DE2302127A1 - OVERVOLTAGE PROTECTION FOR THE OUTPUT OF A STABILIZED POWER SUPPLY DEVICE - Google Patents

OVERVOLTAGE PROTECTION FOR THE OUTPUT OF A STABILIZED POWER SUPPLY DEVICE

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Description

Ueberspannungsschutz für den Ausgang eines stabilisierten Netzgeräts Die Erfindung bezieht sich auf einen Ueberspannungsschutz für den Ausgang eines stabilisierten Netzgeräts, bei dem in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung gesteuerte Schaltmittel zum Erzeugen eines Kurzschlusses vorgesehen sind.Overvoltage protection for the output of a stabilized power supply unit The invention relates to overvoltage protection for the output of a stabilized power supply, in which controlled depending on the output voltage Switching means are provided for generating a short circuit.

Ein Ueberspannungsschutz dieser Gattung ist beispielsweise aus Hewlett-Packard Journal'1, November 1972, S.l9, insbes.An overvoltage protection of this type is, for example, from Hewlett-Packard Journal'1, November 1972, p. 19, esp.

Fig.8, bekannt. Dort ist dem Ausgang eines Serien-Spannungs-Regulators ein Ueberwachungsglied parallel geschaltet, das beim Ueberschreiten eines bestimmten Wertes der (geregelten) Ausgangsspannung einen ebenfalls paralle zum Ausgang liegenden Thyristor zündet. Auf diese Weise wird verhindert, dass beim Ausfall eines Bauteils des Regulators, z.B. bei einem Emitter-Kollektor-Kurzschluss des Längstransistors, bei einem Unterbruch in der Regeischlaufe, z.B. der Sense-Leitung und dergl., Ueberspannungen in den Stromversorgungsleitungen auftreten, welche ihrerseits zur Zerstörung teurer Komponenten der vom Netzgerät gespeisten Schaltungen führen können.Fig. 8, known. There is the output of a series voltage regulator a monitoring element connected in parallel, which when a certain Value of the (regulated) output voltage is also parallel to the output Thyristor ignites. This will prevent in the event of failure of a component of the regulator, e.g. in the event of an emitter-collector short circuit of the Series transistor, in the event of an interruption in the control loop, e.g. the sense line and the like., Overvoltages occur in the power supply lines, which in turn lead to the destruction of expensive components of the circuits fed by the power supply unit can.

Der bekannte Ueberspannungsschutz weist den Nachteil auf, dass beim Kurzschluss des Ausganges des Netzgeräts Komponenten desselben überlastet oder sogar zerstört werden. So kann insbesondere bei nicht dauerkurzschlussfesten Netzgeräten der Längstransistor zerstört werden.The known overvoltage protection has the disadvantage that when Short circuit of the output of the power supply unit, components of the same overloaded or even be destroyed. This is particularly the case with power supplies that are not permanently short-circuit proof the series transistor will be destroyed.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Ueberspannungsschutz der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der die Nachteile des Bekannten vermeidet und insbesondere auch den Schutz des Netzgerätes mit umfasst.It is the object of the invention to provide an overvoltage protection device of the initially mentioned called genus that avoids the disadvantages of the familiar and in particular also includes the protection of the power supply unit.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die genannten Schaltmittel auf den ungeregelten Eingang des Regulators des Netzgeräts wirken.The aforementioned object is achieved according to the invention in that said switching means to the unregulated input of the regulator of the power supply unit works.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein elektronischer Schalter, z.B. ein Transistor, vorzugsweise ein Thyristor oder ein Triac, parallel zum Eingang des Regulators geschaltet, Um nun nicht die Gleichspannungsquelle, welche die (ungeregelte) Eingangsspannung für den Regulator liefert, unzulässig zu belasten, ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zwischen dieser .- also im allgemeinen zwischen dem Siebkondensator und dem Regulator eine Schmelzsicherung vorgesehen.In a first embodiment of the invention is an electronic Switches, e.g. a transistor, preferably a thyristor or a triac, in parallel switched to the input of the regulator, To avoid the DC voltage source, which supplies the (unregulated) input voltage for the regulator is not permitted to burden, is in a further embodiment between this .- that is generally a fuse between the filter capacitor and the regulator intended.

Bei einem Anstieg der Ausgangsspannung des Netzgeräts über einen vorgewählten Wert schaltet der elektronische Schalter durch, erzeugt somit einen Kurzschluss vor dem Regulator, welcher Kurzschluss die Sicherung ansprechen lässt und damit den Stromkreis unterbricht.If the output voltage of the power supply unit rises above a preselected The electronic switch switches the value through, thus creating a short circuit in front of the regulator, which short circuit causes the fuse to respond and thus interrupts the circuit.

