DE1513057B2 - Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen abschalten der betriebsspannung - Google Patents

Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen abschalten der betriebsspannung

Info

Publication number
DE1513057B2
DE1513057B2 DE19661513057 DE1513057A DE1513057B2 DE 1513057 B2 DE1513057 B2 DE 1513057B2 DE 19661513057 DE19661513057 DE 19661513057 DE 1513057 A DE1513057 A DE 1513057A DE 1513057 B2 DE1513057 B2 DE 1513057B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
emitter
circuit
control transistor
base
voltage
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.)
Withdrawn
Application number
DE19661513057
Other languages
English (en)
Other versions
DE1513057A1 (de
Inventor
Günther Jagsch Christian 8000 München Mieth
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of DE1513057A1 publication Critical patent/DE1513057A1/de
Publication of DE1513057B2 publication Critical patent/DE1513057B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Abschalten der Betriebsspannung ohne Potentialtrennung beim Auftreten von Überströmen bei elektrischen Geräten, insbesondere der Nachrichten- und Meßtechnik, bei der im Längszweig zwischen Stromquelle und Verbraucher eine Serienschaltung, bestehend aus einem Meßwiderstand und der Emitter-Kollektorstrecke eines Stelltransistors, angeordnet ist, dessen Basisstrom vom Betriebszustand eines Steuertransistors abhängt, dessen Emitter-Kollektorstrecke der Serienschaltung aus dem Meßwiderstand und der Emitter-Basisstrecke des Stelltransistors parallel geschaltet ist und in dessen Emitter-Basiskreis der Meßwiderstand liegt.
Vor allem bei Geräten, die mit Halbleiterbauelementen bestückt sind, besteht die Gefahr, daß diese Bauelemente bei Überlastung durch zu starke Erwärmung zerstört werden, wenn die Betriebsspannung nicht schnell genug abgeschaltet wird. Es ist bereits eine Anordnung zur Abschaltung der Betriebsspannung ohne Potentialtrennung bekannt, bei der zwischen Stromquelle und Verbraucher die Emitter-Kollektorstrecke eines Stelltransistors geschaltet ist, dessen Basissteuerstrom vom Betriebszustand eines Steuertransistors abhängt, dessen Emitter-Kollektorstrecke der Emitter-Basisstrecke des Stelltransistors parallel geschaltet ist. Da in derartigen Schaltungen am Stelltransistor eine sehr große Verlustleistung auftreten kann, die in Wärme umgesetzt wird, müssen unter Umständen dementsprechend große Kühlkörper vorgesehen werden.
Die gleichen Maßnahmen zur Vermeidung unzulässig hoher Erwärmung des Stelltransistors bei Überstrom erfordert eine andere bekannte Schaltung, die als elektronische Sicherung für ein stabilisiertes Netzgerät arbeitet. Der Basis-Emitterstrecke des Stelltransistors ist die Kollektor-Emitterstrecke eines Steuertransistors in Serie mit einem Meßwiderstand parallel geschaltet. Die an einem Spannungsteiler der Stabilisierungsschaltung abgegriffene Steuerspannung für den Steuertransistor bewirkt in Verbindung mit dem Spannungsabfall am Meßwiderstand bei Überstrom eine schnelle Sperrung des Stelltransistors.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Stellglied in Serienregelschaltungen unmittelbar vor unzulässig hoher Erwärmung zu schützen. Gemäß der Erfindung wird das mit geringem Schaltungsaufwand bei der eingangs beschriebenen Schaltungsanordnung dadurch erreicht, daß in den Emitter-Basiskreis des Steuertransistors, der einen ausgeprägten Schwellwert in der Basis-Emitter kennlinie aufweist, zusätzlich ein mit dem Stelltransistor gut wärmeleitend verbundener Kaltleiter, der Teil eines Spannungsteilers im Querzweig der Schaltung ist, zur Temperaturüberwachung des Stelltransistors so eingeschaltet ist, daß die Summe der Spannungsabfälle wirksam ist.
Unter Ausnutzung des Schwellwertes der Basis-Emittercharakteristik des Steuertransistors wird der Stelltransistor vollkommen gesperrt, wenn er nach einem Kurzschluß im Verbrauchergerät die maximal zugelassene Erwärmung und der zugeordnete Kaltleiter seinen Ansprechwert erreicht hat. Auf einen großen Kühlkörper, der in der Lage wäre, im Kurzschlußfall die Verlustwärme des Stelltransistors auch für längere Zeit in ausreichendem Maße abzuführen, kann hier verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß andere Bauteile, die mit dieser als
·■ elektronische Sicherung wirkenden Schaltung zusammen in einem Gerät angeordnet sind, nicht unnötig aufgeheizt werden. In batteriebetriebenen Geräten wird außerdem die nutzlose Entladung der Stromquelle verhindert.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert. In
F i g. 1 ist ein Schaltbild der elektronischen Sicherung im Prinzip dargestellt; die
F i g. 2 und 3 zeigen die Kennlinie eines Kaltleiters und die der Strombegrenzung mit Temperaturüberwachung.
