DE2632612C3 - Überlastungsschutzanordnung für Schaltstufen mit Transistoren - Google Patents
Überlastungsschutzanordnung für Schaltstufen mit TransistorenInfo
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- DE2632612C3 DE2632612C3 DE19762632612 DE2632612A DE2632612C3 DE 2632612 C3 DE2632612 C3 DE 2632612C3 DE 19762632612 DE19762632612 DE 19762632612 DE 2632612 A DE2632612 A DE 2632612A DE 2632612 C3 DE2632612 C3 DE 2632612C3
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0826—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur zentralen Kurzschlußsicherung mit Strombegrenzung
für mehrere Schaltstufen mit Transistoren. Unter Schaltstufen sind z. B. Schaltverstärker zu verstehen, die
aus einer Eingangsstufe, Anpassungsstufe, Pegelanpassung und einer Endstufe bestehen. Der Eingangskreis
des Verstärkers wird von einer Ansteuerstufe geschaltet Der Verstärkerausgang schaltet den Lastkreis,
welcher z. B. aus einem Relaisvielfach besteht und über Leitungen mit der Verstärkerendstufe verbunden ist.
Vor dem Lastrelais befinden sich Steuerkontakte, die stromlos die zu schaltenden Relais an die Verstärker
legen.
Zum Schutz der in Stromversorgungsgeräten verwendeten Halbleiter gegen unzulässig hohe Belastung,
die durch Kurzschluß in einem Verbraucher oder durch Verringerung des Lastwiderstandes auftreten kann, sind
in der schweizerischen Patentschrift 4 58 496 Maßnahmen zur Begrenzung des Laststromes auf einen maximal
zulässigen Wert oder zur Unterbrechung des Laststromes durch einen Abschaltvorgang vorgesehen. Beide
Maßnahmen weisen jedoch in der praktischen Anwendung den Nachteil auf, daß sie den gefährdeten
Schaltungsteilen nicht in allen in der Praxis auftretenden Betriebsfällen ausreichenden Schutz gewähren können.
In der DE-OS 24 15 305 ist eine Schaltungsanordnung zur Kurzschlußsicherung mit Strombegrenzung beschrieben,
bei der sich im Lastkreis zwischen dem Emitter der Ausgangsstufe und einem Versorgungsspannungsanschluß
außer einem Meßwiderstand ein weiterer Meßwiderstand befindet, der beim Überschreiten
eines vorbestimmten Wertes zur Ansteuerung einer aus einem Operationsverstärker bestehenden Auswerteschaltung
mit anschließender zeitlich verzögerter Kurzschlußabschaltung dient
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln dit eingangs genannte
Schaltungsanordnung zu realisieren, bei der die Vorteile s von zwei bekannten Anordnungen, nämlich der
»Kurzschlußsicherung durch Abschalten« und der »Kurzschlußsicherung durch Strombegrenzung« miteinander
verbunden werden, ohne deren Nachteile — nicht Wiedereinschalten bei Aufheben der Überlast
bzw. hohe Verlustleistung — in Kauf zu nehmen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Lastkreis zwischen
dem Emitter der Ausgangsstufe und der Versorgungsspannung ein Meßwiderstand und parallel zur Basis der
Ausgangsstufe und der Versorgungsspannung ein Referenzelement vorgesehen sind, und daß sich ferner
in Reihe zu dem Referenzelement ein weiterer Meßwiderstand befindet, dessen Spannungsabfall beim
Überschreiten eines vorbestimmten Wertes zur Ansteuerung einer Auswerteschaltung mit anschließender
zeitlich verzögerter Kurzschlußabschaltung dient und daß zur Entkopplung weiterer Kreise eine Diode
vorgesehen ist
Die Ausgangsstufen werden vor Zerstörung gesichert und bei kapazitiver Last (z. B. Leistungskapazität), was
am Ausgang des Verstärkers ein Überschreiten des zulässigen Kollektorstromes bedingt, durch die Zeitverzögerung
rieht gleich abgeschaltet Außerdem ist die Wiedereinschaltung auch bei kapazitiver Belastung
möglich.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Auswerteschaltung aus einem Operationsverstärker,
der über die nachfolgende Zeitverzögerung die Ansteuerstufen der Schaltstufen abschaltet. Die Anwendung
eines Operationsverstärkers ist ein sehr zweckmäßiges Lösungsmittel, das eine besonders genaue
Auswertung ermöglicht
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung arbeiter,
zuerst mit Strombegrenzung und anschließend mit Abschaltung. Es wird jedoch periodisch geprüft ob die
Überlastung aufgehoben ist und in diesem Fall wieder eingeschaltet. Zu diesem Zweck ist gemäß weiterer
Erfindung eine Alarmleitung vorgesehen, über die die Abschaltung angezeigt wird. Außerdem ist eine
Rücksetzleitung angeordnet, über die die Rücksetzung der Abschaltung vorzugsweise rechnergesteuert erfolgt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert
In der Figur ist im rechten oberen Teil in dem strichpunktiert umrandeten Feld eine Schaltstufe
dargestellt, die aus einem Transistor TX als Vorstufe besteht, über den sich über einen Widerstand R 1 die
Ausgangsstufe mit einem Transistor T2 anschließt Mit L ist schematisch die Last bezeichnet und mit G1 eine
Entkopplungsdiode und mit R 2 ein Widerstand im Emitterzweig.
Zur zentralen Kurzschlußsicherung mit Strombegrenzung mehrerer derartiger Schaltstufen, von denen
eine strichpunktiert umrandet ist, dient der, übrige Teil der in der Figur dargestellten Schaltungsanordnung.
