DE2927530C2

DE2927530C2 -

Info

Publication number: DE2927530C2
Application number: DE2927530A
Authority: DE
Inventors: Yukio Ohsaka; Takaharu Tokio/Tokyo Jp Ikeda
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1978-07-07
Filing date: 1979-07-07
Publication date: 1991-11-14
Also published as: FR2430689A1; NL191341B; JPS5510874A; NL7905344A; DE2927530A1; CA1126813A; GB2025165A; FR2430689B1; AU4877979A; US4258309A; AU531693B2; JPS6024664B2; GB2025165B; NL191341C

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastungsschutz schaltung entsprechend dem Oberbegriff des Patent anspruches (DE-OS 22 14 930).

Eine bekannte Überlastungsschutzschaltung ist in Fig. 1 veranschaulicht. Sie enthält eine Gleich richter-Diodenbrücke 2, die an eine Wechselspan nungsquelle 1 angeschlossen ist, einen Glättungs kondensator 3, der zwischen die Ausgänge 2 a, 2 b der Diodenbrücke 2 geschaltet ist, einen Transi stor 4, dessen Kollektor mit dem Ausgang der Dio denbrücke 2 über einen Kondensator 3 verbunden ist, eine Drosselspule 6, die zwischen den Emit ter des Transistors 4 und den Ausgang 5 geschal tet ist, eine Diode 7, die zwischen ein Ende der Spule 6 und Masse geschaltet ist, sowie einen Kondensator 8, der zwischen das andere Ende der Spule 6 und Masse geschaltet ist. Bei der bekann ten Schaltung schaltet der Transistor 4 in Ab hängigkeit vom Tastver hältnis eines über einen Ansteuertransformator 9 zugeführten Schaltimpulses, und die Eingangsspannung wird entsprechend dem Tastverhältnis verringert, so daß eine Ausgangsspannung erzeugt wird, die auf einen Lastkreis 10 gegeben wird, der mit dem Ausgang 5 verbunden ist.

Diese bekannte Schaltung mit Reihenabschaltung hat den Vorteil eines guten Wirkungsgrades im Vergleich zu der mit paralleler Abschaltung; die Drosselspule 6 ist dabei klein. Nachteilig ist, daß, wenn der Transistor 4 beschädigt wird und seine Kollektor- Emitter-Strecke kurzgeschlossen ist, die Eingangsspannung in voller Größe auf den Lastkreis 10 gegeben wird.

Bei der weiterhin bekannten Schutzschaltung der Fig. 2 (in der gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 gleiche Elemente bezeichnen) liegt der Ausgang 2 b der Diodenbrücke 2, die mit dem Kollektor des Transistors 4 verbunden ist, nicht an Masse, sondern ist im Unterschied zur Schaltung der Fig. 1 mit dem Ausgang 5 verbunden.

Bei der Schaltung der Fig. 2 fließt während der Zeitperiode, in der der Transistor 4 eingeschaltet ist, Strom durch den Transistor 4 und die Drosselspule 6, und es wird Energie in der Drosselspule 6 während dieser Zeitperiode gespeichert. Während der Zeitperiode, in der der Transistor 4 gesperrt ist, fließt somit Strom durch die Spule 6, den Kondensator 8 und die Diode 7 infolge der in der Spule 6 gespeicherten Energie. Der Kondensator 8 wird daher geladen und dem Lastkreis 10 wird Energie zugeführt. Die Ausgangsspannung am Ausgang 5 ist eine Spannung, de durch Reduzierung der Eingangsspan nung im Verhältnis des Tastfaktors des dem Transistor 4 zugeführten Schaltimpulses erzeugt wird. Es wird nun ange nommen, daß der Transistor 4 beschädigt ist und seine Kol lektor-Emitter-Strecke kurzgeschlossen ist. In diesem Falle sind beide Enden des Glättungskon densators 3 kurzgeschlossen und damit wird die Eingangsspannung nicht in voller Größe auf den Lastkreis 10 gegeben. Wenn eine Sicherung zwi schen die Wechselspannungsquelle 1 und die Dio denbrücke 2 in Fig. 2 geschalten ist, schmilzt sie zu diesem Zeitpunkt und schützt den Lastkreis.

