DE19710073A1 - Device and method for surge protection - Google Patents

Device and method for surge protection

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DE19710073A1
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Abstract

The invention relates to an overvoltage protection device for protecting an electrical installation from overvoltage. Said electrical installation has a vehicle electrical system supplied by an electric generator (9), and electrical devices connected thereto. Said overvoltage protection device comprises a limiting device with a threshold value above the nominal voltage of the generator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzvorrichtung zum Schutz von elektrischen Bordnetzen gegen Überspannungen sowie ein Verfahren zum Betreiben der Überspannungs­ schutzvorrichtung.The invention relates to a surge protection device for protecting electrical On-board electrical systems against overvoltages and a method for operating the overvoltage protection device.

Elektrische Einrichtungen in mobilen Einheiten, insbesondere Fahrzeugen, werden üblicher­ weise durch ein Bordnetz versorgt, welches wiederum durch einen elektrischen Generator gespeist wird. Gibt der Generator wenig oder keine Energie in das Bordnetz ab, bezieht das Bordnetz die notwendige Energie aus einem Energiespeicher, z. B. einer Batterie. Gibt der Generator mehr Energie ab, als im Bordnetz oder in den Verbrauchern benötigt wird, dient der Energiespeicher als Puffer hierfür.Electrical devices in mobile units, especially vehicles, are becoming more common as supplied by an electrical system, which in turn is powered by an electrical generator is fed. If the generator releases little or no energy into the on-board electrical system, this is the case On-board electrical system the necessary energy from an energy storage, z. B. a battery. Does the Generator uses more energy than is needed in the vehicle electrical system or in the consumers the energy storage as a buffer for this.

Fällt der Energiespeicher als Puffer aus, z. B. durch Korrosion der Anschlüsse oder bei Kabel­ bruch zwischen Energiespeicher und Generator und dergleichen, kann es zu Überspannungen im Bordnetz kommen.If the energy storage fails as a buffer, e.g. B. by corrosion of the connections or cables break between energy storage and generator and the like, it can lead to overvoltages come in the electrical system.

Eine weitere mögliche Ursache für das Auftreten von Überspannungen im Bordnetz liegt vor, wenn beispielsweise während des Betriebes des Fahrzeugs induktive elektrische Verbraucher, wie z. B. Lüftermotoren oder Sitzverstellungen, vom Bordnetz weggeschaltet werden. Der Lastabwurf bewirkt eine Spannungsüberhöhung im Bordnetz mit teilweise sehr hohen Wer­ ten. Näheres dazu ist in einer Reihe von Druckschriften genannt, für die stellvertretend z. B. DIN 40839, Teil 1, genannt ist.Another possible cause for the occurrence of overvoltages in the vehicle electrical system is if, for example, inductive electrical consumers during operation of the vehicle, such as B. fan motors or seat adjustments can be switched off from the electrical system. Of the Load shedding causes a voltage surge in the vehicle electrical system, some of which are very high ten. More on this is mentioned in a number of publications, for which z. B. DIN 40839, Part 1.

Derartige Spannungsspitzen bereiten erhebliche Probleme in den elektrischen Einheiten. Ein­ richtungen, insbesondere Steuereinrichtungen, für den Verbrennungsmotor, für Getriebe oder Antiblockiersystem, sind üblicherweise aus diskreten und/oder integrierten Halbleiterschaltern aufgebaut, die durch Überspannungen in Fehlfunktion gebracht und/oder sogar zerstört wer­ den können. Ein Maß für das Auftreten von irreversibler Schädigung ist die Durchbruchs­ spannung der verwendeten Halbleiter, die bei automotiver Anwendung üblicherweise zwi­ schen etwa 50 V und 60 V liegt.Such voltage peaks cause considerable problems in the electrical units. A directions, in particular control devices, for the internal combustion engine, for gearboxes or Anti-lock braking systems are usually made of discrete and / or integrated semiconductor switches built that malfunctioned and / or even destroyed by overvoltages that can. Breakthrough is a measure of the occurrence of irreversible damage voltage of the semiconductors used, which is usually between automotive applications between about 50 V and 60 V.

Aus der DE-PS 40 39 404 C2 ist eine Überspannungsschutzvorrichtung bekannt, bei der im Überspannungsfall eine steuerbare Schaltereinrichtung den Generator kurzschließt. Die Schaltereinrichtung weist einen integrierten MOSFET-Schalter auf und bietet die Möglich­ keit, über Komparatoren Schaltschwellen vorzugeben. Mittels dieser Anordnung wird ver­ sucht, die Überspannung im Bordnetz durch Beeinflussung der Erregerwicklung des Genera­ tors zu minimieren. Das Auftreten eines Spannungsimpulses, wenn auch mit geringerer Höhe, ist jedoch auch mit dieser Anordnung nicht zuverlässig vermeidbar. Nicht kompensierbar ist insbesondere eine etwaige unerwünschte Spannungserhöhung durch Rückspeisung durch die Verbraucher im Netz.From DE-PS 40 39 404 C2 an overvoltage protection device is known, in which Overvoltage a controllable switch device short-circuits the generator. The  Switch device has an integrated MOSFET switch and offers the possibility ability to specify switching thresholds via comparators. This arrangement ver seeks the overvoltage in the vehicle electrical system by influencing the excitation winding of the genera minimize tors. The occurrence of a voltage pulse, albeit at a lower level, however, this arrangement cannot be reliably avoided. It cannot be compensated in particular a possible undesirable increase in voltage due to feedback from the Online consumers.

In herkömmlichen Bordnetzen werden in den elektronischen Einrichtungen oder zentral am Generator häufig sogenannte Suppressordioden eingesetzt, welche die etwaigen Überspan­ nungen auf einen für den jeweiligen Halbleiter unschädlichen Wert begrenzen sollen. Die Klemmspannung der Suppressordioden hängt jedoch so stark von Umgebungseinflüssen ab, insbesondere von der Temperatur und dem Innenwiderstand, daß ein weiter Toleranzbereich der Versorgungsspannung des Bordnetzes akzeptiert werden muß.In conventional electrical systems, the electronic devices or centrally on Generator often used so-called suppressor diodes, which cover any overvoltage limits to a value that is harmless to the respective semiconductor. The The clamping voltage of the suppressor diodes depends so much on environmental influences, especially of temperature and internal resistance, that a wide tolerance range the supply voltage of the vehicle electrical system must be accepted.

Wegen der zu berücksichtigenden möglichen Spannungsspitzen sind bei derzeitig eingesetz­ ten 12-V-Bordnetzen Halbleiterschalter mit Durchbruchspannungen von 50 Volt und mehr im Einsatz. Bauelemente, welche diese Anforderungen erfüllen, sind teuer und haben technolo­ gisch bedingt einen großen Platzbedarf. Bei einem etwaigen beabsichtigten Einsatz höherer Bordnetzspannungen verstärkt sich dieses Kosten- und Platz-Problem.Because of the possible voltage peaks to be taken into account, are currently used 12 V on-board electrical systems semiconductor switches with breakdown voltages of 50 volts and more in Commitment. Components that meet these requirements are expensive and have technology gisch requires a lot of space. In case of a possible intended use higher On-board electrical system voltages increase this cost and space problem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Anordnung zum Schutz von elektrischen Einrichtungen, welche durch ein Bordnetz gespeist werden, anzugeben, die zuverlässig vor Spannungsüberhöhungen im Bordnetz schützen.The invention has for its object a method and an arrangement for protection of electrical devices that are powered by an on-board electrical system, specify the reliably protect against voltage surges in the vehicle electrical system.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu ent­ nehmen.The object is solved by the features of the independent claims. Further and advantageous refinements can be found in the subclaims and the description to take.

