DE2242278C3

DE2242278C3 - Overload protection for power supply devices with setting transistors working as switches

Info

Publication number: DE2242278C3
Application number: DE19722242278
Authority: DE
Inventors: Adolf 8021 Neuried Müller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1972-08-28
Publication date: 1976-03-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlastschutz für Stromversorgungsgeräte mit aus einem Taktgeber gesteuerten, als Schalter arbeitenden Stelltransistoren unter Verwendung einer Meßschaltung, bestehend aus einem primärseitig vom Laststrom durchflossenen Stromwandler, der sekundärseitig an einen Bürdenwiderstand, eine Gleichrichterdiode und einen Integrierkondensator angeschlossen ist und die über eine Auswerteschaltung das Tastverhältnis des Taktgebers in einer Steuerschaltung steuert.The invention relates to overload protection for power supply devices with a clock generator controlled setting transistors working as switches using a measuring circuit consisting of a current transformer through which the load current flows on the primary side, which is connected to a load resistor on the secondary side, a rectifier diode and an integrating capacitor is connected and via a Evaluation circuit controls the duty cycle of the clock in a control circuit.

Um insbesondere niederohmige Transistorschaltungen in Stromversorgungsgeräten bei übermäßigem Anstieg der Eing?.ngsspannung oder bei Verringerung des Belastungswiderstandes vor Überlastung zu schützen, sind Strombegrenzungsschaltungen erforderlich, die nach Möglichkeit eine rücklaufende Strom-Spannungs-Kennlinie aufweisen. Während bei Regelgeräten mit stetig arbeitendem Stelltransistor die Regeleinrichtung ununterbrochen am Stellglied eingreift und damit bei Überlast ohne Verzug den Strom begrenzt, wirken sich bei Regelgeräten mit schaltendem Stellglied die Totzeiten um so nachteiliger aus, je besser der Wirkungsgrad, d. h. je geringer die Längsverluste der Regelschaltung sind.In particular, low-resistance transistor circuits in power supply devices when there is an excessive increase to protect the input voltage or, if the load resistance is reduced, from overload, current limiting circuits are required, which if possible have a decreasing current-voltage characteristic exhibit. While in control devices with continuously operating control transistor, the control device continuously intervenes on the actuator and thus limits the current without delay in the event of an overload, have an effect In the case of control devices with a switching actuator, the more disadvantageous the dead times, the better the efficiency, d. H. the lower the longitudinal losses of the control circuit.

Es ist bereits eine Regelschaltung für Schaltregler bekannt weiche die in einer Meßschaltung gewonnene Meßspannung in einer Transistorstufe mit einer der geregelten Ausgangsspannung proportionalen Spannung vergleicht und über einen Regelumsetzer zur Steuerung des Stelltransistors des Schaltreglers auswertet. Die Meßschaltung besteht aus einem sekundärseitig mit einem Bürdenwiderstand abgeschlossenen Stromwandler, der pnmärseitig zwei getrennte, von Teilen des Laststromes durchflossene Wicklungen aufweist. Je eine dieser Primärwicklungen ist im Längszweig und im Querzweig in Reihe mit der Freilaufdiode angeordnet. Die in der gemeinsamen Sekundärwicklung gewönne-A control circuit for switching regulators is already known soft that obtained in a measuring circuit Measurement voltage in a transistor stage with a voltage proportional to the regulated output voltage compares and evaluates it via a control converter to control the control transistor of the switching regulator. The measuring circuit consists of a current transformer terminated on the secondary side with a load resistor, which has two separate windings on the primary side, through which parts of the load current flow. Ever one of these primary windings is arranged in series with the freewheeling diode in the series branch and in the shunt branch. The gained in the common secondary winding

