DE2323934C2

DE2323934C2 - Schutzschaltungsanordnung für Schalttransistoren

Info

Publication number: DE2323934C2
Application number: DE19732323934
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Phys. 8264 Waldkraiburg Näßl
Original assignee: Atoma Gesellschaft fur Automatische Waagen 8264 Waldkraiburg De GmbH; Atoma Gesellschaft Fuer Automatische Waagen 8264 Waldkraiburg GmbH
Current assignee: Atoma Gesellschaft fur Automatische Waagen GmbH
Priority date: 1973-05-11
Filing date: 1973-05-11
Publication date: 1983-06-30
Also published as: DE2323934A1

Description

gefOhriist

Zwischen die Basis des Schalttransistors 7*15 und dem positiven Anschluß der Gleichspannungsversorgung ist der Emitter-Kollektor-Kreis eines vierten Transistors T14 geschaltet, dessen Basis an einem Mittelabgriff des zweiten Spannungsteilers R1, R 2 liegt. Steigt der Emitterstrom des Schalttransistors 7*15 ober einen bestimmten Wert an, so öffnet der vierte Transistor 7*14 und begrenzt den Basisstrom des Schalttransistors 7*15 und damit auch dessen Emitter- bzw. Kollektorstrom. Der ungekühlte Schalttransistor 7*15 würde nun bei langer anhaltender Störung durch eine zu hohe Verlustleistung zerstört werden, falls keine Abschaltung erfolgt.

Um eine Zerstörung des Schalttransistors Γ15 zu vermeiden, ist die interne Schaltungsanordnung zum intermittierenden Abschalten des Schalttransistors T15 vorgesehen. Diese Schaltungsanordnung ist folgendermaßen aufgebaut: an den Emitter des Schalttransistors T15 ist eine Diode D 9 angeschlossen und führt über einen Kondensator CS zum positiven Anschluß der Gleichspannungsversorgung, Der Verbindungspunkt zwischen der Diode D 9 und dem Kondensator CS ist zur Basis eines zweiten Transistors 7*16 geführt, dessen Emitter unmittelbar an dem positiven Anschluß der Gleichspannungsversorgung und dessen Kollektor über einen Spannungsteiler R 46, R 47 am negativen Anschluß der Gleichspannungsversorgung liegt Von einem Mittelabgriff des Spannungsteilers Ä46, R 47 führt eine Verbindung über eine Schmitt-Triggerschaltung 57' und eine Diode DB zum Eingang 24 der Schutzschaltungsanordnung bzw. an die Basis des dritten Transistors 7*13.

Die Arbeitsweise der internen Schaltungsanordnung zum intermittierenden Abschalten des Schalttransistors T15 ist folgende. Sobald der Emitterstrom des

Schalttransistors 7Ί5 einen bestimmten Wert überschreitet, der noch unterhalb des zulässigen Wertes für die Strombegrenzung liegt, wird die Diode D 9 leitend, der Kondensator C8 wird aufgeladen und de, Transistor 7*16 wird ebenfalls leitend und zieht einen Kollektorstrom. Die Schmitt-Triggerschaltung ST schaltet hierdurch angesteuert über den Spannungsteiler R 46, R 47 durch. Das Ausgangs-Nullsignal der Schmitt-Triggerschaltung 5Tsperrt nun über die Diode D 8 den Steuereingang des dritten Transistors 7Ί3, so daß der Transistor 7Ί3 und damit auch der Schalttransistor 7*15 stromlos wird.

Sobald der Schalttransistor 7*15 abgeschaltet worden ist, fließt die auf dem Kondensator CS aufgebaute Ladung über die Basis des zweiten Transistors 7*16 ab. Wenn nun der zweite Transistor T16 wieder sperrt, wird der dritte Transistor 7*13 über die Schmitt-Triggerschaltung 57" geöffnet und der Schalttransistor 7"15 schaltet wieder ein. Damit kann ein neuer Zyklus des intermittierenden Abschaltens des Schalttransistors Γ15 beginnen.

Durch diese interne Schaltungsanordnung ist sichergestellt, daß der Schalttransistor 7*15 nicht in einen Arbeitsbereich kommt, in welchem die Kollektorverlustleistung eine zusätzliche Erwärmung verurrachen würde. Der Schalttransistor 7*15 arbeitet also immer im Schalttrieb.

Im Kurzschlußfall begrenzt der vierte Transistor 7*14 den Strom durch den Schalttransistor 7*15 während dieser Schaltphase so weit, daß der Schalttransistor 7*15 auch nicht durch einen second breakdown zerstört werden kann. Mit der vorliegenden Schutzschaltungsanordnung ist also der Schalttransistor Γ15 sowohl gegen Kurzschluß als auch gegen einfache Überlastung zuverlässig geschützt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Schutzschaltungsanordnung für einen Schalttransistor (T 15),

a) der kollektorseitig in Reihe mit einer Last (L) geschaltet ist,

b) dessen Basis mit einer internen Schaltungsanordnung, bestehend aus einer ersten Diode (D), einem zweiten und dritten Transistor (T16, Γ13), Widerständen (R 46, Ä47) und weiteren Schaltungselementen (S7; DS) verbunden ist, die den Schalttransistor (TiS) bei Kurzschluß oder Überlastung abschaltet,