Erfindungsgemäß wird durch eine Anordnung am Generatorausgang der Spannungswert der Bordnetzspannung überwacht und auf einen oberen zulässigen Wert geregelt. Damit kann verhindert werden, daß die Bordnetzspannung über eine festgelegte Spannungsschwelle hin­ aus ansteigt.According to the invention, the voltage value is determined by an arrangement at the generator output On-board electrical system voltage monitored and regulated to an upper permissible value. So that can be prevented that the vehicle electrical system voltage over a specified voltage threshold from rising.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Erfindung nicht primär in den Erregerkreis eingreifen muß, sondern am Ausgang des Generators die Spannung begrenzt. Tritt dort eine Überspannung auf, so wird diese in einem Leistungszweig konsumiert, welcher vorzugsweise zwei Bauele­ mente, insbesondere Widerstände, aufweist, von denen mindestens einer nichtlinear ist. It is particularly advantageous that the invention does not have to intervene primarily in the excitation circuit, but limits the voltage at the output of the generator. An overvoltage occurs there on, this is consumed in a power branch, which preferably two components elements, in particular resistors, of which at least one is non-linear.  

Ganz besonders vorteilhaft ist, daß auch Überspannungen, die durch elektrische Einheiten im Netz verursacht werden, derart begrenzt werden, so daß eine Rückspeisung nicht zur Span­ nungsüberhöhung führt. Dies erhöht die Sicherheit der Anordnung insgesamt. Die Anforde­ rungen an die Spannungsfestigkeit für die Ansteuerung der Verbraucher im Bordnetz können ohne Sicherheitsverlust geringer sein.It is very particularly advantageous that overvoltages caused by electrical units in the Grid are caused to be limited in such a way that a feedback is not to chip excessive increase leads. This increases the overall security of the arrangement. The requirement voltage stability for controlling the consumers in the vehicle electrical system be less without loss of security.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch das Eliminieren von Spannungsspitzen auf den Ein­ satz von Halbleiterschaltern mit hohen Durchbruchspannungen verzichtet werden kann. Dies erspart Kosten, da keine teuren Hochspannungshalbleiterbauelemente eingesetzt werden müs­ sen. Da diese üblicherweise einen hohen Platzbedarf aufweisen, kann durch die erfindungs­ gemäße Anordnung die Chipfläche verkleinert werden.The invention has the advantage that by eliminating voltage peaks on the one set of semiconductor switches with high breakdown voltages can be dispensed with. This saves costs because no expensive high-voltage semiconductor components have to be used sen. Since these usually require a lot of space, the invention can according to the arrangement, the chip area can be reduced.

Besonders vorteilhaft ist, daß nicht nur am Generator, sondern bei allen elektrischen Einrich­ tungen im Bordnetz insgesamt Halbleiterschalter mit geringerer Durchbruchsspannung einge­ setzt werden können, was wiederum jeweils die Möglichkeit einer Minimierung der Chipflä­ che und damit der Kosten des jeweiligen Bauelements bedeutet. Ganz besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung bei Bordnetzen mit höherer Netzspannung.It is particularly advantageous that not only on the generator, but in all electrical equipment a total of semiconductor switches with a lower breakdown voltage are used in the vehicle electrical system can be set, which in turn has the possibility of minimizing the chip area che and thus the cost of the respective component. Very advantageous is the arrangement according to the invention in on-board networks with higher network voltage.

In einer besonders günstigen Ausführungsform erhält der Generator bei Auftreten einer Über­ spannung ein Signal, um seine Leistung zu drosseln, bis die auftretende Überspannung abge­ baut ist. Die Bauelemente im Leistungszweig werden dadurch insgesamt nur gering belastet.In a particularly favorable embodiment, the generator is given an over occurrence voltage a signal to reduce its power until the overvoltage occurs is building. As a result, the components in the power branch are loaded only slightly overall.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Toleranzbereich der Bordnetzspan­ nung verringert wird. Besonders günstig für die Auslegung und/oder das Betreiben der elek­ trischen Einrichtungen ist, daß die Spannung im Bordnetz mit hoher Präzision geregelt und der maximal zulässige Spannungswert genau eingehalten wird. Die vorzusehenden Sicher­ heitsmargen der Bauelementparameter, welche zum Überspannungsschutz vorgesehen sind, können deutlich geringer ausfallen als üblich.Another advantage of the invention is that the tolerance range of the vehicle electrical system chip voltage is reduced. Particularly favorable for the design and / or operation of the elek cal devices is that the voltage in the electrical system is regulated with high precision and the maximum permissible voltage value is strictly observed. The safe to be provided margins of the component parameters that are provided for surge protection, can be significantly lower than usual.

Im folgenden sind die Merkmale, soweit sie für die Erfindung wesentlich sind, eingehend er­ läutert und anhand von Fig. näher beschrieben. Es zeigenIn the following, the features, insofar as they are essential for the invention, he explains in detail and described in more detail with reference to FIG . Show it

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 1 shows an arrangement according to the invention,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 2 shows an arrangement according to the invention,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 3 shows an arrangement according to the invention,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 4 shows an arrangement according to the invention,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 5 shows an arrangement according to the invention,

Fig. 6 Spannungs-Zeitkurve der Bordnetzspannung einer erfindungsgemäßen Anordnung. Fig. 6 voltage-time curve of the vehicle electrical system voltage of an arrangement according to the invention.

Die Figuren beziehen sich auf eine Anordnung für ein Fahrzeugbordnetz mit einer Lichtma­ schine als Generator. Die Erfindung läßt sich jedoch auf alle Bordnetze anwenden, in der ein Generator ein Bordnetz speist und ist nicht auf Fahrzeugbordnetze beschränkt. Insbesondere ist die Erfindung zum Überspannungsschutz von Gleichspannungsnetzen geeignet, welche durch Generatoren gespeist werden, wie sie sowohl in mobilen und/oder in stationären Anla­ gen verwendet werden.The figures relate to an arrangement for a vehicle electrical system with a Lichtma seem as a generator. However, the invention can be applied to all on-board electrical systems in which a Generator feeds an electrical system and is not limited to vehicle electrical systems. Especially the invention is suitable for overvoltage protection of DC networks, which are fed by generators, as they are in both mobile and / or stationary systems gene can be used.

