DE2451477A1 - Schutzbeschaltung von schalttransistoren - Google Patents

Schutzbeschaltung von schalttransistoren

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Description

  • Schutzbeschaltung von Schalttransistoren Die Erfindung betrifft eine Schutzbeschaltung von Schalttransistoren, insbesondere für die Verwendung beim Spalten induktiver Lasten.
  • Wird eine Induktivitat von einer Stromquelle abgeschaltet, so muß, wie allgemein bekannt ist, die gespeicherte magnetische Energie in irgend einer Weise abgebaut werden, um eine Zerstörung eines Schalters oder dergleichen durch schädliche Rückwirkung dieser magnetischen Envergie zu verhindern.
  • Es sid beispielsweise Vetzgeräte bekannt, die nach dem Tast-Prinzip arbeiten. Bei derartigen Metzgeräten wird die an ihrem Ausgang benötigte Energie periodisch in einer Induktivität gespeichert und die so gespeicherte Energie wird im zweiten Teil der Periode an die zugeordnete Last und an einen zur Last parallel liegenden Speicnerkondensator abgegeben.
  • Bei anderen bekannten Schaltungen zum Abbau der gespeicherten magnetischen Energie werden beispielsweise Freilauf-Dioden, oder , bei gröberen Leistungen derartiger Schaltungen, zusätzlich noch Kondensator und Widerstand verwendet, wobei dann in den Widerstanden elektrische Energie aus dem Kondensator in nicht selten unerwünschte bzw. störende Warme umgesetzt wird. Beispiele derartiger bekannter sog...Freilqufschaltungen sind in dem Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt, zu denen keine weiteren Erläuterungen erforderlich sind. In solchen bekannten Schaltungen übernehmen die Freilaufdioden den Laststrom, sobald ihre Spannung positiv wird, Bei induktiven Lasten bringt die Freilaufdiode außer der Übernahme des Laststromes wohrend der Pausen auch noch mit sich, daß sie als Mittel zur Begrenzung der gefahrlichen Ubersponnungsspitzen dienen, die beim Abschalten von Induktivitäten auftreten, was besonders in Anordnungen von Bedeutung ist, die fUr hohe Ströme bei kleiner Aussteuerung bestimmt sind.
  • Bei den bereits erwähnten Netzgeröten, z. B. fUr.Stromversorgungen von Datenverarbeitungseinrichtungen oder dergleichen mehr, dient beispielsweise ein Transistor als Scholter, der periodisch ein-und ausgeschaltet wird Während der Stromflußzeit des Transistors steigt der Strom in der induktiven Last, beispielsweise einer Primörspule eines Transformators, zeitlinear an; mit dem Sperren des Transistors wird die Diode leitend und die zuvor in der induktiven Last gespeicherte Energie wird an den Speicherkondensator abgegeben. Im Abscholtaugenblick des als Schalter arbeitenden Schalttransistors entsteht eine Spannungsspitze, die zur Zerstörung des Schalttransistors führen wird, wenn keine entsprechenden Schutzmaßnahmen getroffen wUrden.
  • Die bekannten Schaltungen mit Freilaufdioden und/oder zvsutzlichen Kondensatoren und Widerstönden bringen in vielen Fällen für die technische Verwirklichung von Netzgeräten nicht unerhebliche Schwierigkeiten mit sich, wie beispielsweise zu große Verlustwarme, zu großer Energiebedarf und anderes mehr.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Schutzbeschaltung von Schalttransistoren insbesondere fUr die Verwendung beim Schalten induktiver Lasten zu schaffen, die die angefUhrten Nachteile tnd Schwierigkeiten nicht aufweist.
  • Demgemäß ist die Schutzbeschaltung von Schalttransistoren insbesondere fUr die Verwendung beim Schalten von induktiven Lasten, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine gesteuerte Freilaufschaltung bei welcher die beim Schalten auftretende, auf den Schalttransistor rückwirkende magnetische Energie als elektrische Spannung in einem Kondensator zwischengespeichert wird, um anschließend im nächsten Schaltzyklus über einen zweiten Transistorschalter wieder zum Aufbau des Magnetfeldes bereitgestellt zu werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutern. Es zeigen: Fig. 1 eine Prinzipschaltung einer bekannten Schutzbeschaltung mit einer Freilaufdiode; Fig. 2 eine Prinzipschaltung einer bekannten Schutzbeschaltung mit zusätzlichem Widerstand und Kondensator, und Fig. 3 eine Prinzipschaltung einer Schutzbeschaltung der Erfindung.
  • Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Schutzbeschaltung, wie aus der Prinzipschaltung Figur 3 ersichtlich ist, als "gesteuerte Freilaufschaltung für geschaltete Induktivitäten" bezeichnet werden.
  • Wenn die bekannten Sc'nutzbeschultungen gemäß Figuren 1 und 2 auf dem Prinzip der Umwandlung von magnetischer Energie in Wärme beruhen, so wird demgegenüber bei der erfindungsgemäßen gesteuerten Freilaufschaltung gemäß Figur 3 die magnetische Energie als elektrische Spannung zwischengespeichert und im nächsten Schaltzyklus, bei welchem beide Transistorschalter synchron betätigt werden, wieder zum Aufbau des Magnetfeldes bereitgestellt.
  • Nachfolgend wird die Funktion der erfindungsgemäßen Schutzbeschaltung (Figur 3) erläutert: Sind die gesteuerten Schalter - vorzugsweise Transistoren - S1 und S2 geschlossen, wird die Spule L1 über D1, L1 und S1 bestromt. Werden die Schalter S1 und S2 nun im Strommaximum geöffnet, schließt sich der Stromkreis über D1, L1, D2, Cl und der Stromquelle. Dabei wird C1 aufgeladen. Bei entsprechender Dimensionierung lad sich C1 auf die Spannung UC1gt; U durch das sich abbauende magnetische Feld von L1 auf.
  • Wenn St und S? wieder eingeschaltet werden, schließt sich der Stromkreis Uber C1, S2, L1 und S1. Die Dioden D1 und D2 sind jetzt gesperrt.
  • C1 kann sich auf die Spannung Uci =U-UD1 entladen und dabei das Magnetfeld wieder aufbauen.
  • Diese Schaltung hat den Vorteil, daß an den Schaltern eine definierte Öffnungsspannung liegt, ohne daß die magnetische Energie in Verlustwarme umgewandelt werden muß.
  • Patentanspruch -

Claims (1)

  1. Patentanspruch Schutzbeschaltung von Schalttransistoren insbesondere für die Verwendung beim Schalten von induktiven Lastende g e k e n n z e i c h -e e t d u r c h r eine gesteuerte Freilauf schaltung bei welcher die beim Schalten auftretende auf dem. Schalttransistor (St) rückwirkende magnetische Energie als elektrische Spannung in einem Kondensator (Cl) zwischengespeichert wird, um anschließend im nächsten Schaltzyklus über einen zweiten Transistorschalter (S2) wieder zùm Aufbau des Magnetfeldes bereitgestellt zu werden.
    L e e r s e i t e
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