DE202005016316U1

DE202005016316U1 - Electronically regulated load circuit used in testing e.g. current supplies, has automatic control loop connected in parallel to control components and current sensors, and parallelly switched to set control components in desired value

Info

Publication number: DE202005016316U1
Application number: DE200520016316
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2015-10-18

Abstract

The circuit has an automatic control loop that is connected in parallel to control components such as FET or bipolar transistors (T1-Tn) and current sensors (RS). The automatic control loop is parallelly switched to set the control components in common desired value (UE). The automatic control loop is used for testing the voltage load of a power source (SQ). The regulated load current of the power source is detected by the current sensors.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch geregelte Last, umfassend zumindest einen Leistungskreis mit einem Stellglied wie FET- oder Bipolar-Transistor zur Belastung einer Spannungs- oder Stromquelle wie Brennstoffzelle mit einem geregelten Laststrom und einem Stromsensor zur Erfassung des Laststromes sowie einen Regelkreis mit einem Ausgang, der mit einem Eingang des Stellgliedes verbunden ist, einem Sollwert-Eingang für einen Sollwert und einem Istwert-Eingang, der über eine Istwert-Erfassungseinheit mit dem Stromsensor verbunden ist.The The invention relates to an electronically controlled load comprising at least one power circuit with an actuator such as FET or Bipolar transistor for loading a voltage or current source like fuel cell with a regulated load current and a current sensor for detecting the load current and a control circuit with an output, which is connected to an input of the actuator, a setpoint input for one Setpoint and an actual value input, which via an actual value acquisition unit connected to the current sensor.

Eine elektronisch geregelte Last der eingangs genannten Art ist beispielsweise in U. Tietze, Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Seite 367 – 378, 9. Aufl., 1989, beschrieben. Bekannte Stromsenken bzw. Stromquellen gelangen bei hohen Lastströmen, z. B. beim Prüfen von Stromversorgungen, Netzteilen, Brennstoffzellen usw., an ihre Grenzen, da bei hohen Lastströmen sowohl in dem als Transistor ausgebildeten Stellglied als auch in dem Stromsensor hohe Verlustleistungen entstehen.A electronically controlled load of the type mentioned is, for example in U. Tietze, Ch. Schenk: Semiconductor Circuit Technology, pages 367 - 378, 9. Ed., 1989. Known power sinks or power sources arrive at high load currents, z. B. when checking from power supplies, power supplies, fuel cells, etc., to theirs Limits, because at high load currents both in the actuator formed as a transistor and in the current sensor high power losses occur.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine elektronisch geregelte Last der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass diese einen möglichst hohen Laststrom bei gegebener Verlustleistung absorbiert.From that Based on the present invention, the problem underlying an electronically controlled load of the type mentioned in such a way to further develop that this highest possible load current at a given Power dissipation absorbed.

Das Problem wird erfindungsgemäß u. a. dadurch gelöst, dass parallel zu dem zumindest einen Stellglied mit Stromsensor und zugehörigem Regelkreis zumindest ein weiteres Stellglied mit zugehörigem Stromsensor und eigenem Regelkreis parallel geschaltet ist und dass Sollwert-Eingänge der den einzelnen Stellgliedern zugeordneten Regelkreise eingangsseitig mit dem gemeinsamen Sollwert verbunden sind.The Problem is inventively u. a. solved by that parallel to the at least one actuator with current sensor and related Control circuit at least one further actuator with associated current sensor and its own control circuit is connected in parallel and that setpoint inputs the the individual actuators associated control circuits input side are connected to the common setpoint.