Eine erfindungsgemäße Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Einheit 20, bestehend aus mehreren Untereinheiten, insbesondere einer Spannungsfühleinheit 21, einer Ansteuereinheit 22, einer Rückmeldeeinheit 23 und einem Leistungszweig mit den Komponenten 24, 25, ist einem Bordnetz parallelgeschaltet. Die Bordnetzspannung UB liegt zwischen den Zuführun­ gen 18 und 19 an. Zuleitung 19 dient als gemeinsames Referenzpotential der Überspannungs­ schutzvorrichtung 20. Das Bordnetz selbst umfaßt verschiedene übliche Schaltungskompo­ nenten, von denen einige in der Figur dargestellt sind, wie Lichtmaschine 9 mit verschiedenen Komponenten 13, 14, 15, Lichtmaschinenregler 10, Zündschloß 12, Ladekontrolleuchte 11 und dergl.An arrangement according to the invention is shown in FIG. 1. A unit 20 , consisting of several sub-units, in particular a voltage sensing unit 21 , a control unit 22 , a feedback unit 23 and a power branch with the components 24 , 25 , is connected in parallel to an electrical system. The vehicle electrical system voltage U B is between the supply lines 18 and 19 . Lead 19 serves as a common reference potential of the overvoltage protection device 20th The vehicle electrical system itself comprises various common circuit components, some of which are shown in the figure, such as alternator 9 with various components 13 , 14 , 15 , alternator regulator 10 , ignition lock 12 , charge control lamp 11 and the like.

Erfindungsgemäß weist die Einheit 20 eine oder mehrere Komponenten mit vorzugsweise nichtlinearer Strom-Spannungscharakteristik in dem dem Bordnetz parallel geschalteten Lei­ stungszweig auf, bevorzugt mit mindestens zwei Widerständen 24 und 25. Die Widerstände 24, 25 sind durch Bauelemente, welchen einen elektrischen Widerstand aufweisen, gebildet. Ein solches Bauelement kann auch durch mehrere Komponenten gebildet sein, insbesondere integrierte Bauelemente, die insgesamt wie ein Widerstand wirken. Die elektrische Spannung kann linear oder nichtlinear von dem durch das Bauelement fließenden Strom abhängen. Ein Bauelement, bei dem die elektrische Spannung nichtlinear vom Strom abhängt, wird als nichtlinearer Widerstand bezeichnet. Vorzugsweise weist mindestens einer der Widerstände 24 und/oder 25 eine nichtlineare Strom-Spannungscharakteristik auf. Die Widerstände 24 und 25 sind vorzugsweise in Serie geschaltet und bilden den Leistungszweig der Einheit 20.According to the invention, the unit 20 has one or more components with a preferably non-linear current-voltage characteristic in the power branch connected in parallel with the vehicle electrical system, preferably with at least two resistors 24 and 25 . The resistors 24 , 25 are formed by components which have an electrical resistance. Such a component can also be formed by several components, in particular integrated components, which act as a whole as a resistor. The electrical voltage can depend linearly or non-linearly on the current flowing through the component. A component in which the electrical voltage is non-linearly dependent on the current is referred to as a non-linear resistor. At least one of the resistors 24 and / or 25 preferably has a non-linear current-voltage characteristic. The resistors 24 and 25 are preferably connected in series and form the power branch of the unit 20 .

Die Spannungsfühleinheit 21 wird mit der Bordnetzspannung UB beaufschlagt. Bestandteil der Spannungsfühleinheit ist eine Referenzeinheit 35, insbesondere eine Präzisionsspannungs­ quelle. Die Referenzeinheit 35 kann komplex aufgebaut sein und weist vorzugsweise einen Steueranschluß, einen Referenzanschluß und einen Lastanschluß auf. Falls die Bordnetzspan­ nung UB eine vorher eingestellte Schwelle UBmax überschreitet, z. B. durch einen Spannungs­ puls, wird ein Signal ausgelöst. Der Schwellwert UBmax wird durch die Referenzeinheit 35 vorgegeben. Dieses Signal wird sowohl von der Ansteuereinheit 22 wie auch von der Rück­ meldeeinheit 23 übernommen. Die Rückmeldeeinheit 23 ist zweckmäßig, jedoch nicht obliga­ torisch für die Erfindung. Die Ansteuereinheit 22 steuert einen der beiden Widerstände 24 und/oder 25 an, so daß durch diesen Strom fließen kann. Vorzugsweise ist der angesteuerte Widerstand durch ein steuerbares Halbleiterbauelement gebildet mit einer linearen oder nicht­ linearen Stromspannungscharakteristik.The voltage sensing unit 21 is supplied with the vehicle electrical system voltage U B. Part of the voltage sensing unit is a reference unit 35 , in particular a precision voltage source. The reference unit 35 can be of complex construction and preferably has a control connection, a reference connection and a load connection. If the vehicle electrical system voltage U B exceeds a previously set threshold U Bmax , e.g. B. by a voltage pulse, a signal is triggered. The threshold value U Bmax is specified by the reference unit 35 . This signal is taken over by both the control unit 22 and the feedback unit 23 . The feedback unit 23 is useful, but not obligatory for the invention. The control unit 22 controls one of the two resistors 24 and / or 25 so that current can flow through it. The controlled resistor is preferably formed by a controllable semiconductor component with a linear or non-linear current-voltage characteristic.

Dadurch entsteht an dem zweiten Widerstand, der sowohl linear als auch nichtlinear sein kann, ein Spannungsabfall entsprechend dessen Kennlinie. Die Ansteuereinheit 22 regelt den Widerstandswert des angesteuerten nichtlinearen Widerstandes 24 oder 25 derart, daß der Spannungsabfall über beiden genau dem Wert für die maximale Bordnetzspannung UBmax ent­ spricht. Es fließt ein Strom durch die beiden Widerstände 24 und 25 und die überschüssige elektrische Energie des Spannungsimpulses wird im Leistungszweig in den beiden Widerstän­ den 24 und 25 in Wärme umgesetzt.This creates a voltage drop at the second resistor, which can be both linear and non-linear, in accordance with its characteristic. The control unit 22 regulates the resistance value of the controlled non-linear resistor 24 or 25 such that the voltage drop across both speaks exactly the value for the maximum electrical system voltage U Bmax ent. A current flows through the two resistors 24 and 25 and the excess electrical energy of the voltage pulse is converted into heat in the power branch in the two resistors 24 and 25 .

Vorteilhafterweise werden durch diese Maßnahmen etwaige Toleranzen der Bauelementpa­ rameter der Widerstände 24 und/oder 25 sowie deren Temperaturabhängigkeit ausgeglichen und brauchen daher beim Schaltungsentwurf nicht mehr berücksichtigt werden. Es wird zu­ verlässig verhindert, daß Spannungsspitzen in der Bordnetzspannung auftreten. Damit entfällt günstigerweise der Einsatz von Halbleiterschaltern mit hohen Durchbruchspannungen, welche üblicherweise entweder am Ausgang des Generators 9 und/oder als Schutz der einzelnen elektrischen Einheiten im Bordnetz vorgesehen sind.These measures advantageously compensate for any tolerances of the component parameters of the resistors 24 and / or 25 and their temperature dependency and therefore no longer need to be taken into account when designing the circuit. It is reliably prevented that voltage peaks occur in the vehicle electrical system voltage. This advantageously eliminates the use of semiconductor switches with high breakdown voltages, which are usually provided either at the output of the generator 9 and / or as protection for the individual electrical units in the vehicle electrical system.

