DE1563787C

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische den Lastwiderstand durchfließenden GleichstromsThe invention relates to an electronic direct current flowing through the load resistor

Sicherung für einen von Gleichstrom durchflossenen selbsttätig in den leitenden Zustand kommen, so wird Lastwiderstand. 'die zweite der Basen des Vierschichttransistors überFuse for a direct current flowing through automatically come into the conductive state, so will Load resistance. 'the second of the bases of the four layer transistor over

Es sind bereits verschiedene elektronische Siehe- einen Widerstand an eine Spannungsqüelle gelegt,There are already various electronic see a resistor connected to a voltage source,

rangen bekannt. So ist bereits eine Schaltungsanord- 5 Durch den über diesen Widerstand fließenden Basis-wrestled known. So a circuit arrangement is already 5 Due to the base flowing through this resistor

nung bekannt (s. deutsche Auslegeschrift 1 050 877), strom kommt der Vierschichttransistor bei Vergröße-known (see German Auslegeschrift 1 050 877), the four-layer transistor comes with electricity when it is enlarged

bei der dem Verbraucher die Hauptstromstrecke eines rung des Gleichstroms langsam in den nichtleitendenin which the consumer the main current route a tion of the direct current slowly in the non-conductive

Transistors, der einen Stromverstärkungsfaktor größer Zustand und bei Verringerung des GleichstromsTransistor that has a current gain greater state and when reducing the direct current

als 1 hat> vorgeschaltet und die Basis dieses-Transi- selbsttätig wieder in den leitenden Zustand,than 1 has> upstream and the base of this-Transi- automatically returns to the conductive state,

stors über ein LC-Glied mit seinem Kollektor ver- io Ist für die Stromversorgung des Lastwiderstandesstors via an LC element with its collector ver io Is for the power supply of the load resistor

. bunden wird. Bei einem Kurzschluß im Verbraucher ein größerer Strom erforderlich als der aus der einen. is bound. In the event of a short circuit in the consumer, a greater current is required than that from the one

kommt dieser Transistor in die Sättigung und be- Basis des Vierschichttransistors fließende, so kannIf this transistor comes into saturation and flows into the base of the four-layer transistor, then it can

grenzt dadurch den Strom durch den Verbraucher. man mit dem Lastwiderstand in Reihe die Haupt-thereby limits the current through the consumer. one with the load resistance in series the main

Es wird also der Verbraucherstrom nicht abgeschal- stromstrecke eines Transistors schalten, dessen eineSo the consumer current will not switch the cut-off current path of a transistor, one of which

tet, sondern nur auf einen bestimmten Wert begrenzt. 15 Elektrode der Hauptstromstrecke mit derjenigen Ba-tet, but only limited to a certain value. 15 electrode of the main current line with that

Dies kann bei einem längeren Kurzschluß zu einer sis des Vierschichttransistors verbunden ist, die auchThis can be connected to a sis of the four-layer transistor in the event of a longer short circuit, which is also connected

Überlastung des Transistors führen. an den Lastwiderstand angeschlossen ist, und dessenOverload of the transistor lead. is connected to the load resistor, and its

Um die Überlastung eines begrenzenden Transistors Basis an die eine Elektrode der HauptstromstreckeTo avoid overloading a limiting transistor base to one electrode of the main current path

zu verhindern, ist bereits eine Schaltungsanordnung des Vierschichttransistors angeschlossen ist, so daßTo prevent a circuit arrangement of the four-layer transistor is already connected, so that

bekannt (s. deutsche Auslegeschrift 1084 820), bei ao der Basisstrom des Transistors unterbrochen wird,known (see German Auslegeschrift 1084 820), with ao the base current of the transistor is interrupted,

der der begrenzende Transistor über ein i?C-Glied wenn der Vierschichttransistor in den nichtleitendenthe the limiting transistor via an i? C element when the four-layer transistor in the non-conductive

eine bistabile Flip-Flop-Schaltung ansteuert. Ist der Zustand kommt. Auf diese Weise kann also auch eindrives a bistable flip-flop circuit. Is the state coming. In this way, a

