DE1538439B2 - Schaltungsanordnung zur abschaltung stabilisierter ausgangsspannungen bei kurzschluss - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung _N zur Abschaltung aller stabilisierten Ausgangsspan-

nungen eines Stromversorgungsgerätes bei starker Überlastung oder bei Kurzschließen der Klemmen einer dieser Ausgangsspannungen, zu deren Stabilisierung jeweils ein Serientransistor, dessen Basis über einen Widerstand entweder mit der Spannung an seinem Kollektor oder einer geeigneten anderen Spannung in Verbindung steht, und ein mit dessen Emitter verbundener, die stabilisierte Ausgangsspannung überbrückender Spannungsteiler sowie ein zweiter Transistor vorgesehen sind, dessen Basis mit einem Abgriff des Spannungsteilers, sein Emitter mit dem allen Ausgangsspannungen gemeinsamen Bezugspotential (Masse) des Spannungsteilers und sein Kollektor mit der Basis des Serientransistors in Verbindung steht, bei welcher Schaltungsanordnung ferner ein Schaltelement vorgesehen ist, das bei starker Überlastung oder Kurzschluß der Klemmen einer der Ausgangsspannungen durch ein in der Schaltungsanordnung selbsttätig erzeugtes Dauersignal in den Leitzustand übergeht und damit die Basis des Serientransistors einer Ausgangsspannung mit dem allen Aus-

)) gangsspannungen gemeinsamen Bezugspotential verbindet, und Schaltmittel vorhanden sind, welche nach Beseitigung der starken Überlastung oder des Kurzschlusses und nach entsprechender Befehlsgabe das Schaltelement in die geöffnete Schaltstellung umschalten und dort so lange halten, bis sich die Ausgangsspannungen wieder aufgebaut haben.

Eine Schaltungsanordnung, bei welcher die stabilisierte Ausgangsspannung eines Stromversorgungsgerätes im Falle starker Überlastung oder Kurzschluß abgeschaltet wird und welche derartige Merkmale aufweist, ist bereits durch die deutsche Auslegeschrift 1 083 355 bekanntgeworden.

Ausgehend von dieser bekannten Schaltungsanordnung ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem Strom-

; Versorgungsgerät, welches mehrere stabilisierte Ausgangsspannungen aufweist und bei welchem die Stabilisierung dieser Spannungen in der eingangs beschriebenen Weise erfolgt, eine Schaltungsanordnung anzugeben, durch welche mit einfachen Mitteln im Falle einer starken Überlastung oder eines Kurzschlusses alle diese Ausgangsspannungen sofort elektronisch abgeschaltet werden. Dies ist insbesondere deswegen zweckmäßig, da bei Ausfall einer der Ausgangsspannungen eines Stromversorgungsgerätes häufig jene Bauteile, die zusätzlich noch an einer der anderen Ausgangsspannungen liegen, überlastet oder zerstört werden. Durch die selbsttätige sofortige Abschaltung aller Ausgangsspannungen gemäß der Erfindung werden diese Bauteile vor Zerstörung geschützt.

Diese vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß nun dadurch gelöst, daß eine der Ausgangsspannungen eine unabhängige Spannung ist und die anderen Ausgangsspannungen von dieser abhängige Folgespannungen darstellen, daß die Basis eines jeden einer Folgespannung zugeordneten Serientransistors mit dem Emitter des Serientransistors der unabhängigen Spannung in Verbindung steht und daß eines der beiden Potentiale jeder Ausgangsspannung mit dem gemeinsamen Bezugspotential verbunden ist, daß ferner das Schaltelement als Schalttransistor ausgebildet ist und mit seinem Kollektor an der Basis des Serientransistors der unabhängigen Ausgangsspannung, mit seinem Emitter an dem gemeinsamen Bezugspotential und mit seiner Basis an einem Abgriff eines Spannungsteilers liegt, der mindestens so viele Teilerwiderstände aufweist, wie Ausgangsspannungen vorhanden sind, daß jeweils eine Klemme eines Teilerwiderstandes mit einem Potential der zugeordneten Ausgangsspannung verbunden ist, daß weiterhin ein Steuertransistor, welcher in seinem leitenden Zustand die Basis des Schalttransistors mit dem gemeinsamen Bezugspotential verbindet, ein Blindwiderstand und gegebenenfalls ein Taster vorgesehen sind, welche beim Wiedereinschalten des Gerätes nach der Überlastung oder dem Kurzschluß an die Basis des Steuertransistors einen öffnenden Impuls geben, durch welchen der nachgeschaltete Schalttransistor wieder in den Sperrzustand übergeht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Taster, der Blindwiderstand sowie eine zu letzterem parallelgeschaltete Diode insgesamt in Reihe zwischen die beiden Potentiale der unabhängigen Spannung geschaltet sind und daß die Basis des Steuertransistors zwischen Diode und Blindwiderstand angeschlossen ist.