Durch die DE-OS 22 14 930 ist weiterhin eine Über lastungsschutzschaltung entsprechend dem Oberbe griff des Patentanspruches bekannt. Die Steuer einrichtung, die einerseits die Spannung am De tektorwiderstand und andererseits die Ausgangs spannung überwacht, wird hierbei durch eine kom plizierte Regelschaltung gebildet. Der damit ver bundene schaltungstechnische Aufwand ist beträcht lich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überlastungsschutzschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches so auszubilden, daß der schaltungstechnische Aufwand wesentlich vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kenn zeichnende Merkmal des Patentanspruches gelöst.

Mit Hilfe eines einzigen Thyristors wird bei der erfindungsgemäßen Schutzschaltung sowohl die am Detektorwiderstand auftretende Spannung, als auch die der Ausgangsspannung proportionale, an der Detektorschaltung auftretende Spannung überwacht. In beiden Fällen wird beim Überschreiten eines vorbestimmten Wertes der Thyristor eingeschaltet, so daß der Steuereingang des Impulsgebers mit Mas se verbunden und dadurch das Schaltelement ge sperrt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Schal tung der Fig. 3 beispielsweise erläutert.

Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist die Überlastungs schutzschaltung auf den Netzspannungskreis eines Hochspannungsgenerators eines Fernsehempfängers angewandt. In Fig. 3 bezeichnen gleiche Bezugs zeichen wie in den Fig. 1 und 2 gleiche Elemente.

SW bezeichnet in Fig. 3 einen Leistungsschalter, der zwischen die Wechselspannungsquelle 1 und die Diodenbrücke 2 geschaltet ist, und 11 eine Siche rung, die zwischen den Schalter SW und die Dioden brücke 2 geschaltet ist. Der Schaltimpuls für den Transistor 4 wird von einem Impulsbreitenmodulator 12 erzeugt, der mit dem Ansteuertransformator 9 verbunden ist. Der Modulator 12 besteht z. B. aus einem monostabilen Multivibrator mit einem Steuer eingang 13. Wenn eine Steuerspannung, die auf den Steuerein gang 13 des Multivibrators 12 gegeben wird, ansteigt, wird das Tastverhältnis des Schaltimpulses klein und die Aus gangsspannung nimmt ab. Wenn die Steuerspannung, die auf den Steuereingang 13 gegeben wird, abnimmt, nimmt dagegen die Ausgangsspannung zu. Wenn der Steuereingang 13 an Masse gelegt wird, wird die Erzeugung des Schaltimpulses unter brochen. Um die Steuerspannung zu erzeugen, ist zum Vergleich ein PNP-Transistor 14 vorgesehen. Ein Einstellwiderstand 15 ist zwischen den Ausgang 5 und Masse geschaltet, und eine Zenerdiode 16 ist zwischen den Ausgang 2 a der Diodenbrücke 2 und Masse geschaltet. Eine ermittelte Spannung, die am Schleifkontakt des Einstellwiderstandes 15 auftritt, wird auf die Basis des Transistors 14 gegeben, eine Bezugsspannung, die von der Zenerdiode 16 aus der Eingangsspannung erzeugt wird, wird auf den Emitter des Transistors 14 gegeben, und die Spannung, die am Kollektor des Transistors 14 auftritt, wird die Steuerspannung, die auf den Steuereingang 13 ge geben wird. Wenn die ermittelte Spannung ansteigt oder ab nimmt, nimmt die Steuerspannung entsprechend zu. Es wird z. B. angenommen, daß, wenn das Tastverhältnis des Schalt impulses 50% beträgt, ein Standardausgangssignal erzeugt werden kann. Wenn unter dieser Annahme die Ausgangsspannung niedriger als die Standardspannung wird, wird die Steuer spannung, die dem Steuereingang 13 zugeführt wird, niedriger, so daß das Tastverhältnis des vom Modulator 12 erzeugten Schaltimpulses größer als 50% wird und damit die Ausgangs spannung zunimmt. Durch diese Rückkopplungssteuerung kann die Ausgansspannung stabilisiert werden.

Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist der Hochspannungsgenerator 10 an den Ausgang 5 angeschlossen. Der Hochspannungsgenera tor 10 hat einen Ausgangstransistor 17, dessen Basis ein horizontalfrequenter Schaltimpuls über einen Anschluß 18 zugeführt wird. Die Primärwicklung 20 a eines Rücklauftrans formators 19 ist zwischen den Kollektor des Transistors 17 und den Ausgang 5 geschaltet und ein Hochspannungsgleich richter 21 ist an die Sekundärwicklung 20 b des Rücklauf transformators 19 angeschlossen. An einem Ausgang 22, der vom Gleichrichter 21 herausgeführt ist, erhält man eine hohe Spannung.

Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist eine Parallelschaltung eines die Parallelschaltung eines Detektorwiderstandes 23, über dem eine ermittelte Spannung V 1erzeugt wird, und eines Kondensators 24 zwischen die Anode einer Schwungrad- bzw. Stromhaltediode 7 und Masse geschaltet, wobei der Verbin dungspunkt zwischen dieser Parallelschaltung und der Diode 7 mit der Kathode eines Thyristors 25 verbunden ist, deren Anode mit dem Steuereingang 13 des Impulsbreitenmodulators 12 verbunden ist.

Eine Detektorwicklung 20 c ist auf der Sekundärseite des Rücklauftransformators 19 vorgesehen, und ein Gleichrichter 26 ist mit der Detektorwicklung 20 c verbunden, um eine Impulsspannung mit dem Pegel entsprechend dem Pegel des Impulses auf der Sekundärseite des Rücklauftransformators 19 gleichzurichten und eine gleichgerichtete Spannung V 2 wird auf die Kathode einer Zenerdiode 27 gegeben, deren Anode mit der Steuerelektrode des Thyristors 25 verbunden ist. Zwischen der Steuerelektrode des Thyristors 25 und Masse ist die Parallelschaltung eines Widerstandes 18 und eines Kondensators 19 geschaltet. Eine Diode 30 ist mit der Anode mit Masse und mit der Kathode mit der Torschaltung des Thyristors 25 verbunden.

Der Thyristor 25 wird zum Schutz der Schaltung verwendet. In einem normalen Zustand wird der Thyristor 25 eingeschal tet, um den Steuereingang 13 mit Masse zu verbinden, so daß der Impulsbreitenmodulator 12 die Erzeugung des Schaltim pulses beendet und keine Ausgangsspannung erzeugt wird. Wenn der Transistor 4 kurzgeschlossen ist, wird die Aus gangsspannung selbst dann abgegeben, wenn die Erzeugung des Schaltimpulses unterbrochen ist. In diesem Falle jedoch schmilzt die Sicherung 11, wie zuvor erläutert wurde, so daß das Auftreten der Eingangsspannung in voller Größe am Ausgang 5 vermieden werden kann.

Die am Detektorwiderstand 23 ermittelte Spannung V 1 spannt den Thyristor 25 in Durchlaßrichtung vor. Der Spitzenwert des Stroms, der die Spannung V 1 erzeugt, wenn der Transistor 4 gesperrt ist, ist dem Spitzenwert des Stroms proportional, der durch den Transistor 4 fließt, wenn er eingeschaltet ist, und ist auch im wesentlichen dem Laststrom proportional. Wenn der Laststrom zunimmt und die Spannung V 1 einen be stimmten Wert überschreitet, wird der Transistor 25 einge schaltet und die Erzeugung des Schaltimpulses des Modula tors 20 wird unterbrochen, um den Transistor zu sperren. Der Steuerelektrodenstrom des Thyristors 25 fließt durch die Diode 30 und die Spannung V 1 wird von der Diode 30 gleichgerichtet, und auch der Haltestrom, der den Thyri stor 25 geöffnet hält, fließt durch die Diode 30. Die Ausgangsspannung wird somit begrenzt, und es wird ver hindert, daß der Transistor 4 bei einer Überbelastung oder einem Lastkurzschluß beschädigt wird. Der Kondensator 24, der parallel zum Detektorwiderstand 23 geschaltet ist, dient dazu, zu vermeiden, daß der obige Schutzvorgang durch den Strom durchgeführt wird, der momentan fließt, wenn der Hauptschalter SW eingeschaltet wird.

