DE3119972C2 - - Google Patents
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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
- H02H3/20—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 voltage
- H02H3/202—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 voltage for dc systems
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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Description
Die Erfindung betrifft eine Überlastschutzeinrichtung nach der
Gattung der Hauptanspruchs.
Aus der US-PS 38 82 840 (siehe auch die korrespondierende DE-OS
23 07 443) ist bereits eine Überlastschutzeinrichtung für eine
Schaltungsanordnung mit einem in Serie mit einer Last liegenden
hochsperrenden Leistungstransistor und mit einer den Leistungs
transistor ansteuernden Steuerschaltung bekannt, bei der der
Leistungstransistor vor unzulässig hoher Verlustleistung durch
Abschalten geschützt wird. Diese Einrichtung hat jedoch den Nach
teil, daß die den Leistungstransistor ansteuernde Steuerschaltung
nicht vor unzulässigen Überspannungen geschützt ist und daß deshalb
bei der Steuerschaltung höhersperrende Transistoren eingesetzt
werden müssen.
Aus der US-PS 33 20 439 und aus der US-PS 35 34 245 sind ferner
Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen ein als Diode geschalteter
Transistor zusammen mit einem zweiten Transistor gleichen Leit
fähigkeitstyps einen Stromspiegel bildet. Der Ausgangsstrom des
Stromspiegels wird hierbei einer Last zugeführt, die im Kollektor
kreis des zweiten Transistors angeordnet ist. Dabei kann (vergleiche
US-PS 33 20 439) die Stromübersetzung des Stromspiegels durch Ein
führung eines zum zweiten Transistor gehörenden Emitterwiderstandes
einstellbar sein.
Aus der US-PS 41 86 418 ist des weiteren eine Überlastschutzein
richtung nach der Gattung des Hauptanspruchs bekannt, bei der
zwischen den beiden Betriebsstromleitungen der Steuerschaltung eine
Zenerdiode vorgesehen ist, die als unterhalb einer bestimmten
Schwellspannung sperrendes aktives Element dient. Mit dieser be
kannten Überlastschutzeinrichtung läßt sich die an den genannten
Betriebsstromleitungen anliegende Versorgungsspannung für die
Steuerschaltung auf einen Wert begrenzen, der gleich der Durchbruch
spannung der Zenerdiode ist. In Abhängigkeit vom Wert dieser Durch
bruchspannung wird auch der der Steuerschaltung nachgeschaltete
Leistungstransistor geschützt.
Aus der DE-AS 11 60 506 ist weiterhin eine Schutzeinrichtung zur
Begrenzung von Überspannungen für einen im Schaltbetrieb arbeitenden
Leistungstransistor bekannt, die darin besteht, daß über der ge
fährdeten Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors ein
schwellwertbildender Nebenschluß vorgesehen ist, der einen in
Emitterschaltung betriebenen Transistor und eine zwischen dessen
Kollektor und dessen Basis eingeschaltete Zenerdiode enthält, so daß
bei einsetzenden Überspannungen an der Kollektor-Emitter-Strecke des
Leistungstransistors der Nebenschluß leitend wird. Mit dieser
Schutzeinrichtung läßt sich jedoch die an der Kollektor-Emitter-
Strecke des Leistungstransistors auftretende Überspannung nur auf
einen Wert begrenzen, der gleich der Durchbruchspannung der verwen
deten Zenerdiode ist. Andere Werte für die Begrenzungsspannung
lassen sich nicht realisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlastschutzein
richtung nach der Gattung des Hauptanspruchs zu schaffen, bei der
die Begrenzungsspannung, bei deren Überschreiten der Leistungs
transistor abgeschaltet wird, auf jeden beliebigen Wert eingestellt
werden kann.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale
des Hauptanspruchs gelöst. Da die Einstellung der Begrenzungs
spannung für das Abschalten des Leistungstransistors hierbei durch
Variation des Emitterwiderstandes und/oder Kollektorwiderstandes des
zweiten Transistors geschieht, kann bei der erfindungsgemäßen Über
lastschutzeinrichtung die Begrenzungsspannung für das Abschalten des
Leistungstransistors in besonders einfacher Weise an die unter
schiedlichen Sperrspannungen angepaßt werden, die bei den verschie
denen bei der monolithischen Integration elektronischer Schaltkreise
verwendeten Technologien verfügbar sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Überlastschutzeinrichtung nach
dem Hauptanspruch ergibt sich aus dem Unteranspruch 2.
Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Über
lastschutzeinrichtung sind in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel der
Überlastschutzeinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel der Überlastschutzein
richtung gemäß der Erfindung,
Fig. 3 das unterhalb
einer Schwellspannung sperrende aktive Element nach
den Fig. 1 und 2 in herkömmlicher schaltungsmäßiger
Darstellung.
Gemäß Fig. 1 ist der Emitter eines hochsperrenden
npn-Leistungstransistors T1 an Masse gelegt, während
sein Kollektor über eine Last RL an eine Batterie
spannung UBat angeschlossen ist. Die Emitter-Basis-
Strecke des Leistungstransistors T1 ist durch einen
Widerstand R3 überbrückt. Die Batteriespannung UBat
ist einerseits über einen Widerstand R1 an eine Klemme
A, andererseits über einen Widerstand R2 an eine Klemme
C angeschlossen. Der Emitter des Leistungstransistors
T1 ist mit einer Klemme B, die Basis des Leistungstransistors
T1 mit einer Klemme D verbunden. An die Klemme A ist die
erste Betriebsstromleitung 10, an die Klemme B die zweite
Betriebsstromleitung 11 der nur teilweise dargestellten
Steuerschaltung für den Leistungstransistor T1 angeschlossen.
Zwischen den Klemmen A und C liegt eine Diode D1, die mit ihrer
Kathode an die Klemme A und mit ihrer Anode an die Klemme C
angeschlossen ist. Diese Diode D1 ist Bestandteil der Steuer
schaltung des Leistungstransistors T1. Bestandteil dieser
Steuerschaltung ist ferner ein npn-Transistor T2 und ein
Widerstand R4. Der Kollektor des npn-Transistors T2 ist
dabei an die Klemme C angeschlossen, während dessen Emitter
an die Klemme D und dessen Basis über den Widerstand R4 an die
Betriebsstromleitung 10 angeschlossen ist.
Um die Steuerschaltung vor unzulässigen Überspannungen
zu schützen, ist zwischen ihren beiden Betriebsstrom
leitungen 10 und 11 die Serienschaltung aus zwei aktiven
Elementen A1 und A2 und einen als Diode geschalteten
npn-Transistor T5 vorgesehen. Der Emitter des npn-
Transistors T5 ist dabei an die Betriebsstromleitung
11 angeschlossen. Die aktiven Elemente A1 und A2 haben
beide denselben Aufbau. Sie bestehen jeweils aus einer
Zenerdiode ZD1 bzw. ZD2, einem npn-Transistor T6 bzw.
T7 und einem Widerstand R6 bzw. R7, wobei die Kathode
der Zenerdiode ZD1 bzw. ZD2 mit dem Kollektor des npn-
Transistors T6 bzw. T7, die Anode der Zenerdiode
ZD1 bzw. ZD2 und ein Anschluß des Widerstandes R6
bzw. R7 mit der Basis des npn-Transistors T6 bzw. T7
und der zweite Anschluß des Widerstandes R6 bzw. R7
mit dem Emitter des npn-Transistors T6 bzw. T7 ver
bunden ist. Die Basis des npn-Transistors T5 ist an
die Basis eines npn-Transistors T4 angeschlossen, dessen
Emitter über einen Widerstand R8 mit der Betriebsstrom
leitung 11 und dessen Kollektor über einen Widerstand
R5 mit der Betriebsstromleitung 10 verbunden ist. Die am
Widerstand R5 abfallende Spannung UTR dient als Ein
gangsspannung eines Schmitt-Triggers ST, dessen Ausgang
an die Basis eines npn-Steuertransistors T3 angeschlossen
ist, dessen Emitter mit der Betriebsstromleitung 11 ver
bunden ist und dessen Kollektor am Verbindungspunkt 12
zwischen der Basis des npn-Transistors T2 und dem Wider
stand R4 liegt.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1
ist dabei folgende:
Wenn die Batteriespannung unter ihrem vorgeschriebenen
Höchstwert liegt, ist der Leistungstransistor T1 und
der Transistor T2 eingeschaltet und die Diode D1 ge
sperrt. Durch die Widerstände R1, R2, R3 und R4 fließt
Strom. Die aktiven Elemente A1 und A2 und die Transistoren
T5, T4 und T3 sind gesperrt. Der Schmitt-Trigger ST arbeitet
nicht. Die Widerstände R5, R6, R7 und R8 sind stromlos.