Mit der vorgeschlagenen Anordnung lassen sich auch mehrere Netzgeräte oder Netzgeräte mit mehr als einer geregelten Ausgangsspannung gegen Ueberspannungen schützen. Dies erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass die die Kurzschlüsse bewirkenden Schaltmittel nicht nur beim Ansteigen der ihnen zugeordneten Ausgangsspannung ansprechen, sondern auch dann, wenn die Ausgangs spannung eines anderen Regulators von ihrem Sollwert abweicht. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass der Ausgang eines ersten Regulators über ein Schwellwertglied mit dem Steueranschluss eines einem zweiten Regulator zugeordneten Schaltmittel verbunden ist. Auch können beide Regulatoren über Kreuz miteinander verbunden werden.With the proposed arrangement, several power supply units can also be used or power supply units with more than one regulated output voltage against overvoltages protection. According to the invention, this takes place in that they cause the short circuits Switching means not only respond when the output voltage assigned to them increases, but also if the output voltage of another regulator from your Setpoint deviates. This is done, for example, by the fact that the output of a first Regulator via a threshold value element with the control connection of a second Regulator associated switching means is connected. Both regulators can be connected to each other by a cross.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to in the drawings Embodiments explained in more detail.

Es zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ueberspannungsschutzes, Fig. 2 eine Abwandlung der Schutzschaltung mit verbesserter Einstellmöglichkeit des Ansprechens, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Ueberspannungsschutzes für mehrere Netzgeräte oder für Netzgeräte mit mehreren geregelten Ausgangsspannungen mit gegenseitiger Auslösung des Ueberspannungsschutzes.It shows Fig. 1 a first embodiment of an overvoltage protection, 2 shows a modification of the protective circuit with improved setting options of the response, Fig. 3 shows an embodiment of an overvoltage protection for several power supply units or for power supply units with several regulated output voltages with mutual triggering of the overvoltage protection.

In Fig.l ist ein Transformator 1 über einen Gleichrichter 2 und eine Schmelzsicherung 5 mit einem Regulator verbunden.In Fig.l is a transformer 1 via a rectifier 2 and a Fuse 5 connected to a regulator.

Der Kondensator 8 dient als Siebkondensator. Der Eingang des Regulators 4 ist mit ER, sein Ausgang mit A R, sein Masseanschluss mit G bezeichnet. Zwischen dem Eingang ER und Masse liegt ein elektronischer Schqlter 5, z.B. ein Thyristor oder Triac. Der Steueranschluss des Schalters 5 ist über einen Widerstand 6 und ein Schwellwertglied, beispielsweise eine Zener-Diode 7 mit dem Regulator-Ausgang AR verbunden. Ueberschreitet die Ausgangsspannung UA ein durch das Schwellwertglied 7 bestimmtes Mass, so spricht der Thyristor 5 und damit auch die Sicherung 3 an.The capacitor 8 serves as a filter capacitor. The entrance of the regulator 4 is designated with ER, its output with A R, and its ground connection with G. Between an electronic switch 5, e.g. a thyristor, is connected to the input ER and ground or triac. The control connection of the switch 5 is via a resistor 6 and a threshold element, for example a Zener diode 7 with the regulator output AR connected. If the output voltage UA exceeds a through the threshold value element 7th a certain amount, the thyristor 5 and thus also the fuse 3 responds.