gn zwei Integrierkondensatoren addiert (DT-OS 1763746).gn two integrating capacitors added (DT-OS 1763746).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überlastschutz anzugeben, der nicht nur eine günstige Strom-Spannungs-Kennlinie, sondern auch eine so geringe Regelverzögerung aufweist, daß ein Sperrs.gnal für den Stelkransistor noch während des gleichen Arbeitstaktes wirksam werden kann. Bei einem Ausgangskurzschluß oder bei Sättigung eines Übertragerkerns (Leistungsübertrager) beim ersten Einschalten muß die die Meßspannung auswertende Steuerschaltung das Sperrsignal für den Stelltransistor mit dem Stromsignal geben können, um den Kollektorstrom bereits während des schnellen Anstiegs zum Abklingen zu bringen.The invention is based on the object of specifying an overload protection which is not only a favorable one Current-voltage characteristic, but also such a low one Control delay has that a Sperrs.gnal for the control transistor during the same work cycle can take effect. In the event of an output short circuit or if a transformer core is saturated (Power transformer) when switching on for the first time, the control circuit evaluating the measuring voltage must be the Lock signal for the control transistor with the current signal can give to the collector current already during of the rapid rise to subside.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß Jadurch gelöst daß die Ladezeitkonstante des Integrierkondensa- |ors sehr klein bemessen ist, daß die zwischen der Meßlchaltung und der Steuerschaltung angeordnete Auswerteschaltung aus einem Impedanzwandler besteht lind daß der Außenwiderstand des Impedanzwandlers Synchron mit der Arbeitsperiode des Stelltransistors Selbsttätig zwischen zwei Werten geschaltet wird, derart daß nach Umschaltung auf den höheren Widerstandswert ein in einer Schaltstufe der Auswerteschaltung erzeugtes Steuersignal auf die Steuerschaltung einwirkt.According to the invention, this object is achieved in that the charging time constant of the integrating capacitor | ors is very small that the between the measuring circuit and the evaluation circuit arranged in the control circuit consists of an impedance converter Lind that the external resistance of the impedance converter is synchronous with the operating period of the control transistor It is automatically switched between two values, like this that after switching to the higher resistance value in a switching stage of the evaluation circuit generated control signal acts on the control circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Außenwiderstand aus einer Reihenschaltung von mehreren Widerständen und einem Kondensator gebildet Dabei ist mindestens einem Widerstand und dem Kondensator der Reihenschaltung die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors parallel geschaltet der während der Sperrzeit des Stelltransistors durch ein Signal der Steuerstufe leitend gesteuert ist.According to an advantageous development of the invention, the external resistance is made from a series circuit formed by several resistors and a capacitor. There is at least one resistor and the capacitor of the series circuit, the collector-emitter path of a transistor connected in parallel which is switched on during the blocking time of the setting transistor by a signal from the control stage.

Um der Strom-Spannungs-Kennlinie des Überlast-Schutzes einen noch günstigeren Verlauf zu geben, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Stromwandler der Meßschaltung mit einer Tertiärwicklung versehen sein, die mit einem Kondensator einen Schwingkreis bildet. Soll der Ausgangsstrom bei widerstandslosem Kurzschluß an den Ausgangsklemmen uiäter den Nennstrom absinken, dann kann die Tertiärwicklung des Stromwandlers an eine in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Stromversorgungsgerätes an einen elektronisch steuerbaren Bürdenwiderstand geschaltet werden.To give the current-voltage characteristic curve of the overload protection an even more favorable course, can according to a further embodiment of the invention, the current transformer of the measuring circuit with a Be provided with a tertiary winding that forms an oscillating circuit with a capacitor. Should the output current in the event of a resistance-free short circuit at the output terminals, the rated current will later drop, then can connect the tertiary winding of the current transformer to one depending on the output voltage of the power supply unit can be connected to an electronically controllable load resistor.

Werden aus einem Stromversorgungsgerät mehrere Verbraucher gespeist, dann kann der Lastsirom aller Verbraucher unabhängig voneinander überwacht bzw. die Überlast begrenzt werden, wenn gemäß einer vor- ^⁰ teilhaften Weiterbildung der Erfindung in jedem Verbraucherkreis eine Meßschaltung mit einem Stromwandler vorgesehen ist, wobei deren Ausgänge an einen gemeinsamen Integrierkondensator geschaltet sind.Are fed from a power supply a plurality of consumers, the Lastsirom can all consumers are independently monitored and the overload can be limited when a pre- ^ a measuring circuit is provided with a current transformer provided in accordance with ⁰ part embodiment of the invention in each load circuit, wherein the outputs of a common integrating capacitor are connected.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert.Further details of the invention are given with reference to FIGS. 1 to 4 explained in more detail.

