oder mehrere abgestufte Schwellwcrtbildner, z. B. Zenerdiodcn, gelegt werden, um den -'Einfluß der Kollektor-Emitterspannung U,χ auf den Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 20, 21 und 18, gering zu halten. Im interessierenden Bereich kann auf die beschriebene Weise der Grenzwert der Verlustleistung des Stellgliedtransistors-mit großer Näherung überwacht werden, wie dem Diagramm gemäß Fig. 4 zu entnehmen ist. Hier zciiit Λ die ideale Kurve und B den Kurvenverlauf, wie er sich durch die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung ergibt. .The fact that with a high control voltage U _ce the response value of the downstream Schmitt trigger is undesirably reached even with lower values of the control current / _t - than would result from the hyperbolic function is due to the then existing strong influence on the voltage divider, consisting of the resistors 20 attributed 21 and 18 through the collector-emitter voltage of the transistor section member 9 and is reflected in the aforementioned reversing the course of the resistor combination 18 as a function of the emitter current J _e at small values of the same. In the present application, however, this effect does not occur in a disruptive manner. By suitable choice of the voltage divider, consisting of the resistors 20 and 21 and the supply voltage at point 15, the voltage value of the collector-emitter voltage U _a . _: , in which the safety device responds even without a current J _n , should be pushed out as far as possible. Is it necessary to set the response value of the safety device for the emitter current J ₁ . = 0 to shift even further to higher collector-emitter voltages U (X , then the resistor 20 can be divided To keep the -'influence of the collector-emitter voltage U, χ on the voltage divider, consisting of the resistors 20, 21 and 18. In the area of interest, the limit value of the power loss of the actuator transistor can be monitored with great approximation in the manner described, as can be seen in the diagram according to Fig. 4. Here Λ is the ideal curve and B is the curve progression as it results from the mode of operation of the circuit described.

Die Diode 49 in Verbindung mit dem Widerstand 47 hat einmal die Aufgabe, den Transistor 19 so weit vorzusteuern, daß schon geringe Emitterströme bzw. geringe Spannungsabfälle am Widerstand 10 wirksam werden können. Die Größe des Einflusses des Emitterstromes kann durch den Gegenkopplungswiderstand 48 verändert werden. Daneben hat die Diode 49 die Aufgabe, den Temperaturgang des Ansprechwertes des Transistors 19 zu kompensieren, da beide aus dem gleichen Halbleitermaterial bestehen und in Gegenreihe liegen. Ein weiterer Einfluß auf den Temperaturgang des Ansprechwertes der Sicherung ist durch die Wahl des Temperaturkoeffizienten des Widerstandes 48 möglich.The diode 49 in connection with the resistor 47 once has the task of the transistor 19 so far to pre-control that even small emitter currents or small voltage drops across the resistor 10 are effective can be. The size of the influence of the emitter current can be determined by the negative feedback resistance 48 can be changed. In addition, the diode 49 has the task of the temperature response of the response value of the transistor 19 to compensate, since both consist of the same semiconductor material and lie in opposite rows. Another influence on the temperature response of the fuse's response value is possible through the choice of the temperature coefficient of the resistor 48.

Die Erfindung ermöglicht nun bei einem Stromversorgungsgerät zum einen die . Abgabe größerer Leistungen, ohne jemals überlastet zu werden, zum anderen aber wird eine Überdimensionierung vermieden, wobei der zulässige Arbeitsbereich des Transistorsteligliedes voll ausgenutzt wird.The invention now enables a power supply device on the one hand the. Delivery of larger services without ever becoming overloaded, for Others, however, avoid oversizing, whereby the permissible working range of the Transistorsteligliedes is fully utilized.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for monitoring the power loss of the transistor actuator stabilized power supply device, consisting of one connected to the output of the power supply device, one of the respective transistor power loss Proportional potential generating, product-forming arrangement that reduces the power dissipation hyperbola of the transistor actuator using a non-linear voltage divider, and one simulates the transistor actuator controlling, acted upon by the product-forming arrangement limit value stage certain Response and reset voltage, d a characterized in that as product-forming Arrangement of an ohmic voltage divider from two fixed resistors (20, 21) and a variable resistor (18) between the collector of the transistor actuator (9) and the output terminal (15) of an auxiliary voltage source, the potential of which is related to the end point the emitter resistor (10) of the transistor control element (9) as a common reference point, has the opposite potential as its collector that the tap of the voltage divider is verbundden to the collector of a transistor (19) which has the opposite conductivity like the transistor actuator (9) that its base at the positive output terminal (3) of the power supply device and that its emitter is connected to the emitter of the transistor actuator (9) and that the connection point of the resistors. (20, 21) for controlling the limit value stage, which is designed in a known manner as a Schmitt trigger (22) is led.

2. Circuit arrangement rfach claim 1, characterized by using it in power supplies that have a circuit with controllable Rectifiers' is connected upstream for rough voltage adjustment.

3.-Arrangement according to claim 2, characterized. claB iiinei half of the Schmitt trigger (22) the Spaninmjjsieilerwuleislande (25, 28.36,

37) and the feedback resistor (27) are dimensioned so that the response voltage of the Schmitt trigger (22) is equal to the output voltage of the product-forming arrangement Achieving the maximum permissible actuator power loss is that the switch-back voltage of the

Schmitt trigger is equal to the output voltage of the product-forming arrangement if the Collector-emitter voltage of the locked actuator has reached a value that is slightly higher is than the fixed setpoint voltage of the pre-control circuit on the actuator.

1 sheet of drawings

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