Dadurch entsteht eine geregelte elektronische Last bzw. Stromsenke als Leistungsblock mit kaskadierten Einzelstufen zur Erhöhung des möglichen Senken- bzw. Laststroms. Durch die Parallelschaltung der Stellglieder verringert sich der Innenwiderstand der elektronischen Last. Dadurch wird eine Schwellenspannung als Funktion des Produktes aus Laststrom IS und Innenwiderstand des Stellgliedes reduziert. Die mögliche Verlustleistung wird dadurch erhöht.Thereby creates a regulated electronic load or current sink as a power block with cascaded single stages to increase the possible sink or load current. By the parallel connection of the actuators reduces the Internal resistance of the electronic load. This will be a threshold voltage as a function of the product of load current IS and internal resistance reduced the actuator. The possible power loss is thereby increased.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Stromsensor als SHUNT-Widerstand ausgebildet sein, welcher in Reihe zu dem Stellglied geschaltet ist. Der SHUNT-Widerstand ist vorzugsweise mit Massepotential verbunden, kann aber auch zwischen Stellglied und zu prüfender Spannungs- oder Stromquelle angeordnet sein. Auch bei dieser Anordnung wird durch die Parallelschaltung der Leistungskreise als Reihenschaltung aus Stellglied und Stromsensor die Schwellenspannung als Produkt aus Laststrom und Summe aus Innenwiderstand und SHUNT-Widerstand reduziert.In a preferred embodiment For example, the current sensor may be formed as a SHUNT resistor, which connected in series with the actuator. The SHUNT resistor is preferred connected to ground potential, but can also be between actuator and to be tested Voltage or current source can be arranged. Also with this arrangement is connected in series by the parallel connection of the power circuits from actuator and current sensor, the threshold voltage as a product from load current and sum of internal resistance and SHUNT resistor reduced.

Zur weiteren Reduzierung der Schwellenspannung kann der Stromsensor als Stromwandler wie LEM-Wandler ausgebildet sein. Der Stromwandler kann zwischen Stellglied und Strom-Spannungsquelle oder zwischen Stellglied und Massepotential angeordnet sein.to further reduction of the threshold voltage, the current sensor be designed as a current transformer such as LEM converter. The current transformer can be between actuator and current source or between Be arranged actuator and ground potential.

Das Stellglied ist vorzugsweise als FET-Transistor oder als Biopolar-Transistor ausgebildet.The Actuator is preferably as a FET transistor or as a Biopolar transistor educated.

Der Regelkreis weist vorzugsweise einen bipolar versorgten Verstärker wie Operationsverstärker auf, der im Verhältnis zu der an dem SHUNT-Widerstand abfallenden Spannung geringe Offsetwerte, eine geringe Temperaturdrift und sehr große Bandbreite aufweist. Of the Control circuit preferably has a bipolar-powered amplifier such as operational amplifiers in the relationship to the voltage dropping across the SHUNT resistor, low offset values, has a low temperature drift and very wide bandwidth.

Als Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist hervorzuheben, dass die Verlustleistung des vorzugsweise als FET-Transistors ausgebildeten Stellgliedes durch die Kaskadierung bzw. Parallelschaltung der Einzelstufen bei n Einzelstufen mit der Zahl n erweitert wird. Der sich ergebende Gesamtstrom entspricht somit dem n-fachen des Einzelstroms einer Einzelstufe.When Advantage of the invention is solution Emphasize that the power dissipation of preferably as a FET transistor trained actuator by cascading or parallel connection of the individual stages in n individual stages with the number n is extended. The resulting total current thus corresponds to n times the Single stream of a single stage.