In Fig. 1 ist ein Eintakt-Gleichstromumrichter mit einem Überlastschutz im Prinzip dargestellt.In Fig. 1, a single-ended direct current converter with an overload protection is shown in principle.

In F i g. 2 ist eine erweiterte Meßschaltung wiedergegeben. In Fig. 2 shows an expanded measuring circuit.

Die F i g. 3 zeigt eine Zusatzschaltung zur Meßschaltung. The F i g. 3 shows an additional circuit for the measuring circuit.

In F i g. 4 ist eine Zusatzschaltung zur Auswerteschaltung dargestellt. ^6s In Fig. 4 shows an additional circuit for the evaluation circuit. ^6s

Die Anwendung des Überiastschutzes ist nicht auf Eintakt-Gleichstromumrichter beschränkt, sondern kann mit gleichen Vorteilen in allen Stromversorgungs^The application of the overload protection is not limited to single-ended DC converters, but can with the same advantages in all power supply ^

schaltungen mit schaltenden Leistungstransistoren eingesetzt werden.circuits with switching power transistors are used.

Der Leistungskreis des Eintakt-Gleichstromumrichters, dessen Ein- und Ausgang galvanisch getrennt sind, ist in F i g. 1 vereinfacht dargestellt Von der Gleichspannungsquelle 1 fließt der Strom während der Stromflußzeit eines Stelltransistors 2 über die Primärwicklung 811 eines Stromwandlers 81 in die Primärwicklung 31 eines Leistungsübertragers 3 und übersetzt von dessen Sekundärwicklung 32 über die Primärwicklung 911 eines weiteren Stromwändlers 91 eine Leistungsdiode 41 und eine Speicherdrossel 5 zum Lastwiderstand 7. Während der Sperrzeit des Stelltransistors 2 hält die Drossel 5 den Strom im Lastwiderstand 7 über eine Leistungsdiode 42 aufrecht Statt eines Ausgangskreises können zwei oder mehr Kreise mit gleichartigen Bauteilen an den Leistungsübertrager 3 angeschlossen sein.The power circuit of the single-ended DC converter, the input and output of which are galvanically separated, is in Fig. 1 shown in simplified form From the DC voltage source 1, the current flows during the Current flow time of an adjusting transistor 2 via the primary winding 811 of a current transformer 81 into the primary winding 31 of a power transformer 3 and translated from its secondary winding 32 via the primary winding 911 of a further current converter 91, a power diode 41 and a storage inductor 5 for the load resistance 7. During the blocking time of the control transistor 2, the choke 5 holds the current in the load resistor 7 upright via a power diode 42 Instead of one output circuit, two or more circuits with similar Components to be connected to the power transformer 3.

Der Stelltransistor 2 wird von einer Steuerschaltung 21, die einen nicht näher dargestellten Taktgeber enthält, mit konstanter Periode und veränderbarem Tastverhältnis gesteuert. Die Stromwandler 81 und 91 sind Teile je einer gleichartig ausgebildeten Meßschaltung 8 bzw. 9, die über eine gemeinsame Auswerteschaltung 10 das Tastverhältnis der in der Steuerschaltung gebildeten Steuersignale für den Stelltransistor so beeinflußt, daß die Ströme in den Ausgangskreisen bei Überlast auf das zulässige Maß begrenzt werden.The setting transistor 2 is controlled by a control circuit 21, which contains a clock generator, not shown in detail, controlled with constant period and variable duty cycle. The current transformers 81 and 91 are Parts each of a similarly designed measuring circuit 8 or 9, which have a common evaluation circuit 10 influences the pulse duty factor of the control signals formed in the control circuit for the control transistor in such a way that that the currents in the output circuits are limited to the permissible level in the event of an overload.

