DE2528425A1 - Short circuit protection of DC power supply - uses two complementary transistors in load circuit - Google Patents

Short circuit protection of DC power supply - uses two complementary transistors in load circuit

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DE2528425A1
DE2528425A1 DE19752528425 DE2528425A DE2528425A1 DE 2528425 A1 DE2528425 A1 DE 2528425A1 DE 19752528425 DE19752528425 DE 19752528425 DE 2528425 A DE2528425 A DE 2528425A DE 2528425 A1 DE2528425 A1 DE 2528425A1
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Guenther Brieger
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SINE IND ELEKTRONIK GmbH
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SINE IND ELEKTRONIK GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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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Abstract

A short circuit protection system is for d.c. power supplies typically for electronic apparatus. Connected to the base of the main transistor (T1) in series with the load (14) is the collector of a second complementary, transistor (T2), with its base connected to an auxiliary supply, and emitter connected to the common rail (11). The base of this transistor is connected, via a blocking diode (D2) to the load and main transistor interconnection. In normal operation (T2) is conducting which drops the base of (T1) to the common rail potential. It therefore turns on, and the full supply voltage is developed across the load (14). The diode (D2) is reverse biased and blocks. If the load becomes short circuited the cathode of diode (D2) is effectively at zero potential (11) and it conducts. This drops the voltage on the base of (T2) to zero and it turns off with consequent turn of of (T1). The circuit remains blocked for as long as the fault is allowed to persist.

Description

"Elektronische Kurzschlußsicherung" Die Erfindung betrifft eine elektronische Kurzschlußsicherung für einen Verbraucher, der in Reihe mit einem ersten Schalttransistor in dessen Kollektorzuleitung an einer Betriebsspannungsquelle liegt."Electronic short-circuit protection" The invention relates to an electronic one Short-circuit protection for a consumer in series with a first switching transistor in whose collector lead is connected to an operating voltage source.

Die bekannten elektronischen Sicherungen dieser Art weisen einen Taktgeber auf, der im Takt von beispielsweise 20 psec.The known electronic fuses of this type have a clock generator on, which is in the cycle of, for example, 20 psec.

die Spannungsverhältnisse an dem Verbraucher abfragt und den Schalttransistor dann wieder in seinen leitenden Zustand steuert, wenn der Kurzschluß an dem Verbraucher beho ben ist. Bei anderen bekannten derartigen Sicherungssystemen wird der Schalttransistor in Abhängigkeit von der Stärke des durch den Verbraucher fließenden Stromes so geregelt, daß er den Verbraucherstrom auf einen Festwert begrenzt. Beide Sicherunqen haben den Nachteil, daß an dem Schalttransistor annäherhden imYKurzschlußfall erhebliche Verlustleistungen auftreten können,die eine Uberdimensionierung der Schalttransistoren und u. U. den Einsatz von Kühlkörpern erforderlich machen.queries the voltage conditions at the consumer and then controls the switching transistor back into its conductive state when the short circuit on the consumer is beho ben. In other known security systems of this type, the switching transistor is regulated as a function of the strength of the current flowing through the consumer so that it limits the consumer current to a fixed value. Both safeguards have the disadvantage that on the switching transistor approach In the event of a short circuit, considerable power losses can occur, which necessitate overdimensioning the switching transistors and possibly the use of heat sinks.

Der Erfindung liegt dieAufgabe zugrunde eine elektronische Kurzschlußsicherung zu entwickeln, bei der derartige Verlustleistungen nicht in Kauf genommen werden müssen und die mit einfachen elektronischen Schaltmitteln eine vollständige Abschaltung des Verbrauchers von der Betriebsspannung während der gesamten Dauer des Kurzschlusses ermöglichen.The invention is based on the object of an electronic short-circuit protection device to develop in which such power losses are not accepted and those with simple electronic switching means a complete shutdown of the consumer from the operating voltage for the entire duration of the short circuit enable.

