DE2154720C3

DE2154720C3 - Undervoltage and overload protection circuitry

Info

Publication number: DE2154720C3
Application number: DE19712154720
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Phys. χ 8045 Dresden Fritzsche
Original assignee: Zentrallaboratorium für Rundfunk- und Fernsehempfangstechnik, χ 8060 Dresden
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1976-02-12

Description

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bestehender Überlastung wird am Ende des Impulses ander verbunden sind, wird nunmehr der weitere der Strom durch die Schaltungsanordnung wieder Transistor geöffnet. Es fließt ein Strom, die Anzeigeabgeschaitet. In dieser Schaitur.gsanordnung ist ein lampe leuchtet, und der Schalter wird betätigt.
Längstransistor eingeschaltet, der zusammen mit Bei einer Lasterhöhung wird eine größere Spaneinem Regelwerk den Stror.ifluß zu dem Lastwider- 5 nung abfallen. Da die Eingangsspannung bei dieser stand auf einen Schwellweit begrenzt. Pa allel zu Betrachtung konstant bleibt, kann sich nur der Spandem Transistor ist eine Lampe und ein Widerstand nungsabfall zwischen dem Emitter und dem Kollekgeschalto. Zwischen dem Widerstand und der Lampe tor des Längstransistors verringern. Sobald der Spanist eine Masseverbindung über eine Zenerdiode ge- nungsabfall so klein geworden ist, daß er geringer schaltet. Die Lampe leuchtet solange nicht auf, so- io ist als der Spannungsabfall zwischen dem Emitter lange am La-itwiderstand die gewünschte Spannung und der Basis des Längstransistors, so wird der anliegt. Wenn dagegen diese Spannung am Last- weitere Transistor geöffnet.Existing overload is connected to the other at the end of the pulse, the further the current through the circuit arrangement is now opened again transistor. A current flows and the display is switched off. In this circuit arrangement a lamp is lit and the switch is operated.
Series transistor switched on, which, together with a load increase, a larger span of a set of rules, the current flow to the load resistance will drop. Because the input voltage was limited to a threshold. Pa allel to consideration remains constant, only the spandem transistor is a lamp and a resistance voltage drop between the emitter and the collector circuit. Reduce between the resistor and the lamp gate of the series transistor. As soon as the span is a ground connection via a Zener diode, the voltage drop has become so small that it switches less. The lamp does not light up until the voltage drop between the emitter and the base of the series transistor is at the desired voltage across the emitter for a long time. If, on the other hand, this voltage is opened at the load another transistor.

widerstand abgeschaltet wird, leuchtet die Lampe Die Erfindung soll nachstehend an Hand einesResistance is switched off, the lamp lights up. The invention is described below using one

während der Dauer der Impulse kurzzeitig auf, so Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Diebriefly during the duration of the impulses, so the exemplary embodiment will be explained in more detail. the

daß die Störung dadurch wirksam angezeigt wird 15 Zeichnung zeigt inthat the fault is thereby effectively indicated. 15 drawing shows in

(deutsche Offenlegungsschrift 1 513 138). Fig. 1 eine Prinzipschaitung und in(German Offenlegungsschrift 1 513 138). Fig. 1 is a schematic diagram and in

Nachteil dieser Schaltungsanordnung ist, daß diese F i g. 2 die Prinzipschaltung im Zusammenwirken Schaltungsanordnung einen Impulsgenerator enthal- mit einer Spannungsstabilisierungsschaltung.
ten muß, der die Kontrollimpulse beim Abschalten An der Spannungsquelle ist der Emitter eines der Spannung über den Lastwiderstand erzeugt. Zum ao Transistors 1 (Längstransistor 1) angeschlossen. Der anderen sichert diese Schaltungsanordnung den Last- Kollektor des Transistors 1 ist zusammen mit dem widerstand nicht vor Unterspannung, das heißt, die Emitter eines Transistors 2 mit einem Lastwider-Schaltungsanordnung ist nicht geeignet, in einem stanü 3 verbunden. Die Basen der Transistoren 1 batteriebetriebenen Gerät eingesetzt zu werden. und 2 sind zusammen an einen die VergleichsgrößeThe disadvantage of this circuit arrangement is that this F i g. 2 the basic circuit in the interaction circuit arrangement containing a pulse generator with a voltage stabilization circuit.
that the control pulses when switching off. At the voltage source, the emitter of one of the voltages generated across the load resistor Connected to ao transistor 1 (series transistor 1). The other secures this circuit arrangement the load collector of the transistor 1 is together with the resistor not from undervoltage, that is, the emitter of a transistor 2 with a load resistor circuit arrangement is not suitable in a stanü 3 connected. The bases of the transistors 1 battery powered device used to be. and 2 are together to one the comparison variable