Dieser Blindwiderstand kann entweder durch einen Kondensator sowie gegebenenfalls durch einen zusätzlichen ohmschen Widerstand oder aber durch eine Drosselspule gebildet werden, welche parallel zur Basis-Emitterstrecke des Steuertransistors liegt, wobei der Drosselspule gegebenenfalls ein ohmscher Widerstand vorgeschaltet sein kann.

Aufgabe der Schaltmittel ist es, den Schalttransistor, der auch nach der Abschaltung der Ausgangsspannungen durch die ungeregelte Leerlaufgleichspannung ständig in leitendem Zustand gehalten wird, auf einen entsprechenden Befehl von außen hin kurzzeitig in den gesperrten Zustand zu bringen und ihn so lange dort zu halten, bis sich die Ausgangsspannungen durch den nunmehr wieder leitend gesteuerten Serientransistor der unabhängigen Ausgangsspannung aufbauen können. Ist dieser Aufbau beendet, so wird der Schalttransistor von den Ausgangsspannungen selbst weiterhin in seinem Sperrzustand gehalten.

Zu diesem Zwecke verbindet der Taster im nicht betätigtem Zustand den Blindwiderstand mit seiner einen Klemme mit dem Bezugspotential und in seinem Arbeitszustand mit einem sich bei Abschaltung der Ausgangsspannungen nicht ändernden Spannungspotential.

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Im folgenden sollen diese und noch weitere Merk- zeigt, wobei jedoch die Hilfsspannung bei diesem

male der Erfindung an Hand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiel weggelassen wurde, Es sei an

mehrere Ausführungsbeispiele zeigt, noch näher er- dieser Stelle bemerkt, daß mit diesem Schaltbeispiel

läutert werden. nur die grundsätzliche Wirkungsweise der Erfindung

F i g. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung, 5 erläutert werden soll, daß die Anwendung der Erfinbei der zur Verbesserung des Regelverhaltens zusatz- dung jedoch auf die Abschaltung von Schaltungsanlich eine ebenfalls bereits bekannte Hilfsspannung Ordnungen mit mehreren Ausgangsspannungen geverwendet ist; richtet ist. Bei der letztgenannten Anwendung bietet

F i g. 2 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung die Erfindung insofern besondere Vorteile, da der

zur Abschaltung einer Ausgangsspannung; io Aufwand zur Abschaltung einer Ausgangsspannung

F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsan- praktisch genau so hoch ist wie zur Abschaltung von

Ordnung zur Abschaltung zweier Ausgangsspannun- zwei oder drei solcher Ausgangsspannungen,

gen; Mit den Bezugszeichen 21 bis 29 sind in F i g. 2 die

F i g. 4 schließlich zeigt eine erfindungsgemäße bereits an Hand der F i g. 1 erläuterten Elemente be-

Schaltungsanordnung zur Abschaltung von drei Aus- 15 zeichnet. Als Schaltelement zum Sperren des Transi-

