DE3313051A1 - Anordnung zum schutz elektronischer steuergeraete - Google Patents
Anordnung zum schutz elektronischer steuergeraeteInfo
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- H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
- H02H11/003—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection using a field effect transistor as protecting element in one of the supply lines
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Description
- Anordnung zum Schutz elektronischer Steuergeräte
- Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Es ist bekannt, elektronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen mit Hilfe von Dioden zu schützen, die zwischen der Batterie und dem Spannungsanschluß des Steuergerätes eingeschaltet sind. Bei diesen Schutzdioden tritt jedoch der Nachteil auf, daß diese einen Spannungsabfall von etwa 1 V erzeugen. Bei einem Kaltstart eines Kraftfahrzeugs kann die Spannung der Batterie so stark absinken, daß durch den zusätzlichen Spannungsabfall von 1 V die Funktion des Steuergerätes beeinträchtigt wird.
- Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 im Hinblick auf ein verbessertes Verhalten bei niedrigerer Batteriespannung zu entwickeln.
- Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Anordnung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs vor.
- Bei der üblichen Schaltung der Batterien, nämlich Minus-Pol an Masse, wird ein PNP-Transistor verwendet.
- Ist dagegen in einem speziellen Fall der Plus-Pol der Batterie mit der Masse verbunden, so findet dementsprechend erfindungsgemäß ein NPN-Transistor Verwendung. Der Transistor kann derart geschaltet sein, daß sein Emitter mit der Batteriespannung versorgt wird, während der Kollektor mit dem Spannungsanschluß des elektronischen Steuergerätes verbunden ist. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführung, bei der der Transistor invers geschaltet ist, d.h., bei der der Kollektor mit der Batteriespannung und der Emitter mit dem Spannungsanschluß des elektronischen Steuergerätes verbunden ist. In beiden Fällen ist der Spannungsabfall am Transistor wesentlich kleiner als bei den bislang verwendeten Schutzdioden. Er liegt beispielsweise in der Größenordnung von 0,2 V. Bei dem Inversbetrieb des Transistors tritt der zusätzliche Vorteil hinzu, daß die wesentlich höhere Emitter-Kollektor-Sperrspannung auch bei besonders hohen negativen Spannungsspitzen einen Schutz des Steuergerätes ermöglicht. Diese Sperrspannung kann bis zu mehreren hundert Volt betragen.
- In Weiterbildung kann vorgesehen sein daß der Transistor ein in Gate-Schal tung invers betriebener P-Kanal-MOSFET ist, dessen Drain mit der Batterie und dessen Source mit dem elektronischen Steuergerät verbunden ist Dies gilt wiederum für den Fall, daß der Minus-Pol der Batterie an Masse gelegt ist. Im umgekehrten Fall würde man einen N-Kanal-MOSFET verwenden.
- Die Verwendung eines MOSFETs hat den Vorteil, daß der Spännungsabfall über der Schutzschaltung auch bei relativ hohen Strömen sehr gering ist. Da MOSFETs spannungsgesteuert sind, wird praktisch auch keine Steuerleistung benötigt.
- In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß Gate und Source durch eine Zenerdiode überbrückt sind. Dies dient dem Schutz des MOSFETs bei eventuell zu hohen positiven Eingangsspannungen In Weiterbildung kann parallel zum Eingang des elektronischen Steuergerätes ein Kondensator geschaltet sein Dieser Kondensator kann dazu dienen, bei kurzzeitiger Unterbrechung der Stromversorgung wegen negativer Spannungsspitzen das elektronische Steuergerät weiter mit Spannung zu versorgen. Um das Entladen des Kondensators über den MOSFET zu verhindern, muß dieser gesperrt werden. Zu diesem Zweck wird mit Hilfe eines zusätzlichen Transistorschalters das Gate des MOSFETs auf Source-Potential gezogen.
- In der Zeichnung sind mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Hierbei zeigen: Figur 1 eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem PNP-Transistor; Figur 2 eine entsprechende Anordnung im Inversbetrieb; Figur 3 eine Anordnung mit einem MOSFET; Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende Anordnung mit einer zusätzlichen Zenerdiode; Figur 5 eine weitere Anordnung mit einem zusätzlichen Transistorschalter.
- Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Transistor 11 in Basisschaltung geschaltet. Sein Emitter 12 ist mit der Batteriespannung U verbunden.
- Der Kollektor 13 ist mit dem Spannungsanschluß eines elektronischen Steuergerätes 14 verbunden. Die Basis 15 des Transistors 11 ist über einen Widerstand 16 mit Masse verbunden. Das Steuergerät 14 besitzt ebenfalls eine Verbindung 17 mit Masse.