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine as der Schaltung zuführenden Eingang 4 gelegt. Eine Schaltungsanordnung zu finden, die Unterspannun- Lampe 5 ist in die Kollektorleitung des Transistors 2 gen und Überlastungen des Verbrauchers anzeigt geschaltet. Ein vor dem Lastwiderstand 3 geschalte- und/oder dann das Gerät abschaltet oder eine Zu- ter Widerstand 6 stellt ein die Spannung über den satzbatterie zuschaltet und die ferner ständig einsatz- Lastwiderstand 3 konstant haltendes Netzwerk dar. bereit ist, keinen zusätzlichen Strom beim Normal- 30 Die Transistoren 1 und 2 sind vom gleichen Leibetrieb braucht, für die kein teures Anzeigeinstrument tungstyp.The invention is based on the object of providing an input 4 which feeds the circuit. One To find circuit arrangement, the undervoltage lamp 5 is in the collector line of the transistor 2 and overloads of the consumer is switched. A connected in front of the load resistor 3 and / or then the device switches off or a resistor 6 sets the voltage across the The auxiliary battery is switched on and the network, which is also constantly in use, represents a constant load resistor 3. is ready, no additional current with normal 30 The transistors 1 and 2 are of the same body operation for which there is no expensive display instrument type.

benötigt wird und die durch Ausfall des Anzeige- Die Bedingung für die Schaltung ist, daß über demis required and caused by failure of the display- The condition for the circuit is that above the

mittels nicht in ihrer Funktion gestört ist. Lastwiderstand 3 eine einstellbare Spannung steht.by means of is not impaired in its function. Load resistor 3 is an adjustable voltage.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanord- Der Transistor 1 ist auf Durchgang geschaltet. Die nung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß 35 Eingangsspannung fällt nun über dem Transistor 1, dadurch gelöst, daß dem Längslransistor ein weiterer dem Widerstand 6 und dem Lastwiderstand 3 ab. Das Transistor so zugeschaltet ist, daß dessen Basis mit Potential an der Basis der Transistoren 1 und 2 wird der Basis des Längstransistors und daß dessen Emit- durch die vom Eingang 4 zugeführte Vergleichsgröße ter mit dem Kollektor des Längstransistors verbunden bestimmt. Der Spannungsabfall zwischen dem Verist, und daß in den Kollektorkreis des weiteren Trrn- 40 bindungspunkt der Basen und dem Verbindungssistors die Anzeigelampe und/oder eine Steuerung punkt des Kollektors des Transistors 1 mit dem Emiteines Schalters, durch die das Gerät abschaltbar oder ter des Transistors 2 ist bei normalem Betrieb so durch die eine Zusatzbatterie eitschaltbar ist, ge- ■ gepolt, daß der Transistor 2 gesperrt ist. Sinkt die schaltet ist. Eingangsspannung am Ende der Lebensdauer derThis task is carried out in a circuit arrangement. The transistor 1 is switched to continuity. the tion of the type mentioned at the beginning according to the invention 35 input voltage now drops across transistor 1, solved in that the series transistor another resistor 6 and the load resistor 3 from. The The transistor is switched on so that its base is at the base of the transistors 1 and 2 with potential the base of the series transistor and that its emit by the comparison value supplied by input 4 ter connected to the collector of the series transistor determined. The voltage drop between the verist, and that in the collector circuit of the further Trrn- 40 connection point of the bases and the connection transistor the indicator lamp and / or a control point of the collector of transistor 1 with the Emiteines Switch through which the device can be switched off or the transistor 2 is so during normal operation through which an additional battery can be switched on, polarized so that the transistor 2 is blocked. The is switched. Input voltage at the end of the life of the