gangsspannungen. stors 24 dient ein Schalttransistor 30, zum Ansteuern

In F i g. 1 ist eine bekannte Schaltungsanordnung dieses Schalttransistors 30 zur Wiedereinschaltung zur Stabilisierung einer Ausgangsspannung gezeigt. der Ausgangsspannung dient ein Transistor 31. Der Ein Transformator 1 enthält eine Primärwicklung 1 α Transistor 32 dient als Inverter und hat nur die Auf- und die Sekundärwicklungen 1 b und 1 c. Zur Gleich- 20 gäbe, für den Schalttransistor 30 ein Signal mit der richtung der Wechselspannung an der Sekundärwick- richtigen Polarität zu erzeugen. Die Widerstände 33 lung 1 b dienen eine Diode 2 sowie ein Glättungskon- und 34 bilden einen Spannungsteiler und geben ein in densator 3. Zur Stabilisierung der an den Klemmen seiner Größe von der Ausgangsspannung abhängiges des Kondensators vorliegenden pulsierenden Gleich- Signal an die Basis des Invertertransistors 32 ab; der spannung dienen ein Serientransistor 4 sowie ein Re- 25 Widerstand 35 bildet zusammen mit der Kollektorgeltransistor 5. Die stabilisierte Ausgangsspannung U Emitter-Strecke des Invertertransistors 32 ebenfalls wird an einem Spannungsteiler, bestehend aus den einen Spannungsteiler und dient zur Ansteuerung des Widerständen 6 und 7, abgenommen. Als Basiswider- Schalttransistors 30. Die Ansteuerung des Transistors stand für den Serientransistor 4 dient ein Wider- 31 erfolgt über einen Kondensator 36 und einen Tastand 8, zur Erzeugung einer Vergleichsspannung für 30 ster 37, der in seinem Ruhezustand den Kondensator den Transistor 5 eine Diode 9. Als Belastung sei ein 36 kurzschließt. Zum Schutz des Kondensators 36 veränderlicher Widerstand 10 angenommen. Diese und des Transistors 31 ist ein kleiner Schutzwiderbisher erläuterte Schaltungsanordnung ist bereits voll stand 38 vorgesehen. Bei Betätigung verbindet der funktionsfähig zur Stabilisierung einer ungeregelten Taster 37 den Kondensator 36 mit dem positiven Pol Gleichspannung, durch die Verwendung einer zusatz- 35 der ungeregelten Gleichspannung und bewirkt dalichen Hilfsspannung ist jedoch die Regelwirkung durch, daß ein positiver Impuls so lange an die Basis dieser Schaltungsanordnung noch verbesserungsfähig des Transistors 31 gelangt, bis der Kondensator 36 und ermöglicht die Abgabe einer noch besser stabili- sich voll aufgeladen hat. Die Diode 31 α hat die Aufsierten Ausgangsspannung U. Zur Erzeugung dieser gäbe, zu verhindern, daß an die Basis des Transistors Hilfsspannung dienen die zweite Sekundärwicklung 40 31 eine unzulässige negative Spannung angelegt wird. 1 c des Transformators, eine Diode 11 und ein Kon- Die Schaltungsanordnung dient zur Abschaltung densator 12 sowie ein Widerstand 13 und eine Diode der Ausgangsspannung U₁, wenn an den Ausgangs-14, welche Elemente eine konstante Spannung an den klemmen eine starke Überlastung oder ein Kurzbeiden Klemmen dieser Diode erzeugen. Diese kon- schluß eintritt. Die Schaltungsanordnung kann aber stante Spannung wird der Basis und dem Emitter des 45 eine länger andauernde Überlastung des Stromversor-Serientransistors 4 zugeführt. gungsgerätes, die jedoch noch weit entfernt ist von

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist einem Kurzschluß, nicht überwachen. Zu diesem nun folgende: Ändert sich die Ausgangsspannung U Zweck kann daher eine Schmelzsicherung 39 vorgein Richtung positiver Werte — entweder durch An- sehen werden, welche bei einer andauernden Überladerung der Belastung oder durch Änderung der Span- 50 stung des Stromversorgungsgerätes anspricht,
nung an den Klemmen der Sekundärwicklung Ib —, Es sei angenommen, daß die Transistoren 24 und so steigt auch die Spannung am Widerstand 7 des 25 leitend seien und an den Klemmen des Spannungs-Spannungsteilers und bewirkt hierdurch ein stärkeres teilers 26 und 27 eine Ausgangsspannung U₁ ansteht. Leitendwerden des Transistors 5. Dies wiederum hat Die Transistoren 30, 31 sind gesperrt, der Transistor zur Folge, daß der Basistrom für den Serientransi- 55 32 ist leitend, der Taster 37 befindet sich in seiner stör 4 in stärkerem Maße über den Transistor 5 fließt Ruhestellung und der Kondensator 36 ist somit entla- und damit der Serientransistor 4 weniger stark leitend den. Bricht jetzt die Ausgangsspannung U₁ auf gemacht wird. Dies hat eine Erhöhung des Kollektor- Grund einer starken Überlastung oder eines Kurz-Emitterwiderstandes dieses Transistors und damit Schlusses zusammen, so nimmt auch die Spannung eine Verringerung des Stromes durch diesen Transi- 60 am Spannungsteiler 33, 34 in gleichem Maße ab, was stör zur Folge. Dieser geringere Strom erzeugt am dazu führt, daß der Transistor 32 zunehmend geSpannungsteiler 6, 7 einen geringeren Spannungsab- sperrt wird. Dies bedeutet hinwiederum, daß das Kolfall und wirkt dadurch der ursprünglichen Span- lektorpotential dieses Transistors ansteigt und ein nungsänderungen im Sinne einer Stabilisierung der Leitendwerden des Schalttransistors 30 bewirkt. Die-Ausgangsspannung entgegen. 65 ser wird so weit in den leitenden Zustand gesteuert,

In F i g. 2 ist eine bekannte Schaltungsanordnung daß er. einen geringeren Kollektor-Emitterwiderstand in einer Anordnung gemäß F i g. 1 zur Erzeugung aufweist als der Transistor 25 und damit dem Serieneiner einzigen stabilisierten Ausgangsspannung ge- transistor 24 in stärkerem Maß den Basisstrom ent-