In den Meßschaltungen 8 und 9 ist je ein Bürdenwiderstand 83 bzw. 93 über eine Diode 82 bzw. 92 an die Sekundärwicklung 812 bzw. 912 des Stromwandlers 81 bzw. 91 geschaltet. Die Meßspannung am Bürdenwiderstand liegt über eine Entkopplungsdiode 84 bzw. 94, die auch die Störsicherheit verbessert, an einem Integrierkondensator 101, der allen Meßschaltungen gemeinsam dient. Um Überschwinger zu vermeiden, die durch die Anstiegsflanke der Gleichstromimpulse am Ausgang der Sekundärwicklung des Stromwandlers entstehen können, ist zwischen Bürdenwiderstand und Entkopplungsdiode ein RC-Tiefpaß 115, 116 eingeschaltet. Parallel zur Sekundärwicklung 812 bzw. 912 des Stromwändlers ist kein Widerstand geschaltet, damit der Stromwandlerkern während der Sperrzeit des Stelltransistors 2 nur über die Eisenverluste des Kerns, die einen relativ großen Parallelwiderstand darstellen, schnell abmagnetisiert wird.In each of the measuring circuits 8 and 9, a load resistor 83 or 93 is connected via a diode 82 or 92 the secondary winding 812 or 912 of the current transformer 81 or 91 is connected. The measuring voltage at the load resistor is connected to an integrating capacitor via a decoupling diode 84 or 94, which also improves the immunity to interference 101, which is common to all measuring circuits. To avoid overshoots that by the rising edge of the direct current pulses at the output of the secondary winding of the current transformer can arise, an RC low-pass filter 115, 116 is connected between the load resistor and the decoupling diode. No resistor is connected in parallel to the secondary winding 812 or 912 of the current transformer, so the current transformer core during the blocking time of the setting transistor 2 only via the iron losses of the core, which represent a relatively large parallel resistance, is quickly demagnetized.

Zwischen Meßschaltung 8 bzw. 9 und der Steuerschaltung 21 ist die Auswerteschaltung 10 vorgesehen, die eine Entladeschaltung, einen Impedanzwandler und eine Schaltstufe enthält. Die Entladeschaltung stellt einen gesteuerten Nebenschluß zum Integrierkondensator dar und besteht aus einem Transistor 112, dessen Emitter-Kollektor-Strecke mit einem Widerstand 113 in Reihe geschaltet ist. Der Transistor wird von der Steuerschaltung 21 während der Sperrzeit des Stelltransistors 2 leitend gesteuert Der Widerstand 113 ist so bemessen, daß die Meßspannung am Integrierkondensator 1Of während dieser Zeit um einen geringen Betrag (etwa 2%) abgesenkt wird. Der Impedanzwandler, der eingangsseitig an den Integrierkondensator 101 angeschlossen ist, wird von einem aus einer Hilfsspannungsquelle 111 gespeisten Entkopplungstransistor 102 und seinen Außenwiderständen 103 bis 105 gebildet, die mit einem Kondensator 106 in Reihe geschaltet sind. Einem Teil dieser Reihenschaltung mit dem Wideretand 105 und dem Kondensator iö6 ist die KoIIektor-cmiiter-Strecke eines Transistors 107 parallel geschaltet der von der Steuerschaltung 21 periodisch leitend ge-The evaluation circuit 10 is provided between the measuring circuit 8 or 9 and the control circuit 21, which contains a discharge circuit, an impedance converter and a switching stage. The discharge circuit provides a controlled shunt to the integrating capacitor and consists of a transistor 112, whose Emitter-collector path is connected in series with a resistor 113. The transistor is from the Control circuit 21 is controlled to be conductive during the blocking time of the setting transistor 2. The resistor 113 is dimensioned so that the measuring voltage at the integrating capacitor 10f during this time by a low Amount (about 2%) is reduced. The impedance converter, which is connected on the input side to the integrating capacitor 101 is connected, is supplied by a decoupling transistor 102 from an auxiliary voltage source 111 and its external resistors 103 to 105 which are connected in series with a capacitor 106. A part of this series connection with the resistor 105 and the capacitor 106 is the coIIector cmiiter path of a transistor 107 connected in parallel which is periodically turned on by the control circuit 21

