DE2131235B2 - Schaltungsanordnung zum ueberlastungsschutz eines integrierten spannungsreglers - Google Patents

Schaltungsanordnung zum ueberlastungsschutz eines integrierten spannungsreglers

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DE2131235B2 DE19712131235 DE2131235A DE2131235B2 DE 2131235 B2 DE2131235 B2 DE 2131235B2 DE 19712131235 DE19712131235 DE 19712131235 DE 2131235 A DE2131235 A DE 2131235A DE 2131235 B2 DE2131235 B2 DE 2131235B2
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines integrierten Spannungsreglers in einem elektronisch stabilisierten : Netzgerät, wobei der integrierte Spannungsregler eine Strombegrenzungsschaltung mit einem Transistor enthält, welcher den regelbaren Längstransistor steuert. Eine solche Schaltungsanordnung ist in der deutsehen Auslegeschrift 1156 881 beschrieben.
Zur Vermeidung einer Beschädigung des eine Strombegrenzung enthaltenden integrierten Spannungsreglers in einem elektronisch stabilisierten Netzgerät ist es zweckmäßig, eine schnellwirkende Schutzschaltung vorzusehen. Die Strombegrenzungsschal-■ tung des integrierten Spannungsreglers läßt zwar den Strom über einen bestimmten, unschädlichen Wert nicht ansteigen, jedoch kann die bei einem Kurzschluß der Ausgangsspannung am integrierten Spannungsregler entstehende Verlustleistung erhebliche Werte annehmen und im ungünstigen Falle zu seiner Zerstörung führen. ^
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzschaltung für einen integrierten Spannungsregler anzugeben,
ao welche bei Auftreten von Überlastungen den integrierten Spannungsregler sofort abschaltet, so daß keine erhöhte Beanspruchung oder Gefährdung des integrierten Spannungsreglers verursacht wird, und bei Beseitigung der Überlastung die Abschaltung des
as integrierten Spannungsreglers selbsttätig wieder aufhebt. 5
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an die Verbindungsstelle vom Strombegrenzungstransistor und Längstransistor der Ausgang eines elektronischen Schalters angeschlossen ist, welcher von der Ausgangsspannung des integrier-
; ' ten Spannungsreglers gesteuert wird und bei Unterschreiten eines bestimmten Wertes dieser Ausgangsspannung den Längstransistor in den sperrenden Zustand schaltet; ferner ist ein Impulsgenerator vorgesehen, welcher im normalen Betriebszustand des integrierten Spannungsreglers abgeschaltet ist, bef Überlast durch den elektronischen Schalter eingeschaltet wird und dabei Tastimpulse abgibt, welche den integrierten Spannungsregler über den elektronischen Schalter so lange kurzzeitig in den Normalbetriebszustand schalten, bis die Überlast beseitigt ist, so daß der integrierte Spannungsregler sofort danach wieder eingeschaltet ist.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet für den integrierten Spannungsregler in einem elektronisch stabilisierten Netzgerät einen Überlastungsschutz, der mit Sicherheit innerhalb sehr kurzer Zeit
50: anspricht und eine Wiedereinschaltung des integrierten Spannungsreglers selbsttätig bewirkt, sobald die Belastung auf einen ungefährlichen Wert gesunken ist.
Zweckmäßigerweise besteht der elektronische Schalter aus zwei Transistoren in Emitterschaltung, wobei der erste Transistor mit seiner Basis an den Ausgangsspannungsteiler und mit seinem Kollektor an die Basis des zweiten Transistors angeschlossen ist, dessen Kollektor an die Verbindungsstelle von Strombegrenzungstransistor und Längstransistor angeschlossen ist. Mit diesem elektronischen Schalter ist eine genaue Einstellung des höchstzulässigen Schwellwertes möglich, bei dessen Überschreiten die sofortige Abschaltung des integrierten Spannungsreglers erfolgt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Impulsgenerator aus einem Unijunction-Transistor mit einem zwischen dessen
Emitter und Basis 1 angeordneten Kondensator, wobei dessen Emitter und Basis 2 über Widerstände an die ungeregelte Eingangsspannung angeschlossen sind und der Emitter des Unijunction-Transistors über einen Kondensator mit der Basis des zweiten Transistors des elektronischen Schalters verbunden ist. Dieser relativ einfach aufgebaute Impulsgenerator wird erst in Betrieb gesetzt, wenn der integrierte Spannungsregler durch den elektronischen Schalter abgeschaltet wurde, da erst dann eine ausreichende Betriebsspannung für den Impulsgenerator zur Verfügung steht. Die vom Impulsgenerator erzeugten Tastimpulse bewirken über den elektronischen Schalter kurzzeitige Wiedereinschaltungen des integrierten Spannungsreglers.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn zwischen Basis und Emitter des zweiten Transistors des elektronischen Schalters ein Kondensator angeordnet ist. Mit diesem Kondensator wird die Zeit zum Aufladen einer eventuell am Ausgang des elektronischen Netzgerätes vorhandene kapazitive Last, die kurzzeitig eine Überlast darstellen könnte, überbrückt.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile eingezeichnet sind.