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zieht. Der Transistor 24 wird vollständig gesperrt und dem Nullpotential liegt. Hieraus ergibt sich, daß am

bewirkt somit eine Abschaltung des Verbrauchers an Abgriff des Spannungsteilers 69, 70 bereits ein Poten-

den Klemmen der Ausgangsspannung U₁ von dem tial der richtigen Polarität zum Leitendsteuern des

Stromversorgungsgerät. An den Klemmen des Kon- Transistors 60 bei Zusammenbrechen einer Aus-

densators 23 bleibt die Leerlaufgleichspannung je- 5 gangsspannung auftritt.

doch bestehen und bewirkt, daß über den Widerstand Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist wie-35 ständig ein positives Potential an der Basis des der eine Hilfsspannung vorgesehen, welche in der be-Schalttransistors 30 bestehenbleibt und dieser somit reits beschriebenen Weise durch die Elemente 41 d im leitenden Zustand gehalten wird. Ist der Kurz- und 71 bis 74 erzeugt wird. Die Ausgangsspannung schluß oder die starke Überlastung nun beseitigt, so 10 U₁ soll als die unabhängige Spannung betrachtet werwird der Taster 37 kurzzeitig in seine Arbeitsstellung den, die Ausgangsspannung U₂ soll infolgedessen die gebracht und ermöglicht ein Aufladen des Kondensa- Folgespannung darstellen. Erfindungsgemäß muß dators 36. Bis dieser Kondensator aufgeladen ist, liegt her der Schalttransistor 60 immer im Steuerkreis des jedoch ein positives Potential an der Basis des Tran- Serientransistors 44 der unabhängigen Ausgangssistors 31, welches diesen leitend steuert und bewirkt, 15 spannung liegen. Die Hilfsspannung wird immer an daß an die Basis des Schalttransistors 30 ein Sperr- die Basis und den Emitter dieses Serientransistors der signal gegeben wird. Sobald der Transistor 30 gesperrt unabhängigen Ausgangsspannung gelegt. Das Abhänist, fließt wieder Basisstrom in den Serientransistor gigkeitsverhältnis der Spannung U₂ von der Span-24, wodurch dieser leitend gesteuert wird; die Aus- nung U₁ ergibt sich daraus, daß die Basis des Seriengangsspannung an den Klemmen des Spannungstei- ₂o transistors 54 für die Ausgangsspannung U₂ über lers 26, 27 kann sich wieder aufbauen. Mit dem An- einen Widerstand 58 an dem Emitter des Serientranwachsen der Ausgangsspannung U₁ auf ihren vollen sistors 44 der Ausgangsspannung IZ₁ liegt. Bei Verpositiven Wert steigt auch das Potential am Span- schwinden der Ausgangsspannung U₁ wird daher wenungsteiler 33, 34 und damit auch an der Basis des gen des dann gesperrten Serientransistors 54 zwang-Invertertransistors 32. Letzterer wird wieder leitend 25 läufig auch die Ausgangsspannung U₂ zusammenbregesteuert und legt nunmehr ebenfalls ein Sperrpoten- chen. Der bereits an Hand der F i g. 1 erläuterte Statial an die Basis des Schalttransistors 30. Mit der im- bilisierungsvorgang für die Ausgangsspannung vermer stärkeren Aufladung des Kondensators 36 wird läuft bei der Ausgangsspannung U₂ in ganz analoger das Potential an der Basis des Transistors 31 immer Weise zu dem der Ausgangsspannung IZ₁.
niedriger, was schließlich zu einem vollständigen 30 Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun fol-Sperren dieses Transistors führt. Das Ausgangssignal gende: Es sei wieder angenommen, daß die Transistodieses Transistors, welches an sich den Schalttransi- ren 44, 45 und 54 und 55 leitend sind, d. h. daß also stör 30 wieder in den leitenden Zustand steuern die Ausgangsspannung CZ₁ und U₂ vorhanden sind, würde, kann sich jedoch an der Basis dieses Tran- Die Transistoren 60 und 61 sind infolgedessen gesistors nicht mehr auswirken, da letztere durch 35 sperrt, und der Kondensator 66 ist über den in Ruheden Invertertransistor 32 auf Sperrpotential gehalten stellung befindlichen Taster 67 entladen. Bricht jetzt wird. Wird jetzt der Taster 37 wieder in seine Ruhe- beispielsweise die Ausgangsspannung U₂ wegen einer lage gebracht, so entlädt sich der Kondensator 36 starken Überlastung oder eines Kurzschlusses zusam- und die Schaltungsanordnung befindet sich wieder in men, so wandert das Potential der unteren Klemme ihrem ursprünglichen Ausgangszustand. 40 des Widerstandes 70 von einem negativen Wert auf