steuert wird. An einem Abgriff des Außenwiderstandes des Impedanzwandlers ist über einen hochohmigen Entkopplungswiderstand 108 und eine Schwellwertdiode 109 die Schaltstufe mit einem Transistor 110 angeschlossen, der Sperrsignale an die Steuerschaltung 21 liefert. Der Integrierkondensator 101 wird von der Meßschaltung auf die Meßspannung bei mehreren Meßschaltungen auf die höchste Meßspannung aufgeladen. Um die Meßverzögerung auf ein Minimum zu reduzieren, wird die Ladezeitkonstante des Integrierkondensators so klein gehalten, daß seine Ladung sehr schnell der Meßspannung folgen kann. Dazu wird die Kapazität des Integrierkondensators sowie der Wicklungswiderstand des Stromwandlers und der Widerstand der Diode 82 bzw. 92 klein gehalten. Die Entladezeitkonstante wird dagegen durch den vom Impedanzwandler gebildeten hochohmigen Abschlußwiderstand des Integrierkondensators so groß bemessen, daß die Meßspannung mindestens für eine Arbeitsperiode des Stelltransistors gespeichert istis controlled. At a tap of the external resistance of the impedance converter is a high resistance Decoupling resistor 108 and a threshold value diode 109 connected to the switching stage with a transistor 110, which supplies locking signals to the control circuit 21. The integrating capacitor 101 is of the Measuring circuit charged to the measuring voltage in the case of several measuring circuits to the highest measuring voltage. In order to reduce the measurement delay to a minimum, the charging time constant of the integrating capacitor kept so small that its charge can very quickly follow the measurement voltage. To do this, the Capacity of the integrating capacitor as well as the winding resistance of the current transformer and the resistance the diode 82 and 92 kept small. The discharge time constant, however, is determined by the impedance converter formed high-resistance terminating resistor of the integrating capacitor dimensioned so large that the Measurement voltage is stored for at least one operating period of the control transistor

Die Auswerteschaltung hat folgende Wirkungsweise: Am Emitter des als Impedanzwandler arbeitenden Transistors 102 stellt sich eine der Meßspannung am Integrierkondensator 101 proportionale Gleichspannung ein, mit der im wesentlichen der niederohmige Spannungsteiler mit den Widerständen 103, 104 und Kondensator 106 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 107 gespeist wird. Der Transistor 107 wird von der Steuerschaltung 31 nur während der Sperrzeit des Stelltransistors 2 zur Entladung des Kondensators 106 leitend. Es entsteht so am Kondensator 106 und am Widerstand 105 jeweils mit Beginn der Einschaltzeit des Stelltransistors 2 ein Spannungsanstieg, der sich aus einem Spannungssprung am Widerstand 105 und einem sägezahnförmigen Spannungsanstieg am Kondensator 106 zusammensetztThe evaluation circuit works as follows: At the emitter of the one working as an impedance converter A direct voltage proportional to the measuring voltage at the integrating capacitor 101 is produced by the transistor 102 one, with which essentially the low-resistance voltage divider with the resistors 103, 104 and Capacitor 106 and the collector-emitter path of transistor 107 is fed. The transistor 107 is only used by the control circuit 31 during the blocking time of the setting transistor 2 to discharge the capacitor 106 conductive. It thus arises at the capacitor 106 and at the resistor 105 at the start of the switch-on time of the setting transistor 2, a voltage increase resulting from a voltage jump across the resistor 105 and a sawtooth-shaped voltage rise across capacitor 106

Die über den Widerstand 108 und über die Diode 109 am Spannungsteiler 104, 105, 106 abgegriffene Spannung liegt an der Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors 110 und führt diesem Strom zu, sobald die Schwellwerte der Bauteile 109 und HO überschritten werden. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors 110 sind Widerstände zur Beschaltung und Temperaturkompensation angeordnet Die Schaltstufe mit dem Transistor UO einschließlich Entkopplungswiderstand 108 kann durch einen integrierten Baustein, der als Schmitt-Trigger ausgebildet ist ersetzt werden.The voltage tapped off via the resistor 108 and via the diode 109 at the voltage divider 104, 105, 106 is on the base-emitter junction of the switching transistor 110 and supplies this current as soon as the Threshold values of the components 109 and HO are exceeded. Parallel to the base-emitter path of the switching transistor 110 resistors for wiring and temperature compensation are arranged The switching stage with the transistor UO including decoupling resistor 108 can be through an integrated module, which is designed as a Schmitt trigger must be replaced.

Die Schaltung mit den Bauteilen 105, 106 und 107 verleiht dem Regelkreis des Überlastschutzes Stabilität indem einem größeren Strom in der Primärwicklung 811 des Stromwandlers eine kürzere Stromflußzeit zugeordnet ist Dazu bildet sie ein Sperrsignal über den Transistor 110 aus.The circuit with components 105, 106 and 107 gives the control loop of the overload protection stability by assigning a shorter current flow time to a larger current in the primary winding 811 of the current transformer To do this, it forms a blocking signal via transistor 110.