Ein weiterer Vorteil ist, daß Halbleiterschalter mit niedriger Durchbruchspannung einen deut­ lich geringeren Platzbedarf haben als solche mit hoher Durchbruchspannung. Durch die erfin­ dungsgemäße Anordnung kann die Chipfläche von Bauelementen, insbesondere der Lei­ stungsschalter, verkleinert werden, was Kosten einspart. Besonders bei der Verwendung von Bordnetzen mit höherer Netzspannung, z. B. von mehr als 40 V, erweist sich dieser Aspekt der Erfindung als günstig, da für diesen Fall bei den bekannten Überspannungsschutzeinrich­ tungen Halbleiterschalter mit noch höherer Durchbruchsspannung notwendig sind.Another advantage is that semiconductor switches with a low breakdown voltage make a difference need less space than those with a high breakdown voltage. By inventing arrangement according to the invention, the chip area of components, in particular the Lei switch, which saves costs. Especially when using Vehicle electrical systems with a higher mains voltage, e.g. B. of more than 40 V, this aspect proves the invention as cheap, since for this case in the known surge protection device semiconductor switches with an even higher breakdown voltage are necessary.

Um die Energie des Spannungsimpulses möglichst klein zu halten, ist der Einsatz einer Rückmeldeeinheit 23 zweckmäßig. Die Rückmeldeeinheit 23 sendet im Falle einer Überspan­ nung ein Signal an den Lichtmaschinenregler 10, um die Ausgangsspannung in der Lichtma­ schine 9 für den Zeitraum tLD, in dem der Überspannungsfall anliegt, herunterzuregeln. Die Belastung der Widerstände 24 und 25 bleibt daher tolerierbar klein. Sinkt die Spannung im Bordnetz wieder unter den Wert der maximal zulässigen Bordnetzspannung UBmax ab, so geht der angesteuerte nichtlineare Widerstand wieder in einen hochohmigen Zustand über und die Rückmeldeeinheit 23 gibt ein Signal an den Lichtmaschinenregler 10, daß keine Überspan­ nung mehr vorliegt. Die Lichtmaschine 9 regelt wieder auf ihren Sollwert UB.In order to keep the energy of the voltage pulse as small as possible, the use of a feedback unit 23 is expedient. In the event of an overvoltage, the feedback unit 23 sends a signal to the alternator regulator 10 in order to regulate the output voltage in the alternator 9 for the period t LD in which the overvoltage is present. The load on the resistors 24 and 25 therefore remains tolerably small. If the voltage in the on-board electrical system falls below the value of the maximum permissible on-board electrical system voltage U Bmax , the controlled non-linear resistor changes back to a high-resistance state and the feedback unit 23 sends a signal to the alternator regulator 10 that there is no longer any overvoltage. The alternator 9 regulates again to its target value U B.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung unterscheiden sich unter anderem durch den Leistungsteil der Einheit 20, welcher insbesondere aus den Widerständen 24 und 25 gebildet wird.Useful and advantageous embodiments of the invention differ, inter alia, by the power section of the unit 20 , which is formed in particular from the resistors 24 and 25 .

Eine günstige erfindungsgemäße Ausführung der Einheit 20 ist in Fig. 2 dargestellt. Einheit 20 weist einen Leistungszweig, eine Spannungsfühleinheit 21 und eine Ansteuereinheit 22 auf. Die Bordnetzspannung liegt zwischen den Zuleitungen 18 und 19 an. Die Rückmeldeein­ heit 23 ist nicht dargestellt.A favorable embodiment of the unit 20 according to the invention is shown in FIG. 2. Unit 20 has a power branch, a voltage sensing unit 21 and a control unit 22 . The vehicle electrical system voltage is present between the leads 18 and 19 . The Rückmeldeein unit 23 is not shown.

Der Leistungszweig wird durch die Widerstände 37 und 39 gebildet, welche die Widerstände 24 und 25 ersetzen. Der Widerstand 37, insbesondere ein Transistor, ist in Serie mit dem li­ nearen Widerstand 39 geschaltet, wobei der Widerstand 37 durch die Ansteuereinheit 22 an­ gesteuert und mit Zuleitung 18 verbunden ist.The power branch is formed by resistors 37 and 39 , which replace resistors 24 and 25 . The resistor 37 , in particular a transistor, is connected in series with the linear resistor 39 , the resistor 37 being controlled by the control unit 22 and being connected to the supply line 18 .

Die Spannungsfühleinheit 21 besteht aus einem Spannungsteiler, welcher aus den ohmschen Serienwiderständen 30 und 31 mit einem Spannungsteilerabgriff K9 zwischen den beiden Widerständen gebildet ist.The voltage sensing unit 21 consists of a voltage divider which is formed from the ohmic series resistors 30 and 31 with a voltage divider tap K9 between the two resistors.

Die Ansteuereinheit 22 besteht aus einer Serienschaltung aus einem ersten ohmschen Wider­ stand 32 mit einer parallel geschalteten ersten Zenerdiode 33 sowie der damit in Serie ge­ schalteten Reihenschaltung aus einer zweiten Zenerdiode 34, einem zweiten ohmschen Wi­ derstand 36 und einer Referenzeinheit 35.The control unit 22 consists of a series circuit consisting of a first ohmic resistor 32 with a parallel connected first Zener diode 33 and the series circuit connected therewith in series comprising a second Zener diode 34 , a second ohmic resistor 36 and a reference unit 35 .

Die Referenzeinheit 35 wird bevorzugt durch eine Präzisionsspannungsquelle gebildet, wel­ che vorzugsweise nach dem Bandgap-Verfahren arbeitet. Sie weist einen Lastanschluß, einen Steueranschluß und einen Referenzanschluß auf. Der Steueranschluß ist mit dem Spannungs­ teilerabgriff K9 verbunden. Die Spannungsquelle liefert den Schwellwert der maximal zuläs­ sigen Bordspannung UBmax.The reference unit 35 is preferably formed by a precision voltage source, which preferably works according to the bandgap method. It has a load connection, a control connection and a reference connection. The control connection is connected to the voltage divider tap K9. The voltage source supplies the threshold value of the maximum permissible on-board voltage U Bmax .

Widerstand 31 der Spannungsfühleinheit 21, der Steueranschluß der Referenzeinheit 35 der Ansteuereinheit 22 und der nichtangesteuerte Widerstand 39 im Leistungszweig sind auf das gemeinsame Referenzpotential 19 gelegt. Der erste Widerstand 32 mit der parallelgeschalteten ersten Zenerdiode 33 ist zwischen Gate- und Source-Anschluß des angesteuerten Wider­ stands 37 gelegt. Die erste Zenerdiode 33 dient zum Schutz des Gates des Transistors 37 vor Überspannungen. Resistor 31 of the voltage sensing unit 21 , the control connection of the reference unit 35 of the control unit 22 and the non-controlled resistor 39 in the power branch are connected to the common reference potential 19 . The first resistor 32 with the first Zener diode 33 connected in parallel is placed between the gate and source terminal of the driven resistor 37 . The first zener diode 33 serves to protect the gate of the transistor 37 against overvoltages.

