DE2411633C3 - Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur StrombegrenzungInfo
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- DE2411633C3 DE2411633C3 DE19742411633 DE2411633A DE2411633C3 DE 2411633 C3 DE2411633 C3 DE 2411633C3 DE 19742411633 DE19742411633 DE 19742411633 DE 2411633 A DE2411633 A DE 2411633A DE 2411633 C3 DE2411633 C3 DE 2411633C3
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- 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
- H02H3/08—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 responsive to excess current
- H02H3/087—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 responsive to excess current for dc applications
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1. Sie findet ^tiwending bei der Herstellung
eigensicherer Stromkreise (Ex)iG5 für explosionsgeschützte Räume in ChemiebetrieS<;n und Ölraffinerien.
In derartigen Räumen darf bei elektrischen Kreisen weniger Energie zur Verfügung stehen als zur Zündung
eines explosionsfähigen Gas-Luft-Gemisches notwendig ist Die kritische Zündenergie, beispielsweise beim
zündwilligsten Gas Wasserstoff-Knallgas von 20 μWs
muß unbedingt unterschritten bleiben.
Die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung ist aus der DE-AS 12 93 307 bekannt. Hier wird der Überlastungsschutz
eines Leistungstransistors, der zwischen Spannungsquelle und Verbraucher angeordnet ist,
mittels einer Bauelementengruppe vorgenommen. Die Spannungskonstanthaltung von Netzgeräten ist allgemein
bekannt (z. B, DE-AS 14 13 242, DE-OS 21 43 908). Dabei ist es auch üblich einen Überlastungsschutz
vorzunehmen.
Bekannt sind auch Strombegrenzungsschaltungen (DE-OS 15 88 316 und DE-AS 18 16 553), bei denen die
am Ausgang von eigensicheren Stromkreisen auftretende Leistung im Strom-Spannungs-Diagramm einer
Hyperbel angenähert ist und unterhalb des maximal zulässigen Stromgrenzwertes bleibt (grundsätzliche
Forderung für eigensichere Stromkreise). Allerdings sind hier die im eigensicheren Kreis zur Verfügung
stehenden Nutzleistungen relativ klein.
Da die elektrische Energie in explosionsgeschützten Riumen den Wert von 20 μΥ/s nicht übersehreiten darf;
bei den angestrebten Werten von U = 25 V und dem Kurzschlußstrom von 150 mA aber eine Abschaltzeit
von 5,3 μί erzielt werden muß, liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung aufzuzeigen, die innerhalb der o. a. Abschaltzeit den Ausgang
vom Eingang trennt und trotzdem in ungestörtem Zustand eine hohe Leistung am Ausgang abgeben kann.
Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Der Längstransistor erhält über eine Konstantstromquelle Basisstrom und wird dadurch leitend geschaltet. Der programmierbare Unijunction-Transistor wird bei Erreichen der Stromgrenze am Ausgang leitend und sperrt den Längstransistor. Der Längstransistor und der Unijunction-Transistor wirken derart zusammen, daß
Der Längstransistor erhält über eine Konstantstromquelle Basisstrom und wird dadurch leitend geschaltet. Der programmierbare Unijunction-Transistor wird bei Erreichen der Stromgrenze am Ausgang leitend und sperrt den Längstransistor. Der Längstransistor und der Unijunction-Transistor wirken derart zusammen, daß
ίο die am Ausgang auftretende Energie begrenzt rt. Der
Reihenwiderstand bestimmt die Ausgangsstromgrenze. Die Diode ist zum Abblocken der Anoden-Kathoden-Restspannung
des Unijunction-Transistors im Basisstromkreis des Längstransistors angeordnet. Der
H Schutzwiderstand ist vorgesehen, um ein Löschen des
Unijunction-Transistors zu verhindern.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Unijunction-Transistor durch eine Zusammenschaltung
zweier Transistoren, die wie ein Thyristor wirkt, oder einen Thyristor oder eine Komparatorschaltung mit
nachgeschaltetem Speicher mit Rücksetzeingang ersetzbar.
Vorteilhaft nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist besonders die wesentlich stärkere Belastbarkeit des
eigensicheren Stromkreises. In vorteilhafter Weise kann dem Verbraucher bei 24 V Speisespannung noch
100 mA Laststrom angeboten werden. Die Abschaltung der Anlage bei höhereq Lastströmen erfoigt dabei in der
extrem schnellen Zeit von kleiner 1 μ5. Gemäß der
vorteilhaften Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in eigensicheren Kreisen erübrigt
sich der kostspielige Einsatz von Leistungstransistoren im Längsstromkreis.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
J5 Schaltungsanordnung ist nachstehend anhand der
Zeichnung näher erläutert.
An einem Eingang A liegt eine Spannung + U. Zwischen dem Eingang A und einem Ausgang B ist ein
Längstransistor V2 angeordnet Zwischen dem Emitter
dieses Transistors und den Eingang A ist ein Widerstand R\ geschaltet. Die Basis des Längstra/isistors V7 führt
über eine Diode K3 und einen Feldeffekttransistor K4 auf
Massepotential. Der Feldeffekttransistor K4 wirkt als Strombegrenzer. Die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors
V* ist mit der Source-Elektrode verbunden.
Zwischen dem Eingang A und dem Feldeffekttransistor K4 ist ein programmierbarer Unijunction-Transistor K1
geschaltet. Dieser Unijunction-Transistor liegt mit seiner Kathode an der Kathode der Diode V3 bzw. am
so Drain des Feldeffekttransistors V*. Die Steuerelektrode
des Unijunction-Transistors Ki ist über einen Widerstand /?2 an die Verbindung des Widerstandes R] mit
dem Emitter des Längstransistors K2 gelegt. In den
Ausgang ist eine Diode Ks mit ihrer Anode an Massepotential und mit ihrer Kathode an den Ausgang
S geschaltet.
Die Schaltungsanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel arbeitet folgendermaßen:
Im ungestörten Zustand fließt durch die Basis des
Im ungestörten Zustand fließt durch die Basis des
«J Längstransistors Vi, durch die Diode K3 und den
Feldeffekttransistor K4 ein Strom. Dieser Strom schaltet
den Längstransistor Vj dureh; d; h, der Eingang A ist mit
dem Ausgang B verbunden. Der Feldeffekttransistor K4
arbeitet im Konstantstrom-Betrieb, d. h. er arbeitet in
μ weiten Spannungsbereichen mit konstantem Strom und
liefert den Basisstrom für die Durchschaltung des Längstransistors Vi.
Bei erhöhtem Laststrom IK am Ausgang B tritt an
24 Π 633
Widerstand R\ ein Spannungsabfall auf, der als
spannung für den programmierbaren Unijunc-•ansistor
Vi wirkt. Wenn dieser Spannungsabfall ■forderliche Höhe erreicht hat, zündet der
iction-Transistor Vi durch und übernimmt den
der bisher in die Basis des Längstransistors Vi ien ist, d. h. der Längstransistor V2 wird gesperrt,
und Vj dienen zur internen Anschaltung des iction-Transistors V1. Aufgrund der Restspan
nungdes Unijunction-Transistors Vt ist es nicht möglich,
den Längstransistor V2 ganz abzuschalten. Die in Durchlaßrichtung betriebene Diode Vi verhindert, daß
die Anoden-Kathoden-Restspannung des Unijunction-Transistors Vi von ungefähr I V den Längstransistor V2
leitend schaltet. Die Diode V5 dient als Freilaufdiode und
soll beim Abschalten induktiver Lasten negative Spannungsspitzen begrenzen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung, bei der ein von einem Halbleiterbauelement
steuerbarer Längstransistor in Reihe mit einem Widerstand zwischen Eingang und Ausgang einer
Stromversorgungsleitung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des
Längstransistors (Vt) über eine Diode (Kj) an eine
auf Bezugspotential (O) gelegte Konstantstromquelle (Feldeffekttransistor K4) geführt ist und dadurch
leitend schaltbar ist, daß ein programmierbarer Unijunction-Transistor (V\) zwischen den Eingang
(A) und die Verbindung der Diode (Vj) mit der Konstantstromquelle (Feldeffekttransistor K4) geschaltet
ist, wobei der Unijunction-Transistor (Ki)
über einen Schutzwiderstand (Widerstand Rt) ansteuerbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unijunction-Transistor (Ki)
durch eine wie ein Thyristor wirkende Zusammensetzung zwej ei Transistoren ersetzbar ist
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Unijunction-Transistor (Kj)
durch einen Thyristor oder eine Komparators.'haltung
mit nachgcsehaltetem Speicher mit Rücksetzeingang ersetzbar ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742411633 DE2411633C3 (de) | 1974-03-12 | 1974-03-12 | Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung |
GB486575A GB1491522A (en) | 1974-03-12 | 1975-02-05 | Current limiting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742411633 DE2411633C3 (de) | 1974-03-12 | 1974-03-12 | Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung |
Publications (3)
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DE2411633A1 DE2411633A1 (de) | 1975-09-25 |
DE2411633B2 DE2411633B2 (de) | 1980-08-21 |
DE2411633C3 true DE2411633C3 (de) | 1981-06-19 |
Family
ID=5909739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742411633 Expired DE2411633C3 (de) | 1974-03-12 | 1974-03-12 | Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2411633C3 (de) |
GB (1) | GB1491522A (de) |
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- 1974-03-12 DE DE19742411633 patent/DE2411633C3/de not_active Expired
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1975
- 1975-02-05 GB GB486575A patent/GB1491522A/en not_active Expired
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Publication number | Publication date |
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GB1491522A (en) | 1977-11-09 |
DE2411633A1 (de) | 1975-09-25 |
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