Kondensator des ÄC-Gliedes auf einen bestimmten Lastwiderstand geschützt werden, durch den einCapacitor of the ÄC element can be protected against a certain load resistance by the a

Wert aufgeladen, so wird die Flip-Flop-Schaltung ge- Strom fließt, der wesentlich größer als der BasisstromIf the value is charged, the flip-flop circuit will flow a current that is significantly greater than the base current

kippt und sperrt einen Schalttransistor. Dadurch wird 35 eines Vierschichttransistors ist.toggles and blocks a switching transistor. This makes 35 of a four layer transistor.

der Stromkreis unterbrochen. Diese Schaltungsanord- Die Erfindung wird an Hand der Figuren näherthe circuit interrupted. This circuit arrangement The invention is explained in more detail with reference to the figures

nung benötigt außer dem begrenzenden Transistor zu- erläutert.tion required apart from the limiting transistor explained.

sätzlich einen erheblichen Aufwand an Bauelementen, F i g. 1 zeigt eine elektronische Sicherung gemäßIn addition, a considerable amount of components, F i g. 1 shows an electronic fuse according to FIG

nämlich eine bistabile Flip-Flop-Schaltung, ein RC- der Erfindung;namely a bistable flip-flop circuit, an RC of the invention;

Glied und einen Schalttransistor. 30 F i g. 2 zeigt eine elektronische Sicherung gemäßElement and a switching transistor. 30 Fig. 2 shows an electronic fuse according to FIG

Es ist ferner bereits eine Stromversorgungsschutz- der Erfindung, bei der die zweite der Basen des Vierschaltung zum Schutz von Transistoren bekannt Schichttransistors über einen Widerstand an eine (s. deutsche Auslegeschrift 1072714). In dieser Schal- Spannungsquelle gelegt ist;There is also already a power supply protection of the invention, in which the second of the bases of the four-circuit for the protection of transistors known layer transistor via a resistor to a (see German publication 1072714). In this scarf voltage source is placed;

tuhg wird der Emitter-Kollektor-Strecke des zu schüt- Fi g. 3 zeigt eine elektronische Sicherung für einen zenden Transistors eine Halbleiteranordnung parallel 35 Lastwiderstand, der von einem Gleichstrom durchgeschaltet, die beim Überschreiten einer bestimmten flössen wird, der größer als der Basisstrom des Vier-Spannung an dieser Strecke leitend wird und den schichttransistors ist.tuhg is the emitter-collector route of the Schüt- Fi g. 3 shows an electronic fuse for one transistors a semiconductor arrangement in parallel 35 load resistance, which is switched through by a direct current, which flow when a certain flow is exceeded, which is greater than the base current of the four-voltage becomes conductive at this link and is the layer transistor.

Strom durch den Transistor begrenzt. Diese Schaltung, Bei der in F i g. 1 dargestellten elektronischenCurrent limited by the transistor. This circuit, in the case of FIG. 1 illustrated electronic

die speziell zum Schutz von Transistoren dient, be- Sicherung liegt der zu schützende Lastwiderstand R1which is used specifically to protect transistors, the load resistor R 1 to be protected is located

grenzt nur den Strom durch die Transistoren, schaltet 40 zwischen der p-dotierten Basis Bp des Vierschicht-only limits the current through the transistors, switches 40 between the p-doped base Bp of the four-layer

aber den Strom nicht ab. Sie dient daher auch nicht transistors V und der Speisespannungsquelle Usp. Diebut not turn off the power. It therefore also does not serve the transistor V and the supply voltage source Usp. the

zum Schutz des Verbrauchers. Dazu ist eine zusatz- Hauptstromstrecke des Vierschichttransistors liegt liehe Sicherung erforderlich. ν ' . / über einen Steuerwiderstand Rs an der Steuerspan-to protect the consumer. To do this, an additional main current path of the four-layer transistor is required. ν '. / via a control resistor Rs on the control panel

