DE19501985A1 - Protection of motor vehicle electronic circuit against reversal of supply polarity - Google Patents
Protection of motor vehicle electronic circuit against reversal of supply polarityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Schutz einer gleichspannungsversorgten, elektronischen Schaltung, die über eine Sicherung, insbesondere Schmelzsicherung, an eine Versorgungsquelle angeschlossen ist, vor Beschädigung durch Falschpolung der Versorgungsanschlüsse.The invention relates to an arrangement for protection a DC-powered electronic circuit, via a fuse, especially a fuse a supply source is connected from damage due to incorrect polarity of the supply connections.
Ein solcher Verpolschutz wird z. B. für den Betrieb von elektronischen Reglern und anderen elektronischen Schaltungen in einem Kraftfahrzeug als notwendig angesehen. Ein Vertauschen der Batterieanschlüsse würde sonst unweigerlich zur Zerstörung der elektronischen Schaltungen führen.Such reverse polarity protection is such. B. for the operation of electronic regulators and other electronic circuits considered necessary in a motor vehicle. On Swapping the battery connections would otherwise be inevitable lead to the destruction of electronic circuits.
Üblicherweise wird heute in Kraftfahrzeugen eine in Reihe zu der Elektronik geschaltete Verpolschutzdiode, nämlich eine übliche Schottky-Diode, eingefügt. Bei richtiger Polung fällt über dieser Diode lediglich die Durchlaßspannung ab, während diese Diode bei Verpolung als hochohmige Sperre wirkt.Usually, one is now in series in motor vehicles the reverse polarity protection diode, namely one usual Schottky diode inserted. With correct polarity only the forward voltage across this diode, while this diode acts as a high-impedance block if the polarity is reversed.
Ferner sind im Kraftfahrzeug die einzelnen Stromkreise üblicherweise durch Schmelzsicherungen - oder auch durch Sicherungsautomaten - geschützt. Diese Kraftfahrzeug-Schmelz sicherungen haben jedoch prinzipbedingt einen sehr großen Toleranzbereich. Eine 10 A Kfz-Flachsicherung heutiger Bauart benötigt z. B. bis zur sicheren AuslösungFurthermore, the individual circuits are in the motor vehicle usually by fuses - or by Automatic circuit breakers - protected. This automotive enamel However, fuses have a very basic principle large tolerance range. A 10 A automotive flat fuse today Type requires z. B. until safe triggering
- - für 100 Stunden den 1,1fachen Nennstrom oder - 1.1 times the nominal current for 100 hours or
- - für 1800 Sekunden den 1,35fachen Nennstrom oder- 1.38 times the nominal current for 1800 seconds or
- - für 5 Sekunden den 2fachen Nennstrom oder- twice the nominal current for 5 seconds or
- - für 0,5 Sekunden den 3,5fachen Nennstrom.- 3.5 times the nominal current for 0.5 seconds.