Wie bereits erwähnt, muß die Dimensionierung des den Wert Null. Dies bedeutet aber, daß an der Basis Steuerkreises für den Transistor 31 so gewählt wer- des Schalttranssitors 60 das Potential ansteigt, woden, daß die Aufladung des Kondensators 36 einer- durch dieser Transistor leitend wird und dem Serienseits so langsam erfolgt, daß der Transitsor 31 so transistor 44 in der schon beschriebenen Weise den lange in dem leitenden Zustand gehalten wird, daß 45 Basistrom entzieht. Nunmehr wird der Serientransisich die Ausgangsspannung CZ₁ wieder aufbauen stör gesperrt und in der Folge davon bricht die Auskann, andererseits daß aber die Aufladung beendet gangsspannung LZ₁ zusammen. Damit wandert das sein muß, ehe durch eine etwaige sofort auftretende Potential am Emitter des Serientransistors 44 von neue Störung an den Klemmen der Ausgangsspan- einem positiven Wert zum Wert Null, und das Potennung der Schalttransistor 30 wieder in den leitenden 50 tial an der Basis des Serientransistors 54 wird ent-Zustand gesteuert wird. sprechend negativer. Dadurch wird der letztere Tran-

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ge- sistor ebenfalls gesperrt, und die Ausgangsspannung

maß F i g. 3 erzeugt zwei stabilisierte Ausgangsspan- U₂ verschwindet. Das Stromversorgungsgerät ist an

nungen, und zwar eine positive und eine negative seinen Ausgängen abgeschaltet.

Spannung. Zur Erzeugung der positiven Ausgangs- 55 Ist die äußere Störung behoben, so wird der Taster

spannung dienen die bereits aus der F i g. 2 bekann- 67 kurzzeitig in seine Arbeitsstellung gebracht und

ten Elemente, welche mit 41 bis 49 bezeichnet sind; damit über den Kondensator 66 ein positives Poten-

zur Erzeugung der negativen Ausgangsspannung die- tial an die Basis des Transistors 61 angelegt. Dieser

nen in analoger Weise die Elemente 41 und 52 bis 59. wird leitend und legt ein Sperrpotential an die Basis

Die Bauelemente gemäß der Erfindung sind mit 60 60 des Transistors 60. Sobald dieser gesperrt ist, erhält'

bis 70 bezeichnet, wobei im Unterschied zu der Aus- der Serientransistor 44 wieder Basisstrom, und die

führung gemäß F i g. 2 kein Invertertransistor und Ausgangsspannung U₁ kann sich wieder aufbauen,

kein Kollektorwiderstand für diesen mehr erforder- Gleichzeitig mit dem Anwachsen des positiven Poten-

lich sind. Dies hat seine Ursache darin, daß der Span- tials an dem Widerstand 46 wird auch das Potential

nungsteiler 69, 70 zwischen einem positiven und ne- 65 an der Basis des Serientransistors 54 positiver, wo-

gativen Potential angeschaltet ist, im Gegensatz zu durch dieser wieder in den leitenden Zustand gesteu-

der Ausführung von F i g. 2, bei welcher der Span- ert wird und damit ein Wiederaufbauen der Aus-

nungsteiler 32, 35 nur zwischen einem positiven und gangsspannung U₂ ermöglicht. Währenddessen wurde

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der Kondensator 66 immer mehr vollgeladen und der zielen wie mit einem Kondensator, mußte sie, anstatt

Transistor 61 wird nunmehr wieder gesperrt. Sein in Reihe zu der Basis des Steuertransistors 111, par-

Ausgangssignal kann sich jedoch an der Basis des allel zu dessen Basis-Emitterstrecke geschaltet wer-

Transistors 60 nicht mehr auswirken, da inzwischen den. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung

der Widerstand 70 wieder an negativem Potential 5 ist auf Grund der ausführlichen Beschreibung der

liegt und an der Basis des Schalttransistors 60 ein Wirkungsweise der anderen Schaltungsbeispiele ohne

Sperrpotential erzeugt. weiteres verständlich. Bei Zusammenbrechen der

Würde hingegen die Ausgangsspannung ZZ₁ auf Spannung U₁ werden auf Grund der Tatsache, daß

Grund äußerer Belastung zusammenbrechen, so die Spannungen U₂ und U_:i Folgespannungen der

würde in der Folge davon der Serientransistor 54 ge- ίο Spannung U₁ sind, zuerst diese Spannungen durch

sperrt werden und damit die Ausgangsspannung U₂ Sperren der Serientransistoren 94 und 104 abgeschal-

zusammenbrechen. In der Folge davon würde das tet, wobei gleichzeitig das Potential am Widerstand