Um die Genauigkeit der Messung der an dem SHUNT-Widerstand abfallenden Spannung zu verbessern, die im mV-Bereich liegt, ist die Istwert-Erfassungseinheit mit einem Verstärker wie Differenz-Verstärker ausgestattet. Um zu erreichen, dass die Istwert-Erfassungseinheit von dem Potential des Verstärkers im Regelkreis zu dem Stellglied (Verstärker-Leistungs-Potential) unempfindlich bzw. unabhängig ist, ist vorgesehen, dass ein negativer Eingang des Differenz-Verstärkers vorzugsweise über einen ersten Widerstand mit einem ersten Anschluss des SHUNT-Widerstandes und ein positiver Eingang des Differenz-Verstärkers über einen zweiten Widerstand mit einem zweiten Anschluss des SHUNT-Widerstandes und über einen dritten Widerstand mit dem Bezugspotential der Steuerspannung verbunden ist und dass ein Ausgang des Differenz-Verstärkers über einen ersten Widerstand mit dem Eingang des Summenpunktes und über einen zweiten Widerstand mit dem Minus-Eingang verbunden ist.In order to improve the accuracy of the measurement of the voltage dropping across the SHUNT resistor, which is in the mV range, the actual value detecting unit is equipped with an amplifier such as differential amplifier. In order to ensure that the actual-value detection unit is insensitive or independent from the potential of the amplifier in the control loop to the actuator (amplifier power potential), it is provided that a negative input of the differential amplifier is preferably connected via a first resistor first terminal of the SHUNT resistor and a positive input of the differential amplifier is connected via a second resistor to a second terminal of the SHUNT resistor and via a third resistor to the reference potential of the control voltage and that an output of the differential Ver amplifier is connected via a first resistor to the input of the summing point and via a second resistor to the negative input.

Durch die hohen Ströme und den weitläufigen Aufbau der kaskadierten Stromsenken kommt es zu einer großflächigen Potentialverschiebung innerhalb des Leistungs teils sowie im Operationsverstärker-Zweig und dessen Potential zum Leistungskreis, so dass die hier beschriebene bevorzugte Ausführungsform von dem Operationsverstärker-Leistungs-Potential unempfindlich ist.By the high currents and the sprawling Construction of the cascaded current sinks leads to a large-scale potential shift within the power part as well as in the operational amplifier branch and its potential to the power circuit, so the one described here preferred embodiment from the operational amplifier power potential insensitive.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform bezieht sich auf die Abschaltung der Strom-Sollwert-Vorgabe durch die Erfassung der Spannung der Spannungs- oder Stromquelle auf einen Minimalwert. Hierzu ist vorgesehen, dass der Sollwert-Geber an einem Eingang eines steuerbaren Schalters anliegt, wobei ein Ausgang des steuerbaren Schalters mit dem Sollwert-Eingang des Regelkreises verbunden ist, wobei der steuerbare Schalter selbst einen Steuer-Eingang aufweist, der mit einem Ausgang eines Schwellwertschalters verbunden ist, dessen erster Eingang mit dem Anschluss der Spannungs- oder Stromquelle verbunden ist und dessen zweiter Eingang an einer vorzugsweise einstellbaren Referenzspannung anliegt.A further preferred embodiment refers to the deactivation of the current setpoint specification by the detection the voltage of the voltage or current source to a minimum value. For this purpose, it is provided that the setpoint encoder at an input a controllable switch is applied, wherein an output of the controllable Switch is connected to the setpoint input of the control loop, the controllable switch itself having a control input, which is connected to an output of a threshold switch, its first input with the connection of the voltage or current source is connected and the second input to a preferably adjustable Reference voltage applied.

Normalerweise steht ein Sollwert bereits an, während die Versorgungsspannung fehlt, so dass das Stellglied angesteuert ist aber der Stromsensor keinen Istwert zurückmeldet. Wird sodann die Spannungs- oder Stromquelle ohne Zeitverzögerung aufgeschaltet, entsteht ein extrem hoher Strompeak. Dieser Strom wird erst mit Verzögerung durch den Regelkreis zurückgefahren. Dies kann jedoch schon zur Zerstörung der Transistoren (Stellglieder) führen. Durch das steuerbare Schaltelement wird der Sollwert erst frei gegeben und integral aufgeschaltet, wenn die Versorgungsspannung größer als eine voreingestellte Referenzspannung REF ist. Die Schwellenspannung ist definiert ab der bei einem Senkenstrom IS die Spannung UL am Eingang des Stellgliedes größer ist als IS (RT + RS) (mit RT = Widerstand des Stellgliedes und RS = Widerstand des Stromsensors) und der Regelkreis das Stellglied linear/kontinuierlich betreiben kann.Usually a setpoint is already on while the supply voltage is missing, so that the actuator is driven but the current sensor does not report an actual value. Will then the voltage or Power source without time delay when switched on, an extremely high current peak is created. This stream will only with delay moved back through the control loop. However, this can already destroy the transistors (actuators) lead. By the controllable Switching element, the setpoint value is first released and connected integrally, if the supply voltage is greater than is a preset reference voltage REF. The threshold voltage is defined from the voltage UL am at a sink current IS Input of the actuator is greater as IS (RT + RS) (with RT = resistance of the actuator and RS = Resistance of the current sensor) and the control loop the actuator linear / continuous can operate.

