DE2049532C - Overcurrent protection device - Google Patents

Overcurrent protection device

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DE2049532C
DE2049532C DE19702049532 DE2049532A DE2049532C DE 2049532 C DE2049532 C DE 2049532C DE 19702049532 DE19702049532 DE 19702049532 DE 2049532 A DE2049532 A DE 2049532A DE 2049532 C DE2049532 C DE 2049532C
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Description

2 04y2 04y

Wechselspamiungsquelle 20, z.B. ein Oszillator, ist iber einen Kondensator 19 an den Widerstand 18 angeschlossen.AC voltage source 20, e.g., an oscillator Connected to resistor 18 via a capacitor 19.

Dieses erfindirogsgemäße Ausführungsbeispid arbeitet wie folgtThis Ausführungsbeispid according to the invention works as follows

Im normalen Zustand, wenn der Laststrom unterhalb eines zulässigen Wertes liegt, bringt das Wechselspannungsausgangssignai der Quelle 26 den Schalttransistor 17 nicht in den leitenden Zustand, da die Gleichvorspannung, die über Widerstände 23 und 21 der Emitterelektrode des Transistors 17 aufgeprägt wird, so eii.^esiellt ist, daß sie die Spitzenspannung des Wecb'-lsDanmmgsausgangssignals übersteigt.In the normal state, when the load current is below an allowable value, brings the AC voltage output signal the source 26 does not put the switching transistor 17 in the conductive state, because the DC bias voltage, which is impressed on the emitter electrode of transistor 17 via resistors 23 and 21 is, so eii. ^ esiellt is that it is the peak voltage of the Wecb'-lsDanmmgs output signal exceeds.

Wenn in die an <* — ,-usgangsanschluase 15 und 15' angescWoss re Li i-5 ein Überstrom fließt, erreicht der Span—-gsabfall über dem Überstromprüf widerstand 1? _ιΠ2π bestimmten Wen, wodurch der Thyristor '' dadurch eingeschaltet wird, daß seiner Steueretekiroue ein Triggersignal zugeführt wird. Beim Einschalten des Thyrislors nimmt der Strom, der durch den Widerstand Π fließt, ab, da der Thyristor 12 den Transistor 7 kurzschließt. Dadurch wird die Basiselektrode des Stromsteuertransistors 6 durch das Einschalten des Thyristors 12 geerdet, und der Transistor 6 wird sofort gesperrt. Auf diese Weise werden die Last 16 und der Transistor 6 selbst geschützt. Wegen des Sperrzustands des Stromsteuertransistors 6 fällt die Spannung des positiven Ausgangsanschlusses 15 auf Null, und damit fällt auch die Vorspannung, die der Emitterelektrode des Schalttransistors Yl aufgeprägt wird, auf Null. Wenn d«"5e Vorspannung fällt, bringt das Wechselspannungsausgangssignal der Quelle 20 den Schalttransistor 17 in den leitenden Zustand, wodurch der KoI-lektor-Emitter-Widerstand des Transistors 17 stark vermindert wird. Da die Emitterelektrode des Transistors 17 über den Kondensator 22 mit der negativen Elektrode des Thyristors 12 verbunden ist, wird der Thyristor 12 in der Übergangsperiode, d h. unmittelbar nachdem der Schalttransistor 17 in den leitenden Zustand gebracht wird, kurzgeschlossen, wobei der gesamte Strom durch den Widerstand ίΐ über den Transistor 17 fließen kann. Dadurch wird der Thyristor 12 abgeschaltet. If an overcurrent flows into the Li i-5 connected to <*, -output connections 15 and 15 ', does the voltage drop across the overcurrent test resistor reach 1? _ιΠ2π determined Wen, whereby the thyristor '' is switched on by the fact that a trigger signal is supplied to its control unit. When the thyristor is switched on, the current flowing through the resistor Π decreases because the thyristor 12 short-circuits the transistor 7. As a result, the base electrode of the current control transistor 6 is grounded by turning on the thyristor 12, and the transistor 6 is immediately turned off. In this way, the load 16 and the transistor 6 themselves are protected. Because of the blocking state of the current control transistor 6, the voltage of the positive output terminal 15 falls to zero, and thus the bias voltage which is impressed on the emitter electrode of the switching transistor Y1 also falls to zero. When d «" 5e bias voltage drops, the AC voltage output signal of the source 20 brings the switching transistor 17 into the conductive state, which greatly reduces the collector-emitter resistance of the transistor 17. Since the emitter electrode of the transistor 17 via the capacitor 22 with the is connected to the negative electrode of the thyristor 12, the thyristor 12 is short-circuited in the transition period, i.e. immediately after the switching transistor 17 is brought into the conductive state, whereby the entire current can flow through the resistor ίΐ via the transistor 17. As a result the thyristor 12 switched off.