Steigt jedoch die Batteriespannung über ihren vorge
schriebenen Höchstwert an, so fließt über die zuvor
gesperrte Reihenschaltung der Elemente A1, A2, T5 Strom,
der auch den Transistor T4 einschaltet, wobei der am
Widerstand R5 entstehende Spannungsabfall UTR über
den Schmitt-Trigger ST auch den Steuertransistor T3
in den leitenden Zustand schaltet. Dieser steuert
den Vortransistor T2 und den Leistungstransistor T1
in den Sperrzustand, so daß die Widerstände RL
und R3 stromlos werden. Der verbleibende Strom fließt nun
einerseits über den Widerstand R1, andererseits über den
Widerstand R2 und die Diode D1 in die Betriebsstromleitung
10 und von dort über die Überlastschutzeinrichtung zur
Betriebsstromleitung 11.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Gemäß
Fig. 2 ist der Emitter eines hochsperrenden npn-Leistungs
transistors T1 an Masse gelegt, während sein Kollektor
über eine Last L, RL an eine Batteriespannung UBat ange
schlossen ist. Die Basis des Leistungstransistors T1
ist über einen Widerstand R12 mit der Batteriespannung
UBat verbunden. Die Batteriespannung UBat ist anderer
seits über einen Widerstand R11 mit einer Klemme A ver
bunden, während der Emitter des Leistungstransistors
T1 an eine Klemme B und die Basis des Leistungstransistors
T1 an eine Klemme D angeschlossen ist. An die Klemme
A ist die erste Betriebsstromleitung 10, an die Klemme
B die zweite Betriebsstromleitung 11 der nur teilweise
dargestellten Steuerschaltung für den Leistungstransistor
T1 angeschlossen. Bestandteil der Steuerschaltung des
Leistungstransistors T1 sind die Schaltungselemente
T12, T10, R10 und R4. Der npn-Transistor T12 ist
dabei mit seinem Emitter an die Betriebsstromleitung
11 und mit seinem Kollektor an die Klemme D ange
schlossen, während seine Basis an dem Verbindungs
punkt des Kollektors des npn-Transistors T10 mit
dem Widerstand R10 liegt, wobei der andere Anschluß
des Widerstandes R10 an die Betriebsstromleitung 10
der Emitter des Transistors T10 an die Betriebsstrom
leitung 11 und die Basis des Transistors T10 über
den Widerstand R4 an die Betriebsstromleitung 10
angeschlossen ist. Die Überlastschutzeinrichtung
ist in derselben Weise wie beim Ausführungsbei
spiel nach Fig. 1 aufgebaut und besteht aus den
Schaltungselementen A1, A2, T5, T4, R8, R5, ST und
T3. Der Kollektor des Transistors T3 ist dabei an den
Verbindungspunkt 13 zwischen der Basis des Transistors
T10 und dem Widerstand R4 angeschlossen.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach
Fig. 2 ist dabei folgende:
Wenn die Batteriespannung unter ihrem vorgeschriebenen
Höchstwert liegt, ist der Leistungstransistor T1 einge
schaltet und der Transistor T12 gesperrt. Durch die
Last RL, L und durch die Widerstände R11, R12, R10,
R4 und durch den Transistor T10 fließt Strom. Die
aktiven Elemente A1 und A2 und die Transistoren T5,
T4 und T3 sind gesperrt. Der Schmitt-Trigger ST
arbeitet nicht. Die Widerstände R5, R6, R7 und R8 sind
stromlos.
Steigt jedoch die Batteriespannung über ihren vor
geschriebenen Höchstwert an, so fließt über die zu
vor gesperrte Reihenschaltung der Elemente A1, A2,
T5 Strom, der auch den Transistor T4 einschaltet, wo
bei der am Widerstand R5 entstehende Spannungsabfall
UTR über den Schmitt-Trigger ST auch den Steuertransistor
T3 in den leitenden Zustand schaltet. Dieser steuert
den Transistor T10 in den gesperrten, den Transistor
T12 in den leitenden und den Leistungstransistor T1 in
den gesperrten Zustand.