Diese Aufgabe wird bei einer elektronischen Kurzschlußsicherung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Basis des ersten Schalttransistors mit dem Kollektor mit einer Diode eines zweiten, komplementären Schalttransistorsrverbunden ist, dessen Emitter über einem Emitterwiderstand an demjenigen Pol der Betriebsspannungsquelle liegt, an dem der Verbraucher angeschlossen ist, und dessen Basis über einer in Durchlaßrichtung geschalteten ersten Diode und einem Widerstand an einer Steuerspannungsklemme liegt, und daß der Verbindungspunkt zwischen Verbraucher und erstem Schalttransistor über eine zweite Diode mit dem Verbindungspunkt zwischen erster Diode und Widerstand verbunden ist, wobei beide Dioden untereinander mit gleichnamiger Elektrode verbunden sind.This object is achieved according to the invention in an electronic short-circuit protection device of the type described at the outset in that the base of the first switching transistor is connected to the collector with a diode a second, complementary switching transistor whose emitter is connected via an emitter resistor to that pole of the operating voltage source to which the consumer is connected, and whose base is connected to a control voltage terminal via a first diode connected in the forward direction and a resistor, and that the connection point between consumers and the first switching transistor is connected to the connection point between the first diode and the resistor via a second diode, the two diodes being connected to one another with an electrode of the same name.

Beim Auftreten eines Kurzschlusses am Verbraucher wird der zweite Transistor über die Diode 2 in seinen Sperrzustand gesteuert, der seinerseits wiederum den ersten Schalttransistor sperrt. Beide Schalttransistoren werden erst dann wieder in ihren stromleitenden Zustand gesteuert, wenn der Kurzschluß am Verbraucher beseitigt ist; Zweckmäßigerweise ist der Emitterwiderstand so bemessen, daß der Spannungsabfall an ihm im Betriebsfall mindestens demjenigen an de-£ zweiten Diode entspricht.When a short circuit occurs on the consumer, the second Transistor controlled via diode 2 in its blocking state, which in turn blocks the first switching transistor. Only then will both switching transistors come back controlled in their current-conducting state when the short-circuit at the consumer is eliminated is; The emitter resistance is expediently dimensioned in such a way that the voltage drop on it corresponds at least to that on the second diode when in operation.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert, die den Schaltplan einer erfindungsgemäßen elektronischen Kurzschlußsicherung zeigt.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment described and explained in more detail, the circuit diagram of a shows electronic short-circuit fuse according to the invention.

Die elektronische Kurzschlußsicherung weist eine Betriebsspannungsquelle auf, von derdie Klemme 11 auf Nullpotential und die Klemme 12 auf einem positiven Potential von 24 Volt liegt. Eine Steuerspannunysklemme 13 liegt auf plus 10 Volt. Ein Verbraucher 14,im Ausführungsbeispiel eine Signallampe, liegt mit ihrem einen Anschluß an der Klemme 11 und mit ihrem anderen Anschluß an dem Kollektor des ersten Schalttransistors T 1 vom pnp-Typ.The electronic short-circuit fuse has an operating voltage source from which the terminal 11 to zero potential and the terminal 12 to a positive Potential of 24 volts. A control voltage terminal 13 is at plus 10 volts. A consumer 14, in the exemplary embodiment a signal lamp, lies with its one Connection to terminal 11 and with its other connection to the collector of the first Switching transistor T 1 of the pnp type.

Der Emitter des Schalttransistors T 1 liegt an der Klemme 12, während seine Basis mit dem Kollektor eines zweiten Schalttransistors T 2 verbunden ist, Der Emitter dieses Schalttranx sistors T 2 ist über einen Eaitterwiderstand 15 mit der Klemme 11 verbunden.The emitter of the switching transistor T 1 is connected to the terminal 12, while its base is connected to the collector of a second switching transistor T 2, The emitter of this Schalttranx sistor T 2 is via a 15 Eaitter connected to terminal 11.

Der Schalttransistor T 2 ist vom npn-Typ. Seine Basis ist mit der Kathode einer ersten Diode D 1 verbunden, deren Anode über einen Widerstand 16 an der Steuerspannungsklemme 13 liegt.The switching transistor T 2 is of the npn type. Its base is with the Cathode of a first diode D 1 connected, the anode of which via a resistor 16 to the control voltage terminal 13 is located.

Der Kollektor des Schalttransistors T 1 ist mit der Kathode einer zweiten Diode D 2 verbunden, deren Anode an dem Verbindungspunkt der Anode der Diode D 1 mit dem Widerstand 16 liegt.The collector of the switching transistor T 1 is connected to the cathode second diode D 2 connected, the anode of which at the connection point of the anode of the diode D 1 is connected to the resistor 16.