Wenn der Überstrom, der in die Last 16 fließt, vor dem Abschalten des Thyristors 12 aufhört, blei'it dieser Abschaltzustand und wird zu dem zurückgt sv-Hten normalen Zustand. Wenn jedoch die Ursache des Überstroms nach dem Absrhalten des Thyristors 12 weiterhin vorhanden ist, fließt der Überstrom wieder, und der Thyristoi 12 wird wieder eingeschaltet. Daher wird der Thyristor mit der Frequenz des Ausgangssignals der Wechselspannungsquelle 2(J wiederholt ein- und ausgeschaltet, und der Laststrom in der Last 16 wird auf einen vernachlässigbaren Wert vermindert. If the overcurrent flowing into the load 16 stops before the thyristor 12 is switched off, it will lead this shutdown state and is returned to the normal state. However, if the cause of the overcurrent is still present after the thyristor 12 has been shut off, the overcurrent flows again, and the Thyristoi 12 is switched on again. Therefore, the thyristor is repeated at the frequency of the output signal from the AC power source 2 (J on and off, and the load current in the Load 16 is reduced to a negligible level.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel J^: Erfindung. An der Sekundärwicklung des Transformators 1 ist außer dem Mittelabgriff ein zweiler Abgriff 24 vorhanden, der an Steile der Wechselspan nungsquelle 20 der F i g. 1 über den Kondensator 19 mit dem Schalttransistor 17 verbunden ist. Die übrigen Teile mit Ausnahme des Abgriffs 24 sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiei. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiei der Überslromschutzeinrichtung w>rd ein Wechselspannungssignal von dem Abgriff 24 zu der Basiselektrode des Schaiitransistors 17 übertragen, um den Schalttransistor 17 wie bei dem ers*en Ausführungsbeispiei der F i g. 1 in den leitenden Zuwnd zu bringen, wenn der Stromsteuertransistor 6 gesperrt ist.Fig. 2 shows another embodiment J ^: Invention. In addition to the center tap, there is a two-way tap on the secondary winding of the transformer 1 24 available, which is on the steep side of the Wechselspan power source 20 of FIG. 1 through the capacitor 19 is connected to the switching transistor 17. The remaining parts with the exception of the tap 24 are the same as in the first exemplary embodiment. In this second embodiment, the overcurrent protection device w> rd an alternating voltage signal from the tap 24 to the base electrode of the switch transistor 17 transmitted to the switching transistor 17 as in the first exemplary embodiment of FIG. 1 in to bring the conductive Zuwnd when the current control transistor 6 is blocked.

In weiterer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels kann ein Vorspannungsnetzwerk als Einrichtung zur Abnahme eines Teils der üblichen Spannung verwendet werden. Es kani auch eine unabhängige dritte Wicklung in dem Transformator 1 als derartige Einrichtung verwendet werden.In a further modification of the second exemplary embodiment can use a bias network as a means of taking off part of the usual Voltage can be used. There can also be an independent third winding in the transformer 1 can be used as such a device.

F i g. 3 zeigt ein veiteres Ausführungsbeispiei. Die Last 16 ist ein Verstärker, z.B. ein NF-Verstärker, und der Eingangsanschluß 26 des Verstärkers lt> ist mit dem Eingangsanschluß 28 des Schalttransistors 17 der Überstromschutzeinrichtung 25 verbunden, die entsprechend der F i g. 1 oder 2, jedoch o':ne die Wechseispannungsquelle 20 bzw. den zweiten Abgriff 24, aufgebaut ist.F i g. 3 shows a further embodiment. the Load 16 is an amplifier, e.g. an LF amplifier, and the input terminal 26 of the amplifier is lt> connected to the input terminal 28 of the switching transistor 17 of the overcurrent protection device 25, the corresponding to the F i g. 1 or 2, but o ': ne die AC voltage source 20 or the second tap 24 is constructed.