Übersteigt die Bordnetzspannung am Spannungsteilerabgriff K9 den Referenzwert UBmax, so geht diese abhängig von der Höhe der Überspannung von einem hochohmigen zu einem nie­ derohmigeren Zustand über. Dadurch ist ein Stromfluß durch die ersten und zweiten ohm­ schen Widerstände 32, 36 sowie durch die zweite Zenerdiode 34 möglich.If the on-board electrical system voltage at the voltage divider tap K9 exceeds the reference value U Bmax , it changes depending on the level of the overvoltage from a high-resistance state to a state that is never less severe. As a result, a current flow through the first and second ohmic resistors 32 , 36 and through the second Zener diode 34 is possible.

Der Stromfluß durch den ersten Widerstand 32 erzeugt einen Spannungsabfall über dem er­ sten Widerstand 32, der dazu genutzt wird, das Gate des Transistors 37, insbesondere eines p-Kanal-MOS-Transistors, anzusteuern. Hierdurch wird wiederum ein Stromfluß durch den Leistungszweig ermöglicht, der einen Spannungsabfall an dem nichtangesteuerten Widerstand 39 hervorruft.The current flow through the first resistor 32 produces a voltage drop across the most resistor 32 , which is used to drive the gate of transistor 37 , in particular a p-channel MOS transistor. This in turn enables a current to flow through the power branch, which causes a voltage drop across the uncontrolled resistor 39 .

Die Gate-Source-Spannung des Transistors 37 wird mittels der Spannungsfühleinheit 21 und der Ansteuereinheit 22 erfindungsgemäß so geregelt, daß der Spannungsabfall über dem an­ gesteuerten Transistor 37 genau der Differenz zwischen der maximal zulässigen Bordnetz­ spannung UBmax und dem Spannungsabfall über dem nichtangesteuerten Widerstand 39 ent­ spricht.The gate-source voltage of the transistor 37 is regulated by means of the voltage sensing unit 21 and the control unit 22 according to the invention such that the voltage drop across the transistor 37 controlled at exactly the difference between the maximum permissible electrical system voltage U Bmax and the voltage drop across the non-controlled resistor 39 speaks accordingly.

Die obere Grenze der Bordnetzspannung UBmax ist über das Teilungsverhältnis der Wider­ stände 30 und 31, welche einen Spannungsteiler bilden, einstellbar.The upper limit of the electrical system voltage U Bmax is adjustable via the division ratio of the resistors 30 and 31 , which form a voltage divider.

Die Präzisionsspannungsquelle 35 ist zweckmäßigerweise durch den zweiten Widerstand 36 und die zweite Zenerdiode 34 vor Überstrom und Überspannung geschützt. Da die Präzisi­ onsspannungsquelle 35 üblicherweise nicht für höhere Betriebsspannungen ausgelegt ist, muß sichergestellt sein, daß die Spannung, welche an der Präzisionsspannungsquelle 35 abfällt, nicht größer als deren maximale Betriebsspannung werden kann.The precision voltage source 35 is expediently protected against overcurrent and overvoltage by the second resistor 36 and the second zener diode 34 . Since the precision voltage source 35 is usually not designed for higher operating voltages, it must be ensured that the voltage which drops across the precision voltage source 35 cannot become greater than its maximum operating voltage.

Der zweite Widerstand 36 begrenzt den Strom, welcher durch die Präzisionsspannungsquelle 35 fließen kann. Eine Begrenzung des Stromes durch die Referenzeinheit 35 ist für alle erfin­ dungsgemäßen Ausführungen vorteilhaft, welche Komponenten als Überspannungsschutz in der Einheit 20 außerhalb des Leistungszweigs aufweisen, die in den Durchbruch oder in den leitfähigen Zustand gelangen und damit zu einem großen elektrischen Strom durch die Refe­ renzeinheit, vorzugsweise die Präzisionsspannungsquelle 35, führen können, wie insbesonde­ re die erste und zweite Zenerdiode 33, 34 in den Fig. 2 und 4 und/oder Basis-Emitter- Dioden eines Transistors, welche in den leitenden Zustand gelangen können wie in den Fig. 4 und 5 vorgesehen. The second resistor 36 limits the current that can flow through the precision voltage source 35 . Limiting the current through the reference unit 35 is advantageous for all embodiments according to the invention, which have components as overvoltage protection in the unit 20 outside the power branch, which break down or become conductive and thus lead to a large electrical current through the reference unit , preferably the precision voltage source 35 , such as, in particular, the first and second zener diodes 33 , 34 in FIGS. 2 and 4 and / or base-emitter diodes of a transistor, which can become conductive as in FIGS. 4 and 5 are provided.

Eine weitere günstige Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Anord­ nung ähnelt der in Fig. 2, jedoch ist hier der nichtangesteuerte, lineare Widerstand 39 im Leistungszweig der Einheit 20 durch einen nichtlinearen Widerstand 38, insbesondere eine Suppressor-Diode und/oder eine Zenerdiode, ersetzt. Günstig ist bei dieser Anordnung, daß in dem Transistor 37 weniger Leistung umgesetzt werden muß. Damit können vorteilhafter­ weise kleinere und preiswertere Transistorbauelemente eingesetzt werden.Another favorable embodiment of the invention is shown in FIG. 3. The arrangement is similar to that in FIG. 2, but here the non-driven, linear resistor 39 in the power branch of the unit 20 is replaced by a non-linear resistor 38 , in particular a suppressor diode and / or a zener diode. It is favorable with this arrangement that less power has to be converted in the transistor 37 . Smaller and cheaper transistor components can thus advantageously be used.

In Fig. 4 ist eine weitere erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Der Aufbau des Span­ nungsfühleinheit 21 und der Präzisionsspannungsquelle 35 entspricht dem Aufbau in den Fig. 2 und 3. Einheit 20 weist einen Leistungszweig, eine Spannungsfühleinheit 21 und eine Ansteuereinheit 22 auf. Die Rückmeldeeinheit 23 ist nicht dargestellt.In Fig. 4 shows a further inventive arrangement is illustrated. The structure of the voltage sensing unit 21 and the precision voltage source 35 corresponds to the structure in FIGS . 2 and 3. Unit 20 has a power branch, a voltage sensing unit 21 and a control unit 22 . The feedback unit 23 is not shown.

Der Leistungszweig wird durch die Widerstände 43 und 44 gebildet. Der Widerstand 43, insbesondere ein Transistor, ist in Serie mit dem linearen Widerstand 44 geschaltet, wobei der Widerstand 43 durch die Ansteuereinheit 22 angesteuert. Der Unterschied zu den vorange­ hend beschriebenen Anordnungen besteht darin, daß der angesteuerte Widerstand 43 hier mit der Zuleitung 19, dem gemeinsamen Referenzpotential der Einheit 20, verbunden ist.The power branch is formed by resistors 43 and 44 . The resistor 43 , in particular a transistor, is connected in series with the linear resistor 44 , the resistor 43 being driven by the control unit 22 . The difference to the arrangements described above is that the driven resistor 43 is here connected to the lead 19 , the common reference potential of the unit 20 .

