DE1588779C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur den, deren Kollektor-Emitterstrecken parallel ge-

Stromüberwachung in spannungsgeregelten Strom- schaltet sind.

%-ersorgungsgerä'ten mit wenigstens einem Halbleiter- Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an widerstand, insbesondere einem geschalteten Halb- Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsleiterwiderstand, als Stellglied und einem zugehörigen 5 beispiels näher erläutert.

Steuerten, bei der ein vom Laststrom durchflossener I_n der Figur ist der Stromlauf eines als Schaltregler. Meßwiderstand sowie ein auf das Stellglied zurück- ausgebildeten Stromversorgungsgerätes im Prinzip wirkender Stromüberwachungstransistor vorgesehen dargestellt. Die.am Eingang E befindliche Spannungsist, an dessen Steuerkreis einerseits der vom Last- quelle wird mittels des Schalttransistors TsI periostrom durchflossene Meßwiderstand über eine gegen- io disch auf den Verbraucher am Ausgang des Strompolig zur Emitter-Basisstrecke des Stromüber- Versorgungsgerätes geschaltet. Die Schaltzeiten des wachungstransistors angeordnete Diode und anderer- ' Schaltransistors TiI werden in Abhängigkeit von der seits eine Bezugsspannungsquelle angeschlossen ist. Ausgangsspannung vom Regelumsetzer R gesteuert. In Stromversorgungsanlagen ist es unerläßlich. Der Regelumsetzer bezieht seine Steuerspannung aus Vorkehrungen zum Schutz -von Haibleiterbauteilen, 15 einer an der Ausgangsspannung des Schaltreglers z.B. Leistungstransistoren, gegen Zerstörung durch liegenden Meßschaltung und liefert nach entspre-Überströme zu treffen, die durch Kurzschluß öder chender Umsetzung Steuerimpulse annähernd konüberlastung ausgelöst werden. ' stanter Periode und Amplitude und mit veränder-Es ist bereits bekannt, vom Laststrom durchflos- lichem Tastverhältnis. Die Steuerimpulse werden an sene Meßwiderstände zu benutzen und den am Meß- 20 die Steuerstrecke des Schalttransistors Ti 1 geführt, widerstand entstehenden Spannungsabfall' in einer die ihn periodisch vom leitenden in den nichtleiten-Schaltung zu überwachen und z. B. zum Abschalten den Zustand steuern. Das Tastverhältnis ist in einem des gefährdeten Gerätes auszuwerten. Derartige so weiten" Bereich veränderbar, daß der Schalttran-Schaltungen haben jedoch verschiedene Nachteile, da sistorTsl dauernd im gesperrten oder im leitenden einerseits mit der Verwendung von Meßwiderständen 25 Zustand bleiben kann. Diese Eigenschaft wird durch im Hauptstromkreis erhebliche Verlustleistungen auf- eine einfache Schaltung zur Überstromüberwachung treten können, die den Wirkungsgrad einer Schaltung ausgenutzt. Die Überwachungsschaltung besteht im verschlechtern und eine unerwünschte Wärmebildung wesentlichen aus einem Transistor Ts2, in dessen zur Folge haben, und da andererseits die einwand- Basis-Emitterkreis ein vom Laststrom durchflossener freie Funktion einer mit Halbleitern arbeitenden 30 Meßwiderstand R 2 und "ein Teil eines im Querzweig Überwachungsschaltung durch Temperatureinfluß be- des Schaltreglers befindlichen Potentiometers R1 aneinträchtigt ist. ' geordnet sind. Die Kollektor-Emitterstrecke des Tranin Stromüberwachungsschaltungen ist auch die sistors arbeitet- auf den Eingang des Regelumset- - Verwendung einer Diode im Steuerkreis eines Be- zersi?. Die an den beiden Widerständen im Steuergrenzungstransistors bekannt. Die Diode hat hier die 35 kreis abfallenden Spannungen sind gegeneinander geFunktion eines Schwellwertes für die an einem Meß- schaltet. Die am Potentiometer R1 abgegriffene Spanwiderstand abfallende Spannung, bei· dessen Über- nung dient als Bezugsspannung und ist so gepolt, daß schreiten der Begrenzuncstransistor nichtleitend wird. sie den Transitor Ts2 sperrt. Bei Ansteigen des Ver-In einer anderen Stromüberwachungsschaltung braucherstromes auf einen unzulässigen Wert überwird eine Diode zusammen mit einem Strommeß- 40 wiegt schließlich der am Meßwiderstand R2 entwiderstand und einer konstanten Bezugsspannungs- stehende Spannungsabfall, der den Transistor Ts 2 quelle im Steuerkreis eines auf einen Stelltransistor leitend steuert und den Schalttransistor TsI über den einwirkenden Überwachungstransistors verwendet. Regelumsetzer sperrt.