In die Basiszuleitung des Längstransistors kann 45 Batterien ab oder wird der Lastwiderstand 3 verrinvom Verbindungspunkt mit der Basis des weiteren gert, so muß ein größerer Eingangsstrom fließen, Transistors ein Widerstand oder eine Diode einge- wenn die Spannung über dem Lastwiderstand konschaltet werden. stant bleiben soll. Mit diesem größeren Eir.gangs-In the base lead of the series transistor 45 batteries can be removed or the load resistance 3 is reduced Connection point with the base of the further device, a larger input current must flow, Transistor a resistor or a diode switched on when the voltage across the load resistor is connected will. should remain constant. With this larger Eir.gangs-

Bei normalem Betrieb ist die Batteriespannung strom baut sich der Spannungsabfall zwischen dem größer als die an einer Last stehende Spannung. Die 50 Emitter und dem Kollektor des Transistors 1 ab. Der Lastspannung wird durch eine Regelschaltung ge- Spannungsabfall über der Emitter-Basis-Strecke des steuert. Der Längstransistor ist in Durchgangsrich- Transistors 1 bleibt nahezu konstant, das heißt, es tung geschaltet und stellt nur einen geringen Wider- verringert sich der Spannungsabfall über der Basisstand dar. Der Spannungsabfall zwischen dem Kollektor-Strecke des Transistors 1 und — weil die Emitter des Längstransistors und dem Verbindungs- 55 Basis bzw. der Emitter des Transistors 2 mit der punkt der Basen ist bei normalem Betrieb kleiner Basis bzw. dem Kollektor des Transistors 1 verbunals der Spannungsabfall zwischen dem Emitter des den sind — auch die Emitter-Basis-Spannung des Längstransistors und dem Verbindungspunkt d~s Transistors 2. Durch den Transistor 2 fließt dann ein Kollektors des Längstransistors und dem Emitter des Strom, wenn der Spannungsabfall über seiner Emitweiteren Transistors. Das bedeutet, der weitere Tran- 60 ter-Basis-Strecke nahezu Null ist bzw. wenn dieser sistor ist in Sperrichtung geschaltet. Sinkt die Bat- in Durchlaßrichtung gepolt ist. Das ist dann der Fall, teriespannung ab, so wird sie einmal den Wert wenn die Emitter-Kollektor-Spannung des Tranerreichen, bei dem der Potentialunterschied zwischen sistors 1 kleiner geworden ist als die Emitter-Basisdem Emitter und dem Kollektor des Längstransistors Spannung des Transistors 1. In diesem Fall fließt kleiner wird, als er zwischen dem Emitter und der 65 durch den Transistor 2 ein Strom, der die Lampe 5 Basis des gleichen Transistors ist. Da der Emitter des leuchten läßt. Damit wird angezeigt, daß die Einweiteren Transistors mit dem Kollektor des Längs- gangsspannung unter den zulässigen Grenzwert getransistors und die Basen der Transistoren mitein- sunken ist.During normal operation, the battery voltage builds up between the voltage drop between the current greater than the voltage applied to a load. The 50 emitters and the collector of transistor 1 off. the Load voltage is regulated by a control circuit. Voltage drop across the emitter-base path of the controls. The series transistor is in Durchgangsrich- transistor 1 remains almost constant, that is, it The voltage drop across the base level is reduced. The voltage drop between the collector path of transistor 1 and - because the Emitter of the series transistor and the connection 55 base or the emitter of the transistor 2 with the point of the bases is in normal operation small base or the collector of transistor 1 verbunals the voltage drop between the emitter of the - also the emitter-base voltage of the Series transistor and the connection point of the transistor 2. Through the transistor 2 then flows in Collector of the series transistor and the emitter of the current if the voltage drop across its emit further Transistor. This means that the further tran- 60 ter base distance is almost zero or when it is sistor is switched in reverse direction. If the bat- is polarized in the forward direction. That is the case then teries voltage, it will once the value when the emitter-collector voltage of the Tran reach, in which the potential difference between sistor 1 has become smaller than the emitter-base dem Emitter and the collector of the series transistor voltage of transistor 1. In this case flows becomes smaller than the current between the emitter and the 65 through the transistor 2, which the lamp 5 Base of the same transistor is. Because the emitter lets the light shine. This indicates that the other Transistor with the collector of the longitudinal output voltage below the permissible limit value transistor and the bases of the transistors have sunk.