dadurch gekennzeichnet,

c) daß, bei der internen Schaltungsanordnung (D9. Γ16, Λ46, R47, ST, DS) die Diode (D9) zwischen dem Emitter des Schalttransistors (TlS) und der Basis des zweiten Transistors (TiG) liegt,

d) daß der zweite Transistor (Ti6) zusammen mit den einen ersten Spannungsteiler bildenden Widerständen (R 46, Ä47) in Reihe zwischen den Polen der Gleichspannungsversorgung (+, -) liegt,

e) daß ein Abgriff des ersten Spannungsteilers (R 46, Λ 47) über eine weitere Diode (DS) und den dritten Transistor (T 13) mit der Basis des Schalttransistors (TiS) verbunden ist,

f) daß zwischen der ersten Diode (D 9) und dem Emitter des zweiten Transistors (T 16) ein Kondensator (C8} liegt, der bewirkt, daß der Schalttransistor (TiS) abhängig vom Laststrom intermittierend abgeschaltet ist,

g) daß eine zusätzliche laststromabhängige Begrenzerschaltung (Ti4, Ri, R2) für den Basisstrom des Schalttransistors (TiS) vorgesehen ist,

h) weiche zwischen Emitter und Basis des Schalttransistors (Ti5) angeordnet ist
2. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

i) daß in der internen Schaltungsanordnung zum intermittierenden Abschalten eine Schmitt-Triggerschaltung (S77vorgesehen ist.
3. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

k) daß die laststromabhängige Begrenzungsschaltung aus einem über einen weiteren Spannungsteiler (R 1, R 2) laststromabhängig gesteuerten, auf die Basis des Schalttransistors (TiS) geschalteten vierten Transistor (T 14) besteht.

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4. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

I) daß die Schmitt-Triggerschaltung (ST) zwischen dem Abgriff des ersten Spannungsteilers (R 46, R 47) und der weiteren Diode (D S) liegt. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

Eine Schutzschaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art ist durch die Zeitschrift »Funkschau, 41. Jahrgang, 1969, Heft 20, Seite 718, bekanntgeworden.

Durch die DE-OS 17 64 713 ist eine Schutzschaltungsanordnung für einen Transistor bei Kurzschluß und Überlastung bekannt, bei der eine laststromabhängige Begrenzungsschaltung vorgesehen ist

Schließlich ist durch die GB-PS 9 28 297 eine Schutzschaltungsanordnung für einen Transistor bekannt, bei der eine Schaltungsanordnung zum Abschalten des Transistors vorgesehen ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltungsanordnung für einen Schalttransistor zu schaffen, weiche kontinuierlich dafür sorgt, daß der Schalttransistor immer, also auch im Kurzschlußfall, im Schaltbeixieb arbeitet

Diese Aufgabe wird mit einer Schutzschaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst

Durch diese Schutzschaltungsanordnung wird die Kollektoirvertustleistung des Schalttransistors so klein gehalten, daß eine Kühlung des Schalttransistors nicht nötig ist und der Schalttransistor trotzdem mit Sicherheit auch bei länger andauernden Kurzschlüssen oder Überlastungen geschützt ist

Zweckmäßig ist in der internen Schaltungsanordnung zum intermittierenden Abschalten eine Schmitt-Triggerschaltung vorgesehen. Diese Schmitt-Triggerschaltung hat die Funktion, die flachen Flanken der von der Schaltung zum intermittierenden Abschalten übertragenen Spannung in steile Flanken umzuwandeln und damit den Schaltvorgang zu beschleunigen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der laststromabhängigen Begrenzungsschaltung besteht darin, daß diese aus einem über einen weiteren Spannungsteiler laststromabhängig gesteuerten, auf die Basis des Schalttransistors geschalteten vierten Transistor besteht.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung ist weiter zweckmäßig so aufgebaut, daß die Schmitt-Triggerschaltung zwischen dem Abgriff des ersten Spannungsteilers und der weiteren Diode liegt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figw der Zeichnung zeigt ein schematisch es Schaltbild eines Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schutzschaltungsanordnung.

In der in der Figur gezeigten Schutzschaltungsanordnung wird einem Eingang 24 ein Steuersignal zugeführt. Dieses Steuersignal geht zur Basis eines Transistors Γ13 und schaltet diesen durch. So erhält ein Schalttransistor T15 einen Basisstrom und wird eingeschaltet Hierdurch wird der Laststrom für eine in Reihe mit dem Schalttransistor Γ15 liegende Last L, welche durch eine Diode D1 überbrückt ist, eingeschaltet Der Schalttransistor Γ15 liegt mit seinem Emitter über einen Spannungsteiler RX, Rl bzw. über parallel hierzu geschaltete Teile einer internen Schaltungsanordnung zum intermittierenden Abschalten des Schalttransistors T15 am positiven Anschluß einer Gleichspannungsversorgung, während der Kollektor des Schalttransisiors Γ15 über die Last L zum geerdeten negativen Anschluß der Gleichspannungsversorgung