Bei diesem Beispiel wird ein Eingangssignal von dem Eingangsanschluß 26 geteilt und zu dem Eingangsanschluß 28 des Schalttransistors 17 der Überrtromschutzeinrichtung 25 übertragen, um den Schalttransistor 17 in den leitenden Zustand zu bringen, wenn die Vorspannung dieses Transistors VJ In this example, an input signal from the input terminal 26 is divided and transmitted to the input terminal 28 of the switching transistor 17 of the overcurrent protection device 25 to bring the switching transistor 17 into the conductive state when the bias of this transistor VJ

Atn WI7_Qm«al L-oi.nAtn WI7_Qm «al L-oi.n

-- "to" - "to"

als Eingangssignal verwendet werden, da es üblicherweise nicht notwendig ist, den Thyristor 12 in einer bestimmten kurzen Zeit abzuschalten. Eine Begrenzerschaltung zur Begrenzung der Amplitude des Eingangssignals an dem Anschluß 28 kann verwendet werden, um ein ungenaues Arbeiten zu vermeiden. be used as an input signal, since it is usually not necessary to use the thyristor 12 in a turn off certain short time. A limiter circuit to limit the amplitude of the Input at terminal 28 can be used to avoid inaccurate operation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

ErfindungsgemäS wird diese Aufgabe gelöst Patentansprüche: durch eine im leitenden Zustand den Thyristor kurz schließende Halbleiterschalteinrichtung, die mit einerAccording to the invention, this object is achieved through a semiconductor switching device which short-circuits the thyristor in the conductive state and which is equipped with a 1. Überstromschutzeinrichtung mit einem Wechselspannungsquelle und mit einem Vorspan-Transistor zur Steuerung eines Laststroms 5 nungsnetzwerk verbunden ist, dessen Vorspannung (Stromsteuertransistor) und mit einem Thyristor, so gewählt ist, daß sie im normalen Zustand der durch den der Stromsteuertransistor bei einem Überstromschutzeinrichtung die Spitzenspannung der überstrom in der Last abschalibar ist, ge- Wechselspannungsqueiie übersteigt und die HaIbkennzeu1 -et durch eine im leitenden ieiterschalteinrichtung im nicht'eitenden Zustand Zustand dei« Thyristor (12) kurzschließende 10 hält, und daß beim Abschalten des Stromsteuertran-Halbleiterschalteinrichtung, die mit einer sistois die Vorspannung des Vorspannungsnetzwerlcs Wechseispannungsquelle und mit einem Vor- unter die Spitzenspannung der Wechselspannungsspannungsnetzwerk (21, 23) verbundf η ist, des- quelle fäl!t, so daß diese die Halbleiterschalteinrichsen Vorspannung so gewählt ist, daß sie im nor- tung in den leitenden Zustand schaltet.1. Overcurrent protection device with an AC voltage source and with a bias transistor for controlling a load current 5 voltage network is connected, the bias voltage (current control transistor) and with a thyristor is selected so that it is in the normal state of the current control transistor in an overcurrent protection device the peak voltage the overcurrent in the load can be disconnected, exceeds the alternating voltage queiie and holds the semi-conductor identifier 1 -et by means of a thyristor (12) short-circuited in the conductive switching device in the non-conductive state, and that when the current control transistor switching device is switched off, the semiconductor switching device with One sistois is the bias voltage of the bias voltage source and the alternating voltage network (21, 23) is connected to a bias voltage below the peak voltage, so that the bias voltage of the semiconductor switching devices is selected so that it is normally in the leading Z state switches. malen Zustand der Überstromschutzein. ichtung 15 Bei der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung die Spitzenspannung der Wechselspannungs- wird mit relativ geringem zusätzlichem Schaltungsquelle übersteigt und die Halbieiterschaltein- aufwand automatisch der Thyristor nach Beseitigung richtung im nichtleitenden Zustand hält, und daß der Störung wieder abgeschaltet, und die Überstrombeim Abschalten des Stromsteuertransistors (6) schutzeinrichtung ist damit wieder voll betriebsbereit, die Vorspannung des Vorspannungsnetzwerks 20 ohne daß hierdurch irgendein Bedienangshandgriff (21, 23) unter die Spitzenspannung der Wechsel- nötig wäre. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfinspannungsquelle fällt, so daß diese die Halb- dungsgemä'Jen Schutzeinrichtung ergeben sich aus Ieiterschalteinrichtung in den leitenden Zustand den Unteransprüchen,