Wollte man diese Schmelzsicherung im Falle der Falschpolung durch einen über einen Schalter, ein Relais oder über ein Halbleiter-Bauteil geführten Strom mit Sicherheit zum Aus lösen bringen, um die Elektronik zu schützen, wäre es erforderlich, ein hochbelastbares und damit teueres Bauele ment, insbesondere Halbleiter-Bauelement, zu verwenden; dies gilt vor allem bei Berücksichtigung der in der Kraftfahrzeugtechnik üblichen hohen Toleranzen der Versor gungs- bzw. Batteriespannung. Aus Kostengründen scheidet eine solche technische Lösung aus.Did you want this fuse in the case of wrong polarity by one via a switch, a relay or via a Semiconductor component led electricity with certainty to the off bring it to protect the electronics, it would be required, a heavy-duty and therefore expensive construction ment, especially semiconductor device to use; this applies especially when taking into account the Motor vehicle technology usual high tolerances of the supplier supply or battery voltage. For cost reasons, one is out such a technical solution.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Verpolschutz der eingangs genannten Art zu entwickeln, der einerseits einen zuverlässigen Schutz der Elektronik auch in ungünstigen Toleranzfällen gewährleistet und der andererseits mit geringem Kostenaufwand zu realisieren ist.The invention is based on the object To develop reverse polarity protection of the type mentioned, the on the one hand reliable protection of the electronics also in unfavorable tolerance cases guaranteed and the other hand can be realized at low cost.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch die in dem Patentanspruch beschriebene Anordnung gelöst werden kann. Die Besonderheit der Erfindung besteht also darin, daß - anstelle der in Reihe geschalteten Verpolschutzdiode - den Versor gungseingängen der elektronischen Schaltung eine bei ordnungsgemäßer Polung der Anschlüsse in Sperrichtung beaufschlagte Diode parallel geschaltet ist und daß als Diode eine Suppressordiode gewählt wird, die der maximalen thermischen Belastung, die bis zum Ansprechen der Sicherung auftreten kann, standhält und die bei ordnungsgemäßer Polung der Anschlüsse in an sich bekannter Weise als Überspan nungsschutz wirkt.It has been shown that this task by the in the Arrangement described claim can be solved. The A special feature of the invention is that - instead the reverse polarity protection diode connected in series - the supplier supply inputs of the electronic circuit correct polarity of the connections in the reverse direction loaded diode is connected in parallel and that as a diode a suppressor diode is chosen that the maximum thermal load until the fuse responds can withstand and with proper polarity the connections in a manner known per se as span protection.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor, die die Zusammenschaltung der wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Anordnung wiedergibt.Further details of the invention follow from the following Description of an embodiment using the attached figure that shows the interconnection of the essential components of the arrangement according to the invention reproduces.
In der Abbildung sind die Eingangsklemmen zum Anschluß der Versorgungsquelle UB mit +K, -K bezeichnet. Über eine Sicherung, hier eine Schmelzsicherung 1, führt die positive Versorgungsleitung zu einem Eingang E₁, der hier den Anschluß eines Verbrauchers bzw. einer elektronischen Schaltung 2 an den positiven Pol einer Gleichspannungs-Versorgungsquelle symbolisiert. E₂ ist der zweite Anschluß des Verbrauchers 2, der mit der Klemme -K in Verbindung steht. Dem Verbraucher 2 liegen in aller Regel weitere Verbraucher 3, wie in der Ab bildung angedeutet ist, parallel.In the figure, the input terminals for connecting the supply source U B are labeled + K, -K. Via a fuse, here a fuse 1 , the positive supply line leads to an input E 1 , which here symbolizes the connection of a consumer or an electronic circuit 2 to the positive pole of a DC voltage supply source. E₂ is the second connection of the consumer 2 , which is connected to the terminal -K. The consumer 2 are usually more consumers 3 , as indicated in the education from, in parallel.
Die Versorgungsquelle, hier eine Batterie mit der Spannung UB oder, bei einem Kraftfahrzeug, üblicherweise ein Batterie- Generator-Aggregat, ist an den Klemmen +K, -K angeschlossen.The supply source, here a battery with the voltage U B or, in a motor vehicle, usually a battery generator unit, is connected to the terminals + K, -K.