In Fig. 2 ist die beschriebene Prinzip- und Wirkschaltung in eine Unterspannungsschutzschaltung eingebaut. An den Eingang ist der Transistor 1 mit seinem Emitter angeschlossen. Der Emitter des Transistors 2 ist mit dem Kollektor des Transistors 1 verbunden. An die Basis des Transistors 1 ist eine Diode 7 angeschlossen. Die Diode 7 ist mit ihrem anderen Anschluß mit der Basis des Transistors! verbunden. In die Kollektorleitung des Transistors 2 ist die Lampe 5 eingeschaltet. Der Kollektor des Transistors 2 ist mit der Basis eines Transistors 8 verbunden. In die Kollektorleitung des Transistors 8 ist ein Relais 9, mit dem ein nicht gezeigter Schalter betätigt wird, eingeschaltet. Die Spannungsstabilisierungsschaltung für den Spannungsabfall über einen Motor 10, der dem Lastwiderstand 3 entspricht, besteht aus dem Transistor 1, einem Transistor 11. Dioden 12, einem Widerstand 13 und einer den an der Basis des Transistors 2 stehenden Vergleichswert liefernden, aus Widerständen 14,15 und 16 bestehenden Widerstandsanordnung. Der Widerstand 15 ist einstellbar und mit seinem Abgriff mit der Basis des Transistors 11 verbunden. Der Kollektor des Transistors 11 ist mit der Basis des Transistors 2 verbunden, das heißt, vom Transistor 11 wird der Vergleichswert an den Transistor 2 geliefert.
Diese Schaltung arbeitet nach dem Prinzip der bereits erläuterten Schaltung. Die Diode 7 dient zur Veränderung der Ansprechspannung für die erfindungsgeniäße Schaltungsanordnung. Beim Absinken der Eingangsspannung laufen die gleicher. VorgängeIn Fig. 2, the principle and functional circuit described is built into an undervoltage protection circuit. The emitter of the transistor 1 is connected to the input. The emitter of transistor 2 is connected to the collector of transistor 1. A diode 7 is connected to the base of the transistor 1. The other terminal of the diode 7 is connected to the base of the transistor! connected. The lamp 5 is switched on in the collector line of the transistor 2. The collector of the transistor 2 is connected to the base of a transistor 8. In the collector line of the transistor 8, a relay 9, with which a switch (not shown) is operated, is switched on. The voltage stabilization circuit for the voltage drop across a motor 10, which corresponds to the load resistor 3, consists of the transistor 1, a transistor 11, diodes 12, a resistor 13 and a comparison value at the base of the transistor 2 consisting of resistors 14, 15 and 16 existing resistor assembly. The resistor 15 is adjustable and its tap is connected to the base of the transistor 11. The collector of transistor 11 is connected to the base of transistor 2, that is, the comparison value is supplied to transistor 2 by transistor 11.
This circuit works on the principle of the circuit already explained. The diode 7 is used to change the response voltage for the circuit arrangement according to the invention. When the input voltage drops, the same run. Operations

ίο ab, die vorstehend erläutert sind. Wird jedoch die Last des Motors 10 vergrößert, so fällt über dem Motor 10 eine größere Spannung ab. Da die Eingangsspannung bei dieser Betrachtung konstant bleibt, muß notgedrungen ein geringerer Spannungsabfall über dem Transistor 1 stehen. Gleichzeitig wird aber der vom Transistor 11 an die Basis der Transistoren 1 und 2 abgegebene Strom erhöht. Die Potentialdifferenz zwischen der Basis des Transistors 2 und seinem Emitter wird abgebaut. Sobaldίο, which are explained above. However, if the When the load on the motor 10 increases, a larger voltage drops across the motor 10. As the input voltage remains constant with this consideration, a lower voltage drop must necessarily stand above transistor 1. At the same time, however, the transistor 11 to the base of the Transistors 1 and 2 output current increased. The potential difference between the base of the transistor 2 and its emitter is degraded. As soon as

ao der Unterschied zwischen den Potentialen sich umkehrt, fließt durch den Transistor 2 ein Strom. Die Lampe 5 leuchtet auf, und das Relais 9 spricht an.ao the difference between the potentials is reversed, A current flows through the transistor 2. The lamp 5 lights up and the relay 9 responds.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Instrument, although it runs constantly, only claims: is used when the battery voltage drops.