In Fig.2 ist eine durch eine zusätzliche Wicklung 813 des Stromwandlers 81 und einen Parallelkondensator erweiterte Meßschaltung dargestellt Diese Maßnahme dient der Verringerung des Ausgangsstromes bei Überlast Der durch die Streuinduktivität des Stromwandlers 81 verzögerte Anstieg der Meßspannung am Widerstand 83 wird durch eine überlagerte abklingende Schwingung hoher Frequenz kompensiert die vom Kondensator 814 an der zusätzlichen Wicklung 813 des Stromwandlers mit deren Streuinduktivität hervorgerufen wird. Der Kondensator wird so groß gewählt daß bei Nennlast die Spannungsspitze am Bürdenwiderstand 83 durch die erste Schwingung kleiner bleibt als die Amplitude, die am Ende der Einschaltzeit durch den Strom in der Wicklung 811 am Bürdenwiderstand 83 hervorgerufen wird. Der Integrierkondeimior 109 der Auswerteschaltung wird auf die Scheitelwerte der abklingenden Schwingung aufgeladen und kann dadurch früher den Stromanstiet» erfassen. In F i g. 3 ist eine Meßschaltung mit veränderbarem Bürdenwiderstand im Prinzip auf Grund der Meßschaltung 9 dargestellt. Wie in F i g. 2 sind alle unverändert beibehaltenen Schaltungsteile des Leistungsteil!; mit der Steuerschaltung sowie der Auswerteschaltung nicht ίο dargestellt Die bereits in F i g. 1 beschriebene Meßschaltung 9 bleibt bis auf einen hochohmigen zu bemessenden Bürdenwiderstand 93 vollständig erhalten. Der Stromwandler 91 der Meßschaltung ist zusätzlich mit einer Wicklung 120 versehen, die über eine Diode 121 und einen Bürdenwiderstand 122 an die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 123 geschaltet ist. Der Transistor hat die Funktion eines veränderbaren Bürdenwiderstandes, und er wird in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Eintakt-Gleichstromumrichters gesteuert. Sein Basisstrom wird von einem dem Ausgang parallelgeschalteten einstellbaren Spannungsteiler über eine Diode 125 abgeleitet Bei konstanter Ausgangsspannung übernimmt der stromführende gesteuerte Transistor 123 einen Teil des übersetzten Primärstromes, so daß der verbleibende sekundäre Meßstrom den Laststrom auf den zulässigen Maximalwert begrenzt Sinkt die Ausgangsspannung unter den am Spannungsteiler 124 eingestellten Grenzwert ab, nimmt auch der Basisstrom des Transistors 123 und dadurch sein Kollektorstrorn ab. Fließt kein Strom mehr über den Transistor 123, so fällt die Teilbürde 122 des Stromwandlers fort, und der Laststrom wird durch den Bürdenwiderstand 93 der Meßschaltung bestimmt.In Fig.2 is one by an additional winding 813 of the current transformer 81 and a parallel capacitor extended measuring circuit shown this measure is used to reduce the output current in the event of an overload caused by the leakage inductance of the Current transformer 81 delayed rise in the measurement voltage at resistor 83 is superimposed by a The decaying oscillation of high frequency compensates for that from capacitor 814 on the additional winding 813 of the current transformer with its leakage inductance is caused. The capacitor gets so big chosen that at nominal load the voltage peak at the load resistor 83 is smaller due to the first oscillation remains as the amplitude which is caused by the current in the winding 811 at the load resistor 83 at the end of the switch-on time. The integrating condenser 109 of the evaluation circuit is charged to the peak values of the decaying oscillation and can thereby Earlier the current instinct was recorded. In Fig. 3 is a measuring circuit with changeable Load resistance shown in principle on the basis of the measuring circuit 9. As in Fig. 2 are all unchanged retained circuit parts of the power section !; with the control circuit and the evaluation circuit not ίο shown The already in F i g. 1 measuring circuit described 9 remains completely intact except for a high-resistance load resistor 93 to be measured. the Current transformer 91 of the measuring circuit is additionally provided with a winding 120, which is connected via a diode 121 and a load resistor 122 is connected to the collector-emitter path of a transistor 123. The transistor has the function of a variable load resistance, and it is dependent on controlled by the output voltage of the single-ended DC converter. Its base current is from one of the Output adjustable voltage divider connected in parallel via a diode 125 derived at constant The current-carrying controlled transistor 123 takes over a part of the translated primary current, so that the remaining secondary measuring current reduces the load current to the maximum permissible value limited If the output voltage falls below the limit value set at the voltage divider 124, it decreases also the base current of the transistor 123 and thereby its collector current from. No more current flows over the transistor 123, the partial burden 122 of the current transformer is removed, and the load current is through the Load resistance 93 of the measuring circuit is determined.