Wenn der Pegel des Impulses auf der Sekundärseite des Rück lauftransformators 19 hoch wird und die Spannung V 2 einen bestimmten Wert überschreitet, der von der Zenerdiode 27 bestimmt wird, fließt der Steuerelektrodenstrom im Thyristor 25. Der Thyristor 25 wird daher eingeschaltet und die Zu fuhr von Energie zum Hochspannungsgenerator wird ähnlich der obigen Erläuterung unterbrochen. Der Zeitkonstanten kreis, bestehend aus dem Widerstand 28 und dem Kondensa tor 29 bestimmt die Zeit, wenn der Schutzbetrieb bei einem anormalen Anstieg der Hochspannung erreicht ist.

Bei der Schaltung der Fig. 3 wird der Thyristor 25 nicht gesperrt, insoweit der Schalter SW gesperrt wird.

Wie sich aus der Beschreibung des obigen Beispiels ergibt, wird durch die Erfindung eine Überlastungsschutzschaltung mit Serienabschaltung geschaffen, deren Wirkungsgrad gegen über der mit paralleler Abschaltung verbessert ist und die keinen Transformator erfordert und daher billig und kompakt ist.

Der Transistor 4 usw. können vor dem Auftreten einer Über belastung bzw. eines Lastkurzschlusses geschützt werden. Selbst wenn der Transistor 4 beschädigt ist und seine Kollektor-Emitter-Strecke kurzgeschlossen ist, wird ver mieden, daß eine Eingangsspannung über einem normalen Wert auf den Lastkreis gegeben wird und sich eine hohe Sicher heit ergibt.

Wenn die Überlastungsschutzschaltung für den Hochspannungs generator eines Fernsehempfängers verwendet wird und fest gestellt wird, daß die Spannung auf der Sekundärseite des Rücklauftransformators eine bestimmte Spannung überschrei tet, wie zuvor beschrieben wurde, kann durch einfache Kon struktion einschließlich des Thyristors 25 zur Begrenzung des Ausgangsstroms vermieden werden, daß eine anormal hohe Spannung (die die Erzeugung von Röntgenstrahlen be gleiten, oder andere nachteilige Einflüsse) erzeugt wird.

Claims

Überlastungsschutzschaltung, enthaltend
- a) eine Gleichspannungsquelle (2) mit zwei Aus gangsanschlüssen (2 a, 2 b),
- b) eine zwischen die Ausgangsanschlüsse (2 a, 2 b) der Gleichspannungsquelle (2) geschaltete Reihenschaltung eines Schaltelementes (4) und einer Induktivität (6),
- c) eine zwischen dem Verbindungspunkt von Schalt element (4) und Induktivität (6) einerseits und ein Bezugspotential andererseits geschaltete Reihenschaltung einer Diode (7) und eines Detektor widerstandes (23),
- d) einen Impulsgeber (12) zur Zuführung von Schalt impulsen zum Schaltelement (4),
- e) eine mit dem Impulsgeber (12) verbundene Steuereinrichtung, die
  - e₁) einerseits mit dem Verbindungspunkt von Diode (7) und Detektorwiderstand (23) ver bunden ist und das Schaltelement (4) sperrt, wenn die Spannung (V ₁) am Detektorwiderstand (23) einen bestimmten Wert überschreitet, und die
  - e₂) andererseits die am Ausgang (5) auftretende Spannung überwacht und das Schaltelement (4) sperrt, wenn diese Aus gangsspannung einen bestimmten Wert über schreitet,
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
- f) die Steuereinrichtung wird durch einen Thy ristor (25) gebildet, dessen Anode mit dem Impulsgeber (12) verbunden ist, dessen Kathode an den Verbindungspunkt von Diode (7) und De tektorwiderstand (23) angeschlossen ist und dessen Steuerelektrode mit einer die Ausgangs spannung überwachenden Detektorschaltung (20 c, 26, 27) verbunden ist.