Potential an der Basis des Schalttransistors 60 ent- 120 in Richtung gegen Null wandert und damit ein

sprechend in Richtung positiver Werte wandern und Leitendwerden des Transistors 110 verursacht. Zu-

diesen Transistor leitend steuern, wodurch letztere in 15 sätzlich wandert das positive Potential am Wider-

der schon bekannten Weise dem Serientransistor 44 stand 113 in Richtung geringerer Werte und verur-

den Basistrom entzieht und ihn dadurch sperrt. Die sacht dadurch ein Sperren des Invertertransistors 112.

Anordnung ist also so getroffen, daß zum Leitend- Dies wiederum bewirkt über die Diode 115' ebenfalls

steuern des Schalttransistors 60 erst die Ausgangs- ein positiver werdendes Potential an der Basis des

spannung U₂ verschwinden muß, gleichgültig ob an 20 Schalttransistors 110.

den Klemmen der Ausgangsspannung U₁ oder an den Brechen hingegen zuerst entweder die Ausgangs-Klemmen der Ausgangsspannung U₂ eine zu starke spannung U₂ oder die Spannung U₃ zusammen, so Belastung aufgetreten war. wird in der soeben beschriebenen Weise zunächst der In F i g. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schalttransistor 110 leitend gesteuert und damit dem Erfindung dargestellt, mit welchem insgesamt drei 25 Serientransistor 84 der Ausgangsspannung U₁ der Ausgangsspannungen in der erfindungsgemäßen Basisstrom entzogen, so daß letzterer Transistor ge-Weise überwacht werden. Die Bauelemente zur Er- sperrt wird. Dies hat ein Zusammenbrechen der Auszeugung der stabilisierten Ausgangsspannung U₁ sind gangsspannung U₁ zur Folge und dieses wiederum, mit 81 b und 82 bis 89, die Bauelemente zur Erzeu- über die Widerstände 98 und 108, ein Sperren der Segung der negativen Ausgangsspannung U₂ sind mit 30 rientransistoren 94 und 104 und damit ein Ver-81 c und 92 bis 99 und die Bauelemente zur Erzeu- schwinden der Ausgangsspannungen U₂ und U₃.
gung der positiven Ausgangsspannung ϋ_Ά sind mit Aus dem bisher Gesagten kann man folgende all-81 d und 102 bis 109 bezeichnet. Die Bauelemente gemeine Regel für die Notwendigkeit der Verwenzur Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungs- dung eines Inverters bilden. Es sei dabei im folgenanordnung sind mit 110 bis 120 und die Bauelemente 35 den nur die Rede von Transistoren des npn-Leitfähigzur Erzeugung der hier ebenfalls vorgesehenen Hilfs- keitstyps. Für Transistoren des pnp-Typs gilt analog spannung sind mit 81 e und 121 bis 124 bezeichnet. das gleiche, wobei jedoch statt positiver negative Die Ausgangsspannungen U₂ und U₃ sind Folgespan- Spannungen und umgekehrt verwendet werden müsnungen der unabhängigen Ausgangsspannung U_v sen. Sollen nur positive Ausgangsspannungen über-Dies ist schaltungsmäßig dadurch verwirklicht, daß 4° wacht werden, so muß für jede Ausgangsspannung die Serientransistoren 94 und 104 dieser beiden Aus- ein dieser zugeordneter Inverter vorgesehen werden, gangsspannungen U₂ und U₃ über die Widerstände 98 welcher entsprechend den Invertertransistoren 32 bzw. 108 am Emitter des Serientransistors 84 der und 112 geschaltet werden muß. Dies ergibt sich dar-Ausgangsspannung CZ₁ liegen. aus, daß bei der Überwachung der positiven Span-Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung stellt 45 nung bei deren Zusammenbrechen ein negativer wereine Kombination aus den Anordnungen der F i g. 2 dendes Potential entsteht, welches zum Leitendsteu- und 3 dar. Um Bauteile mit gleicher Wirkung leichter ern eines npn-Transistors jedoch nicht geeignet ist erkennen zu können, sind in allen drei Figuren die und daher die Zwischenschaltung eines Inverters er-Bauteile, die einander entsprechen, mit gleicher Einer- forderlich macht. Sollen positive und negative Ausstelle bezeichnet. Man erkennt beispielsweise, daß 5° gangsspannungen in der erfindungsgemäßen Weise der Schalttransistor 110 und der Transistor 111 in überwacht werden, so ist für alle negativen Ausgangsgleicher Weise angeordnet sind wie die Transistoren spannungen kein Inverter erforderlich, während für 60 und 61 in F i g. 3 bzw. 30 und 31 in F i g. 2. Zur alle positiven Ausgangsspannungen, mit Ausnahme Überwachung der positiven Ausgangsspannung U_s der ersten positiven Spannung, welche zweckmämußten außerdem noch Bauelemente verwendet wer- 55 ßigerweise als unabhängige Spannung gewählt wird, den, wie sie spezifisch zur Überwachung der positiven jeweils ein Inverter erforderlich ist, der in der in Ausgangsspannung U₁ in F i g. 2 notwendig waren. F i g. 4 gezeigten Weise (Invertertransistor 112) ge-Hier ist insbesondere der Invertertransistor 112 zu schaltet werden muß.

