DE1938954C3 - Strombegrenzer fuer einen in dem Laengszweig einer Stromversorgungs-einrichtung angeordneten Schalttransistor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strombegrenzer tür einen in dein Längszweig einer Stromversorgungseinrichtung angeordneten Sciialttransistor, bestehend aus einem Treiberir;.nsistor zum wiederholten An- und Abschalten des Schalttr..nsistors und aus derartigen Vorrichtungen, daß ein jedem Stromimpuls durch den Schaltlransistor entsprechender Spannungsimpuls abgreifbar und mit einer ßezugsspaniHing \erreichbar ist und daß bei einer vorbestimmten Größe des Spannungsimpulses der Schalttransislor sperrbar ist.

Line solche Schaltungsanordnung ist bekannt (britische Patentschrift 1093 680). Bei der bekannten Anordnung ist zwischen den Sclialttransistor und die Ausgangsklemmen eine Vorrichtung geschaltet, die einen Spannungsimpuls entsprechend jedem Stromimpuls durch den Schalttransistor abgibt und die Form eines Stromtransformators hat.

Dadurch, daß dieser im Ausgangsteil der Schallungsanordining angeordnet ist, ergibt sich zwangläufig eine gewisse Verzögerung beim Sperren des Sehalttransistors, das bei der vorbestimmten Größe des Spannunusimpulses erfolgt; diese Verzögerung bewirkt eine Belastung der Ausgangsstufe der Schaltungsanordnung mit hohen Strömen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einem .Strombegrenzer der eingangs genannten Art darin, das Sperren des Schalthansistors unmittelbar beim Auftreten überhöhter Strome zu verwirklichen und dadurch eine Überlastung der Schaltungsanordnung zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zu den Eingangsklemmen der Stromversorgungseinrichtung die Reihenschaltung eines Widerstandes mir! eines Kondensators geschaltet ist und daß der Verbindungspunkt des Widerstandes mit dem Kondensator als Abgreifpunkt für den Spannungsimpuls vorgesehen ist.

Die Reihenschaltung aus Widerstand und Kapazitat bildet eine rasch arbeitende Ableitanordnung für unerwünscht hohe Ströme, ohne daß Elemente in die Schaltungsanordnung eingefügt werden müssen.

welche unerwünschte Spannungen erzeugen, wie sie beispielsweise bei einer Rückkopplung zur Gleichstromversorgung an den Eingangsklemmen der Schaltungsanordnung bewirkt werden. Dadurch, daß die Abieilanordnung im Eingangsteil der Schaltungsanordnung vorgesehen ist, wird der Schalttransistor rechtzeitig gegen überhöhte Ströme gesperrt. Da Kondensator wirkt als Energiespeicher, so daß ihm Stromimpulse entnommen werden können, wodurch die Gleichspannungsversorgung im Betrieb vom SchalUransisior isoliert wird. Da der Widerstand in Reihe mit dem Kondensator und der Belastung gesenaltet ist, bewirkt er auch eine Begrenzung derjenigen Energiemenge, die bei überschüssigem Strom durch den Schalttransistor fließen kann.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Slrombegren/ers wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführimgsforin des erliiiiiüiigsgemüUen Slrombegren/ers und

Fig. 2 ein Impuisdiagramm.

In Fig. 1 wird über eine Eingangsklemme 10 eine Gleichspannung durch einen Schaltlransistor TrI an eine Speicherdrosse. 11 und dann an eine Ausgangsklemme 12 angelegt. Eine /weite Eingar.gskleinme 13 ist direkt mit einer zweiten Ausgangsklemme 14 \erbunden. Ein Kondensator C₁ von 2 ftF ist mil einem Widerstand R₁ von 0,25 Ω zwischen die Eingangsklemmen i0 und IJ in Reihe geschaltet, wobei der Kondensator C₁ als Speicherkondensator wirkt.

Zum Ansteuern des Schalttransistors TrI ist in der Schaltungsanordnung ein Trcibertrarsistor 7Vl angeordnet, an dessen Basis ein rechteckiges Steuersignal angelegt wird, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Das Tastverhältnis des Steuersignals ist veränderbar, wodurch eine vorbestimmte Spannung an den Ausgangsklemmen 12 und 14 aufrechterhalten wird.

Der Emitter des Treibertransistors ist mit den gemeinsamen Klemmen 13 und 14 \erbunden und sein Kollektor über eine Primärwicklung eines Transformators T₁ an eine Versorgungsklemme B I angeschlossen. Die Sekundärwicklung des Transformators T_x liegt zwischen Basis und Emitter des Sc'.ialltran sistors Tr2.

In der soweit beschriebenen Schaltung ergibt sich die übliche Arbeitsweise: Wenn der Treibertransisto·" TrI durch Ansteuern seiner Basis eingeschaltet wird, induziert der Kollektorstromimpuls durch die Primärwicklung des Transformators T, einer. Impuls in der Sekundärwicklung, der den Schaltlransistor TrI sperrt. Wird umgekehrt der Treibertransitor gesperrt, dann wird hierdurch der Schalttransistor TrI leitend geschaltet.