Die elektronische Sicherung nach F i g. 1 ist zwisehen der Betriebsspannungsquelle Ue und dem angedeuteten Gerät G, das einen vor Überstrom zu schützenden Verbraucher darstellt, angeordnet. Im Hauptstromkreis sind vom Laststrom durchflossen hintereinander der Meßwiderstand Rm und die Emitter-Kollektorstrecke des Stelltransistors Ts 1 angeordnet. In Abhängigkeit vom Aussteuerungszustand bewirkt der Stelltransistor die Strombegrenzung des bei Kurzschluß oder aus anderen Gründen auftretenden Überstromes. Die Basis des Stelltransistors ist über den Widerstand R1 mit dem anderen Pol (f-Pol) der Betriebsstromquelle verbunden. Die Steuerung des Stelltransistors erfolgt mit Hilfe des weiteren Transistors Ts 2, dessen Emitter über den Meßwiderstand mit dem Emitter und dessen Kollektor mit der Basis des Stelltransistors verbunden sind.
Zwischen Meßwiderstand Rm und Stelltransistor ist im Querzweig der Schaltung ein Spannungsteiler angeordnet, der aus einem Kaltleiter Rk und dem Widerstand R 2 besteht. Die Basis des Steuertransistors Ts 2 ist mit dem Abgriff des Spannungsteilers verbunden, so daß im Emitter-Basiskreis des Steuertransistors die Summe der Spannungsabfälle am Meßwiderstand und am Kaltleiter als Steuerspannung wirksam ist. Für die Wirkungsweise der Schaltung ist wichtig, daß der Steuertransistor Ts 2 in der Emitter-Basiskennlinie einen ausgeprägten Schwellwert besitzt, wie er z. B. bei Silizium-Transistoren vorhanden ist. Die beiden Transistoren Ts.1 und Ts 2 sind vom gleichen Leitfähigkeitstyp. Die Wirkungsweise ist jedoch nicht von der Verwendung von npn-Transistoren ab-
hängig. Die Basis-Emitterspannung am Transistor Ts 2 muß einen bestimmten Schwellwert überschreiten, damit er durchgesteuert werden kann. Als Folge davon sinkt die Ausgangsspannung am Verbraucher G ab. Bei Kurzschluß fließt der durch den Meßwiderstand festgelegte Ausgangsstrom, während die Ausgangsspannung auf Null zurückgeht (F i g. 3). Die am Stelltransistor liegende Eingangsspannung und der weiterhin fließende Strom erwärmen den Transistor. Steigt die Temperatur über den Ansprechwert des Kaltleiters Rk, so erhöht sich dessen Widerstand um einige Größenordungen (F i g. 2), so daß die Spannung an ihm steigt und der Steuertransistor Ts 2 vollkommen durchgeschaltet wird. Da in diesem Zustand die Emitter-Kollektorstrecke des Steuertransislors sehr niederohmig ist, geht der Basisstrom des Stelltransistors auf Null zurück und sperrt vollkommen. Da nun keine neue Verlustwärme mehr entsteht, kühlen der Stelltransistor und der Kaltleiter so weit ab, daß wieder Strom fließen kann. Nach und nach stellt sich ein thermisches Gleichgewicht zwischen der Verlustleistung des Transistors und dessen Temperatur bei einer dem Kaltleiter entsprechenden Temperatur ein. Der Stelltransistor Ts 1 kann sich in
Uö /
η Fall mehr unzulässig erwärmen. Der Einsatzder Temperaturüberwachung ist auf der Kenna F i g. 3 mit dem Buchstaben α bezeichnet. Der g. 3 gestrichelt dargestellte Kurvenverlauf besieh auf verschieden hohe Umgebungstempera-Bei tiefen Temperaturen, z. B. — 30° C, liegt nsprechwert höher, bei höheren Temperaturen, +■ 60° C, tiefer als bei Raumtemperatur.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Abhalten der Betriebsspannung ohne Potentialinnung beim Auftreten von Überströmen bei ;ktrischen Geräten, insbesondere der Nachricha- und Meßtechnik, bei der im Längszweig zischen Stromquelle und Verbraucher eine jrienschaltung, bestehend aus einem Meßwiderand und der Emitter-Kollektorstrecke eines elltransistors, angeordnet ist, dessen Basisstrom )m Betriebszustand eines Steuertransistors ab- so
10 hängt, dessen Emitter-Kollektorstrecke der Serienschaltung aus dem Meßwiderstand und der Emitter-Basisstrecke des Stelltransistors parallel geschaltet ist und in dessen Emitter-Basiskreis der Meßwiderstand liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Emitter-Basiskreis des Sleuertransistors (Ts 2), der einen ausgeprägten Schwellwert in der Basis-Emitterkennlinie aufweist, zusätzlich ein mit dem Stelltransistor (Ts 1) gut wärmeleitend verbundener Kaltleiter (Rk), der Teil eines Spannungsteilers im Querzweig der Schaltung ist, zur Temperaturüberwachung des Stelltransistors (Ts 1) so eingeschaltet ist, daß die Summe der Spannungsabfälle wirksam ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (Rk) mit einem weiteren Widerstand (R 2) einen Spannungsteiler bildet, der im Querzweig der Schaltung angeordnet ist und dessen Abgriff mit der Basis des Steuertransistors (Ts 2) verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DE19661513057 1966-08-18 1966-08-18 Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen abschalten der betriebsspannung Withdrawn DE1513057B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES0105420 1966-08-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1513057A1 DE1513057A1 (de) 1969-05-29
DE1513057B2 true DE1513057B2 (de) 1971-04-29