Die als Gleichstromimpuls auftretenden Ströme in den Primärwicklungen der Stromwandler können bei großer Einschaltdauer dazu führen, daß infolge einer verkürzten Abmagnetisierungsdauer des Eintaktgleichstromwandlers, insbesondere bei dem im Sekundärkreis angeordneten Stromwandler 91, Instabilitäten der Strombegrenzung auftreten. Dieser Mangel kann durch Verringerung der Einschaltdauer der Stromwandler, d. h. durch Verkleinern der Spannungszeitfläche behoben werden, da zur Stromwertmessung nicht die volle Eip.schaltzeit sondern nur der Maximalwert des Stromimpulses bei Beginn der Einschaltdauer erforderlich ist. Die F i g. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung, mit der ein Stromwandler 91 nur zu Beginn der Einschaltzeit des Eintakt-Gleichstromumrichters für z.B. 10% der Taktzeit den vollen Bürdenstrom für seinen Bürdenwiderstand 93 liefern kann. Hierzu ist der Sekundärwicklung 912 des Stromwandlers eine Diode 130 in Reihe mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 131 parallel geschaltet Der Transistor 131 wirkt als zeitverzögerter Schalter, der die Sekundärwicklung kurzschließt und der mittels der Steuerschaltung 21 und einer Versorgungsspannung aus der Hilfsspannungsquelle 111 wie folgt gesteuert wird: Die Steuerschaltung 21 steuert über den Spannungsteiler 137, 138 die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 136 währcnd der Einschaltzeit des Stelltransistors 2 in den gesperrten und während der Einschaltzeit in den leitenden Zustand. Dadurch wird jeweils zu Beginn der Einschaltzeit ein Kondensator 135 über einen Widerstand 134 aus der Hilfsspannungsquelle 111 aufgeladen. Bei Erreichen eines Spannungsschwellwertes wird der Strom über den Widerstand 134 von der Diode 31 und der Basis-Emitter-iitrecke des Transistors 131 übernommen, so daß die Kollektor-Emitter-Strecke diesesThe currents occurring as a direct current pulse in the primary windings of the current transformers can with long duty cycle lead to the fact that as a result of a shortened demagnetization time of the single-ended DC converter, in particular with the current transformer 91 arranged in the secondary circuit, instabilities of the Current limitation occur. This deficiency can go through Reduction of the duty cycle of the current transformers, d. H. fixed by reducing the voltage time area because the current value measurement does not take the full switching time but only the maximum value of the current pulse is required at the start of the duty cycle. The F i g. 4 shows a circuit arrangement with which a current transformer 91 only at the beginning of the switch-on time of the single-ended direct current converter for e.g. 10% of the Cycle time can deliver the full load current for its load resistor 93. This is the secondary winding 912 of the current converter has a diode 130 in series with the collector-emitter path of a transistor 131 connected in parallel The transistor 131 acts as a time-delayed switch that controls the secondary winding short-circuits and by means of the control circuit 21 and a supply voltage from the auxiliary voltage source 111 is controlled as follows: The control circuit 21 controls via the voltage divider 137, 138 the Emitter-collector path of a transistor 136 during the period the switch-on time of the control transistor 2 in the blocked and during the switch-on time in the conductive Status. As a result, a capacitor 135 is connected across a resistor at the beginning of the switch-on time 134 charged from the auxiliary voltage source 111. at When a voltage threshold value is reached, the current through the resistor 134 from the diode 31 and the base-emitter section of the transistor 131 is taken over, so the collector-emitter route this