nennen, welcher über eine Diode 115' an dem Ver- Schließlich wäre noch darauf hinzuweisen, daß der

bindungspunkt zwischen dem Kollektor des Transi- 60 Taster 37 bzw. 67 bzw. 117 nicht zwangläufig not-

stors 111 und der Basis des Schalttransistors 110 wendig ist. Man kann beispielsweise die Verwendung

liegt. Dieser Invertertransistor hat wieder die gleiche eines solchen Tasters dadurch umgehen, daß man die

Aufgabe wie der Invertertransistor 32 in Fi g. 2, Kondensatoren 36 bzw. 66 bzw. die Drosselspule 116

nämlich ein Potential zu erzeugen, welches zum Lei- an den positiven Pol der Leerlaufgleichspannung

tendsteuern des Schalttransistors 110 geeignet ist. Als 65 bzw. der Hilfsspannung anlegt und daß man vor je-

Blindwiderstand wurde bei diesem Ausführungsbei- dem neuen Einschalten der Ausgangsspannungen

spiel anstatt eines Kondensators eine Drosselspule nach einer äußeren Störung durch starke Überlastung

116 gewählt. Um mit ihr die gleiche Wirkung zu er- oder Kurzschluß jeweils kurzzeitig den Netzstecker

des Stromversorgungsgerätes zieht. Beim Wiederanschalten des Netzes entsteht dann an dem Blindwiderstand (36 bzw. 66 bzw. 116) ebenfalls ein positives Ausgangssignal wie bei dem Betätigen des Tasters.

Es wurde im vorstehenden immer von einem Serientransistor gesprochen, der bei der Stabilisierung