Dem integrierten Spannungsregler 1 wird über die Eingangsklemmen 2, 3 die zu regelnde Spannung U1 zugeführt. An den Ausgangsklemmen 4, 6 ist die geregelte Spannung CZ2 abnehmbar. Der integrierte Spannungsregler 1 enthält in bekannter Weise eine Referenzspannungsquelle 7 und einen von der Ausgangsspannung U2 gesteuerten Regelspannungsverstärker 8, welcher den Längstransistor 9 im Sinne einer Konstanthaltung der Ausgangsspannung EZ2 steuert. Hierzu wird dem Regelspannungsverstärker 8 ein einstellbarer Teil der Ausgangsspannung des Regelnetzgerätes über das Potentiometer 22 zugeführt. Außerdem ist bei dem integrierten Spannungsregler 1 eine Strombegrenzerschaltung mit einem Transistor 11 vorgesehen, welcher von dem durch den Laststrom IL erzeugten Spannungsabfall über dem Widerstand 12 gesteuert wird.
Erreicht dieser Spannungsabfall einen bestimmten Wert (z. B. etwa 0,7 V) setzt die mit dem Widerstand
12 einstellbare Strombegrenzung des integrierten Spannungsreglers 1 ein, und die Ausgangsspannung U2 beginnt abzufallen. Der Basis des ersten Transistors 13 des elektronischen Schalters 14 wird über den aus den Widerständen 23, 24 und 26 gebildeten Spannungsteiler ein Teil der Ausgangsspannung zugeführt. Im normalen Betriebszustand ist Transistor
13 leitend. Sinkt jedoch die Ausgangsspannung infolge der Strombegrenzung bei Überlastung unter einen bestimmten Wert, so wird der Transistor 13 nichtleitend und der Transistor 16, der während des normalen Betriebszustands gesperrt ist, leitend. Der nun über den Widerstand 19 fließende Kollektorstrom des Transistors 16 bewirkt ein Absinken des Potentials am Verbindungspunkt 21 und damit die Abschaltung des integrierten Spannungsreglers 1. Zur Stabilisierung des Abschaltpunktes ist der temperaturabhängige Widerstand 24 vorgesehen.
Zur selbsttätigen Wiedereinschaltung des integrierten Spannungsreglers 1 ist ein Tastimpulse erzeugender Impulsgenerator 27 vorgesehen, welcher aus einem Unijunction-Transistor 28, einem Kondensator 29 und Widerständen 31, 32 besteht. Der Impulsgenerator 27 wird erst dann in Betrieb gesetzt, wenn der integrierte Spannungsregler 1 abgeschaltet ist, da nun infolge der Sperrung des Transistors 13 des elektronischen Schalters 14 am Widerstand 32 eine für den Transistor 28 ausreichende Betriebsspannung zur Verfügung steht. Die vom Impulsgenerator 27 abgegebenen Tastimpulse gelangen über den Kondensator 33 an die Basis von Transistor 16 und sperren diesen kurzzeitig, wodurch ebenso kurzzeitig die Abschaltung des integrierten Spanungsreglers 1 aufgehoben wird. Sobald die Überlast beseitigt ist, bleibt der integrierte Spannungsregler 1 eingeschaltet. Dadurch wird der Transistor 13 leitend und schaltet den Impulsgenerator 27 ab.
Der Kondensator 34 des elektronischen Schalters 14 dient zur Verlängerung des Sperrzustandes des Transistors 16, damit auch bei kapazitiver Last, die kurzzeitig eine Überlast darstellen könnte, ein Einschalten bzw. Wiedereinschalten ohne weiteres möglich ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zum Überlastung schutz eines integrierten Spannungsreglers in einem elektronisch stabilisierten Netzgerät, wobei der integrierte Spannungsregler eine Strombegrenzungsschaltung mit einem Transistor enthält, welcher den regelbaren Längstransistor steuert, dadurch gekennzeichnet, daß an die Verbindungsstelle (21) vom Strombegrenzungsr transistor (11) und Längstransistor (9) der Ausgang eines elektronischen Schalters (14) angeschlossen ist, welcher von der Ausgangsspannung (EZ2) des integrierten Spannungsreglers (1) gesteuert wird und bei Unterschreiten eines bestimmten Wertes' dieser Ausgangsspannung (CZ2) den Längstransistor (9) in den sperrenden Zustand schaltet, und daß ein Impulsgenerator (27) vorgesehen ist, welcher im normalen Betriebszustand des integrierten Spannungsreglers (1) abgeschaltet ist, bei Überlast durch den elektronischen Schalter (14) eingeschaltet wird und dabei Tastimpulse abgibt, welche den integrierten Spannungsregler (1) über den elektronischen Schalter (14) so lange kurzzeitig in den Normalbetriebszustand schalten, bis die Überlast beseitigt ist, so daß der integrierte Spannungsregler (1) sofort danach wieder eingeschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (14) aus zwei Transistoren (13, 16) in Emitterschaltung besteht, wobei der erste Transistor (13) mit seiner Basis an den Ausgangsspannungsteiler (26, 23, 24) und mit seinem Kollektor an die Basis des zweiten Transistors (16) angeschlossen ist, dessen Kollektor an die Verbindungsstelle (21) von Strombegrenzungstransistor (11) und Längstransistor (9) angeschlossen ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (27) aus einem Unijunction-Transistor (28) mit einem zwischen dessen Emitter und Basis 1 angeordneten Kondensator (29) besteht, wobei dessen Emitter und Basis 2 über Widerstände (31, 32) an die ungeregelte Eingangsspannung (LZ1) angeschlossen sind, und daß der Emitter des Unijunction-Transistors (28) über einen Kondensator (33) mit der Basis des zweiten Transistors (16) des elektronischen Schalters (14) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Basis und Emitter des zweiten Transistors (16) des elektronischen Schalters (14) ein Kondensator (34) angeordnet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basis und dem Emitter des ersten Transistors (13) ein temperaturabhängiger Widerstand (24) angeordnet ist.
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