Die Wirkungsweise ist foende: Beim Anlegen einer Steurspannung von ca, +10 V an die Steurspannungsklemme 13 wird der Schalttransistor T 2 über die Diode D 1 in seinen stromleitenden Zustand gesteuert. Dadurch sinkt das Potential der Basis des Schalttransistors T 1 nahezu auf das Nullpotential der Klemme 11 ab, so daß der Schalttransistor T 1 ebenfalls in seinen stromleitenden Zustand gesteuert wird und am Verbraucher 14 dievollEetriebsspannung aIfdllt.Die Diode D 2 ist dabei in Sperrichtung gepolt.The mode of action is as follows: When applying a control voltage of approx. +10 V to the control voltage terminal 13 is the switching transistor T 2 via the Diode D 1 is controlled in its current-conducting state. This reduces the potential the base of the switching transistor T 1 almost to the zero potential of the terminal 11, so that the switching transistor T 1 is also controlled in its current-conducting state and the full operating voltage is applied to consumer 14. Diode D 2 is included polarized in reverse direction.

Tritt an dem Verbraucher 14 ein Kurzschluß auf, so wird die Kathode der Diode D 2 auf das Nullpotential der Klemme 11 gelegt, so daß die Diode nunmehr in Durchlaßrichtung geschaltet ist und die Basis des Schalttransistors T 2 nahezu auf Nullpotential liegt. Dadurch wird der Schalttransistor T 2 in seinen Sperrzustand gesteuert. Das Potential auf der Basis des Schalttransistors T 1 steigt dadurch auf das Potential der Klemme 12 und der Schalttransistor T 1 sperrt ebenfalls. Durch den Verbraucher 14 kann also kein Strom fließen, bis der Kurzschluß behoben ist.If a short circuit occurs at the consumer 14, the cathode is the diode D 2 placed on the zero potential of the terminal 11, so that the diode is now is switched in the forward direction and the base of the switching transistor T 2 is almost is at zero potential. As a result, the switching transistor T 2 is in its blocking state controlled. The potential on the base of the switching transistor T 1 increases as a result to the potential of terminal 12 and the switching transistor T 1 also blocks. By the consumer 14 can therefore not flow any current until the short circuit has been eliminated.

Claims (1)

Patentansprüche Claims 1 zu Elektronische Kurzschlußsicherung für einen Verbraucher, der der in Reihe mit einem ersten Schalttransistor indessen Kollektorzuleitung an einer Betriebsspannungsquelle liegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die über eine Diode
Bats des ersten Schalttransistors (T2 )lrmit dem Kollektor eines zweiten, komplementären Schalttransistors (T 1) verbunden ist, dessen Emitter über einem Emitterwiderstand (15) an demjenigen Pol (11) der Betriebsspannungsquelle liegt, an dem der Verbraucher (14) angeschlossen ist, und dessen Balgs über einer in Durchlaßrichtung geschalteten ersten Diode (D 1) und einem Widerstand (16) an einer Steuerspannungsklemme (13) liegt, und daß der Verbindungspunkt zwischen Verbraucher und erstem Schalttransistor über eine zweite Diode (D 2) mit dem Verbindungspunkt zwischen erster Diode und Widerstand verbunden ist, wobei beide Dioden untereinander mit gleichnamiger Elektrode verbunden sind.1 to electronic short-circuit protection for a consumer, which is in series with a first switching transistor meanwhile collector lead to an operating voltage source, characterized in that the via a diode
Bats of the first switching transistor (T2) is connected to the collector of a second, complementary switching transistor (T 1), the emitter of which is connected via an emitter resistor (15) to that pole (11) of the operating voltage source to which the consumer (14) is connected, and the bellows of which is connected to a control voltage terminal (13) via a first diode (D 1) connected in the forward direction and a resistor (16), and that the connection point between the consumer and the first switching transistor via a second diode (D 2) with the connection point between the first Diode and resistor is connected, both diodes are connected to each other with the same electrode. 2, Kurzschlußssicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterwiderstand (15) so bemessen ist, daß der Spannungsabfall an ihm im Betriebsfall mindestens demjenigen an der zweiten Diode (D 2) entspricht.2, short-circuit fuse according to claim 1, characterized in that the emitter resistor (15) is dimensioned so that the voltage drop across it during operation at least corresponds to that on the second diode (D 2).
DE19752528425 1975-06-26 1975-06-26 Short circuit protection of DC power supply - uses two complementary transistors in load circuit Pending DE2528425A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0119159A1 (en) * 1983-03-14 1984-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Circuit with a switching transistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0119159A1 (en) * 1983-03-14 1984-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Circuit with a switching transistor

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