Family

ID=7526556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661513057 Withdrawn DE1513057B2 (de) 1966-08-18 1966-08-18 Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen abschalten der betriebsspannung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1513057B2 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2123892A1 (de) * 1971-05-14 1972-11-23 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung zum Schutz der Verstärker gegen Überlastungen in Lautsprecheranlagen
DE2710762A1 (de) * 1976-03-12 1977-09-15 Pioneer Electronic Corp Temperaturschutzschaltung
DE2805018A1 (de) * 1978-02-06 1979-08-09 Westfaelische Metall Industrie Vorrichtung zum schutz eines elektrischen bauelements in einer schaltungsanordnung gegen ueberlastung
EP0012547A1 (de) * 1978-12-18 1980-06-25 Allis-Chalmers Corporation Schutzanordnung zur Begrenzung der Einschaltdauer eines Leistungs-Transistor-Schalters
DE3012045A1 (de) * 1980-03-28 1981-10-08 Nsm-Apparatebau Gmbh & Co Kg, 6530 Bingen Anordnung und verfahren zum ein- und ausschalten von verbrauchern mit einem mikroprozessor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4675770A (en) * 1985-01-30 1987-06-23 Telefonaktiebolaget L. M. Ericsson Multiple voltage regulator integrated circuit having control circuits for selectively disabling a voltage regulator in an over-current condition
JP4622133B2 (ja) * 2001-03-30 2011-02-02 パナソニック株式会社 過電流保護回路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2123892A1 (de) * 1971-05-14 1972-11-23 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung zum Schutz der Verstärker gegen Überlastungen in Lautsprecheranlagen
DE2710762A1 (de) * 1976-03-12 1977-09-15 Pioneer Electronic Corp Temperaturschutzschaltung
DE2805018A1 (de) * 1978-02-06 1979-08-09 Westfaelische Metall Industrie Vorrichtung zum schutz eines elektrischen bauelements in einer schaltungsanordnung gegen ueberlastung
EP0012547A1 (de) * 1978-12-18 1980-06-25 Allis-Chalmers Corporation Schutzanordnung zur Begrenzung der Einschaltdauer eines Leistungs-Transistor-Schalters
DE3012045A1 (de) * 1980-03-28 1981-10-08 Nsm-Apparatebau Gmbh & Co Kg, 6530 Bingen Anordnung und verfahren zum ein- und ausschalten von verbrauchern mit einem mikroprozessor

Also Published As

Publication number Publication date
DE1513057A1 (de) 1969-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112005002954T5 (de) Energieversorgungssteuerung
DE1097539B (de) UEberspannungsschutzeinrichtung
EP0623257B1 (de) Monolithisch integriertes mos-endstufenbauteil mit einer überlast-schutzeinrichtung
EP1388192B1 (de) Leistungsbegrenzungsschaltung
DE1948852C3 (de) Für einen Verstärker verwendbare elektronische Schutzschaltung
DE1192316B (de) Anordnung zur Temperaturueberwachung in elektrischen Geraeten
DE1513057B2 (de) Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen abschalten der betriebsspannung
DE1513057C (de) Schaltungsanordnung zum selbsttati gen Abschalten der Betriebsspannung
DE4022253A1 (de) Strombegrenzungsschaltung
DE3539646A1 (de) Schaltungsanordnung zum schutz eines als schaltregler arbeitenden pulsgesteuerten halbleiterschalters
US3178617A (en) Circuit breaker with bistable circuit for overcurrent protection
DE2354054B2 (de) Anordnung zum ueberlastungsschutz von transistoren
DE1563734C3 (de) Schaltung zur Gleichspannungsstabilisierung
DE2929417C2 (de) Elektronisches Gerät mit elektrischem Lüfter o.dgl.
EP2200141B1 (de) Schaltungsanordnung zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers
DE3926352C2 (de) Schaltungsanordnung mit einer den Speisestrom begrenzenden Schutzeinrichtung
DE3432680A1 (de) Schutzschaltung gegen ueberlast und kurzschluss
CH389039A (de) Spannungsstabilisierte Gleichstromspeiseeinrichtung
DE2409798A1 (de) Kurzschluss- und ueberlastungsschutzeinrichtung fuer einen mit halbleiterelementen bestueckten verstaerker
DE2032191C3 (de) Schwellwertschalter
DE1067531B (de) Anordnung mit Transistoren in Kaskadenschaltung
DE1563734B2 (de) Schaltung zur gleichspannungsstabilisierung
DE2755081A1 (de) Transistor-ueberlastungssicherung
DE102013013814A1 (de) Vorrichtung zum Absichern einer Komponente eines Bordnetzes eines Fahrzeugs
DE3421784C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee