DE2013012B2

DE2013012B2 - Schaltung zum an- und schnellen abschalten eines verbrauchers mit induktiver komponente

Info

Publication number: DE2013012B2
Application number: DE19702013012
Authority: DE
Inventors: Anton 7500 Karlsruhe Rodi
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1970-03-19
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1972-07-13
Also published as: DE2013012C3; DE2013012A1

Description

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- schädlichen Stromfluß wegen der ^

steht darin, einen Weg aufzuzeigen, auf Grund des- Schaltung bei richtiger Bemessung gar nicht

sen bei der in Fig. ] beschriebenen Schaltung und kann. , , .... ■,„,,„.,..„.„.

bei ähnlichen Schaltungen auf eine zusätzliche Schutz- In der Fig. 2 der Zeichnung hegt dor BeIaungs-

schaltung verzichtet werden kann. 5 widerstand 7 im Kollektor und der Treibern ansisior

Erfindungsgemilß wird diese Aufgabe, wie eingangs 3 α ist gegenüber dem Leistungstransistor 2 von untergesagt, dadurch gelöst, daß lediglich die Emitter-Kol- schiedlichem Leitfähigkeitstyp. Auch für diese lektor-Durchbruchspannungen der beiden Tran- Schaltung gelten bei entsprechender Bemessung ent, sistoren in der angegebenen Weise zueinander gewühlt gleichen Vorteile. Auch bei dieser Schaltung kann werden. io der Belastungswiderstand_t am Emitter des Leistungs-

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen bemessenen transistors angeschaltet sein.

Schaltung für den angegebenen Zweck steigt beim Die Erfindung ist auch bei den Schaltungen an-

Abschalten der induktiven Last die Spannung am wendbar, bei denen der Leistungstransistor im ue-

Verbraucher bis in die Nähe der Durchbruchspan- gensatz zu den beiden Beispielen der Mg. 1 und ι

nung des Transistors an, und zwar so weit, bis über 13 der Zeichnung ein PNP-Transistor ist. Auch dort

die Emitter-Kollektor-Strecke des Treibertransistors 3 kann der Treibertransistor vom gleichen oder un er-

ein kleiner Strom zu fließen beginnt. Dieser Strom schiedlichem Leitfähigkeitstyp sein und auch dort

bewirkt, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Lei- kann der Lastwiderstand am Emitter oder Kollektor

stungstransistors 2 niederohmig wird und somit eine des Leistungstransistors angeschaltet werden. Die

weitere Ausbildung der Spannungsspitzen verhindert. 20 Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine der möglichen Aus-

Die Schaltung arbeitet dabei um so sicherer, je höher führungsformen unter Verwendung eines PNJ -iran-

die Stromverstärkung des Leistungstransistors ist und sistors.

je schneller der Leistungstransistor in den nieder- Es sei noch erwähnt, daß zur Basis-Emitter-btrecke

ohmigen Zustand gelangt. Die Spannungsspitzen dür- des Leistungstransistors auch ein relativ hochohmiger

fen also nicht extrem schnell ansteigen, wenn der ver- 25 Widerstand parallel geschaltet sein kann. Wesent-

wendete Leistungstransistor relativ langsam durch- lieh für die Erfindung ist lediglich daß es zu einem

schaltet. Durchschalten des Leistungstransistors kommt, bevor

Der Fachmann wird gegen die erfindungsgemäße im Treibertransistor ein schädlicher Strom zu fließen Schaltung vorbringen, daß zumindest einer der Tran- beginnt. Gemäß dieser Notwendigkeit, muß der evensistoren in die unmittelbare Nähe der Durchbruch- 30 tuell vorhandene Widerstand, der bei Einschaltung spannung gebracht wird, also bereits mit einer zu der Last zwischen Spannungsquelle und dem Kollektionen Spannung beaufschlagt wird. Dieses Vorurteil tor des Leistungstransistors aus Gegen-Kopplungsgreift jedoch deshalb nicht durch, weil es zu einem gründen von Interesse ist, bemessen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Bs soll also folgende Ungleichung gelten Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum An- und schnellen