Ein steuerbarer Gleichrichter, gezeigt als steuerbarer Siliciumgleichrichter SCR 1, ist zwischen Kollektor und Emitter des Transitors TrI, und zwar in Reihe mit dem Widerstand A₁, geschaltet. Die Steuerelektrode des SCR 1 ist an einen Spannungsteiler in Form eines Potentiometers R., angelegt, so daß die am Widerstand /?, entstehende Spannung eingestellt werden kann, die den SCR 1 einschaltet.

Somit ist ein über R₁ abfallender Spannungsimpuls ein Maß für jeden Stromimpuls, der durch den Schaltlransistor 7>2 Hießt. Dieser Spannungsimpuls wird irit dem Bezugswert am Schleifer des Potentiometers R., verglichen; wenn zwischen einem abgeleiteten Spannungsimpuls und dem Bezugswert eine Beziehung erreicht wird, bei der der SCR 1 gezündet wird.

ergibt sich ein Ausgangssignal. Dieses Stromsignal fließt durch, die Primärwicklung des Transformators 7", und sperrt sofort den Schalttransistor TrI.

Auf diese Weise kann der Strom durch den Schalltransistor Tr 2 einen vorbestimmten Wert in keinem Zyklus seiner Operation überschreiten.

F i g. 2 zeigt die Strom- und Spannungsimpulse an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung. Die Impulse Λ stellen diejenigen Impulse dar, die an die Basis des Treibertransistors TrI zu dessen Abschaltung angelegt werden. In den Pausen zwischen den Impulsen A ist der Treiber!ransistor eingeschaltet. Die Impulse B stellen die Stromimpulse dar, die vom Kondensator C₁ durch den Schalttransistor Tr2 Hießen. Die Impulse C sind Spannungsimpulse, abgeleitet vom Widerstand K₁ aus den Stromimpulsen 3. Die unterbrochene Linie D stellt die Zündspannung des SCR 1 dar, wie sie durch die Einstellung von /?._, bestimmt wird. Die gebrochene Linie B' entspricht einem Stromstoß, und die gebrochene Linie C zeigt, dab die abgeleitete Spannung den Schaltpegel I) des SCR 1 zum Zeitpunkt t_x erreicht. Unter diesen Bedingungen würde der SCR 1 zum Zeitpunkt /, gezündet werden, was eine Sperrung des 7V₂ bewirkt.

Die Anordnung kann so ge'.roffen sein, daß der SCR 1 abgeschaltet wird, wenn der TrI eingeschaltet wird, so daß der Tr 2 zu Beginn des nächsten Zyklus wieder leitend gemacht werden kann. Dies ist die Strombegrenzungsarbeitsweise, die durch Einfügung einer geeigneten Impedanz, wie sie in gestrichelter Form in F i g. I als Diode /λ> in Reihe mit dem SCR I erzielt wird. Durch Einfügen einer geeignete:! Impedanz in Reihe mm SCR 1 hat der Transistor TrI beim nächsten Einschalten eine niedrigere Impedanz als die Schaltungsanordnung, die nur den SCR 1 umfaßt.

Andererseits, wenn eine geeignete Impedanz, beispielsweise eine in gestrichelten Linien gezeigte, mit D₁ bezeichnete Diode in Reihe mit dem Transistor TrI geschaltet wird, ergibt sich die Auslösearbeitsweise. SCR 1 in Reihe mit R₁ sind bei dieser Arbeitsweise derart angeordnet, daß sie eine genügend niedrigere Impedanz als die Rciheschaltung von TrI und D_x haben, so daß der SCR 1 k ;end bleibt, wenn der Tr 1 eingeschaltet wird.

Obgleich es bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorzuziehen ist, wenn das Ausgangssignal vom SCR 1 dazu verwendet wird, einen Strom in dem Transformator T₁ zu erzeugen und hierdurch den Tr2 abzuschalten, könnte die Anordnung beispielsweise auch so getroffen sein, daß der TrI eingeschaltet werden könnte, um den Tr 2 abzuschalten.

Hierzu 1 blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Strombegrerizer für einen in dem Längszweig einer Stromversorgungseinrichtung angeordneten Schalttrunsistor. bestehend aus einem Treibertransistor zum wiederholten An- und Abschalten des Schalttransistors und aus derartigen Vorrichtungen, daß ein jedem Stromimpuls durch den Schalttransistor entsprechender Spannungsimpuls abgreifbar und mit einer Bezugsspannung vergleichbar ist und daß bei einer ''orbestimmten Größe des Spannungsimpulses der Schalttransistor sperrbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Eingangsklemmen (10, 13) der Stromversorgungseinrichtung, die Reihenv haltung eir..·» Widerstandes (A₁) und eines Kondensators (C.) geschaltet ist und daß der Verbindungspunkt des Widerstandes [R₁) mit dem Kondensator (C₁) als Abgreifpunkt für den Spannungsimpuls vorgesehen ist.