DE2021341B2 - Verfahren und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens zur elektronischen kurzschluss- und ueberstromsicherung von geregelten stromversorgungseinrichtungen - Google Patents

Description

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stärker V. In Reihe mit der Emitter-KoUektor-Strecke des Stelltransistors TsI liegt ein Strommeßwiderstand Rl im Längszweig der Schaltung. Die Meßspannung am Widerstand Al ist an die Steuerstrecke eines Transistors Ts2 geführt, dessen Kollektor-Emitter-Strecke über den Widerstand Rl der Basis-Emitter-Strecke des SteUtransistors TiI paraUel geschaltet ist. Ein Transistor Tj3, der emitterkollektorseitig dem Transistor Ts2 parallel geschaltet ist, liegt basisseitig am Verbindungspunkt von Widerständen A4, RS, die den Arbeitswiderstand eines Steuertransistors Ts4 darstellen. Der Kollektor des Steuertransistors ist über den Arbeitswidersand mit dem positiven Pol der Eingangsspannung, sein Emitter mit dem positiven Pol des Ausgangs der Regelschalrung verbunden. Die Basis des Steuertransistors Ts4 liegt über einen einstellbaren Spannungsteiler R 6 Rl an der Eingangsspannung U_elm und ist außerdem direkt mit dem Ausgang eines Taktgebers T verbunden, der eine rechteckförmige Steuerspannung liefert. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende: Im Nenn-Lastbereich ist - unbeeinflußt von der Kurzschluß- und überstromsicherung nur die Spannungsregelung in Betrieb. Tritt jedoch Überlastung der Stromversorgungseinrichtung auf, so greift die Kurzschluß- bzw. überstromsicherung m die Spannungsregelung ein.

Der Spannungsabfall am Meßwiderstand /U wird vom Strom bestimmt, der am Ausgang fließt. Übersteigt der Strom einen unzulässigen Wert, so wirf die Basis-Emitter-Schwellenspannung des TransistorsT5 2 überschritten, und dieser wird leitend Der Transistor TsI übernimmt einen Teil des Steuerstromes des SteUtransistors TjI und wirkt der Spannungsregelung entgegen, so daß der Strom durch den Widerstand R1 und damit der Ausgangsstrom auf einen einstellbaren Grenzwert konstant gehalten wird (Strombegrenzung).

Da jedoch mit Begrenzung des Stromes die Ausgangsspannung U_am sinkt, wird bei Erreichen eines Spannungswertes, der gleich ist der an der Steuerstrecke des Transistors Ts4 liegenden Differenz aus dem Spannungsabfall am Widerstand Rl des eingangsseitigen Spannungsteilers und dem Spannungsabfall ander Basis-Emitter-Diode des Transistors Ts4, der Steuertransistor Ts 4 leitend. Durch die Widerstände R 4 und Ä5, die den Arbeitswiderstand des Transistors Ts4 darstellen, kann nun em Strom Ts3 nahezu

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_dann

entgegengesetzten Außerdem ist bei eine Transistor-Umkehr-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

mit großer Wahrscheinlichkeit zur Zerstörung des Patentansprüche: Stellgliedes, da sich sofort die Strombegrenzung ein stellen würde, die mit großer Verlustleistung am

1. Verfahren zur elektronischen Kurzschluß- Stellglied verbunden ist

und Überstromsicherung von geregelten Strom- 5 Zum Schutz der in Stromversorgungsgeräten verversorgungseinrichtungen mit einem Stellglied, wendeten Halbleiter gegen unzulässig hohe Bewobei nach Erreichen des normalen Betriebs- lastung, die durch Kurzschluß in einem Verbraucher zustandes eine selbsttätige Wiedereinschaltung oder durch Verringerung des Lastwiderstandes auferfolgt unter Verwendung von Schaltmitteln zur treten kann, ist es bekannt, Maßnahmen zur Begren-Überstrombegrenzung und eines die Stromver- io zung des Laststromes auf einen maximal zulässigen sorgungseinrichtung selbsttätig periodisch zwi- Wert oder zur Unterbrechung des Laststromes durch sehen Abschaltung und Begrenzung des Über- einen Abschaltvorgang vorzusehen (schweizerische stromes umschaltenden Taktgebers, dadurch Patentschrift 458496). Beide Maßnahmen weisen gekennzeichnet, daß die Stromversor- jedoch in der praktischen Anwendung den Nachteil gungseinrichtung unter Verwendung von ge- 15 auf, daß sie den gefährdeten Schaltungsteilen nicht trennten, durch Mitkopplung miteinander ver- in allen in der Praxis auftretenden Betriebsfällen knüpften Schaltungszweigen für die Überwachung ausreichenden Schutz gewähren können. Die Stromvon Ausgangsstrom und Ausgangsspannung vom begrenzung im Überlastungsfall hat zudem eine Zustand der Überstrombegrenzung in den stabi- große Verlustleistung zur Folge, und die bekannten len Zustand der Abschaltung des Überstromes 20 Maßnahmen zur Abschaltung lassen unter anderem übergeführt wird und daß der stabile Zustand keine selbsttätige Wiedereinschaltung der Stromverder Abschaltung durch Impulse des Taktgebers sorgung nach Aufhebung der Überlastung zu.
an den Schaltungszweig zur Spannungsüber- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei wachung kurzzeitig unterbrochen wird. Überstrom oder Kurzschluß die Umschaltung zwi-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 sehen Strombegrenzung und Abschaltung einer kennzeichnet, daß im Überlastungsfall die Über- Stromversorgungseinrichtung so zu verbessern, daß Stromabschaltung vorrangig in Betrieb ist. die Gefährdung des Stellgliedes der Regelschaltung