schaltet. Die Er/indung wird im folgenden an Hand dreierpaint condition of overcurrent protection. ichtung 15 In the protective device according to the invention, the peak voltage of the AC voltage is exceeded with a relatively small additional circuit source and the semiconductor switching effort automatically keeps the thyristor in the non-conductive state after elimination, and that the fault is switched off again, and the overcurrent when the current control transistor is switched off (6) The protective device is thus fully operational again, the pre-tensioning of the pre-tensioning network 20 without the need for any operating handle (21, 23) below the peak tension of the alternating voltage. Advantageous further developments of the invention voltage source are covered, so that these protective devices result from the conductor switching device in the conductive state.
switches. In the following, the invention will be based on three of them 2. Überstromschutzeinrichtmig nach An- 25 schematischer Figuren au Ausführungsbeispielen näspruch f, dadurch gekennzeichnet, daß die her erläutert.2. Overcurrent protection device according to the 25 schematic figures based on exemplary embodiments f, characterized in that the explained her. Wechselspannungsquelle eine Einrichtung (24, Fig 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer erfin-AC voltage source a device (24, Fig. 1 shows the basic circuit diagram of an inven- Fig.3) ist, die einen Teil der üblichen Speise- dungsgemSB weitergebildeten Überstromschutzeinspannung abnimmt. richtung, bei der die Primärwicklung 2 eines Trans-Fig. 3), which is part of the usual power supply further developed overcurrent protection voltage decreases. direction in which the primary winding 2 of a transmission 3. Überstromschuizeinrichtung nach An- 30 lormators 1 an einer nicht dargestellten Spannungsspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die quelle angeschaltet ist Die Sekundärwicklung dieses Wechselspannungsq'-dle eine Einrichtung ist, die Transformators ist über Gleichrichterdioden 3 bzw. 4 einen Teil eines Eingangssignal eines als Last an mit einem Glättungskondensator 5 verbunden, der die Schutzeinrichtung angeschlossenen Verstär- mit dem Kollektor eines Stromsteuertransistors 6 verkers (16, Fig. 4) abnimmt. 35 banden ist. Die Emitterelektrode dieses Transistors63. Overcurrent protection device according to anomator 1 at a voltage claim I, not shown, characterized in that the source is switched on. The secondary winding of this AC voltage q'-dle is a device, the transformer is via rectifier diodes 3 and 4, respectively a part of an input signal of a load connected to a smoothing capacitor 5, the the protective device connected amplifier to the collector of a current control transistor 6 verers (16, Fig. 4) decreases. 35 ties is. The emitter electrode of this transistor 6 4. Überstromschutzeinrichtung nach einem der ist mit dem positiven Ausgangsansc'iluß 15 und seine Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Basiselektrode mit dem Kollektor eines Spannungsdie Schalteinrichtung ein Transistor (17) mit prüftransistors 7 verbunden. Der Emitter des Trangeerdetem Emitter ist, dessen Basiselektrode das sistors7 ist über eine Zenerdiode8 mit dem negati-Wechselspannungssignal zugeführt ist und dessen 40 ven Anschluß 15, seine Basiselektrode mit dem AbEmitterelektrode mit dem Vorspannungsnetz- griff 9' des zwischen dem Anschluß 15 und dem newerk (2ί, 23) verbunden ist. gativen Anschluß 15' liegenden Potentiometers 9 Verbandes. Zischen aern positiven Anschluß 15 und dem positiven Anschluß der Zenerdiode8 ist ein4. Overcurrent protection device according to one of which is connected to the positive output terminal 15 and its claims 1 to 3, characterized in that the base electrode is connected to the collector of a voltage, the switching device, a transistor (17) with test transistor 7. The emitter of the trans-earthed emitter, whose base electrode is the sistor7 is fed via a Zener diode8 with the negative AC voltage signal and its 40 ven connection 15, its base electrode with the AbEmitterelectrode with the biasing network handle 9 'between the connection 15 and the newerk ( 2ί, 23) is connected. negative connection 15 'lying potentiometer 9 