Die Zener-Diode 7 kann vorteilhafterweise durch einen bipolaren Schalter 9 ersetzt werden. Dies ist in Fig. 2 beispielsweise veranschaulicht. Parallel zum Ausgang des Regulators liegt ein aus den Widerständen 10, 11, 12 bestehender Spannungsteiler, dessen Abgriff 13 über den bipolaren Schalter 9, z.B. Motorola MBS 4992, und den Widerstand 6 mit dem Gate-Anschluss des Thyristors 5 verbunden ist. Zwischen dem genannten Abgriff 13 und dem Ausgang AR des Regulators liegt eine Zener-Diode 14. Mit dem Spannungsteiler wird der Wert der Ausgangsspannung eingestellt, bei dem der bipolare Schalter 9 durchschaltet und dadurch den Thyristor 5 zündet. Da der Zündstrom des Thyristors 5 nunüber den Spannungsteiler fliesst, müsste dieser-sehr niederohmig sein, was jedoch durch die Zenerdiode 14 umgangen wird: im normalen Zustand ist diese gesperrt. Nach dem Zünden des bipolaren Schalters steigt die Spannung über der Zener-Diode 14 über ihre Zener-Spannung, so dass sich der Stromkreis: Ausgang AR des Regulators - bipolarer Schalter -Gate-Anschluss des Thyristors 5 schliesst. Der Zündstrom wird dabei von dem Widerstand 6 begrenzt.The Zener diode 7 can advantageously be through a bipolar switch 9 must be replaced. This is illustrated in FIG. 2, for example. Parallel to The output of the regulator is a voltage divider consisting of resistors 10, 11, 12, its tap 13 via the bipolar switch 9, e.g. Motorola MBS 4992, and the Resistor 6 is connected to the gate connection of the thyristor 5. Between the Said tap 13 and the output AR of the regulator is a Zener diode 14. The voltage divider is used to set the value of the output voltage at which the bipolar switch 9 turns on and thereby ignites the thyristor 5. Since the Ignition current of the thyristor 5 now flows through the voltage divider, this would have to be be low resistance, but this is bypassed by the Zener diode 14: in the normal State this is locked. After the bipolar switch has been triggered, the voltage rises across the zener diode 14 via its zener voltage, so that the circuit: output AR of the regulator - bipolar switch gate connection of the thyristor 5 closes. The ignition current is limited by the resistor 6.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. -So kann statt des Serien-Regulators auch ein Parallel-Regulator mit gleichen Erfolg eingesetzt werden. Der Thyristor kann durch einen beliebigen, leistungsmässig entsprechend dimensionierten elektronischen Schalter (Transistor, Vierschicht-Diode) oder einen elektromechanischen Schalter (Relais) ersetzt werden.The invention is of course not limited to those described above Embodiments limited. -So a parallel regulator can be used instead of the series regulator can be used with equal success. The thyristor can be replaced by any suitably dimensioned electronic switches (transistor, Four-layer diode) or an electromechanical switch (relay).

Durch eine Art logische Verknüpfung mehrerer Netzgeräte oder der Ausgänge eines Netzgeräts ist es möglich, mit dem Einsetzen des Schutzes eines Ausgangs auch den für andere Ausgänge zu bewerkstelligen. Dies ist in der Schaltungsanordnung gemäss Fig.3 beispielsweise dargestellt.By a kind of logical connection of several power supply units or the outputs of a power supply unit, it is also possible to use the protection of an output to accomplish that for other exits. This is in the circuitry according to Figure 3, for example.

Der Transformator 1 weist nunmehr zwei getrennte Sekundärwicklungen auf. Diese speisen nunmehr über die Dioden 2, 2' zwei Regulatoren 4, 4'. Ansonsten sind die beiden Anordnungen mit den in den Figuren 1 und 2 dargestellten identisch. Der Regulator-Ausgang AR ist über einSchwellwertglied 15, z.B.The transformer 1 now has two separate secondary windings on. These now feed two regulators 4, 4 'via the diodes 2, 2'. Otherwise the two arrangements are identical to those shown in FIGS. The regulator output AR is via a threshold element 15, e.g.

eine Zenerdiode, und einen Widerstand 16 mit dem Steueranschluss des elektronischen Schalters 5 verbunden. -Steigt nun aus irgendwelchen Gründen die Ausgangsspannung UA2 des Regulators 4' an, so schaltet der elektronische Schalter 5 durch.a Zener diode, and a resistor 16 to the control terminal of the electronic switch 5 connected. -Is rising now for some reason If the output voltage UA2 of the regulator 4 'is applied, the electronic switch switches 5 through.

Uber die Zener-Diode 15 wird aber auch der elektronische Schalter 5 durchgesteuert und die Ausgangsspannung des zugehörigen Regulators 4 sinkt auf den Wert Null. Selbstverständlich kann auch vom Ausgang des Regulators 4 über ein weiteres Schwellwertglied und einen Widerstand die Verknüpfung dieses Ausgangs mit dem elektronischen Schalter 5' hergestellt werden (nicht in Fig.3 dargestellt). Dann herrscht bezüglich des Ueberspannungsschutzes eine ODER-Verknüpfung zwischen beiden Regulator-Ausgängen. In der Praxis wird es jedoch genügen, wenn beim Ansprechen des Ueberspannungsschutzes für den Ausgang mit niedrigerer Ausgangsspannung der Schutz für den mit höherer Ausgangs spannung ausgelöst wird, wenn also UA1 grösser als UA2 ist.The electronic switch is also via the Zener diode 15 5 controlled and the output voltage of the associated regulator 4 drops the value zero. Of course, from the output of the regulator 4 via a another threshold element and a resistor linking this output with the electronic switch 5 'are produced (not shown in Figure 3). Then there is an OR link between the overvoltage protection both regulator outputs. In practice, however, it will suffice if when responding the overvoltage protection for the output with a lower output voltage of the Protection for which is triggered with a higher output voltage, i.e. if UA1 is higher than UA2 is.