- Liegt eine positive Spannung am Eingang, d.h. in diesem Falle am Emitter 12 an, so erhält der PNP-Transistor 11 über den Widerstand 16 einen Basisstrom und wird leitend. Dadurch liegt am Kollektor 13 und damit am Eingang 18 des Steuergerätes 14 eine Spannung an, die um die Sättigungsspannung des Transistors in der Größenordnung von etwa 0,2 V kleiner ist als die am Eingang anliegende Batteriespannung U. Wird die Eingangsspannung U negativ, sperrt der Transistor, so daß die am Eingang 18 des Steuergerätes 14 liegende Spannung nicht negativ werden kann.
- In diesem Fall ist die Verwendung eines Transistors mit hoher Sperrspannung vom Kollektor zum Emitter (d.h. hoher Basis-Emitter-Durchbruchspannung) notwendig.
- Die in Figur 2 dargestellte Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen der in Figur 1, jedoch wird der Transistor 11 im Inversbetrieb betrieben, d.h.
- sein Emitter 12 liegt am Eingang 18 des elektronischen Steuergerätes 14 an, während die Eingangs- bzw.
- Batteriespannung U am Kollektor 13 anliegt.
- Bei dieser Schaltungsanordnung wird die Emitter-Kollektor-Sperrspannung beim Absinken der Spannung U ausgenutzt, die bis zu mehreren hundert Volt betragen kann. Mit dieser Schaltung läßt sich ein Verpolschutz auch für höhere Spannungen erreichen. Diese Schaltung eignet sich insbesondere dann, wenn das elektronische Steuergerät 14 nur einen kleinen Versorgungsstrom benötigt.
- Bei der in Figur 3 dargestellten Anordnung ist zwischen die Eingangs- bzw. Batteriespannung U und das elektronische Steuergerät 14 ein MOSFET 19 geschaltet.
- Dabei ist das Gate 21 über den Widerstand 16 an Masse gelegt, während das Drain 20 mit der Eingangsspannung U verbunden ist. Die Source 22 ist mit dem Spannungsanschluß 18 des elektronischen Steuergerätes 14 verbunden. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft. Sie hat den Vorteil, daß in der normalen Flußrichtung dem "EIN"-Widerstand des MOSFETs die Drain-Source-Diode parallelgeschaltet ist, während in der umgekehrten Richtung der Transistor und die Diode mit der hohen Source-Drain-Spannung sperren.
- Sobald die Eingangsspannung über den Wert der Gate-Schwellenspannung von etwa 2 bis 4 V ansteigt, wird der MOSFET leitend. Der Spannungsabfall U am MOSFET ergibt sich aus dem Produkt des "EIN-"-Widerstandes mit dem Strom. U ist = n Rein 1. Da die "EIN"-Widerstände von P-Kanal-MOSFETs heute je nach Sperrspannung zwischen 0,3 und 0,8 Ohm liegen, ergeben sich bei einem Strom von 200 mA Spannungsabfälle a U von etwa 0,06 bis 0,16 V. Da der MOSFET spannungsgesteuert ist, wird praktisch keine Steuerleistung benötigt. Der Widerstand 16 lädt lediglich die Gate-Kapazität und wird nach Geschwindigkeitsgesichtspunkten dimensioniert.
- Bei der Anordnung in Figur 4 sind Gate und Source durch eine zusätzliche Zenerdiode 23 überbrückt. Da die Gate-Source-Spannung meist nur + 20 V betragen darf, wird durch diese Zenerdiode 23 ein Schutz bei hohen positiven Eingangsspannungen erreicht. Im übrigen entspricht die Schaltungsanordnung in Figur 4 der in Figur 3.
- Bei der Anordnung nach Figur 5, die der Anordnung nach Figur 4 entspricht, ist noch ein Transistorschalter 24 vorgesehen, der als Schalter zwischen dem Gate 21 und derrSource 22 dient. Die Basis 25 des Transistors 24 ist über weinen Widerstand 26 mit der Eingangsspannung U verbunden, während der Emitter 27 mit der Source 22 und der Kollektor 28 mit dem Gate 21 verbunden sind.