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische nungsquelle, Us. Der den Lastwiderstand durchflie-Sicherung für einen von Gleichstrom durchflossenen 45 ßende Gleichstrom fließt also von Masse über die Lastwiderstand. Die Erfindung ist dadurch gekenn- Emitterleitung des Vierschichttransistors, durch den zeichnet, daß ein Vierschichttransistor vorgesehen ist, Vierschichttransistor, durch die Basis Bp, durch den dessen Hauptstromstrecke an einer Steuerspannungs- Lastwiderstand Rl zur Speisespannungsquelle Usp. quelle liegt und zwischen dessen eine Basis und eine Gleichzeitig fließt über die Hauptstromstrecke des Speisespannungsquelle der Lästwiderstand geschaltet 50 Vierschichttransistors ein Strom von Masse zur Steuerist, und daß eine über einen gegebenen Wert hinaus- spannungsqüelle Us. Der Strom durch den Lastwidergehende Vergrößerung des Basisstroms den Vier- stand fließt aus der p-dotierten Basis heraus. Dadurch schichttransistor in den nichtleitenden Zustand bringt. hat der Vierschichttransistor das Bestreben, in denThe invention relates to an electronic power source, Us. The fuse for a direct current through which direct current flows through the load resistor therefore flows from ground via the load resistor. The invention is characterized by emitter line of the four-layer transistor, characterized by the fact that a four-layer transistor is provided, four-layer transistor, through the base Bp, through which the main current path at a control voltage load resistor Rl to the supply voltage source Usp. source is and between a base and a Simultaneously flows over the main current path of the supply voltage source of the load resistor connected 50 four-layer transistor, a current from ground to the control, and that a voltage source Us above a given value. The current caused by the load-resisting increase in the base current flows out of the p-doped base. This brings the layer transistor into the non-conductive state. the four-layer transistor tends to be in the

Die elektronische Sicherung gemäß der Erfindung nichtleitenden Zustand zu kommen. Wird nun der begrenzt also nicht nur den Strom durch den Last- 55 Strom durch den Lastwiderstand vergrößert, so widerstand, sondern unterbricht den Stromkreis, so kommt der Vierschichttransistor, bei einer Stromvcrdaß nach Ansprechen der Sicherung der Lastwider- . größerung über einen bestimmten Wert hinaus, der stand vollständig von der Speisespannungsquelle ab- von der Größe des über die Haüptstromstrecke fliegeschaltet ist. Der Vierschichttransistor wird also im ßenden Stroms abhängt, in den nichtleitenden Zu-Kurzschlußfall nicht von Strom durchflossen und 60 stand, und der Strom durch den Lastwiderstand wird kann daher auch nicht überlastet werden. Diese elek- unterbrochen. ^;
tronische Sicherung ist außerdem sehr einfach auf- Der Strom durch den Lastwiderstand ist immer gebaut, sie benötigt lediglich einen Vierschichttransi- kleiner als der Strom, der über die Hauptstromstrecke stör und einen Steuerwiderstand. des Vierschichttransistors fließt. Die Größe des Basis-Man kann den Vierschichttransistor wieder in den 65 Stroms, bei dem der Vierschichttransistor in den nichtleitenden Zustand bringen, wenn man an seiner leitenden Zustand kommt, kann, bei entsprechend gezweiten Basis eine entsprechende Spannung zuführt. wühltem Vierschichttransistor, die gleiche Größen-Soll der Vierschichttransistor nach Verringerung des Ordnung wie der Strom über die HauptstromstreckeThe electronic fuse according to the invention to come non-conductive state. If the current through the load resistance is not only limited, the resistance is increased, but the circuit is interrupted, so the four-layer transistor comes into play. increase beyond a certain value, which was completely dependent on the supply voltage source - the size of which is switched over the main current path. The four-layer transistor is therefore dependent on the end of the current, in the non-conductive to-short-circuit case no current flows through it and the current through the load resistor cannot be overloaded. This elec- trically interrupted. ^;
The current through the load resistor is always built, it only requires a four-layer transistor that is less than the current that interferes over the main current line and a control resistor. of the four-layer transistor flows. The size of the base-one can bring the four-layer transistor back into the current at which the four-layer transistor can be brought into the non-conductive state when it comes to its conductive state, with a correspondingly second base supplying a corresponding voltage. Buried four-layer transistor, the same size target of the four-layer transistor after reducing the order as the current over the main current path

des Vierschichttransistors haben. Die Größe des Stroms über die Hauptstromstrecke läßt sich mit Hilfe des Steuerwiderstandes Rs einstellen. Es kann also ein Lastwiderstand geschützt werden, der von einem Strom durchflossen wird, der normalerweise kleiner als der Strom ist, der über die Hauptstromstrecke des Vierschichttransistors fließt. :of the four-layer transistor. The magnitude of the current over the main current path can be adjusted with the help of the control resistor Rs. A load resistor through which a current flows that is normally smaller than the current that flows over the main current path of the four-layer transistor can therefore be protected. :

Ist die die Stromvergrößerung durch den Lastwiderstand hervorrufende Störung beseitigt, so muß der Vierschichttransistor V wieder in den leitenden Zustand gebracht werden, damit wieder ein Strom über den Lastwiderstand fließen kann. Dazu wird an der η-dotierten Basis Bn eine negative Spannung bzw. ein negativer Impuls zugeführt, durch den der Vierschichttransistor wieder in den leitenden Zustand gebracht wird, in dem er dann wieder durch den Strom über die Hauptstromstrecke gehalten wird.Once the disturbance causing the increase in current through the load resistance has been eliminated, the four-layer transistor V must be brought back into the conductive state so that a current can flow through the load resistance again. For this purpose, a negative voltage or a negative pulse is fed to the η-doped base Bn , by means of which the four-layer transistor is brought back into the conductive state, in which it is then held again by the current over the main current path.

Es sei bemerkt, daß der Vierschichttransistor auch durch Zuführung eines positiven Impulses an der η-dotierten Basis in seinen nichtleitenden Zustand gebracht werden kann, so daß der Strom durch den Lastwiderstand durch einen Eingriff von außen unterbrochen wird.It should be noted that the four-layer transistor can also be formed by applying a positive pulse to the η-doped base can be brought into its non-conductive state, so that the current through the Load resistance is interrupted by external intervention.

Der Lastwiderstand kann auch an die n-dotierte Basis des Vierschichttransistors angeschlossen werden, wenn die Spannungsquellen entsprechend umgepolt werden. -The load resistor can also be connected to the n-doped base of the four-layer transistor, if the voltage sources are reversed accordingly. -

Bei der in F i g. 2 dargestellten elektronischen Sicherung sind die Speisespannungsquelle und die Steuerspannungsquelle zu einer Hauptspannungsquelle Uh zusammengefaßt. Die η-dotierte Basis Bn ist über den Widerstand Re ebenfalls mit der Häuptspannungsquelle verbunden.In the case of the in FIG. 2, the supply voltage source and the control voltage source are combined to form a main voltage source Uh. The η-doped base Bn is also connected to the main voltage source via the resistor Re.