Auch ist von Vorteil, den Regelverstärker zu begrenzen, so dass seine Bandbreite sowie seine Reaktionszeit nicht beeinträchtigt werden. Dieses wird erreicht mittels einer Diode wie Z-Diode, deren Anode mit dem negativen Eingang des Verstärkers und deren Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist, so dass diese auf einer Ausgangsspannung liegt, die nicht wesentlich höher ist als die Drain-Source-Spannung des Stellgliedes.Also is an advantage, the control amplifier limit, so its bandwidth as well as its response time not impaired become. This is achieved by means of a diode such as Zener diode whose Anode with the negative input of the amplifier and its cathode with the output of the amplifier is connected so that it is at an output voltage, the not much higher is the drain-source voltage of the Actuator.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden Ausführungsbeispielen.Further Details, advantages and features of the invention do not arise only from the claims, the characteristics to be taken from them - individually and / or in combination - but also from the following description of the drawing to be taken embodiments.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Schaltbild einer geregelten Stromquelle nach dem Stand der Technik, 1 a circuit diagram of a regulated current source according to the prior art,

2 ein Schaltbild einer geregelten Leistungs-Stromquelle gemäß der Erfindung, 2 a circuit diagram of a regulated power source according to the invention,

3 ein Schaltbild einer geregelten Stromquelle mit Differenz-Verstärker zur genauen und unverfälschten Strom-Istwert-Erfassung und 3 a circuit diagram of a regulated current source with differential amplifier for accurate and unadulterated current-value detection and

4 eine geregelte Stromquelle mit steuerbarem Schalter zur Abschaltung der Strom-Sollwert-Vorgabe durch Erfassung der Versorgungsspannung. 4 a regulated current source with controllable switch for switching off the current setpoint specification by detecting the supply voltage.

1 zeigt das Schaltbild einer aus dem Stand der Technik bekannten geregelten Stromquelle bzw. Stromsenke die nachfolgend als elektronische Last EL bezeichnet wird. Die elektronische Last umfasst einen Leistungskreis LK mit einem Stellglied T, welches vorzugsweise als Biopolar-Transistor ausgebildet ist und einem in Reihe zu dem Stellglied T liegenden Stromsensor RS, der vorzugsweise als SHUNT-Widerstand RS ausgebildet ist. Ein erster Anschluss des Stellgliedes T liegt an einer zu prüfenden Strom- bzw. Spannungsquelle SQ mit einer Spannung UL, während ein zweiter Anschluss des Stellgliedes T über den SHUNT-Widerstand RS an Massepotential GNDL des Leistungskreises LK liegt. 1 shows the circuit diagram of a known from the prior art regulated current source or current sink which is hereinafter referred to as electronic load EL. The electronic load comprises a power circuit LK with an actuator T, which is preferably designed as a Biopolar transistor and a lying in series with the actuator T current sensor RS, which is preferably designed as a SHUNT resistor RS. A first terminal of the actuator T is connected to a current source or voltage source SQ to be tested with a voltage UL, while a second terminal of the actuator T via the SHUNT resistor RS is connected to ground potential GNDL of the power circuit LK.