Claims (9)

Patentansprüche Claims 3 Ueberspannungsschutz für den Ausgang eines stabilisierten Netzgeräts bei dem in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung gesteuerte Schaltmittel zum Erzeugen eines Kurzschlusses vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schaltmittel (5) auf den ungeregelten Eingang (ER) des Regulators (4) des Netzgeräts wirken.3 Overvoltage protection for the output of a stabilized power supply unit in which switching means for generating is controlled as a function of the output voltage a short circuit are provided, characterized in that said Switching means (5) to the unregulated input (ER) of the regulator (4) of the power supply unit works. 2. Ueberspannungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (5) zwischen den ungeregelten Eingang (ER) und dem Bezugspotentialanschluss (G) des Regulators (4) geschaltet sind. 2. Overvoltage protection according to claim 1, characterized in that that the switching means (5) between the unregulated input (ER) and the reference potential connection (G) of the regulator (4) are switched. 3. Ueberspannungsschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsleitung zwischen einem Ende des Siebkondensators des Netzgeräts (8) und dem ungeregelten Eingang des Regulators eine Sicherung (3) geschaltet ist. 3. Overvoltage protection according to claim 1 or 2, characterized in that that in the connecting line between one end of the filter capacitor of the power supply unit (8) and the unregulated input of the regulator a fuse (3) is connected. 4. Ueberspannungsschutz nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (5) aus mindestens einem elektronischen Schalter bestehen, dessen Steueranschluss über ein Schwellwertglied (7) mit dem Ausgang (AR) des Regulators (4) verbunden ist. 4. Overvoltage protection according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the switching means (5) from at least one electronic switch exist, the control connection of which is connected to the output (AR) via a threshold value element (7) of the regulator (4) is connected. 5. Ueberspannungsschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellwertglied (7) eine Zener-Diode ist.5. Overvoltage protection according to claim 4, characterized in that the threshold value element (7) is a Zener diode. 6. Ueberspannungsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel aus mindestens einem elektronischen Schalter (5) bestehen, dessen Steueranschluss über einen bipolaren Schalter (9) und einem Spannungsteiler (10,11,12) mit dem Ausgang (AR) des Regulators (4) verbunden ist.6. Overvoltage protection according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the switching means consists of at least one electronic switch (5), the control connection of which has a bipolar switch (9) and a Voltage divider (10,11,12) is connected to the output (AR) of the regulator (4). 7. Ueberspannungsschutz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Ausgang des Regulators (4) zugeordnete Zweig des Spannungsteilers durch ein weiteres Schwellwertglied (14) über brückt ist.7. Overvoltage protection according to claim 6, characterized in that the branch of the voltage divider assigned to the output of the regulator (4) another threshold element (14) is bridged over. 8. Ueberspannungsschutz für ein Netzgerät mit mehr als einer geregelten Ausgangsspannung oder mehrere Netzgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Regulator (4,4') Schaltmittel (5,5') zum Erzeugen eines Kurzschlusses zwischen den Eingangsklemmen der Regulatoren zugeordnet sind, welche Schaltmittel in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausgangsspannung (UAl>UA2) gesteuert sind, und dass der Ausgang eines ersten Regulators (4') über ein Schwellwertglied (15) mit dem Steueranschluss des dem zweiten Regulators (4) zugeordneten Schaltmittels (5) verbunden ist.8. Overvoltage protection for a power supply unit with more than one regulated Output voltage or several power supply units, characterized in that each regulator (4, 4 ') has switching means (5.5 ') to create a short circuit between the input terminals of the regulators are assigned which switching means depending on the respective output voltage (UAl> UA2) are controlled, and that the output of a first regulator (4 ') via a threshold value element (15) with the control connection of the second regulator (4) associated switching means (5) is connected. 9. Ueberspannungsschutz nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des zweiten Regulators (4) über ein weiteres Schwellwertglied mit dem Steuer anschluss des dem ersten Regulator (4') zugeordneten Schaltmittels (5') verbunden ist. Leerseite9. Overvoltage protection according to claim 8, characterized in that the output of the second regulator (4) via a further threshold value element with the Control connection of the switching means (5 ') assigned to the first regulator (4') is. Blank page
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