Dies erfordert eine Potentialverschiebung und eine Invertierung des Ansteuersignals für den MOS-Transistor. Der nicht angesteuerte Widerstand 44 weist eine lineare Strom- Spannungscharakteristik auf, insbesondere ist Widerstand 44 ein ohmscher Widerstand. Po­ tentialverschiebung und Invertierung des Ansteuersignals geschieht durch eine Invertierein­ heit, die insbesondere aus einer Serienschaltung aus einem pnp-Transistor 40 und einem Wi­ derstand 41 gebildet ist, welche zwischen die Zuleitungen 18 und 19 gelegt ist.This requires a potential shift and an inversion of the drive signal for the MOS transistor. The non-driven resistor 44 has a linear current-voltage characteristic, in particular resistor 44 is an ohmic resistor. Potential shift and inverting of the control signal is done by an Invertierein unit, which is formed in particular from a series circuit of a pnp transistor 40 and a Wi resistor 41 , which is placed between the leads 18 and 19 .

Die Ansteuereinheit 22 ist leicht modifiziert und besteht aus einer Serienschaltung aus einem ersten ohmschen Widerstand 32, einer Zenerdiode 34, einem zweiten ohmschen Widerstand 36 und einer Referenzeinheit 35 mit Referenzanschluß, Steueranschluß und Lastanschluß. Die Basis des Transistors 40 ist mit der Ansteuereinheit 22 zwischen der Zenerdiode 34 und dem ersten Widerstand 32 verbunden.The control unit 22 is slightly modified and consists of a series circuit comprising a first ohmic resistor 32 , a Zener diode 34 , a second ohmic resistor 36 and a reference unit 35 with a reference connection, control connection and load connection. The base of transistor 40 is connected to drive unit 22 between zener diode 34 and first resistor 32 .

Das Gate des angesteuerten Widerstands 43 ist mit einer Zenerdiode 42 geschützt, welche zwischen Gate- und Source-Anschluß des Widerstands 43, insbesondere eines n-Kanal-MOS- Transistors, geschaltet ist. Der Source-Anschluß des angesteuerten MOS-Transistors, der Widerstand 41, die Referenzeinheit 35 und der Widerstand 31 liegen auf dem gemeinsamen Referenzpotential 19. The gate of the driven resistor 43 is protected with a zener diode 42 , which is connected between the gate and source connection of the resistor 43 , in particular an n-channel MOS transistor. The source connection of the controlled MOS transistor, the resistor 41 , the reference unit 35 and the resistor 31 are at the common reference potential 19 .

Der besondere Vorteil der Lösung liegt darin, daß mit der gewählten Anordnung für den an­ gesteuerten Widerstand 43 insbesondere ein n-Kanal-MOS-Transistor verwendet werden kann. Diese Bauelemente sind üblicherweise wesentlich preiswerter als ihre komplementären p-Kanal-MOS-Transistortypen.The particular advantage of the solution lies in the fact that an n-channel MOS transistor in particular can be used with the selected arrangement for the controlled resistor 43 . These devices are typically much cheaper than their complementary p-channel MOS transistor types.

In Fig. 5 ist eine erfindungsgemäße Anordnung dargestellt, welche denselben Vorteil auf­ weist wie die Anordnung in Fig. 4. Die Komponenten sind im wesentlichen wie in Fig. 4 angeordnet. Der Leistungszweig weist die Widerstände 43 und 45 auf. Der nicht angesteuerte Widerstand 45 weist hier jedoch eine nichtlineare Strom-Spannungscharakteristik auf FIG. 5 shows an arrangement according to the invention, which has the same advantage as the arrangement in FIG. 4. The components are arranged essentially as in FIG. 4. The power branch has resistors 43 and 45 . However, the non-driven resistor 45 has a non-linear current-voltage characteristic

Fig. 5 zeigt zusätzlich noch die Rückmeldeeinheit 23, welche bevorzugt aus einer Serien­ schaltung mit einem ohmschen Widerstand 50 und einem npn-Transistor 51 besteht. Vor­ zugsweise ist hier ein sogen. "open-collector"-Ausgang gewählt. Anschluß 51' ist die Verbin­ dung zum Lichtmaschinenregler 10, der nicht gesondert dargestellt ist und welcher im Über­ spannungsfall die Generatorerregung vermindert. Der Emitter des Transistors 51 ist mit dem Referenzpotential 19 verbunden; der Widerstand 50 ist mit der Invertiereinheit zwischen Transistor 40 und Widerstand 41 verbunden. Fig. 5 also shows the feedback unit 23 , which preferably consists of a series circuit with an ohmic resistor 50 and an npn transistor 51 . Before preferably a so-called. "open collector" output selected. Connection 51 'is the connec tion to the alternator regulator 10 , which is not shown separately and which reduces the generator excitation in the event of an overvoltage. The emitter of transistor 51 is connected to reference potential 19 ; resistor 50 is connected to the inverting unit between transistor 40 and resistor 41 .

In Fig. 6 ist der gemessene zeitliche Verlauf der Bordnetzspannung UB =U18, 19 zwischen den Zuleitungen 18 und 19 dargestellt. Kurve A zeigt den Verlauf der Bordnetzspannung bei ei­ nem Lastabwurf ohne Überspannungsschutz. Der Kurvenverlauf zeigt, daß die maximal zu­ lässige Bordnetzspannung UBmax deutlich überschritten wird.In Fig. 6 is the measured time profile of the vehicle electrical system voltage U B = U 18, 19 shown between leads 18 and 19. Curve A shows the course of the vehicle electrical system voltage during a load shedding without overvoltage protection. The curve shows that the maximum permissible on-board electrical system voltage U Bmax is clearly exceeded.

Kurve B stellt den zeitlichen Verlauf der Bordnetzspannung mit einer der erfindungsgemäßen Anordnungen dar. Der maximal zulässige Wert der Bordnetzspannung UBmax wird nicht über­ schritten, sondern präzise und ohne auch nur kurzzeitig auftretende Spannungsspitzen kon­ stant gehalten. Nach Abklingen des Überspannungsfalls sinkt der Wert der Bordnetzspannung UB wieder auf den normalen Betriebswert. Das gezeigte Verhalten wird mit allen der geschil­ derten erfindungsgemäßen Anordnungen erzielt.Curve B represents the time curve of the vehicle electrical system voltage with one of the arrangements according to the invention. The maximum permissible value of the vehicle electrical system voltage U Bmax is not kept constant , but precisely and without even briefly occurring voltage peaks. After the overvoltage situation has subsided, the value of the vehicle electrical system voltage U B drops back to the normal operating value. The behavior shown is achieved with all of the arrangements according to the invention.