Des Weiteren umfasst die geregelte elektronische Last EL einen Regelkreis RK bestehend aus einem Verstärker V, der an einer Versorgungsspannung UCC-angeschlossen ist. Ein Ausgang VA1 des Verstärkers V ist mit einem Steuereingang STE des Stellgliedes T verbunden. Ein erster Eingang VE1, vorzugsweise negativer Eingang des Verstärkers V liegt in einem Summenpunkt SP, der einerseits über einen Widerstand RE mit einer Sollwert-Spannung UE und andererseits über einen Widerstand R mit einer Istwert-Spannung US verbunden ist. Ein zweiter Eingang VE2, vorzugsweise positiver Eingang, liegt an Massepotential GNDS des Steuerkreises.Furthermore, the regulated electronic load EL comprises a control circuit RK consisting of an amplifier V, which is UCC-connected to a supply voltage. An output VA1 of the amplifier V is connected to a control input STE of the actuator T. A first input VE1, preferably negative input of the amplifier V is located in a summing point SP, on the one hand via a resistor RE is connected to a setpoint voltage UE and on the other hand via a resistor R with an actual value voltage US. A second input VE2, preferably a positive input, is connected to ground potential GNDS of the control circuit.

An dem Summenpunkt SP gilt die Knotengleichung

mit US = IS·RS gilt für den Strom-Sollwert UE/RE

daraus folgt für den Senkenstrom IS einer Einzelstufe

schließlich IS ≈ UE·K.At the summation point SP, the node equation applies

with US = IS · RS applies to the current setpoint UE / RE

this results in a single stage for the sink current IS

finally IS ≈ UE · K.

Es handelt sich also um eine spannungsgesteuerte Last. Zur Erhöhung des möglichen Laststroms und/oder zur Minderung der minimalen Schwellenspannung als Funktion des Produktes aus Strom IS einer Stufe und der Summe der Widerstände des Transistors T und des SHUNT-Widerstandes RS ist vorgesehen, dass die aus Leistungskreis und Regelkreis bestehenden einzelnen Stromsenken parallel geschaltet werden.It is therefore a voltage-controlled load. To increase the potential Load current and / or to reduce the minimum threshold voltage as a function of the product of current IS of a stage and the sum the resistances of the transistor T and the SHUNT resistor RS is provided that the individual current sinks consisting of power circuit and control loop be switched in parallel.

Ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in 2 dargestellt. Die einzelnen Verstärker V1 ... Vn wie Operationsverstärker müssen im Verhältnis zu der Spannung US an dem SHUNT-Widerstand RS geringe Offsetwerte und Temperaturdrift und eine hohe Bandbreite haben. Die Verlustleistung des als FET-Transistors ausgebildeten Stellgliedes T mit der an dem Stellglied abfallenden Verlustspannung UL multipliziert mit dem Strom IS durch das Stellglied wird durch die Kaskadierung der Stufen mit der Zahl n erweitert. Der sich ergebende Gesamtstrom IL ist somit die Summe der einzelnen Senkenströme IS1 ... ISn. Bei gleichen Sollwertvorgaben für jede einzelne Stromsenke ergibt sich IL = n·IS.A circuit diagram of the embodiment according to the invention is shown in FIG 2 shown. The individual amplifiers V1 ... Vn such as operational amplifiers must have low offset values and temperature drift and a high bandwidth in relation to the voltage US at the SHUNT resistor RS. The power dissipation of the actuator T formed as the FET transistor with the loss voltage UL dropped across the actuator multiplied by the current IS by the actuator is increased by the cascading of the stages of the number n. The resulting total current IL is thus the sum of the individual sink currents IS1 ... ISn. With the same setpoint specifications for each individual current sink, IL = n · IS.