association. Between the positive terminal 15 and the positive terminal of the Zener diode 8 is a 45 Widerstand 10 geschaltet. Der Lastwiderstand 11 des45 resistor 10 switched. The load resistance 11 of the Spannungspriiftransistors 7 ist zwischen dem positiven Anschluß des Kondensators 5 und der Kollcktor-Voltage test transistor 7 is between the positive Connection of the capacitor 5 and the collector Die Erfindung bezieht sich auf eine Überstrom- elektrode des Transistors 7 geschaltet. Die positive schutzeinrichtung mit einem Trasssier zur Sieae- Elektrode eines Thyristors Ϊ2 ist mit der Basiselekrung eines Laststroms (Stromsteuertransistor) und 5c trode des Stromsfeuertransistors 6, seine negative mit einem Thyristor, durch den der Stiomsteuertnin- Eelektrode ist mit dem negativen Anschluß des Konsistor bei einem Überstrom in der Last abschaltbar densators 5 und seine Steuerelektrode ist mit dem neist. gativen Ausgangsanschluß 15' verbunden. Ein Über-The invention relates to an overcurrent electrode of the transistor 7 switched. The positive protective device with a Trasssier to Sieae electrode of a thyristor Ϊ2 is with the Basiselekrung of a load current (current control transistor) and 5c trode of the current fire transistor 6, its negative with a thyristor, through which the Stiomsteuertnin- Eelectrode is with the negative connection of the consistor at a Overcurrent in the load can be switched off capacitor 5 and its control electrode is with the neist. gative output terminal 15 'connected. An over- Efne übersnomsriiuizemncniung dieser Art ist Stromprüfwiderstand 13 ist zwischen die negative bekannf (USA.-Patentschrift 3 192441). Bei dieser 55 Elektro- ;nd die Steuerelektrode des Thyristors 12 bekannten Schaltungsanordnung ist es erforderlich, geschaltetEfne Übersnomsriiuizemncniung of this type is current test resistor 13 is between the negative known (U.S. Patent 3 192441). At this 55 electrical; nd the control electrode of the thyristor 12 known circuit arrangement, it is necessary to switch den Thyristor nach dem Einschalten des Transistors Bei diesem Ausführuiigsbeispiel ist ein Schalttran-the thyristor after switching on the transistor. durch Betätigen eines Haaaschahers abzuschalten, sistor 17 vorgesehen, dessen Kollektoretektrode mit beispielsweise die Anode mit der Kathode kurzzu- dem positiven Anschluß des Thyristors 12 unr1 desschließen oder den Anoden- oder Kaihodenanschluß 60 sen Emitterelektrode über den Widerstand 21 mit zu unterbrechen Diese Handrürkstellung ist relativ dem negativen Anschluß des Thyristors 12 verbununzweckmäßig. den ist. Ein Ubcibrückungskondensator 22 ist paral- switch off by pressing a Haaaschahers, sistor 17 is provided, the collector electrode with, for example, the anode with the cathode short to the positive connection of the thyristor 12 unr 1 deschlose or the anode or Kaihoden connection 60 sen emitter electrode to be interrupted via the resistor 21. This handrürk position is relative the negative terminal of the thyristor 12 is not practical. that is. A bridging capacitor 22 is parallel bs ist Aufgabe der Erfindung, eine Überstrom- IeI zu dem Widerstand 21 geschaltet, und ein Widerschuizeimichiung der eingangs erwähnten Art zu stand 23 ist zwischen die Emitterelektrode des schaffen, bei der nach Beseitigung des Überstron» 65 Schalüransisiors 17 und den positiven Ausgangsan automatisch der Thyristor abgeschaltet und der Schluß 15 geschaltet. Ein Widerstand IS ist zwischen Stromsteuertransisto' wieder in den leitenden Zu- die Basiselektrode des Schalttransistors 17 und die stand gebracht wird negative Elektrode des Thyristors 12 geschaltet. EineThe object of the invention is to connect an overcurrent IeI to the resistor 21, and to provide a resistance of the type mentioned to stand 23 is between the emitter electrode of the create, with the after elimination of the excess current »65 Schalüransisiors 17 and the positive starting point the thyristor is automatically switched off and the circuit 15 switched. A resistance IS is between Stromsteuerertransisto 'again in the conductive Zu- the base electrode of the switching transistor 17 and the stand brought negative electrode of the thyristor 12 is switched. One
DE19702049532 1969-10-08 1970-10-08 Overcurrent protection device Expired DE2049532C (en)

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