- Zwischen dem Spannungsanschluß 18 des Steuergerätes 14 und Masse liegt ein Kondensator 29. Wenn die Eingangsspannung U nur um einen geringen Wert einbricht, wird die Basis 25 des Transistors 24 über den Widerstand 26 angesteuert und schaltet durch, so daß das Gate 21 des MOSFETs 19 auf das Potential der Source 22 gezogen wird. Es werden praktisch Source und Gate durch den Transistor 24 kurzgeschlossen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß bei Absinken der Eingangsspannung U auch nur um geringe Werte der Eingang 18 des Steuergerätes 14 von der Eingangsspannung getrennt wird. Bei kurzzeitigen negativen Spannungsspitzen kann so der Kondensator 29 das Steuergerät 14 weiter mit Spannung versorgen.
- - Leerseite -
Claims (5)
- Ansprüche W Anordnung zum Schutz elektronischer Steuergeräte (14) vor Verpolung und negativen Spannungsspitzen, unter Verwendung eines zwischen Batteriespannung (U) und Steuergerät (14) geschalteten halbleitenden Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement ein in Basis- bzw. Gate-Schaltung zwischen die Batteriespannung (U) und das elektronische Steuergerät (14) geschalteter Transistor (11, 19) ist.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (11, 19) invers geschaltet ist.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor ein in Gate-Schaltung geschalteter P-Kanal-MOSFET (19) ist, dessen Drain (20) mit der Batteriespannung (U) und dessen Source (22) mit dem elektrischen Steuergerät (14) verbunden ist.
- 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gate und Source durch eine Zenerdiode (23) überbrückt sind.
- 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gate und Source über einen Transistor-Schalter (24) kurzschließbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833313051 DE3313051A1 (de) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | Anordnung zum schutz elektronischer steuergeraete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833313051 DE3313051A1 (de) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | Anordnung zum schutz elektronischer steuergeraete |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3313051A1 true DE3313051A1 (de) | 1984-10-18 |
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ID=6196045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3313051A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2629284A1 (fr) * | 1988-03-23 | 1989-09-29 | Bendix Electronics Sa | Circuit integre de puissance " intelligent " a dispositif de protection contre l'inversion de ses connexions a une source d'alimentation electrique |
EP0436778A2 (de) * | 1990-01-11 | 1991-07-17 | VDO Adolf Schindling AG | Schaltungsanordnung zum Schutz eines Verbrauchers |
EP0540634A1 (de) * | 1990-07-26 | 1993-05-12 | Rosemount Inc | Prozessregelgerät mit schleifenüberstromschutz. |
FR2966296A1 (fr) * | 2010-10-15 | 2012-04-20 | Schneider Electric Ind Sas | Protection pour le branchement d'une source continue sur un equipement electronique |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2931456A1 (de) * | 1979-08-02 | 1981-02-05 | Siemens Ag | Parallelregelschaltung |
DE3026740A1 (de) * | 1980-07-15 | 1982-02-18 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Schaltungsanordnung fuer elektrische verbraucher mit verpolschutz |
DE3034927A1 (de) * | 1980-09-16 | 1982-03-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum schutz eines leistungs-mosfet gegen ueberlastung |
-
1983
- 1983-04-12 DE DE19833313051 patent/DE3313051A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2931456A1 (de) * | 1979-08-02 | 1981-02-05 | Siemens Ag | Parallelregelschaltung |
DE3026740A1 (de) * | 1980-07-15 | 1982-02-18 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Schaltungsanordnung fuer elektrische verbraucher mit verpolschutz |
DE3034927A1 (de) * | 1980-09-16 | 1982-03-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum schutz eines leistungs-mosfet gegen ueberlastung |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2629284A1 (fr) * | 1988-03-23 | 1989-09-29 | Bendix Electronics Sa | Circuit integre de puissance " intelligent " a dispositif de protection contre l'inversion de ses connexions a une source d'alimentation electrique |
EP0436778A2 (de) * | 1990-01-11 | 1991-07-17 | VDO Adolf Schindling AG | Schaltungsanordnung zum Schutz eines Verbrauchers |
EP0436778A3 (en) * | 1990-01-11 | 1991-11-13 | Vdo Adolf Schindling Ag | Circuit for the protection of a consumer |
EP0540634A1 (de) * | 1990-07-26 | 1993-05-12 | Rosemount Inc | Prozessregelgerät mit schleifenüberstromschutz. |
EP0540634A4 (en) * | 1990-07-26 | 1993-08-04 | Rosemount Inc. | Process control instrument with loop overcurrent circuit |
FR2966296A1 (fr) * | 2010-10-15 | 2012-04-20 | Schneider Electric Ind Sas | Protection pour le branchement d'une source continue sur un equipement electronique |
EP2442419A3 (de) * | 2010-10-15 | 2014-06-11 | Schneider Electric Industries SAS | Schutz für den Anschluss einer Gleichstromquelle an ein elektronisches Gerät |
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