3 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine Einzelstufe, bei der die über dem SHUNT-Widerstand RS abfallende Spannung US mittels einer Istwert-Erfassungseinheit IEE erfasst wird. Die Spannung US ist proportional zu dem Istwert des Senkenstroms IS. Um die Genauigkeit der Messung der SHUNT-Spannung US zu verbessern, die im mV-Bereich liegt, wird eine Verstärkerschaltung mit Differenz-Verstärker DV eingesetzt, da es durch die hohen Ströme und den weitläufigen Aufbau der Schaltung zu Potentialverschiebungen im Verstärkerzweig des Regelkreises zur Leistung und innerhalb des Leistungsblocks kommt. Um den Verstärker V1 zu begrenzen, ist eine Begrenzungseinheit wie Z-Diode ZD vorgesehen, die mit ihrer Anode mit dem negativen Eingang des Verstärkers V1 und mit ihrer Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist, dessen Ausgangsspannung nicht wesentlich höher ist als die Drain-Source-Spannung des FET-Transistors T. Dadurch wird seine Bandbreite sowie Reaktionszeit nicht beeinträchtigt. 3 shows a circuit arrangement for a single stage, in which the voltage drop across the SHUNT resistor RS voltage US is detected by means of an actual value detection unit IEE. The voltage US is proportional to the actual value of the sink current IS. In order to improve the accuracy of the measurement of the SHUNT voltage US, which is in the mV range, an amplifier circuit with differential amplifier DV is used, since it due to the high currents and the extensive structure of the circuit to potential shifts in the amplifier branch of the control loop to the power and within the performance block comes. In order to limit the amplifier V1, a limiting unit such as Zener diode ZD is provided, which is connected with its anode to the negative input of the amplifier V1 and with its cathode to the output of the amplifier whose output voltage is not substantially higher than the drain Source voltage of the FET transistor T. This does not affect its bandwidth and response time.

Ein negativer Anschluss DV2 des Differenzverstärkers DV ist über einen Widerstand RV1 mit einem Anschluss des SHUNT-Widerstandes RS verbunden, der mit dem Mas sepotential GNDL verbunden ist. Ein positiver Anschluss DV3 des Differenzverstärkers DV ist über einen Widerstand RV2 mit einem zweiten Anschluss des SHUNT-Widerstandes RS verbunden, der gleichzeitig mit einem Ausgang des Stellgliedes T verbunden ist. Der positive Anschluss DV3 des Differenzverstärkers DV ist zudem über einen Widerstand RV3 mit Massepotential GNDS des Steuerkreises verbunden und des Weiteren ist ein Rückkoppelwiderstand RV4 vorgesehen, welcher den negativen Anschluss DV2 mit dem Ausgang DV1 des Differenzverstärkers DV verbindet. Des Weiteren ist der Ausgang DV1 des Differenzverstärkers DV über einen Widerstand RV5 mit dem Summenpunkt SP zur Bereitstellung des Istwertes verbunden.One Negative connection DV2 of the differential amplifier DV is via a Resistor RV1 is connected to a terminal of the SHUNT resistor RS, which is connected to the Mas sepotential GNDL. A positive connection DV3 of the differential amplifier DV is over a resistor RV2 is connected to a second terminal of the SHUNT resistor RS, which is simultaneously connected to an output of the actuator T. is. The positive connection DV3 of the differential amplifier DV is also over a resistor RV3 connected to ground potential GNDS of the control circuit and further, a feedback resistor RV4 is provided which connects the negative terminal DV2 to the output DV1 of the differential amplifier DV connects. Furthermore, the output DV1 of the differential amplifier DV via a Resistor RV5 with the summing point SP to provide the actual value connected.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Ausgang des Verstärkers V1 auf eine Spannung unterhalb der Schwellenspannung der FET-Stufe geklemmt wird und bei Übersteuerung auf etwas höher als die Schwellenspannung, damit die Spannungsänderungen am Ausgang des Regelverstärkers sich sehr schnell und mit minimalem Hub verändern.Of Furthermore, it is provided that the output of the amplifier V1 to a voltage below the threshold voltage of the FET stage is clamped and overdriven on something higher as the threshold voltage, so that the voltage changes at the output of the control amplifier itself change very fast and with minimal stroke.