Zum Schutz der Verbraucher bzw. Schaltungen 2, 3 vor Be schädigung als Folge einer (versehentlichen) Verpolung ist erfindungsgemäß eine Suppressordiode 4 den Verbraucher-Ein gängen E₁, E₂ parallel geschaltet. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Diode überraschenderweise ein für einen derartigen Einsatzzweck ideales Verhalten zeigt. Auch bei sehr hoher Überlastung der Suppressordiode gegenüber den angegebenen Nennwerten infolge eines hohen Stromes in Durchlaßrichtung wird die Diode nicht zerstört, sondern sie wird hochleitfähig. Mit steigender Temperatur, verursacht durch den in Durchlaßrichtung fließenden Strom, sinkt sogar der Innenwiderstand der Diode, so daß nur ein sehr geringer Spannungsabfall in Durchlaßrichtung über dieser Diode festzustellen ist, der höchstens minimale Ströme über die Verbraucher 2, 3 hervorruft. Folglich können auch empfindliche elektronische Schaltungen nicht beschädigt werden. Es hat sich gezeigt, daß weder die kurzzeitigen, sehr hohen Impuls ströme, die bis zum sicheren Auslösen der Sicherung 1 fließen können, noch hohe Leistungen über längere Zeitspannen - ent sprechend der Schmelzcharakteristik der Sicherung 1 - der Suppressordiode 4 nichts anhaben können.To protect the consumer or circuits 2 , 3 from damage as a result of an (accidental) polarity reversal, a suppressor diode 4 according to the consumer inputs E₁, E₂ is connected in parallel. It has been shown that such a diode surprisingly exhibits ideal behavior for such an application. Even if the suppressor diode is very overloaded compared to the specified nominal values as a result of a high current in the forward direction, the diode is not destroyed, but becomes highly conductive. With increasing temperature, caused by the current flowing in the forward direction, the internal resistance of the diode even drops, so that only a very small voltage drop in the forward direction across this diode can be determined, which causes at most minimal currents through the consumers 2 , 3 . As a result, even sensitive electronic circuits cannot be damaged. It has been shown that neither the short-term, very high impulse currents that can flow until the fuse 1 is safely tripped, nor high power over longer periods of time - accordingly the fuse characteristic of the fuse 1 - the suppressor diode 4 can not do anything.
Erfindungsgemäß werden also handelsübliche, als Überspan nungsschutz dienende Suppressordioden verwendet und als Verpolschutz eingesetzt. Eine solche Diode ist ein Halbleiter-Bauteil. Es ist darauf zu achten, daß die Kon taktflächen an das Halbleiter-Bauteil großflächig ausgebildet sind, damit an den elektrischen Anschlüssen in ausreichendem Maße Wärme abgeführt werden kann. Selbst eine deutliche Überschreitung der üblicherweise zulässigen Siliziumtem peraturen infolge eines durch Falschpolung hervorgerufenen hohen Stromes führt zu keiner Beeinflussung der Funktion dieser Suppressordiode. Eine extreme thermische Überlastung der Diode hat höchstens als Schädigung einen annähernden Kurzschluß über dieses Bauteil 4 zur Folge, nicht jedoch eine Leitungsunterbrechung.According to the invention, commercially available suppressor diodes serving as surge protection are used and are used as polarity reversal protection. Such a diode is a semiconductor device. It is important to ensure that the contact surfaces on the semiconductor component are formed over a large area so that heat can be dissipated to a sufficient extent at the electrical connections. Even a significant exceedance of the usually permissible silicon temperatures as a result of a high current caused by incorrect polarity does not influence the function of this suppressor diode. An extreme thermal overload of the diode results in an approximate short-circuit via this component 4 at most as damage, but not a line interruption.
Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung handelsüblicher Sup pressordioden eine Überschreitung der angegebenen maximalen Leistungswerte von z. B. 500% keinerlei negative Auswirkungen auf die Schutzfunktion dieser Diode gegen Verpolungen mit sich brachte.It has been shown that when using commercially available Sup compressor diodes exceed the specified maximum Performance values of e.g. B. 500% no negative effects on the protective function of this diode against reverse polarity brought himself.
Die Suppressordiode dient in der dargestellten, erfin dungsgemäßen Anordnung außerdem bei ordnungsgemäßer Polung zum Schutz der Verbraucher 2, 3 gegen Überspannungen.The suppressor diode is used in the arrangement shown, inven tion according to the invention also with proper polarity to protect consumers 2 , 3 against overvoltages.