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des weiter verringert wird.

Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem

gekennzeichnet, daß der Steuerstrecke eines als 30 Verfahren der eingangs genannten Art dadurch geStellglied in einem Längszweig der Stromversor- löst, daß die Stromversorgungseinrichtung unter Vergungseinrichtung arbeitenden Transistors (TjI) Wendung von getrennten, durch Mitkopplung miteindie parallelgeschalteten Emitter-Kollektor-Strek- ander verknüpften Schaltungszweigen für die Überken von zwei weiteren Transistoren (Tj 2, Ts 3) wachung von Ausgangsstrom und Ausgangsspanin Reihe mit einem Strommeßwiderstand (Rl) 35 nung vom Zustand der Überstrombegrenzung in den parallel geschaltet sind und daß im Basis-Emitter- stabilen Zustand der Abschaltung des Überstromes Kreis eines der beiden Transistoren (Ts 2) der übergeführt wird und daß der stabile Zustand der Strommeßwiderstand (R 1) und im Basis-Emitter- Abschaltung durch Impulse des Taktgebers an den Kreis des zweiten Transistors (Ts 3) ein Teil (R 4) Schaltungszweig zur Spannungsüberwachung kurzdes Arbeitswiderstandes (R 4, R 5) eines Tran- 4° zeitig unterbrochen wird.

sistors (Ts4) des Schaltungszweiges für die Über- Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens ist

wachung der Ausgangsspannung angeordnet ist. auch im Störungsfall die Überstromabschaltung vorrangig in Betrieb.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver-

45 fahrens sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Steuerstrecke eines als Stellglied in einem Längszweig der Stromversorgungs-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur einrichtung arbeitenden Transistors die parallelgeelektronischen Kurzschluß- und Überstromsicherung schalteten Emitter-Kollektor-Strecken von zwei weivon geregelten Stromversorgungseinrichtungen mit 50 teren Transistoren in Reihe mit einem Strommeßeinem Stellglied, wobei nach Erreichen des normalen widerstand parallel geschaltet, wobei im Basis-Betriebszustandes eine selbsttätige Wiedereinschal- Emitter-Kreis eines der beiden Transistoren der tung erfolgt unter Verwendung von Schaltmitteln zur Strommeßwiderstand und im Basis-Emitter-Kreis des Überstrombegrenzung und eines die Stromversor- zweiten Transistors ein Teil des Arbeitswiderstandes gungseinrichtung selbsttätig periodisch zwischen Ab- 55 eines Transistors des Schaltungszweiges für die Überschaltung und Begrenzung des Überstromes umschal- wachung der Ausgangsspannung angeordnet ist.
tenden Taktgebers. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an

Eine ein solches Verfahren durchführende Schal- Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfühtungsanordnung ist bekannt (USA.-Patentschrift rungsbeispieles näher erläutert.
366 871). Die bei Überstrom oder Kurzschluß ein- ^6o Die Zeichnung zeigt im Prinzip das Schaltbild setzende Strombegrenzung, die einen größeren Span- einer Serienregelschaltung mit den Schaltungsteilen nungsabfall am Stellglied des Regelteiles zur Folge zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfinhat, läßt einen Oszillator anschwingen, der die Strom- dung. Die eingangsseitig an eine ungeregelte Spanversorgungseinrichtung periodisch zwischen Ab- nung V_eing angeschlossene und ausgangsseitig mit schaltung und Strombegrenzung steuert. Jede Ur- 65 einem Verbraucher R_L verbundene Regelschaltung sache, die bei dieser bekannten Schaltungsanordnung besteht in bekannter Weise aus einem als Stellglied ein Nichtanschwingen oder eine Unterbrechung der in einem Längszweig arbeitenden Transistor Ts 1, Schwingungen des Oszillators zur Folge hat, führt einem Spannungsnormal U_so(( und einem Regelver-