DE3128116A1 - Kurzschlussfeste ansteuerschaltungsanordnung fuer einen elektrischen verbraucher - Google Patents

Kurzschlussfeste ansteuerschaltungsanordnung fuer einen elektrischen verbraucher

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DE3128116A1
DE3128116A1 DE19813128116 DE3128116A DE3128116A1 DE 3128116 A1 DE3128116 A1 DE 3128116A1 DE 19813128116 DE19813128116 DE 19813128116 DE 3128116 A DE3128116 A DE 3128116A DE 3128116 A1 DE3128116 A1 DE 3128116A1
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transistor
operational amplifier
short
input
voltage
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Werner 7257 Ditzingen Fischer
Johannes 7000 Stuttgart Locher
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/005—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of too low isolation resistance, too high load, short-circuit; earth fault

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  • Electronic Switches (AREA)

Description

R. ? 16 8
7.7.. 1981 Mü/Kc
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
Kurzschlußfeste Ansteuerschaltungsanordnung für einen elektrischen Verbraucher
Stand der Technik
Kurzschlußfeste Ansteuerschaltungsanordnungen werden in der Regel dort gefordert, wo auf hohe Zuverlässigkeit Wert gelegt wird. Bekannt ist z. B., einen elektrischen Verbraucher zuerst mit einem Prüfimpuls zu beaufschlagen, und erst, wenn eine ein korrektes Arbeiten des Verbrauchers anzeigende Reaktion eintritt, dann das Hauptsignal an diesen elektrischen Verbraucher zu legen. Eine derartige Schaltungsanordnung ist nicht ganz unproblematisch und stellt vor allem im Hinblick auf eine Großserienfertigung keine optimale Lösung dar.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße kurzschlußfeste Ansteuerschaltungsanordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie einfach, preisgünstig und somit auch zuverlässig ist, da sie.ohne eine Vielzahl zusätzlicher Bauelemente auskommt.
■Λ-
Weitere Vorteile ergeben sich in Verbindung mit dem nachfolgend beschriebenen Beispiel in der einzigen Figur der Zeichnung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Zeichnung zeigt eine kurzschlußfeste Ansteuerschaltungs anordnung für einen elektrischen Verbraucher in einem Kraft fahrzeug. Dieser Verbraucher ist mit 10 bezeichnet und er liegt in Reihe zu einem Transistor 11, einer Diode 12 und einem Widerstand 13 zwischen einer Batteriespannungsleitung 14 und einer Masseleitung 15· Seine Ansteuerung erhält der Transistor 11 "von einem Operationsverstärker 16, wobei zusätzlich die Basis des Transistors 11 über einen Widerstand 17 mit einer Leitung 18 für eine stabilisierte Versorgungsspannung gekoppelt ist. Zwischen dem Verbindungspunkt von Verbraucher 10 und Transistor 11 liegt ein aus zwei Widerständen 20 und 21 bestehender Spannungsteiler. Sein Mittelpunkt ist mit dem Minus-Eingang des Operationsverstärkers 16 verbunden. Das Ansteuersignal für den Operationsverstärker 16 gelangt von einer Anschlußklemme 23 zu einem Vorverstärker Zh und von dessen Ausgang über einen Kondensator 25 zum Plus-Eingang des Operationsverstärkers 16. Ausgangsseitig ist der Vorverstärker 2.k zusätzlich über einen Widerstand 26 an der Plusleitung 18 angeschlossen. Ein weiterer Spannungsteiler aus zwei Widerständen 28 und 29 liegt zwischen der Batteriespannungsleitung 1U und der Masseleitung 15 und die Verbindungsstelle der beiden Widerstände ist über einen Widerstand 30 zum Pluseingang des Operationsverstärkers 16 geführt. Zusätzlich liegt dieser Plus-Eingang über eine in Sperrrichtung gepolte Diode 31 an der Masseleitung 15. Beide
Eingänge des Operationsverstärkers 1ö verfeindet schließlich noch ein Kondensator 32.
Die oben skizzierte Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:
Ist der Verbraucher 10, gezeichnet ist eine Lampe, eingeschaltet, dann liegt am Minus-Eingang des Operationsverstärkers 16 eine kleinere Spannung als am Plus-Eingang, da diese Spannung am Plus-Eingang statisch gebildet wird durch das Spannungsteilerverhältnis der beiden Widerstände 28 und 29· Somit bleibt der Transistor 11 durch die positive Spannung an seiner Basis wegen des Widerstandes 17 leitend. Bei einem negativen Spannungssprung an Klemme 23 erfolgt durch Umschalten des Vorverstärkers 2k auch ein entsprechender Spannungsabfall am Plus-Eingang des Operationsverstärkers 16, so daß dieser sein Ausgangssignal umschaltet und infolgedessen den Transistor 11 sperrt. Bei diesem Vorgang wirkt die Diode 31 spannungsbegrenzend, in dem das Potential am Eingang des Operationsverstärkers 16 nur so weit unter Null gehen kann, als die Durchlaßspannung der Diode 3t beträgt. Schaltet der Transistor 11 jedoch, dann steigt die Spannung am Minus-Eingang des Operationsverstärkers 16 an und überschreitet den Wert der statischen Spannung am Plus-Eingang. Auch nach Abklingen des negativen dynamischen Spannungsimpulses am Plus-Eingang sperrt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 16 den Transistor
Eine Änderung im elektrischen Verhalten tritt nun erst dann wieder ein, wenn das Potential auf der Eingangsklemme 23 einen positiven Sprung erfährt. Dann nämlich wird dieser positive Sprung von dem Kondensator 25 auf den Plus-Eingang des Operationsverstärkers 16 übertragen und dieser schaltet
den Transistor 11 wieder durch. Diese Spannungsanhebung klingt mit einer Zeitkonstanten, wesentlich gebildet aus den Werten des Widerstandes 30 und des Kondensators 25, auf die durch die Widerstände 28 und 29 fixierte Spannung wieder ab.
Ist der elektrische Verbraucher JO in Ordnung, d. h. nicht kurzgeschlossen, dann sinkt aufgrund des Innenwiderstandes des Verbrauchers 10 die Spannung am Minus-Eingang des Operationsverstärkers 16 so weit ab, daß die Spannung am Plus-Eingang auch nach dem Abklingen des Eingangsimpulses noch größer ist als die vom. Minus-Eingang. In diesem Fall wird der Transistor 11 weiterhin leitend gesteuert und somit der elektrische Verbraucher 10 in seinem aktiven Zustand betrieben.
Weist der Verbraucher 10 jedoch einen Kurzschluß auf, dann bleibt das Potential am Minus-Eingang des Operationsverstärkers 16 auf hohem Niveau. Folglich wird der Transistor 11 nach dem Abklingen des Einschaltimpulses wieder gesperrt. Während der Zeitdauer, in welcher der Transistor 11 während des Einschaltimpulses leitend gesteuert ist, wird der maximale Strom auf einen von der Spannung 18, der Basis-Emitterspannung von Transistor 11, der Flußspannung von Diode 12 und einen durch die Dimensionierung des Widerstandes 13 bestimmten Wert begrenzt. Diesen Wert wählt man selbstverständlich so hoch, daß während dieser kleinen Stromflußdauer noch keine Gefahr für den Transistor 11 auftreten kann.
Der Kondensator 32 dient zum Ausfiltern hochfrequenter Störimpulse auf den beiden Eingangsleitungen des Operationsverstärkers l6.
Die Diode .12 dient als Verpolschut ζ.
Mit der obenbeschriebenen kurzschlußfesten- Ansteuerschaltungsanordnung für einen elektrischen Verbraucher hat man somit die Möglichkeit, auf einfache, preisgünstige und zuverlässige Weise eine Sicherheitsschaltung realisieren zu können, die hohen Anforderungen genügt .
Je nach Dimensionierung von Transistor 11, Diode 12 und der übrigen Leitungsführung kann auf den Strombegrenzungswiderstand 13 verzichtet werden.
Leerseite

Claims (3)

7.7.1981 Mü/Kc ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Patentansprüche
1. iKurzf este Ansteuerschaltungsanordnung für einen elektrischen Verbraucher, der in Reihe zu einem Schalttransistor (11) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalttransistor (11) ein Operationsverstärker (16) vorgeschaltet ist, dessen Minus-Eingang mit der Verbindungsstelle zweier Widerstände (20 und 21) parallel zum Transistor (11) gekoppelt ist, und dessen Plus-Eingang ein mittleres konstantes Potential sowie ein dynamisches Schaltsignal erhält.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum Transistor (.11) ein Widerstand (13) vorgesehen ist und die Reihenschaltung der beiden Widerstände (20 und 21) Transistor (11) und Widerstand (13) überbrückt.
ν. ν*
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,·dadurch gekennzeichnet, daß vom Plus-Eingang des Operationsverstärkers (16) eine in Sperrichtung gepolte Diode (31) gegen die Masseleitung (15) geschaltet ist.
DE19813128116 1981-07-16 1981-07-16 Kurzschlussfeste ansteuerschaltungsanordnung fuer einen elektrischen verbraucher Withdrawn DE3128116A1 (de)

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