Abschalten eines Verbrauchers mit induktiver 5 Ein typischer Vertreter für die eingangs beschne-Blindwiderstandskomponente, an eine bzw. von bene, aus Leistungstransistor und Treibirtransistor einer Gleichspannungsquelle, bestehend aus bestehende Schaltung ist die sogenannte Darlingtoneinem mit seiner Emitter-Kollektorstrecke in Schallung. Eine derartige Schallung ist in Fig. I Reihe zum Verbraucher liegenden Leistungs- der Zeichnung in dem gestrichelten Kästchen 1 enttransistor und einem vorgeschalteten Treiber- io halten. Sie besteht aus dem (NPN) Leistungstrantransistor, über den der Leistungstransistor ange- sistor 2 und dem Eingangs- oder Treibertransistor 3 steuert wird, wobei zumindest der wesentliche gleichen Leitfähigkeitstyps. Die Kollektoren dieser Teil des — bei gleichem Leitfähigkeitstyp beider Schaltung sind miteinander verbunden, wahrend der Transistoren — Emitterstroms oder — bei entge- Emitter des Transistors 3 mit der Basiselektrode des gengesetztem Leitfähigkeitstyp der Transistoren— 15 Transistors 2 verbunden ist, Die Schaltung 1 besitzt Kollektorstroms des Treibertransislors über die drei nach außen geführte Elektroden, von denen die Basis des Leistungstransitors fließt und die nicht »Kollektorelektrode« 5 an den Pluspol einer Gleichmit der Basis des Leistungstransistors verbun- Spannungsquelle und die »Emitterelektrode« 6 an den dene Elektrode der Emitter-Kollektor-Strecke Lastwiderstand 7, dessen anderer Anschluß auf des Treibertransistors mit dem Kollektor des Lei- ao O-Potential liegt, angeschaltet ist. An der »Basisstungslransistors verbunden ist, dadurch ge- elektrode« 4 der Schaltung 1 wird die Schaltung ankennzeichnet, daß zum Schütze der Schal- gesteuert. Steigt die Basis-Emitter-Ansleuerungsspantung gegenüber hohen auftretenden Spannungs- nung des Transistors 3 über z. B. 0,7 V an, so fließt spitzen an Stelle einer zusätzlichen Schutzschal- im Transistor 3 ein Emilterstrom. Dieser fließt über tung lediglich die Emitter-Kollektor-Durchbruch- 25 die Basiselektrode des Transistors 2 und macht daspannung U_1n des Treibertransistors um mehr mit die Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstranals die Basis-Emitter-Spannung £/_ΰ/. des Lei- sistors 2 niederohmig, und läßt damit den Betriebsstungstransistors kleiner als die Emitter-Kollek- strom über den Lastwiderstand 7 fließen. Der Lasttor-Durchbruchspannung U₀₁ des Leistungs- widerstand könnte auch am Kollektor des Leistungstransistors gewählt ist 3° transistors 2 angeschaltet sein.

Es ist bekannt, daß dann, wenn der Lastwider-

(Udt < U dl ~ Unid ■ stand 7 induktiv ist oder eine wesentliche induktive

Komponente aufweist, bei Unterbrechung des Ver-

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch ge- braucherstroms hohe Spannungsspitzen auftreten, kennzeichnet, daß der Leistungstransistor einen 35 die weit jenseits der üblichen Emitter-Kollektorhohen Stromverstärkungsfaktor aufweist. Durchbruchspannungen liegen können und somit die

Transistoren, insbesondere den Leistungstransistor 2 zerstören würden. Die Verwendung von Transistoren

mit entsprechend hohen Emitter-Kollektor-Durch-

40 bruchspannungen ist aus Preisgründen nicht möglich. Man hat deshalb bisher bei derartigen Schaltungen,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan- über die eine induktive Last an eine und von einer Ordnung zum An- und schnellen Abschalten eines Gleichspannungsquelle an- bzw. abgeschaltet werden Verbrauchers mit induktiver Blindwiderstandskom- sollte, eine Schutzbeschaltung vorgesehen, die verponente an eine bzw. von einer Gleichspannungs- 45 hinderte, daß die hohen Spannungsspitzen beim Abquelle, bestehend aus einem mit seiner Emitter-Kol- schalten überhaupt entstehen konnten. Es ist in lektor-Strecke in Reihe zum Verbraucher liegenden diesem Zusammenhang z. B. bekannt, als Schutzele-Leistungstransistor und einem vorgeschalteten Trei- ment eine Zenerdiode zu verwenden (deutsche Ausbertransistor, über den der Leistungstransistor ange- legeschrift 1 201 872, Spalte 3, Zeilen 33 bis 35) oder steuert wird, wobei zumindest der wesentliche Teil 50 auch eine Diode (deutsche Auslegeschrift 1071 133, des — bei gleichem Leitfähigkeitstyp der beiden Fig. 1 und 2) oder ein /?C-GHed. Die zusätzlichen Transistoren — Emitterstroms oder — bei entgegen- Schaltelemente versteuern jedoch die benötigten gesetztem Leitfähigkeitstyp — des Kollektorstroms Schaltungen.

des Treibertransistors über die Basis des Leistungs- Es ist zu erwähnen, daß das Anwachsen der Spantransistors fließt und die nicht mit der Basis des 55 nungsspitzen auf relativ hohe Werte an sich von Vor-Leistungstransistors verbundene Elektrode der Emit- teil wäre, weil dadurch ein schnelles Abschalten des ter-Kollektor-Strecke des Treibertransistors mit dem Lastwiderstands zustande käme (interessant z. B. bei Kollektor des Leistungstransistors verbunden ist. Relais oder Magnetventilen als Lastwiderstand). Um

Das Wesen der Erfindung besteht bei der vorge- diesen Vorteil wenigstens zum Teil auszunutzen hat nannten Schaltungsanordnung darin, daß zum 60 man bisher bei derartigen Schaltungen und Verwen-Schutze der Schaltung gegenüber hohen, entstehenden dung einer Zenerdiode zur Schutzbeschaltung die Spannungsspitzen an Stelle einer zusätzlichen Schutz- Zenerspannung derart gewählt, daß die Spannungsschaltung lediglich die Emitter-Kollektor-Durch- spitze bis in die Nähe der Durchbruchspannung der bruchspannung U_Dr des Treibertransistors um mehr Transistoren anwachsen konnten. Bei der Erfindung als die Basis-Emitter-Spannung t/_ßß des Leistungs- 65 tritt, da ja nun die Spannungsspitzen bis zur Emittertransistors kleiner als die Emitter-Kollektor-Durch- KoUektor-Durchbruchspannung des Treibertransistors bruchspannung U_DL des Leistungstransistors gewählt anwachsen, der Vorteil des schnellen Abschaltens in ist- noch gesteigertem Maße auf.