Ist der Vierschichttransistor V in seinem leitenden Zustand, so fließt aus der Basis Bn ein Strom über diesen Widerstand zur Hauptspannungsquelle. Dieser Strom ist bestrebt, den Vierschichttransistor im leitenden Zustand zu halten und wirkt dem Strom durch den Lastwiderstand R1 entgegen. Wird nun der durch den Lastwiderstand fließende Strom über einen Wert, bei dem der Vierschichttransistor in den nichtleitenden Zustand kommt, hinaus vergrößert, so schaltet der Vierschichttransistor nicht, wie bei der Sicherung gemäß Fig. 1, schalterartig in den nichtleitenden Zustand, sondern wird, wegen des Basisstroms aus der Basis Bn langsam in den nichtleitenden Zustand gebracht. Befindet sich der Vierschichttransistor im nichtleitenden Zustand, so fließt weiterhin über die Basis Bn ein kleiner Strom durch den Widerstand Re. Dadurch wirkt die Anordnung Emitter-Basis Bn-Basis Bp wie ein Transistor, und es fließt weiterhin ein kleiner Strom über den Lastwiderstand R1. Es wird also in diesem Fall der Strom durch den Lastwiderstand nicht vollständig unterbrochen. Ist die Störung behoben, so kommt der Vierschichttransistor selbsttätig wieder in den leitenden Zustand, und es fließt der volle Strom über den Lastwiderstand Λ1.If the four-layer transistor V is in its conductive state, a current flows from the base Bn through this resistor to the main voltage source. This current strives to keep the four-layer transistor in the conductive state and counteracts the current through the load resistor R 1. If the current flowing through the load resistor is increased beyond a value at which the four-layer transistor becomes non-conductive, the four-layer transistor does not switch into the non-conductive state like a switch, as in the case of the fuse according to FIG of the base current from the base Bn is slowly brought into the non-conductive state. If the four-layer transistor is in the non-conductive state, a small current continues to flow through the resistor Re via the base Bn. As a result, the arrangement emitter-base Bn-base Bp acts like a transistor, and a small current continues to flow through the load resistor R1. In this case, the current through the load resistor is not completely interrupted. Once the fault has been eliminated, the four-layer transistor automatically returns to the conductive state and the full current flows through the load resistor Λ1.

Soll der Strom durch den Lastwiderstand wesentlich größer sein als der Basisstrom eines Vierschichttransistors, so kann man die Schaltung gemäß F i g. 3 ausgestalten. In ihr ist ein weiterer Transistor T vorgesehen, dessen Hauptstromstrecke in Reihe mit dem Lastwiderstand R1 liegt. Der Kollektor dieses Transistors ist mit der Basis Bp des Vierschichttransistors verbunden, seine Basis ist an dessen Emitter E angeschlossen. Ist der Vierschichttransistor im leitenden Zustand, so wird der Strom für den Lastwiderstand Rl über die Hauptstromstrecke, des Transistors Γ und die Basis Bp des Vierschichttransistors geliefert. Der Strom über die Hauptstromstrecke des Transistors kann wesentlich größer sein als der Basisstrom des Vierschichttransistors. Wird der Strom über den Lastwiderstand vergrößert, so vergrößert sich auch der Basisstrom des Vierschichttransistors, und der Vierschichttransistor kommt bei Überschreiten eines bestimmten.Wertes des Basisstroms in den nichtleitenden Zustand. Dadurch wird das Potential an der Basis des Transistors T vergrößert, und dieser kommt ebenfalls in den nichtleitenden Zustand, wodurch der Strom durch den Lastwiderstand R1 unterbrochen wird. -If the current through the load resistor is to be significantly greater than the base current of a four-layer transistor, the circuit according to FIG. 3 design. A further transistor T is provided in it, the main current path of which is in series with the load resistor R 1. The collector of this transistor is connected to the base Bp of the four-layer transistor, its base is connected to its emitter E. If the four-layer transistor is in the conductive state, the current for the load resistor Rl is supplied via the main current path, the transistor Γ and the base Bp of the four-layer transistor. The current through the main current path of the transistor can be significantly greater than the base current of the four-layer transistor. If the current through the load resistance is increased, the base current of the four-layer transistor also increases, and the four-layer transistor becomes non-conductive when a certain value of the base current is exceeded. As a result, the potential at the base of the transistor T is increased, and this also comes into the non-conductive state, whereby the current through the load resistor R1 is interrupted. -