einer Ausgangsspannung notwendig ist. Es kann jedoch selbstverständlich diesem Serientransistor in bekannter Weise an seiner Basis eine Kaskade von weiteren Transistoren vorgeschaltet sein, wobei die Ansteuerung der Kaskade dann an der Basis des ersten Transistors erfolgt. Die Erfindung wird jedoch von dieser weiteren Ausgestaltung nicht beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Abschaltung aller stabilisierten Ausgangsspannungen eines Stromversorgungsgerätes bei starrer Überlastung oder bei Kurzschließen der Klemmen einer dieser Ausgangsspannungen, zu deren Stabilisierung jeweils ein Serientransistor, dessen Basis über einen Widerstand entweder mit der Spannung an seinem Kollektor oder einer geeigneten anderen Spannung in Verbindung steht, und ein mit dessen Emitter verbundener, die stabilisierte Ausgangsspannung überbrückender Spannungsteiler sowie ein zweiter Transistor vorgesehen sind, dessen Basis mit einem Abgriff des Spannungsteilers, sein Emitter mit dem allen Ausgangsspannungen gemeinsamen Bezugspotential (Masse) des Spannungsteilers und sein Kollektor mit der Basis des Serientransistors in Verbindung steht, bei welcher Schaltungsanordnung ferner ein Schaltelement vorgesehen ist, das bei starker Überlastung oder Kurzschluß der Klemmen einer der Ausgangsspannungen durch ein in der Schaltungsanordnung selbsttätig erzeugtes Dauersignal in den Leitzustand übergeht und damit die Basis des Serientransistors einer Ausgangsspannung mit dem allen Ausgangsspannungen gemeinsamen Bezugspotential verbindet, und Schaltmittel vorhanden sind, welche nach Beseitigung der starken Überlastung oder des Kurzschlusses und nach entsprechender Befehlsgabe das Schaltelement in die geöffnete Schaltstellung umschalten und dort so lange halten, bis sich die Ausgangsspannungen wieder aufgebaut haben, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ausgangsspannungen eine unabhängige Spannung (CZ₁) ist und die anderen Ausgangsspannungen von dieser abhängige Folgespannungen (U₂, U₃) darstellen, daß die Basis eines jeden einer Eolgespannung zugeordneten Serientransistors mit dem Emitter des Serientransistors der unabhängigen Spannung in Verbindung steht und daß eines der beiden Potentiale jeder Ausgangsspannung mit dem gemeinsamen Bezugspotential verbunden ist, daß ferner das Schaltelement als Schalttransistor (30; 60; 110) ausgebildet ist und mit seinem Kollektor an der Basis des Serientransistors der unabhängigen Ausgangsspannung, mit seinem Emitter an dem gemeinsamen Bezugspotential und mit seiner Basis an einem Abgriff eines Spannungsteilers (32, 35; 69, 70; 119, 120; 115, 112) liegt, der mindestens so viele Teilerwiderstände aufweist, wie Ausgangsspannungen vorhanden sind, daß jeweils eine Klemme eines Teilerwiderstandes mit einem Potential der zugeordneten Ausgangsspannung verbunden ist, daß weiterhin ein Steuertransistor (31; 61; 111), welcher in seinem leitenden Zustand die Basis des Schalttransistors mit dem gemeinsamen Bezugspotential verbindet, ein Blindwiderstand (36; 66; 116) und gegebenenfalls ein Taster (37; 67; 117) vorgesehen sind, welche beim Wiedereinschalten des Gerätes nach der Überlastung oder dem Kurzschluß an die Basis des Steuertransistors einen öffnenden Impuls geben, durch welchen der nachgeschaltete Schalttransistor wieder in den Sperrzustand übergeht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (37, 67, 117), der Blindwiderstand (36; 66; 116) sowie eine zu letzterem parallelgeschaltete Diode (31a, 61a, lila) insgesamt in Reihe zwischen die beiden Potentiale der unabhängigen Spannung geschaltet sind und daß die Basis des Steuertransistors (31, 61, 111) zwischen Diode und Blindwiderstand angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand aus einem Kondensator (36, 66) sowie gegebenenfalls aus einem zusätzlichen, zum Kondensator in Reihe angeordneten ohmschen Widerstand (38, 68) besteht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand aus einer Drosselspule (116) besteht, welche parallel zur Basis-Emitterstrecke des Steuertransistors (111) liegt, und daß der Drosselspule gegebenenfalls ein ohmscher Widerstand (118) vorgeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemme des Blindwiderstands (36; 66; 116) durch den Taster (37; 67, 117) im nichtbetätigten Zustand mit dem Bezugspotential, dagegen im Arbeitszustand mit einem sich bei Abschaltung der Ausgangsspannungen nicht ändernden Spannungspotential verbunden ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mindestens je einem positiven und einem negativen Spannungsausgang der Spannungsteiler (69, 70; 119, 120) zwischen dem Kollektor des Serientransistors (npn-Typ) (44; 84) eines positiven Spannungsausgangs (unabhängige Ausgangsspannung Zy₁) und dem negativen Spannungsausgang der anderen Ausgangsspannung (U₉) liegt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteilerwiderstände zu einem Teil aus den Emitter-Kollektorstrecken von als Inverter wirkenden Transistoren bestehen.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Transistoren des npn-Typs (pnp-Typs) als Schaltelemente und bei Vorhandensein von nur positiven (negativen) Spannungsausgängen so viele Inverter (32) an den Verbindungspunkt zwischen Kollektor des Steuertransistors (31) und Basis des Schalttransistors (30) angeschlossen sind, wie verschiedene Ausgangsspannungen vorhanden sind und daß jedem dieser Spannungsausgänge ein Inverter zugeordnet ist.

9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Transistoren des npn-Typs (pnp-Typs) und bei Vorhandensein von n-positiven (negativen) und m-negativen (positiven) Spannungsausgängen n-1 Inverter (112) an den Verbindungspunkt zwischen Kollektor und Basis der beiden Transistoren (110 und 111) angeschlossen sind, und daß jedem der abhängigen positiven (negativen) Spannungsausgänge ein Inverter zugeordnet ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Inverter einen Transistor (32; 112) gleichen Leitfähigkeitstyps, wie ihn der Schalttransistor (30; 110)

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und der Steuertransistor (31, 111) aufweisen, enthält und daß der Kollektor des Invertertransistors an dem Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor und der Basis der beiden Transistoren (30, 31; 110, 111) und sein Emitter auf dem Bezugspotential liegt und daß seine Basis über einen Widerstand (33; 113) mit dem Spannungspotential jener Ausgangsspannung (U₁, U₃) in Verbindung steht, der er zugeordnet ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Hauptstromkreis für jede Ausgangsspannung am Kollektor oder Emitter des Serientransistors jeder Ausgangsspannung eine Schmelzsicherung (39) als Schutz gegenüber geringen Überlastungen angeordnet ist.