Eine weitere in 4 dargestellte Schaltungsanordnung bezieht sich auf die Abschaltung der Strom-Sollwert-Vorgabe durch die von der Spannungs- oder Stromquelle SQ abgegebene Spannung UL auf einen Minimalwert. Zur Vereinfachung ist in 4 lediglich eine Einzelstufe dargestellt.Another in 4 shown circuitry relates to the shutdown of the current setpoint specification by the output from the voltage or current source SQ voltage UL a minimum value. For simplicity, in 4 only a single level shown.

Hierzu ist eine steuerbare Schalteinheit SSE vorgesehen, die eingangsseitig mit dem Sollwert UE verbunden ist. Ausgangsseitig ist die steuerbare Schalteinheit mit dem Summenpunkt SP zur Bereitstellung des Sollwertes verbunden. Ein Steuereingang STE der steuerbaren Schalteinheit SSE ist über einen Schwellwertschalter SWS mit einem Eingang TE des Stellgliedes T verbunden, an dem die Spannung UL anliegt. Ein zweiter Eingang des Schwellwertschalters SWS liegt an einer veränderbaren Referenzspannung REF. Üblicherweise liegt der Sollwert UE an, während die Spannung UL fehlt. Damit öffnet der Transistor T. Wird nun die Spannung UL ohne Zeitverzögerung aufgeschaltet, entsteht ein sehr hoher Strompeak gemäß

wobei RDS dem Längswiderstand des Transistors T entspricht.For this purpose, a controllable switching unit SSE is provided, which is connected on the input side to the setpoint UE. On the output side, the controllable switching unit is connected to the summing point SP for providing the desired value. A control input STE of the controllable switching unit SSE is connected via a threshold SWS to an input TE of the actuator T, to which the voltage UL is applied. A second input of the threshold switch SWS is connected to a variable reference voltage REF. Usually, the setpoint UE is applied while the voltage UL is missing. This opens the transistor T. Now, the voltage UL is switched on without time delay, resulting in a very high current peak according to

wherein RDS corresponds to the series resistance of the transistor T.

Dieser Strom wird erst mit Zeitverzögerung durch den Regelkreis RK zurückgefahren. Dann kann der Transistor aber schon defekt sein.This Electricity will be delayed reduced by the control loop RK. Then the transistor can already be defective.

Mit der beschriebenen Schaltungsanordnung wird der Sollwert UE erst frei gegeben, wenn die Spannung UL größer als die zuvor eingestellte Referenz REF ist. Die Schwellenspannung ist definiert ab der bei einem Senkenstrom IS die Spannung UL größer ist als IS (RT + RS) und der Regelkreis somit den Transistor T linear/kontinuierlich arbeiten lassen kann.With the circuit described the setpoint UE is only released when the voltage UL is greater than the previously set Reference REF is. The threshold voltage is defined from the one at Sink current IS the voltage UL is greater than IS (RT + RS) and the control circuit thus the transistor T linear / continuous work can let.

Die steuerbare Schalteinheit SSE umfasst ein Schaltelement SE, welches mit dem Signal an dem Steuereingang STE in den leitenden und nicht leitenden Zustand steuerbar ist. Am Eingang des Schaltelementes SE liegt der Sollwert UE an. Ausgangsseitig ist das Schaltelement SE mit einem Integrierglied IG verbunden, welches aus dem Widerstand RC und dem Kondensator C besteht. Am Ausgang des Integriergliedes IG liegt dann eine Sollwert-Spannung UE' an, die beim Einschalten des Schaltelementes SE mit einem definierten du/dt ansteigt.The controllable switching unit SSE comprises a switching element SE, which with the signal at the control input STE in the conductive and not conductive state is controllable. At the entrance of the switching element SE is the setpoint UE on. On the output side is the switching element SE connected to an integrator IG, which consists of the resistor RC and the capacitor C consists. At the output of the integrator IG is then a setpoint voltage UE ', which when switching the switching element SE with a defined du / dt rises.