Claims (27)

1. Überspannungsschutzvorrichtung zum Schutz elektrischer Anlagen vor Überspannungen welche Anlage ein von einem elektrischen Generator gespeistes Bordnetz und daran an­ geschlossene elektrische Einrichtungen aufweist, mit einer Begrenzungseinrichtung, de­ ren Schwellwert oberhalb der Generatornennspannung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausgangsseite des Generators (9) parallel zum Bordnetz eine Einheit (20) angeschlossen ist, welche mindestens einen Leistungszweig parallel zum Bordnetz mit mindestens zwei Widerstandskomponenten (24, 25, 37, 38, 39, 43, 44, 45) aufweist, wobei mindestens eine Widerstandskomponente bei Überschreiten der Begrenzungs­ schwelle (UBmax) im Sinne einer Widerstandsverminderung ansteuerbar ist.1. Overvoltage protection device for protecting electrical systems from overvoltages, which system has an on-board electrical system supplied by an electrical generator and is connected to closed electrical devices with a limiting device whose threshold value lies above the generator nominal voltage, characterized in that on the output side of the generator ( 9 ) A unit ( 20 ) is connected in parallel to the vehicle electrical system and has at least one power branch parallel to the vehicle electrical system with at least two resistance components ( 24 , 25 , 37 , 38 , 39 , 43 , 44 , 45 ), with at least one resistance component when the limiting threshold is exceeded (U Bmax ) can be controlled in the sense of a reduction in resistance. 2. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einheit (20) mindestens einen Leistungszweig mit mindestens zwei Widerstands­ komponenten (24, 25, 37, 38, 39, 43, 44, 45), eine Spannungsfühleinheit (21) und eine Ansteuereinheit (22) aufweist.2. Overvoltage protection device according to claim 1, characterized in that unit ( 20 ) at least one power branch with at least two resistance components ( 24 , 25 , 37 , 38 , 39 , 43 , 44 , 45 ), a voltage sensing unit ( 21 ) and a control unit ( 22 ). 3. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einheit (20) mindestens einen Leistungszweig mit mindestens zwei Widerstands­ komponenten (24, 25, 37, 38, 39, 43, 44, 45), eine Spannungsfühleinheit (21), eine An­ steuereinheit (22) und eine Spannungsrückmeldeeinheit (23) aufweist.3. Overvoltage protection device according to claim 1, characterized in that unit ( 20 ) at least one power branch with at least two resistance components ( 24 , 25 , 37 , 38 , 39 , 43 , 44 , 45 ), a voltage sensing unit ( 21 ), a control unit ( 22 ) and a voltage feedback unit ( 23 ). 4. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Schwellwertes die Spannungsrückmeldeeinheit (23) ein Signal abgibt, durch das die Erregung des Generators (9) zumindest mittelbar verminderbar ist.4. Overvoltage protection device according to claim 3, characterized in that when the threshold value is exceeded, the voltage feedback unit ( 23 ) emits a signal by which the excitation of the generator ( 9 ) can be at least indirectly reduced. 5. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskomponenten (24, 25, 37, 38, 39, 43, 44, 45) zueinander in Serien­ schaltung angeordnet sind. 5. Overvoltage protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the resistance components ( 24 , 25 , 37 , 38 , 39 , 43 , 44 , 45 ) are arranged in series with one another. 6. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Widerstandskomponenten (24, 25, 37, 38, 39, 43, 44, 45) eine nichtlineare Strom-Spannungscharakteristik aufweist.6. Overvoltage protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one of the resistance components ( 24 , 25 , 37 , 38 , 39 , 43 , 44 , 45 ) has a non-linear current-voltage characteristic. 7. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die angesteuerte Widerstandskomponente (24, 25, 37, 43) ein steuerbares Halblei­ terbauelement ist.7. Overvoltage protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the controlled resistance component ( 24 , 25 , 37 , 43 ) is a controllable semiconductor component. 8. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Widerstandskomponenten (24, 25, 37, 38, 39, 43, 44, 45) im Lei­ stungszweig eine nichtlineare Strom-Spannungscharakteristik aufweisen.8. Overvoltage protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least two resistance components ( 24 , 25 , 37 , 38 , 39 , 43 , 44 , 45 ) have a non-linear current-voltage characteristic in the power branch. 9. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die angesteuerte Widerstandskomponente (24, 25, 37, 43) durch einen p-Kanal- MOS-Transistor und/oder einen n-Kanal-MOS-Transistor gebildet ist.9. Overvoltage protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the controlled resistance component ( 24 , 25 , 37 , 43 ) is formed by a p-channel MOS transistor and / or an n-channel MOS transistor . 10. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtangesteuerte Widerstandskomponente (24, 25, 38, 39, 44, 45) durch eine Zenerdiode und/oder eine Suppressordiode gebildet ist.10. Overvoltage protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the non-driven resistance component ( 24 , 25 , 38 , 39 , 44 , 45 ) is formed by a Zener diode and / or a suppressor diode. 11. Überspannungsschutzvorrichtung insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angesteuerte Widerstandskomponente (24, 25, 38, 39, 44, 45) durch eine Zenerdiode gebildet ist, deren Durchbruchspannung mindestens 5% größer als die Bord­ netzspannung ist.11. Overvoltage protection device in particular according to claim 1, characterized in that the controlled resistance component ( 24 , 25 , 38 , 39 , 44 , 45 ) is formed by a Zener diode whose breakdown voltage is at least 5% greater than the on-board mains voltage. 12. Überspannungsschutzvorrichtung zum Schutz elektrischer Anlagen vor Überspannungen welche Anlage ein von einem elektrischen Generator gespeistes Bordnetz und daran an­ geschlossene elektrische Einrichtungen aufweist, mit einer Begrenzungseinrichtung, de­ ren Schwellwert oberhalb der Generatornennspannung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Überspannungsschutzvorrichtung am Generatorausgang eine parallel zum Bord­ netz geschaltete Einheit (20) mit mindestens einem Leistungszweig, einer Spannungsfühl­ einheit (21) und einer Ansteuereinheit (22) aufweist.12. Overvoltage protection device for protecting electrical systems against overvoltages, which system has an on-board electrical system supplied by an electrical generator and is connected to closed electrical devices, with a limiting device whose threshold value lies above the generator nominal voltage, characterized in that the overvoltage protection device at the generator output is parallel to the board has a network-connected unit ( 20 ) with at least one power branch, a voltage sensing unit ( 21 ) and a control unit ( 22 ). 13. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (20) mindestens einen Leistungszweig, eine Spannungsfühleinheit (21), eine Ansteuereinheit (22) und eine Spannungsrückmeldeeinheit (23) aufweist.13. Overvoltage protection device according to claim 12, characterized in that the unit ( 20 ) has at least one power branch, a voltage sensing unit ( 21 ), a control unit ( 22 ) and a voltage feedback unit ( 23 ). 14. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (20) mit mindestens einem Leistungszweig, einer Spannungsfühleinheit (21), einer Ansteuereinheit (22) und einer Invertierereinheit aufweist.14. Overvoltage protection device according to claim 12, characterized in that the unit ( 20 ) with at least one power branch, a voltage sensing unit ( 21 ), a control unit ( 22 ) and an inverter unit. 15. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (20) mindestens einen Leistungszweig, eine Spannungsfühleinheit (21), eine Ansteuereinheit (22), eine Invertiereinheit und eine Spannungsrückmeldeeinheit (23) aufweist.15. Overvoltage protection device according to claim 12, characterized in that the unit ( 20 ) has at least one power branch, a voltage sensing unit ( 21 ), a control unit ( 22 ), an inverter unit and a voltage feedback unit ( 23 ). 16. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 12-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsfühleinheit (21) durch einen Spannungsteiler (30, 31) mit einem Span­ nungsteilerabgriff (K9) gebildet ist.16. Overvoltage protection device according to one of claims 12-15, characterized in that the voltage sensing unit ( 21 ) is formed by a voltage divider ( 30 , 31 ) with a voltage divider tap (K9). 17. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12, 13 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinheit (22) eine Serienschaltung eines ersten ohmschen Widerstands (32) mit einer dazu parallel geschalteten ersten Zenerdiode (33), einer zweiten Zenerdi­ ode (34), eines zweiten ohmschen Widerstands (36) sowie einer Referenzeinheit (35) mit mindestens einem Steueranschluß, einem Referenzanschluß und einem Lastanschluß aufweist, wobei der Steueranschluß mit dem Spannungsteilerabgriff (K9) der Spannungs­ fühleinheit (21) verbunden ist. 17. Overvoltage protection device according to one or more of claims 12, 13 or 16, characterized in that the control unit ( 22 ) is a series circuit of a first ohmic resistor ( 32 ) with a first Zener diode ( 33 ) connected in parallel thereto, a second Zenerdi ode ( 34 ), a second ohmic resistor ( 36 ) and a reference unit ( 35 ) with at least one control connection, a reference connection and a load connection, the control connection being connected to the voltage divider tap (K9) of the voltage sensing unit ( 21 ). 18. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12, 13, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, der Leistungszweig eine Serienschaltung eines p-Kanal-MOS-Transistors (37) mit einem ohmschen Widerstand (39) und/oder einer Suppressordiode (38) und/oder einer Zenerdi­ ode aufweist.18. Overvoltage protection device according to one or more of claims 12, 13, 16 or 17, characterized in that the power branch is a series circuit of a p-channel MOS transistor ( 37 ) with an ohmic resistor ( 39 ) and / or a suppressor diode ( 38 ) and / or a Zenerdi ode. 19. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (37) eine zwischen Gate- und Source-Anschluß geschaltete Zenerdi­ ode (33) aufweist.19. Overvoltage protection device according to claim 18, characterized in that the transistor ( 37 ) has a Zenerdi ode ( 33 ) connected between the gate and source connection. 20. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinheit (22) eine Serienschaltung eines ersten Widerstands (32), einer ersten Zenerdiode (34), eines zweiten Widerstands (36) sowie einer Referenzeinheit (35) mit mindestens einem Steueranschluß, einem Referenzanschluß und einem Lastanschluß aufweist, wobei der Steueranschluß mit dem Spannungsteilerabgriff (K9) der Spannungs­ fühleinheit (21) verbunden ist.20. Overvoltage protection device according to one of claims 12, 14 or 15, characterized in that the control unit ( 22 ) comprises a series connection of a first resistor ( 32 ), a first Zener diode ( 34 ), a second resistor ( 36 ) and a reference unit ( 35 ) having at least one control connection, a reference connection and a load connection, the control connection being connected to the voltage divider tap (K9) of the voltage sensing unit ( 21 ). 21. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14, 15 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Invertierereinheit einen pnp-Transistor (40) und einen Widerstand (41) aufweist, wobei die Transistorbasis des Transistors (40) mit der Ansteuereinheit (22) und der Wi­ derstand (41) mit einem Referenzpotential (19) der Einheit (20) verbunden ist.21. Overvoltage protection device according to one or more of claims 14, 15 or 20, characterized in that the inverter unit has a pnp transistor ( 40 ) and a resistor ( 41 ), the transistor base of the transistor ( 40 ) with the control unit ( 22 ) and the resistor ( 41 ) is connected to a reference potential ( 19 ) of the unit ( 20 ). 22. Überspannungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14, 15, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungszweig eine Serienschaltung eines n-Kanal-MOS-Transistors (43) mit einem ohmschen Widerstand (44) und/oder eine Suppressordiode (45) und/oder einer Zenerdiode aufweist.22. Overvoltage protection device according to one or more of claims 14, 15, 20 or 21, characterized in that the power branch comprises a series connection of an n-channel MOS transistor ( 43 ) with an ohmic resistor ( 44 ) and / or a suppressor diode ( 45 ) and / or a Zener diode. 23. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (43) eine zwischen Gate- und Source-Anschluß geschaltete Zenerdi­ ode (42) aufweist und der Source-Anschluß mit dem Referenzpotential (19) verbunden ist.23. Overvoltage protection device according to claim 22, characterized in that the transistor ( 43 ) has a Zenerdi ode ( 42 ) connected between the gate and source connection and the source connection is connected to the reference potential ( 19 ). 24. Verfahren zum Überspannungsschutz einer elektrischen Anlage, wobei ein elektrischer Generator das Bordnetz der Anlage speist und die Spannung von an das Bordnetz ange­ schlossenen elektrischen Einrichtungen bei einem Schwellwert oberhalb der Generator­ nennspannung durch eine Begrenzungseinrichtung begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsseite des Generators abhängig von einer daran auftretenden Überspan­ nung elektrisch belastet wird.24. Method for surge protection of an electrical system, an electrical Generator feeds the on-board electrical system of the system and the voltage from the on-board electrical system closed electrical equipment at a threshold above the generator is limited by a limiting device, characterized, that the output side of the generator depends on an overvoltage occurring there voltage is electrically charged. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausgangsseite des Generators (9) parallel zum Bordnetz eine Einheit (20) angeschlossen wird mit mindestens einem Leistungszweig parallel zum Bordnetz, in wel­ chem mindestens zwei in Serie geschaltete Widerstandskomponenten (24, 25, 37, 38, 39, 43, 44, 45) angeordnet sind, wobei bei Überschreiten des Schwellwertes (UBmax) eine Widerstandskomponente (24, 25, 37, 43) im Sinne einer Widerstandsverminderung an­ gesteuert wird.25. The method according to claim 24, characterized in that on the output side of the generator ( 9 ) parallel to the vehicle electrical system, a unit ( 20 ) is connected with at least one power branch parallel to the vehicle electrical system, in which chem at least two series-connected resistance components ( 24 , 25th , 37 , 38 , 39 , 43 , 44 , 45 ) are arranged, a resistance component ( 24 , 25 , 37 , 43 ) being controlled in the sense of a reduction in resistance when the threshold value (U Bmax ) is exceeded. 26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die angesteuerte Widerstandskomponente (24, 25, 37, 43) derart angesteuert wird, daß der Spannungsabfall über der angesteuerten Widerstandskomponente gleich der Differenz zwischen dem Schwellwert (UBmax) und dem Spannungsabfall über der dazu in Serie geschalteten Widerstandskomponente (38, 39, 44, 45) ist.26. The method according to claim 24 or 25, characterized in that the controlled resistance component ( 24 , 25 , 37 , 43 ) is controlled such that the voltage drop across the controlled resistance component is equal to the difference between the threshold value (U Bmax ) and the voltage drop above the resistance component ( 38 , 39 , 44 , 45 ) connected in series. 27. Verfahren nach Anspruch 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Schwellwertes (UBmax) die Erregung des Generators (9) zu­ mindest mittelbar vermindert wird.27. The method according to claim 24, 25 or 26, characterized in that when the threshold value (U Bmax ) is exceeded, the excitation of the generator ( 9 ) is at least indirectly reduced.
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