Parallel zur Basis der Ausgangsstufe mit dem Transistor T2 und der Versorgungsspannung -Uv ist als
Referenzelement eine Zenerdiode G 3 mit einem Meßwiderstand R 3 in Reihe vorgesehen. Zur Erzeugung
einer stabilisierten Vergleichsspannung dient ferner eine weitere Zenerdiode G 2 mit einem
Widerstand R 6. Der Wert des Widerstandes R 6 wird so festgelegt, daß die Zenerdioden im Meßstrombereich
liegen, so daß keine zusätzlichen Spannungstolcranzcn
für die Zenerdioden berücksichtigt werden müssen.
Parallel zu der Zenerdiode G 2 liegen die Widerstände
A4 und RS, die lediglich zur Erzeugung einer genauen
Vergleichsspannung dienen. An A4 tritt die Vergleichsspannung Uv 2 auf, während an der Zenerdiode G 3 die
Vergleichsspannung UvI anliegt Eine Kurzschlußabschaltung mit Zeitverzögerung K wirkt direkt auf die
Ansteuerleitung der einzelnen Schaltstufen ein. Mit AL ist eine Alarmleitung und mit RS eine Rücksetzleitung
bezeichnet
Wenn einer oder mehrere dieser Schaltverstärker so
weit überlastet wird, daß der Spannungsabfall am
Meßwiderstand R 2 einschließlich der Basis-Emitter-Spannung des Transistors T2 die Vergleichsspannung
UvI erreicht, so fließt ein Teil des Ansteuerstromes
über die Entkopplungsdiode G1, den Meßwiderstand
R 3 und die Zenerdiode G 3 nach der Versorgungsspannung —Uv. Durch die Entkopplungsdiod j Gl, den
Meßwiderstand A3 und die Zenerdiode G3 wird der
Kollektorstrom des Transistors T2 auf eine bestimmte
Höhe begrenzt Diese Strombegrenzung hat den
Vorteil, daß auch während der Zeit bis zum Wirksamwerden der Kurzschlußabschaltung über die Auswerteschaltung durch die Strombegrenzung, die von der
Zenerdiode G3 und dem Widerstand A3 gebildet wird,
ein Schutz für den Transistor T2 vorhanden ist
Der über die Entkopplungsdiode G1 fließende Strom
bewirkt am Meß widerstand R 3 einen Spannungsabfall. Oberschreitet diese Spannung am Widerstand R 3 die
ίο Vergleichsspannung Uv2, so schaltet der als !Comparator vorgesehene Operationsverstärker OP über eine
nachfolgende Zeitverzögerung die Ansteuerstufe des Verstärkers ab. Ober die Alarmleitung AL wird die
Abschaltung angezeigt Eine Rücksetzung der Abschal
tung erfolgt auf der Rücksetzleitung RS.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt Dieses
Prinzip der Strombegrenzung und Kurzschlußsicherung läßt sich auch mit pnp-Transistoren und entsprechenden
Claims (3)
- Patentansprüche:!. Schaltungsanordnung zur zentralen Kurzschlußsicherung mit Strombegrenzung für mehrere Schaltstufen mit Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß im Lastkreis zwischen dem Emitter der Ausgangsstufe (T2) und der Versorgungsspannung (— Uv) ein Meßwiderstand (R 2) und parallel zur Basis der Ausgangsstufe und der Versorgungsspannung ein Referenzelement (G 3) vorgesehen sind, und daß sich ferner in Reihe zu diesem Referenzelement, z. B. einer Zenerdiode, (G 3) ein weiterer Meßwiderstand (R 3) befindet, dessen Spannungsabfall beim Überschreiten eines vorbestimmten Wertes (G 2) zur Ansteuerung einer Auswerteschaltung (OP) mit anschließender zeitlich verzögerter Kurzschlußabschaltung dient und daß zur Entkopplung weiterer Kreise eine Diode (G 1) vorgesehen ist
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung aus einem Operationsverstärker (OP) besteht, der über die nachfolgende Zeitverzögerung die Ansteuerstufen der Schaltstufen abschaltet
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Alarmleitung (AL) vorgesehen ist, über die die Abschaltung angezeigt wird und daß eine Rücksetzleistung (RS) angeordnet ist, über die die Rücksetzung der Abschaltung vorzugsweise rechnergesteuert erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762632612 DE2632612C3 (de) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Überlastungsschutzanordnung für Schaltstufen mit Transistoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762632612 DE2632612C3 (de) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Überlastungsschutzanordnung für Schaltstufen mit Transistoren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2632612A1 DE2632612A1 (de) | 1978-01-26 |
DE2632612B2 DE2632612B2 (de) | 1978-08-24 |
DE2632612C3 true DE2632612C3 (de) | 1979-05-03 |
Family
ID=5983485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762632612 Expired DE2632612C3 (de) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Überlastungsschutzanordnung für Schaltstufen mit Transistoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2632612C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3236317A1 (de) * | 1982-09-30 | 1984-05-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum schutz gegen ueberlastung von transistorisierten schaltstufen und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936544A1 (de) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum schutz eines leistungs-mosfet |
-
1976
- 1976-07-20 DE DE19762632612 patent/DE2632612C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3236317A1 (de) * | 1982-09-30 | 1984-05-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum schutz gegen ueberlastung von transistorisierten schaltstufen und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2632612A1 (de) | 1978-01-26 |
DE2632612B2 (de) | 1978-08-24 |
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