Transistors leitend gesteuert ist. Damit übernehmen der Transistor 131 und die Diode 130 den in der Sekundärwicklung 912 fließenden Strom während der weiteren Einschaltzeit des Arbeitstaktes und vermindern dadurch die Spannung an der Sekundärwicklung des Stromwandlers sowie die Zunahme des magnetischenTransistor is controlled conductive. The transistor 131 and the diode 130 thus take over that in the secondary winding 912 flowing current during the further switch-on time of the work cycle and thereby reduce it the voltage on the secondary winding of the current transformer, as well as the increase in the magnetic

Flusses im Wandlerkern. Die Abmagnetisierung der Stromwandler ist dadurch in der Regel auf eine wesentlich kleinere Zeitdauer beschränkt, als sie durch die Ausschaltzeit der Steuerschaltung 21 für den Stelltransistor 2 und den Übertrager zur Verfügung steht.River in the converter core. As a result, the demagnetization of the current transformer is generally significant limited time duration than is limited by the switch-off time of the control circuit 21 for the control transistor 2 and the transformer is available.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.Overload protection for power supply devices with control transistors controlled by a clock and working as a switch using a measuring circuit consisting of a current transformer through which the load current flows on the primary side, which is connected on the secondary side to a load resistor, a rectifier diode and an integrating capacitor and which uses an evaluation circuit to determine the duty cycle of the Clock in a control circuit controls characterized in that the charging time constant of the integrating capacitor (101) is very small, that the evaluation circuit (10) arranged between the measuring circuit (8, 9) and the control circuit (21) consists of an impedance converter (transistor 102) and in that the external resistance of the impedance converter (102) in synchronism with the Arbeitspe- to Riode of the control transistor (2) is switched automatically between two values, so that after switching to the higher resistance value of the off in a switching stage (transistor 110) Value circuit generated control signal acts on the control circuit (21).

2. Overload protection according to claim 1, characterized in that the external resistance consists of a Series connection of several resistors (103, 104, 105) and a capacitor (106) is formed,

3. Overload protection according to claim 2, characterized in that at least one resistor (105) and the capacitor (106) of the series connection, the collector-emitter path of a transistor (107) connected in parallel iu, which during the blocking time of the setting transistor (2) by a signal the control circuit (21) is controlled to be conductive.

4. Overload protection according to one of the preceding claims, characterized in that a the integrating capacitor (101) connected in parallel by the control circuit (21) synchronously with the Working period of the control transistor (2) controlled discharge branch, consisting of the collector-emitter path a transistor (112) and a high-resistance resistor (113) is provided.

5. Overload protection according to one of the preceding claims, characterized in that the Secondary winding of the current transformer (81, 91) an electronic switch (131) via a diode (130) is connected in parallel by a timer (111, 132 to 138) in time with the working period of the Control transistor (2) is controlled to be conductive with a delay after the start of its switch-on time.

6. Overload protection according to one of the preceding claims, characterized in that the * Measurement voltage obtained in load resistance (83; 93) is removed via an RC low-pass filter (113, 116).

7. Overload protection according to one of the preceding claims, characterized in that the Switching stage (transistor 110) coupled to the external resistor via a high-resistance resistor (108) is.

8. Overload protection according to claim 1, characterized in that the current transformer (81) of the measuring circuit a tertiary winding (813) which has an oscillating circuit with a capacitor (814) forms.

9. Overload protection according to claim 1 or 2, characterized in that egg secondary winding; (812; 912) of the current transformer (81; 91) of the measuring scarf device the burden resistor (83; 93) via a diode (82; 92) is connected in parallel

10. Overload protection according to claim 1 or 2, characterized in that the current transformer (91 the measuring circuit has a tertiary winding (120) which has an electronically controllable burden (Tran sistor 123) is connected in parallel

11. Overload protection according to claim 10, characterized in that the burden (transistor 123) in Ab depending on the output voltage of the power supply is controlled.

! 2. Overload protection according to one of the preceding claims, characterized in that ir Power supply devices with a power transformer on the primary and secondary sides each have a measurement circuit (8,9) is provided.

13. Overload protection according to claim 12, characterized ge indicates that when using a power transformer with several separate outputs circles in each output circuit a measuring circuit is provided, the outputs of which on a common Integrating capacitor (101) are switched in parallel.