1. Undervoltage and overload protection scarf It is known that the instrument is not only used for battery arrangement, to be used with an indicator lamp and voltage indicator, but also one that is switched on in a control circuit for the level indicator, i.e. a multiple-off series transistor, via its emitter-collector use of the instrument.

Part of the input voltage is available and the disadvantage of the solution is that the level indicator

its basis by a comparison voltage on phono devices, especially when recording

is controlled, characterized in that io signals are required. A drop in the battery

that the series transistor (1) has another transvoltage below the permissible value when recording

sistor (2) is switched on in such a way that its base draws again with a bad recording

the base of the series transistor (1) and that des- quality after itself. That is why when recording

rope emitter with the collector of the longitudinal a control is absolutely necessary, but not

transistor (1) is connected, and that in the 15 consists.

KoUektorkreis of the further transistor (2) the order for phono devices the expensive instrument for Saving indicator lamp (5) and / or a control of a voltage control and also when Switch (8; 9), by which the device can be switched off, recording a control over the battery chip or To get an additional battery switchable voltage, it is known to use an indicator light is switched. 20 to use. This is done in front of the drive motor

2. Undervoltage and overload protection switch - a voltage constant circuit connected, processing arrangement according to claim 1, characterized in that the control transistor of this circuit is connected in such a way that characterized in that a function of the circuit is guaranteed in the base supply line, Series transistor (1) from the connection point with if the collector-emitter voltage is greater than that the base of the further transistor (2) is a resistor 25 collector-emitter saturation voltage. The Kolstand or a diode (7) is switched on. lektor-emitter path is instead of a resistor

now bridged with the indicator lamp. The An-2: egg lamp lights up as long as the aforementioned condition is met is fulfilled, i.e. as long as the battery voltage

30 voltage is sufficiently large. The battery voltage drops

below the permissible value, the An-2: Eigelampe goes out (German Auslegeschrift 1 223 032).

The disadvantage of this circuit is that the display

The invention relates to an undervoltage and lamp is constantly lit and thereby an additional one Overload protection circuitry, nrit an on 35 current is needed, that is, the battery indicator lamp and one in a control circuit is additionally loaded. Furthermore this circuit is switched series transistor, only theoretically usable via its emitter, because the overvoltage Collector path part of the input voltage survives above the KoHector-Emitter saturation voltage and its base by a comparison voltage ranges from 0.5 to 5 V, that is, voltage is controlled. 40 within this range the lamp should light up

In the case of battery-powered electrical devices, the and when the value falls below the range is abrupt The service life of the batteries will expire. Such lamps are so far unknown dependent. Batteries, however, do not discharge suddenly. In addition, normal ones are susceptible to failure at the end of their service life, but rather the Balte incandescent lamps. If the light bulb fails, it is The tension slowly decreases. This process no longer disturbs the entire voltage supply circuit generally functional with battery-powered electrical.

Devices, especially with case receivers, the circuits mentioned are only devices

not. As soon as the battery voltage has dropped enough to indicate that the battery is sufficient, that it is no longer sufficient for operation, tension. Automatic protection against underpower they do not give in to the low power and the 50 voltages. Furthermore, no notice poor quality of the output signal - information about an overload of the consumer bar. The battery will now be replaced. Given there. In the case of phono equipment, the quality of the an undervoltage only affects the performance and recording and playback not just from the the quality of the signal emitted, but not determined by the battery voltage, but also by the affecting the components themselves became an under-;> 5 power that the engine has to provide. Is the The voltage protection circuit in the case of a battery-powered motor is overloaded, the nominal speed is not reached Devices not previously considered necessary. achieved, the quality sinks. The described

Of course there are also battery devices in which the orders only show the size of the battery at least a check of the battery voltage.

must follow, ζ. B. in portable shortwave transmitters 60 It is also a circuit arrangement for or phonograph equipment. A decrease in the battery chip protection of a load resistor is known in which the This limits the range of the device or protects the load resistance against overload affects the quality of the recording of transmission, the fact that the current flowing through it is switched off fertilize strongly. The control of the battery voltage will be. To check whether the overload is still occurring in these devices by a measuring instrument. «5 is the one flowing through the load resistance The disadvantage of this solution is that the measuring instrument switches on the current for a short time by means of pulses, it is expensive that a reading must be made before the overload is no longer present, the current flows Disturbances can be eliminated, and that the in- unhindered by the load resistance. At still