Claims (2)
1. Überlastschutzeinrichtung für eine Schaltungsanordnung mit einem
in Serie mit einer Last (RL, L) liegenden hochsperrenden
Leistungstransistor (T1) und mit einer den Leistungstransistor
(T1) ansteuernden Steuerschaltung, wobei zwischen den beiden
Betriebsstromleitungen (10, 11) der Steuerschaltung mindestens ein
unterhalb einer Schwellspannung sperrendes aktives Element (A1,
A2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem mindestens
einen aktiven Element (A1, A2) ein als Diode geschalteter
Transistor (T5) in Reihe geschaltet ist, daß der als Diode ge
schaltete Transistor (T5) zusammen mit einem zweiten Transistor
(T4) gleichen Leitfähigkeitstyps einen Stromspiegel (T4, T5)
bildet, dessen Stromübersetzung durch Einführung eines zum zweiten
Transistor (T4) gehörenden Emitterwiderstandes (R8) einstellbar
ist, daß der Ausgangsstrom dieses Stromspiegels (T4, T5) mit
Hilfe eines Kollektorwiderstandes (R5) des zweiten Transistors
(T4) in eine auszuwertende Spannung (UTR) umwandelbar ist, daß
diese Spannung (UTR) als Eingangsspannung eines Schmitt-Triggers
(ST) dient, daß der Schmitt-Trigger (ST) zur Ansteuerung eines
Steuertransistors (T3) dient, der den zu schützenden
Leistungstransistor (T1) abschaltet, wenn die höchstzulässige
Betriebsspannung überschritten wird.
2. Überlastschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das aktive Element (A1, A2) aus einer Zenerdiode
(ZD1, ZD2), einem Transistor (T6, T7) und einem Widerstand
(R6, R7) besteht, wobei die Kathode der Zenerdiode
(ZD1, ZD2) mit dem Kollektor des Transistors (T6, T7), die
Anode der Zenderdiode (ZD1, ZD2) und ein Anschluß des
Widerstandes (R6, R7) mit der Basis des Transistors (T6, T7)
und der zweite Anschluß des Widerstandes (R6, R7) mit dem
Emitter des Transistors (T6, T7) verbunden ist (Fig. 3).
Priority Applications (1)
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DE19813119972 DE3119972A1 (de) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | "ueberlastschutzeinrichtung" |
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Publications (2)
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DE3119972A1 DE3119972A1 (de) | 1982-12-02 |
DE3119972C2 true DE3119972C2 (de) | 1993-05-13 |
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ID=6132731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19813119972 Granted DE3119972A1 (de) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | "ueberlastschutzeinrichtung" |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4894602A (en) * | 1988-06-02 | 1990-01-16 | Brunswick Corporation | Overvoltage protection system for marine ignition and regulator circuitry |
US4849845A (en) * | 1988-10-24 | 1989-07-18 | Sundstrand Corporation | Transient suppressor |
US4860152A (en) * | 1989-01-30 | 1989-08-22 | Delco Electronics Corporation | Two stage protection circuit for a power MOSFET driving an inductive load |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1160506B (de) * | 1960-09-02 | 1964-01-02 | Licentia Gmbh | Schaltungsanordnung zur Begrenzung von UEberspannungen an einem Transistor |
US3320439A (en) * | 1965-05-26 | 1967-05-16 | Fairchild Camera Instr Co | Low-value current source for integrated circuits |
US3534245A (en) * | 1967-12-08 | 1970-10-13 | Rca Corp | Electrical circuit for providing substantially constant current |
GB1409748A (en) * | 1972-04-06 | 1975-10-15 | Fairchild Camera Instr Co | Ignition control systems |
US3882840A (en) * | 1972-04-06 | 1975-05-13 | Fairchild Camera Instr Co | Automotive ignition control |
US3845405A (en) * | 1973-05-24 | 1974-10-29 | Rca Corp | Composite transistor device with over current protection |
US3970900A (en) * | 1974-12-19 | 1976-07-20 | General Electric Company | Overvoltage protection for an integrated circuit |
DE2638178C2 (de) * | 1976-08-25 | 1986-01-02 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Schutzvorrichtung für integrierte Schaltungen gegen Überspannungen |
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1981
- 1981-05-20 DE DE19813119972 patent/DE3119972A1/de active Granted
Also Published As
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DE3119972A1 (de) | 1982-12-02 |
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