Der Vierschichttransistor kann durch Zuführung eines entsprechenden Impulses an der Basis Bn wieder in den leitenden Zustand gebracht werden, wodurch das Potential an der Basis des Transistors T erniedrigt wird und dieser wieder in den leitendenThe four-layer transistor can be brought back into the conductive state by supplying a corresponding pulse to the base Bn , whereby the potential at the base of the transistor T is lowered and this again into the conductive state

ao Zustand kommt. Es kann auch ein dem Widerstand Re in Fig. 2 entsprechender Widerstand vorgesehen sein. Die Sicherung schaltet dann selbsttätig wieder ein.ao state comes. A resistor corresponding to the resistor Re in FIG. 2 can also be provided. The fuse then switches on again automatically.

Der in der elektronischen Sicherung gemäß der Erfindung verwendete Vierschichttransistor kann auch durch die ihm äquivalente Zusammenschaltung eines pnp-Transistors mit einem npn-Transistor ersetzt werden. Wählt man dazu Transistoren mit entsprechender Stromverstärkung, so ist ohne zusätzlichen Transistor der Strom durch den Lastwiderstand Rl wesentlich größer als der Strom durch den Steuerwiderstand Rs. Wählt man in diesem Fall Siliziumtransistoren, so reichen deren immer vorhandene Sperrströme aus, um die elektronische Sicherung ohne zusätzlichen Impuls oder ohne zusätzlichen Widerstand selbsttätig wieder vom nichtleitenden in den leitenden Zustand zu bringen.The four-layer transistor used in the electronic fuse according to the invention can also be replaced by the interconnection of a pnp transistor with an npn transistor, which is equivalent to it. If one chooses to transistors with appropriate current gain, the current through the load resistor R is much larger without additional transistor than the current through the control resistor Rs. If one chooses silicon transistors, so sufficient the always existing reverse currents to the electronic fuse without additional in this case Impulse or without additional resistance automatically to bring it back from the non-conductive to the conductive state.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Lastwiderstand auch von einem pulsierenden Gleichstrom durchflossen werden kann. Die Maximalwerte dieses pulsierenden Gleichstroms dürfen nur im Normalfall den Wert des Basisstroms, der zum Umschalten des Vierschichttransistors in den nichtleitenden Zustand führt, nicht überschreiten. - :It should also be noted that the load resistance can also be traversed by a pulsating direct current. The maximum values of this pulsating direct current may only normally exceed the value of the base current required to switch the Four-layer transistor leads to the non-conductive state, do not exceed. -:

Claims

"Claims:,

1. Electronic fuse for a load resistor through which direct current flows, characterized in that a four-layer transistor (F) is provided, the main current path of which is connected to a control voltage source (-Us) and between which a base (Bp) and a supply voltage source (-Usp) the load resistor is switched, and that an increase in the base current beyond a given value brings the four-layer transistor (V) into the non-conductive state. ; -

2. Electronic fuse according to claim 1, ■. / characterized in that the control voltage source (-Us) and the supply voltage source (-Usp) form a common main voltage source (-Uh).

3. Electronic fuse according to claim 1 or 2, characterized in that the second of the bases of the four-layer transistor (V) is connected to a voltage source (-Uh) via a resistor (Rc) so that the flic-

When the base current is increased, the four-layer transistor (V) slowly switches to the non-conductive state when the direct current is increased and automatically returns to the conductive state when the direct current is reduced. ;

4. Electronic fuse according to one of the preceding claims, characterized in that the main current path of a transistor (Γ) is in series with the load resistor (Rl), one electrode of which is connected to the main current path with that base (Sp) of the four-layer transistor (K), which is also connected to the load resistor (R 1), and whose base is connected to an electrode (E) of the main current path of the four-layer transistor (V) , so that the base current of the transistor (T) is interrupted when the four-layer transistor (V) in the non-conductive state comes.

5. Electronic fuse according to one of the preceding claims, characterized in that the four-layer transistor (V) is simulated by an interconnection of a pnp transistor with an npn transistor which is equivalent to this.

1 sheet of drawings