Claims

Electronically controlled load (EL) comprising at least one power circuit (LK) with an actuator (T) such as FET or Biopolar transistor for loading a voltage or current source (SQ) such as fuel cell with a controllable load current (IS, detectable by a current sensor) IL) and a control circuit (RK) having an output (VA1), which is connected to an input (TSE) of the actuator (T), a setpoint input for a setpoint (UE, UE ') and an actual value input, the is connected via an actual value detection unit (IEE) to the current sensor (RS), characterized in that parallel to the at least one actuator (T) with current sensor (RS) and associated control circuit (RK) at least one further actuator (T1 ... Tn) with current sensor (RS1 ... RSn) and associated control circuit (R1 ... Rn) is connected in parallel and that the setpoint inputs of the individual actuators (T1 ... Tn) associated control circuits (RK1 ... RKn) on the input side with the common Sollwer t (UE, UE ') are connected.

Electronically controlled load (EL) according to claim 1, characterized in that the current sensor (RS) as a SHUNT resistor is formed, which is arranged in series with the actuator (T) is, preferably an output (TA) of the actuator (T) with ground potential (GNDL) connects.

An electronically controlled load according to claim 1 or 2, characterized in that the current sensor (RS) as a current transformer how LEM converter is formed, which between the output (TA) of the actuator (T) and ground potential (GNDL) or between a Input (TE) of the actuator (T) and the voltage source (SQ) arranged is.

Electronically controlled load after at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator (T1 ... Tn) is a FET transistor is.

Electronically controlled load after at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator (T1 ... Tn) is a Biopolar transistor is.

Electronically regulated load according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control circuits (RK1 ... RKn) have an amplifier (V1 ... Vn) such as operational amplifiers, which in relation to a voltage drop across the current sensor (RS) ( US) a low offset value and / or has a low temperature drift and / or a wide bandwidth.

Electronically controlled load after at least one of the preceding claims, characterized in that the actual value acquisition unit (IEE) a differential amplifier (DV), wherein a negative input (DV2) of the differential amplifier (DV) preferably over a first resistor (RV1) to a first terminal of the SHUNT resistor (RS) and a positive input (DV3) of the differential amplifier (DV) via a second resistor (RV2) to a second terminal of the SHUNT resistor (RS) and over a third resistor (RV3) with the ground potential (GNDS) of the Control voltage is connected and that an output (DV1) of the differential amplifier (DV) via a Resistor RV4 with a negative input DV2 and over one Resistor RV5 is connected to the actual value input of the summing point (SP).

Electronically controlled load after at least one of the preceding claims, characterized in that the desired value (UE) at an input a controllable switch (SSE) is applied, wherein an output of the controllable switch (SSE) to which a setpoint (UE ') is applied, with the Setpoint input of the control loop (RK) is connected, wherein the controllable switch (SSE) itself has a control input (STE), which is connected to an output of a threshold switch (SWS) whose first input is connected to the load-side connection of the voltage or power source (SQ) is connected and its second input to a reference voltage (REF) is applied.

Electronically controlled load after at least one of the preceding claims, characterized in that the controllable switching unit (SSE) a the switching element (SE) downstream integrator (IG) for Conversion of the setpoint voltage (UE) into the setpoint voltage (UE ') with a defined value voltage change du / dt.

Electronically controlled load after at least one of the preceding claims, characterized in that connected to the output of the amplifier (V1 ... Vn) connected control input (TSE) of the actuator (T1 ... Tn) over a limiting element (ZD1 ... ZDn) such as Zener diode with the negative Input of the amplifier (V1 ... Vn) is connected.