Claims (1)
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998052268A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Daimlerchrysler Ag | Circuit for the protection of electrical devices |
| DE19824154A1 (en) * | 1998-05-29 | 1999-12-09 | Siemens Ag | Protection circuit for personal computers of data processing equipment |
| EP1061628A1 (en) * | 1999-06-16 | 2000-12-20 | STMicroelectronics S.r.l. | A circuit for connection between a car radio and a motor-vehicle battery |
| WO2001045224A2 (en) | 1999-12-13 | 2001-06-21 | Volkswagen | Controller protective device for a dual-voltage electric system |
| DE10059800A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Polarity inversion protection circuit has thermally coupled and matched electronic valve and thermal switch that opens electrical connection and isolates valve from supply if valve heats up |
| DE102005046682A1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Siemens Ag | High current power output for use in controller of motor vehicle, has safety fuse that is triggered by current flowing through diode, where diode is arranged in direction of conduction when supply and reference potentials are interchanged |
| US7259537B2 (en) | 2001-05-26 | 2007-08-21 | Robert Bosch Gmbh | Polarity-reversal protection circuit for energy sources |
| DE10216080B4 (en) * | 2001-04-12 | 2007-09-13 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki | Semiconductor device with low impedance range for reverse polarity protection |
| DE102007011760A1 (en) * | 2007-03-10 | 2008-09-11 | Valeo Systèmes d'Essuyage | engine location |
| DE102009004960B4 (en) * | 2009-01-14 | 2014-08-14 | Auto-Kabel Management Gmbh | Reverse polarity protection in the power distributor |
| DE102021111027A1 (en) | 2021-04-29 | 2022-11-03 | Continental Automotive Gmbh | Vehicle electrical system, especially for a motor vehicle |
-
1995
- 1995-01-24 DE DE1995101985 patent/DE19501985A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RUEHLI, A.: Protective Circuit. In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.4, No.9, Febr.1962,S.66 * |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6239515B1 (en) | 1997-05-13 | 2001-05-29 | Daimlerchrysler Ag | Circuit for the protection of electrical devices |
| WO1998052268A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Daimlerchrysler Ag | Circuit for the protection of electrical devices |
| DE19824154C2 (en) * | 1998-05-29 | 2003-07-17 | Siemens Ag | Circuit arrangement for protecting an integrated circuit |
| DE19824154A1 (en) * | 1998-05-29 | 1999-12-09 | Siemens Ag | Protection circuit for personal computers of data processing equipment |
| US6236549B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-05-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit for preventing module damage in integrated circuits which require a plurality of supply voltages |
| EP1061628A1 (en) * | 1999-06-16 | 2000-12-20 | STMicroelectronics S.r.l. | A circuit for connection between a car radio and a motor-vehicle battery |
| US6316907B1 (en) | 1999-06-16 | 2001-11-13 | Stmicroelectronics S.R.L. | Filtering and voltage raising circuit for connection between a car radio and a motor-vehicle battery |
| WO2001045224A2 (en) | 1999-12-13 | 2001-06-21 | Volkswagen | Controller protective device for a dual-voltage electric system |
| WO2001045224A3 (en) * | 1999-12-13 | 2001-10-25 | Volkswagen Ag | Controller protective device for a dual-voltage electric system |
| DE10059800A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Polarity inversion protection circuit has thermally coupled and matched electronic valve and thermal switch that opens electrical connection and isolates valve from supply if valve heats up |
| DE10216080B4 (en) * | 2001-04-12 | 2007-09-13 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki | Semiconductor device with low impedance range for reverse polarity protection |
| US7259537B2 (en) | 2001-05-26 | 2007-08-21 | Robert Bosch Gmbh | Polarity-reversal protection circuit for energy sources |
| DE102005046682A1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Siemens Ag | High current power output for use in controller of motor vehicle, has safety fuse that is triggered by current flowing through diode, where diode is arranged in direction of conduction when supply and reference potentials are interchanged |
| WO2007036482A1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Siemens Vdo Automotive Ag | High current end power stage |
| US7696809B2 (en) | 2005-09-29 | 2010-04-13 | Vdo Automotive Ag | High current power output stage |
| DE102007011760A1 (en) * | 2007-03-10 | 2008-09-11 | Valeo Systèmes d'Essuyage | engine location |
| DE102009004960B4 (en) * | 2009-01-14 | 2014-08-14 | Auto-Kabel Management Gmbh | Reverse polarity protection in the power distributor |
| DE102021111027A1 (en) | 2021-04-29 | 2022-11-03 | Continental Automotive Gmbh | Vehicle electrical system, especially for a motor vehicle |
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