Der Steuerkreis enthält zusätzlich einen Gegenkopp- - I_n den Basis-Emitterkreis des Transistors Ts 2 ist lungswiderstand. Die Diode hat die Aufgabe, die den 45 außer den Widerständen Rl und R2 eine Diode Dl Strommeßwiderstand bzw. den Gegenkoppiungswider- eingeschaltet, die aus einer Fremdspannungsquelle, stand enthaltenden Teile des Steuerkreises zu entkop- z. B. aus dem Regelumsetzer R, in Stromrichtung bepeln. Nachteilig ist, daß die an der Diode auftretende trieben wird. Die Diode -ist so an den Emitter des Durchlaßspannung den zur Steuerung des Über- Transistors Ts 2 , angeschlossen, daß ihre Polarität wachunsstransistors erforderlichen Spannungsabfall 50 derjenigen der Basis-Emitterstrecke des Transistors am Meßwiderstand verrineert, was eine entsprechend entgegengesetzt ist. Die Durchlaßspannung der Diode größere Bemessung des Meßwiderstandes zur Folge Dl stellt eine öffnende Vorspannung für den Tranhat, sistor Ts 2 dar. Der Vorteil dieser Vorspannung be-Unter Vermeidung von aufwendigen Schaltung- steht darin, daß am Meßwiderstand K2 eine entspremaßnahmen werden diese Nachteile gemäß der Er- 55 chend geringere Steuerspanrtung erzeugt zu werden findung dadurch weitgehend behoben, daß, die Diode braucht, wodurch eine beträchtliche Verlustleistungsdurch eine von der geregelten Ausgangsspannung un- ersparnis erzielt wird. Ein weiterer Vorteil, der durch abhängigen Spannungsquelle in Durchlaßrichtung » die Verwendung der Diode Dl im Emitterkreis der vorgesoannt ist und daß die aus dem Spannungsabfall Stromüberwachungsschaltung erzielt wird, besteht am Meßwiderstand und der Durchlaßspannung an 60 darin, daß die Diodendurchlaßspannung eine zusätzder Diode gebildete Summenspannung den Strom- liehe Arbeitsspannung im Emitter-Kollektorkreis darüberwachunastransistor bei Überlast in den leitenden stellt.

Zustand steuert. Durch eine sinnvolle Auswahl und räumliche An-Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin- Ordnung der Diode wird außerdem eine andere vorduns kann die Diode im Steuerkreis des Stromüber- 65 teilhafte Wirkung der Diode ausgenutzt. Wird eine wachungstransistors gleichzeitig für weitere, über ein Diode verwendet, deren Halbleitermaterial etwa die gemeinsames Steuerteil auf das Stellglied zurück- gleichen Eigenschaften aufweist wie das Halbleiterwirkende Überwachungstransistoren ausgenutzt wer- material des Transistors Ts 2, und ist die Diode durch

Anordnung in seiner unmittelbaren Nähe dem gleichen Temperatureinfluß wie der Transistor ausgesetzt, so kann wegen der entgegengesetzt wirkenden Temperaturabhängigkeit der beiden Halbleiter eine Kompensation des Temperaturkoeffizienten des Tran- s sistors Ts 2 erreicht werden. Für eine zuverlässige Überstromüberwachung ist die Ausschaltung der Temperaturabhängigkeit des Transistors Ts 2 -von wesentlicher Bedeutung. Selbstverständlich ist es möglich, an Stelle der Diode die Emitter-Basisstrecke, eines Transistors mit gleichem Temperaturverhalten zu verwenden.

Die Verwendung einer Diode oder der entsprechenden Basis-Emitterstrecke eines Transistor bietet die Möglichkeit, gleichzeitig weitere Überstromüberwachungsschaltungen, z. B. für an den Ausgang des Schaltreglers angeschlossene Gleichspannungswandler, wirksam werden zu lassen, wenn alle über einen gemeinsamen Regelumsetzer auf das Stellglied Ts 1 zurückwirken. Es ist dann, die Kollektor-Emitter-, strecke eines weiteren Stromüberwachungs-Transistors Ts 3 derjenigen des Transistors Ts 2 parallel zu schalten und dessen Steuerkreis so auszubilden, daß er ebenfalls die Diode D1 umfaßt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Stromüberwachung in spannungsgeregelten Stromversorgungsgeräten mit wenigstens einem Halbleiterwiderstand, insbesondere einem geschalteten Halbleiterwiderstand, als Stellglied und einem zugehörigen Steuerteil, bei der ein vom Laststrom durchflossener Meßwiderstand sowie ein auf das Stellglied zurückwirkender Stromüberwachungstransistor vorgesehen ist, an dessen Steuerkreis einerseits der vom Laststrom durchflossene Meßwiderstand über eine gegenpolig zur Emitter-Basisstrecke des Stromüberwachungstransistors angeordnete Diode und andererseits eine Bezugsspannungsquelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (D 1) durch eine von der geregelten Ausgangsspannung unabhängige Spannungsquelle in Durchlaßrichtung vorgespannt ist und daß die aus Spannungsabfall am Meßwiderstand (R2) und der Durchlaßspannung an der Diode (D 1) gebildete Summenspannung den Stromüberwachungstransistor (Ts 2) bei Überlast in den leitenden Zustand steuert.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial der Diode (D 1) etwa die gleichen Eigenschaften aufweist wie das Halbleitermaterial des Stromüberwachungstransistors (Ts2).'

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (D 1) durch Anordnung in unmittelbarer Nähe des Stromüberwachungstransistors (Ts 2) dem gleichen Temperatureinfluß wie der Transistor ausgesetzt ist.

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als -Diodenstrecke die Emitter-Basisstrecke eines Transistors mit gleichem Temperaturverhalten vorgesehen ist.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (D 1). im Steuerkreis des Stromüberwachungstransistors (Ts 2) gleichzeitig für weitere über ein gemeinsames Steuerteil auf das Stellglied (TsI) zurückwirkende Überwachungstransistoren wirksam ist, deren Kollektor-Emitterstrecken parallel geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen