DE3324925C1 - Kurzschlußfester, temperaturabhängiger Schalter - Google Patents

Kurzschlußfester, temperaturabhängiger Schalter

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DE3324925C1
DE3324925C1 DE19833324925 DE3324925A DE3324925C1 DE 3324925 C1 DE3324925 C1 DE 3324925C1 DE 19833324925 DE19833324925 DE 19833324925 DE 3324925 A DE3324925 A DE 3324925A DE 3324925 C1 DE3324925 C1 DE 3324925C1
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transistor
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Anton 8510 Fürth Mayer
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TA Triumph Adler AG
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Triumph Adler AG Fuer Buero und Informationstechnik 8500 Nuernberg
TA Triumph Adler AG
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    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
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Description

  • Um Verbraucher in Abhängigkeit von Temperaturen zu schalten, ist cs bekannt, eine Brückenschaltung aus vicr Widerständen vorzusehen, von denen ein Widerstand seinen Widerstandswert in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Die Brückenschaltung ist dabei in bekannter Weise an die Versorgungsspannung angeschlossen und wird an ihrem Abgriff mit den beiden Eingängen einer Vergleicherschaltung verbunden, die bei Überschreiten einer vorbestimmten ersten Spannungsdifferenz an ihren Eingängen einen ersten Schaltzustand an ihrem Ausgang und bei Unterschreiten einer vorbestimmten zweiten Spannungsdifferenz an ihren Eingängen einen zweiten Schaltzustand an ihrem Ausgang zeigt. Die beiden Schaltzustände am Ausgang der Vergleicherschaltung werden zum Durchschalten oder Sperren eines den Verbraucher treibenden Schalttransistor benutzt.
  • Tritt bei Schaltungen der vorstehend beschriebenen Art an den Ausgängen, mit denen der Verbraucher verbunden ist, ein Kurzschluß auf, wird zumindest der Schalttransistor überlastet und dadurch zerstört, so daß die Schaltung nach Wegfallen des Kurzschlusses ihre Funktion nicht mehr erfüllen kann. Um dies zu vermeiden, ist es aus der DE-OS 28 51 461 bekannt, in den Emitterkreis des Schalttransistors einen Stromfühlerwiderstand zu schalten und die am Stromfühlerwiderstand abfallende Spannung der Basis-Emitter-Strecke eines Überlasttransistors zuzuführen. Dabei ist der Stromfühlerwiderstand so bemessen, daß bei Auftreten einer Überlastung des Schalttransistors der Überlasttransistor durchschaltet. Das Durchschalten des Überlasttransistors wird durch eine Auswertelogik erfaßt, die daraufhin den Schalttransistor sperrt.
  • Bei Anwendung von temperaturabhängigen Schaltern der oben beschriebenen Art ist es häufig notwendig, den Schalttransistor einerseits zuverlässig vor Überlastung zu schützen, anderseits soll die Schaltung nach Wegfall der Überlastung ohne Eingriffe ihre Funktion erfüllen. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen temperaturabhängigen Schalter derart auszubilden, daß der Schalttransistor bei Auftreten eines Kurzschlusses an den Ausgängen, mit denen der Verbraucher verbunden ist, zuverlässig vor Überlastung geschützt wird und nach Wegfallen des Kurzschlusses die Schaltung ohne Eingriffe irgendwelcher Art betriebsfähig bleibt.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Weiterbildung der Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sind darin zu sehen, daß das im Kennzeichen des Patentanspruches 1 offenbarte Schaltungsprinzip mit wenigen kostengünstigen Bauteilen auskommt und immer angewendet werden kann, ganz gleich, ob die verwendeten temperaturabhängigen Widerstände positive oder negative Temperaturcharakteristik aufweisen. Es ist dabei ebenfalls unerheblich, ob der Verbraucher bei hohen oder niedrigen Temperaturen eingeschaltet sein soll und ob der Verbraucher gegen Masse oder gegen die positive Versorgungsspannung geschaltet werden muß.
  • Die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmale gestatten eine einfache und damit vorteilhafte Anpassung des erfindungsgemäßen Schaltungsprinzips an vorgegebenen Bedingungen.
  • Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Weiterbildung der Schaltung gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher erläutert werden, dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Beugszeichen versehen. Es zeigen t: i g. 1 bis Ii g. 5 Schaltungsbeispiele, in denen das erfindungsgenläße Schaltungsprinzip verwendet ist.
  • Das in F i g. 1 dargestellte Schaltbild zeigt einen ersten Spannungsteiler 1, 2, bestehend aus einem ersten Teilerwiderstand 1 und einem PTC-Widerstand 2 und einem zweiten Spannungsteiler 3, 4, bestehend aus einem ersten Teilerwiderstand 3 und einem zweiten Teilerwiderstand 4. Die beiden Spannungsteiler sind jeweils mit dem positiven Pol (+ UB) und dem Massepol der Versorgungsspannung verbunden. Der erste Spannungsteiler 1,2 ist dabei so geschaltet, daß der PTC-Widerstand 2 mit einem Anschluß an Masse liegt. Zwischen dem ersten Teilerwiderstand 1 und dem PTC-Widerstand 2 des ersten Spannungsteilers 1, 2 ist der negative Eingang und zwischen dem ersten Teilerwiderstand 3 und dem zweiten Teilerwiderstand 4 des zweiten Spannungsteilers 3, 4 der positive Eingang eines Operationsverstärkers 5 angeschlossen, dessen Versorgungsspannungsanschlüsse auf + Un und Masse liegen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 5 ist einerseits über einen Widerstand 6 auf dem positiven Eingang zurückgekoppelt und anderseits über einen Vorwiderstand 7 mit der Basis eines npn-Schalttransistors 8 verbunden. Zwischen dem Kollektor des npn-Schalttransistors 8 und + UB ist ein Verbraucher 9 geschaltet. Der Emitter des npn-Schalttransistors 8 ist einerseits über einen Stromfühlerwiderstand 10 auf Masse geführt und anderseits über einen Schutzwiderstand 11 mit der Basis eines npn-Überlasttransistors 12 verbunden, dessen Emitter auf Masse liegt und dessen Kollektor zum einen über einen Kondensator 13 mit Masse verbunden ist und zum anderen über einen Widerstand 14 auf den positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 führt.
  • Für die vorstehend beschriebene Schaltung ist als Voraussetzung angenommen. daß der mit einem Anschluß an + Un liegende Verbraucher 9 durch den npn-Schalttransistor 8 bei niedrigen Temperaturen gegen Masse geschaltet werden muß, und daß die Teilerspannung des ersten Spannungsteilers 1, 2, der den PTC-Widerstand 2 enthält, im Kurzschlußfall nicht verändert werden darf, da in Verbindung mit dem ersten Spannungsteiler 1, 2 mehrere Schaltungen 3 bis 14 (nicht dargestellt) parallel betrieben werden, um mehrere Verbraucher bei glcichen oder unterschiedlichen Temperaturen zu schalten.
  • Zur Erörterung der Funktionsweise der Schaltung soll zunächst auf das Schaltverhalten des Operationsverstärkers 5, der als Ideal vorausgesetzt wird, eingegangen werden. Durch den zweiten Spannungsteiler 3,4 wird am positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 ein bestimmtes Referenzpotential Urtf erzeugt. Von diesem Referenzpotential aus gesehen, ist die Eingangsspannung am negativen Eingang. bei der der Ausgang des Operationsverstärkers 5 auf niedriges Potential UA geht, um einen vorbestimmten Betrag, nämlich der Hysteresespannung + U", höher als das Referenzpotential U,,; Die Eingangsspannung am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5, bei der dessen Ausgang auf hohes Potential U4"JA geht, ist dagegen um einen bestimmten Betrag, nämlich der Hysteresespannung U", niedriger als das Referenzpotential UrL,,. Allgemein läßt sich sagen, daß die Schalthysterese bestimmt ist, durch die Widerstände 3, 4 und 6 die Versorgungsspannung + Un und die Ausgangsspannungen UAS X und U,,nim des Operationsverstärkers 5. Die Schaltpunkte liegen immer untcrhalb bzw. oberhalb des durch die Teilerwiderstände3, 4 festgelegten Referenzpotentials Ure,: Ist bei niedrigen Temperaturen durch den niedrigen Widerstandswert des PTC-Widerstandes das Potential am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 kleiner als Uref + (+ u,», liegt der Ausgang des Operationsverstärkers 5 auf UAn,,7v. Der npn-Schalttransistor 8 ist durchgeschaltet und durch den Verbraucher 9 fließt ein Strom. Dieser Strom, der auch durch den Stromfühlerwiderstand 10 fließt, ist nur so groß, daß der Spannungsabfall am Stromfühlerwiderstand 10 nicht ausreicht, um den npn-Überlasttransistor 12 durchzuschalten. Tritt an den Klemmen des Verbrauchers 9 ein Kurz schluß auf, steigt der Spannungsabfall am Stromfühlerwiderstand 10 an, der npn-Überlasttransistor 12 schaltet durch, der Kondensator 13 wird entladen und am positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 stellt sich eine Spannung ein, die durch den Teilerwiderstand 3, den Widerstand 14 und den Entladezustand des Kondensators bestimmt wird. Dabei ist der Widerstand 14 so ausgelegt, daß das Potential am positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 auf jeden Fall unter dem Potential am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 liegt. Dadurch geht der Ausgang des Operationsverstärkers 5 auf UAinin, der npn-Schalttransistor 8 sowie der npn-Überlasttransistor 12 werden gesperrt. Von diesem Zeitpunkt an ist der mit einem Anschluß auf Masse liegende Kondensator 13 über den Teilerwiderstand 3 und den Widerstand 14 mit + Uo verbunden und lädt sich auf, bis der positive Eingang des Operationsverstärkers 5 auf dem durch den zweiten Spannungsteiler 3, 4 vorgegebenen Potential Urcf liegt. Ist die Spannung am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 kleiner als Uref + (- UH), schaltet der Operationsverstärker 5 in dem Moment auf UAnx, wenn der positive Eingang die Spannung Uref + (- u1» in Richtung positivcr Spannungen überschreitet. Dadurch wird der npn-Schalttransistor 8 wieder leitend. Für den Fall, daß der Kurzschluß weiter besteht. wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vorgang. Nach Wegfallen des Kurzschlusses ist die Schaltung uneingeschränkt betriebsfähig.
  • Zur Dimensionierung der Bauteile ist zu bemerken.
  • daß der Aufladevorgang des Kondensators 13 über den Teilerwiderstand 3 bzw. den Widerstand 14 durch entsprechende Dimensionierung dieser Bauteile so lange andauern muß, daß der npn-Schalttransistor 8 abkühlen kann und dadurch wieder in der Lage ist, kurzzeitig den fließenden Kurzschlußstrom zu übernehmen, ohne zerstört zu werden. Der npn-Überlasttransistor 12 muß selbstverständlich so ausgelegt sein, daß er durch den kurzzeitig sehr hohen Entladestrom des Kondensators 13 keinen Schaden nimmt.
  • F i g. 2 zeigt eine weitere Schaltung, in der das erfindungsgemäße Schaltungsprinzip angewendet ist. Da die Schaltung bis zum Ausgang des Operationsverstärkers 5 der zu Fig.l beschriebenen Schaltung entspricht, werden im folgenden nur die abweichenden Teile näher erläutert.
  • Der Ausgang des Operationsverstärkers 5 ist über einen Vorwiderstand 7 mit der Basis eines pnp-Schalttransistors verbunden, dessen Kollektor auf den an Masse liegenden Verbraucher 16 führt und dessen Emitter einerseits über einen Stromfühlerwidersland 17 mit + lln und anderseits über einen Schutzwidenstand 18 mit der Basis eines pnp-ilbellasltlansistors 19 verbunden ist. Der Emitter des pnp-Überlasttransistol s 19 liegt auf + Un und der Kollektor zum einen über einen Kondensator 20 an + Un und zum anderen über einen Widerstand 21 am positiven Eingang des Opcrationsvcr- stärkers 5.
  • Für diese Schaltung ist vorausgesetzt, daß der Schalttransistor 15 den mit einem Anschluß an Masse liegenden Verbraucher 16 bei hohen Temperaturen gegen + UB schaltet und daß aus den bereits zu Fig. 1 ausgeführten Gründen die Teilerspannung des ersten Spannungsteilers 1,2 nicht verändert werden darf.
  • Da die Funktionsweise der Operationsverstärkerschaltung 1 bis 6 bereits zu Fig. 1 beschrieben ist, wird, um eine Wiederholung zu vermciden, davon ausgegangen, daß der Ausgang des Operationsverstärkers 5 auf Li4nm, liegt, so daß der pnp-Schalttransistor 15 durchgeschaltet ist. Durch den Verbraucher 16 sowie durch den Stromfühlerwiderstand 17 fließt damit ein Strom, der nur so groß sein darf, daß der pnp-Überlasttransistor 19 noch nicht durchschaltct. Tritt an den Klemmen des Verbrauchers 16 ein Kurzschluß auf, wird durch den Kurzschlußstrom der Spannungsabfall am Stromfühlerwiderstand 17 so groß. daß der pnp-Überlasttransistor 19 durchschaltet und den Kondensator 20 entlädt. Dadurch wird der positive Eingang des Operationsverstsirkers 5 auf ein Potential gelegt, das durch den Teilerwiderstand 4, den Widerstand 21 und den Entladezustand des Kondensators 20 bestimmt ist. Der Widerstand 21 ist dabei so ausgelegt, daß das Potential am positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 höher liegt als das Potential am negativen Eingang.
  • Durch diese Verschiebung des Potentials am Eingang des Operationsverstärkers 5 in Richtung + Un geht dessen Ausgang auf Um,,,,,,. so daß der pnp-Schalttransistor 15 sowie der pnp-Überlasttransistor 19 sperren. Von diesem Zeitpunkt an wird der Kondensator 20 über die Reihenschaltung aus dem Teilerwiderstand 4 und dem Widerstand 21 aufgeladen, bis das Potential am positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 einen Wert UH erreicht hat, der durch den Spannungsteiler 3, 4 vorgegeben ist. Liegt der negative Eingang des Operationsverstärkers 5 dabei auf einem Potential, das größer ist als Urer + (+ Elf). schaltet der Operationsverstärker 5 seinen Ausgang auf U.,s,,,. wenn das Potential am positiven Eingang den Wert U,;.z + (+ U11) in Richtung negativer Spannungen überschreitet. Sobald der Ausgang des Operationsverstärkers 5 auf U,,, fällt, schaltet der pnp-Schalttransistor 15 durch. Für den Fall, daß der Kurzschluß an den Klemmen des Verbrauchers 16 noch anliegt. schaltet entsprechend der pnp-Überlasttransistor 19 ebenfalls durch und der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt sich. Nach Wegfallen des Kurzschlusses ist die Schaltung uneingeschränkt betriebsfähig.
  • Für die Bemessung der Bauteile gilt entsprechendes wie zu Fig. 1 ausgeführt.
  • Eine gegenüber dem in F i g. 2 gezeigten Beispiel etwas abgeänderte Schaltung ist in Fig.3 dargestellt.
  • Auch hier werden zur Vereinfachung nur die abweichenden Schaltungsteile näher erläutert.
  • Der Ausgang des Operationsverstärkers 5 ist über einen Treibervorwiderstand 22 mit der Basis eines npn-Treibertransistors 23 verbunden, dessen Emitter auf Massepotential geführt ist. Zwischen dem Kollektor des npn-Treibertransistors 23 und + Un liegt ein aus einem ersten Teilerwiderstand 24 und einem zweiten Teilerwiderstand 25 bestehender Spannungsteiler 24, 25. Zwischen dem ersten Teilerwiderstand 24 und dem zweiten Teilerwiderstand 25 des Spannungsteilers 24, 25 ist eine Schaltung 15, 16, 17, 18, 19, wic sie in Fig. 2 gezeigt ist.
  • angeschl<)ssen. Der Kollektor des pnp-Überlasttransistors 19 ist jedoch über einen Kondensator 26 mit Masse und über einen Widerstand 27 mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 verbunden.
  • Als Vorgabe für die in F i g. 3 gezeigte Schaltung wurde davon ausgegangen, daß der Operationsverstärker 5 den pnp-Schalttransistor 15 nicht zu treiben vermag und deshalb eine Treiberstufe notwendig ist. Darüber hinaus wurde angenommen, daß der mit Masse verbundene Verbraucher bei niedrigen Temperaturen gegen + UB zu schalten ist.
  • Die Funktion der Treiberstufe 22 bis 25 bedarf keiner näheren Erläuterung, da derartige Schaltungen allgemein bekannt sind. Es werden deshalb lediglich die Vorgänge im Kurzschlußfall erläutert.
  • Tritt an den Klemmen des Verbrauchers 16 ein Kurzschluß auf, schaltet der pnp-Überlasttransistor 19 durch und lädt den Kondensator 26 auf. Dadurch steigt am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 das Potential ebenfalls an. Bei Überschreiten der Spannung Uref + (+ U) geht der Ausgang auf UA"I£n. so daß der Treibertransistor 23, der pnp-Schalttransistor 15 und der pnp-Überlasttransistor 19 sperren. Von diesem Zeitpunkt an wird der Kondensator 26 über den Widerstand 27 und den PTC-Widerstand 2 entladen, bis das durch den Teilerwiderstand 1 und den PTC-Widerstand 2 gegebene Teilerverhältnis wieder hergestellt ist. Wird dabei die Spannung Uref + (- U11) am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 unterschritten, schaltet dessen Ausgang auf UAm; und die Transistoren der nachfolgenden Schaltung schaltet durch. Falls der Kurzschluß noch anliegt, wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vorgang, andernfalls ist die Schaltung voll betriebsfähig.
  • Eine erweiterte Version der in F i g. 1 gezeigten Schaltung ist in F i g. 4 dargestellt. Der Unterschied zum in F i g. 1 gezeigten Beispiel besteht darin, daß dem npn-Überlasttransistor 12 eine Inverterstufe nachgeschaltet ist. Dies ist so realisiert, daß zwischen dem Kollektor des npn-Überlasttransistors 12 und + Un ein aus einem ersten Teilerwiderstand 28 und einem zweiten Teilerwiderstand 29 bestehender Spannungsteiler 28, 29 geschaltet ist, an dessen Abgriff die Basis eines pnp-lnvertertransistors 30 liegt. Der Emitter des pnp-lnvertertransistors 30 liegt ebenfalls auf + Us. Der Kollektor ist, wie bereits in F i g. 3 gezeigt, einerseits über den Kondensator 26 auf Masse geführt und anderseits über den Widerstand 27 mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 verbunden.
  • Als Voraussetzung für diese Schaltung wurde angenommen, daß die an + U0 liegende Last 9 bei niedrigen Temperaturen gegen Masse zu schalten ist.
  • Liegt an den Klemmen des Verbrauchers 9 ein Kurzschluß, schaltet der npn-Überlasttransistor 12 und damit der pnp-lnvertertransistor 30 durch und der Kondensator 26 wird aufgeladen. Entsprechend steigt dann das Potential am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 ebenfalls an und dessen Ausgang geht auf U"l,.....
  • so daß der Schalttransistor 8, der Überlasttransistor 12 und der Invertertransistor 30 sperren. Von diesem Zeitpunkt an wird der Kondensator 26 über den Widerstand 27 und den PTC-Widerstand 2 entladen, bis das durch den Spannungsteiler 1, 2 vorgegebene Teilerverhältnis erreicht ist. Wird dabei die Spannung Urcl + (- U,1) unterschritten, springt der Ausgang des Operationsverstärkers 5 auf UAw.-ix. Falls zu diesem Zcitpunkt der Kurzschluß noch immer anliegt, wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vorgang, ansonsten ist die Schaltung voll betriebsfähig.
  • Als letztes Beispiel ist in F i g. 5 eine Erweiterung der Schaltung nach Fig.3 gezeigt. Der Unterschied zur Schaltung nach F i g. 3 besteht darin, daß zwischen dem Kollektor des pnp-Uberlasttransistors 19 und Masse ein aus einem ersten Teilerwiderstand 31 und einem zweilen Teilerwiderstand 32 bestehender Spannungsteiler 31, 32 liegt, an dessen Abgriff die Basis eines npn-lnvertertransistors 33 angeschlossen ist. Der Emitter des npnlnvertertransistors 33 liegt an Masse. Der Kollektor ist einerseits über den Kondensator 13 ebenfalls an Masse geführt und anderseits über einen Widerstand 14 mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 verbunden.
  • Als Vorgabe für die vorstehend beschriebene Schaltung wurde angenommen. daß der mit Masse verbundene Verbraucher bei niedrigen Temperaturen gegen + Un zu schalten ist, wobei der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers 5 nicht ausreicht, um den pnp-Schalttransistor 15 zu treiben, so daß eine Treiberstufe vorgesehen werden muß. Weiterhin ist davon ausgegangen, daß das Teilerverhältnis des ersten Spannungsteilers 1, 2 aus den Gründen, die bereits zu F i g. 1 ausgeführt sind, nicht verändert werden darf, Auch in diesem Fall soll zur Vereinfachung nur das Verhalten der Schaltung bei Kurzschluß beschrieben werden. Wie in allen übrigen Fällen wird dabei vorausgesetzt, daß der Schalttransistor durchgeschaltet ist.
  • Tritt an den Klemmen des Verbrauchers 16 ein Kurzschluß auf, schaltet der pnp-Überlasttransistor 19 und damit der npn-lnvertertransistor 33 durch, der Kondensator 13 entlädt sich und der positive Eingang des Operationsverstärkers 5 wird gegen Massepotential gezogen. Dadurch schaltet der Operationsverstärker 5 seinen Ausgang auf UAm,, und sperrt damit alle Transistoren der nachfolgenden Schaltung. Von diesem Zeitpunkt an wird der Kondensator 13 über den Widerstand 14 und den Teilerwiderstand 3 aufgeladen, bis das durch den Spannungsteiler 3, 4 vorgegebene Potential Uref am positiven Eingang des Operationsverstärkers 5 anliegt.
  • Ist das Potential am negativen Eingang des Operationsverstärkers 5 kleiner als Urcr + (- U1i), geht der Ausgang des Operationsverstärkers 5 auf UAI,I,0S, sobald der positive Eingang die Spannung Uref + (-UH) in Richtung positiver Spannungen überschreitet.
  • Ergänzend zu den F i g. 1 bis 5 erscheinen noch einige Hinweise angebracht. Die Versorgungsspannung + Un kann selbstverständlich an der Widerstandsbrückenschaltung 1, 2, 3, 4, am Operationsverstärker 5 und am Leistungsteil der Schaltung unterschiedlich sein. Die Widerstände 24, 29, 32 dienen dazu, die Einflüsse der Kollektor- Emitter- Restströme zu eliminieren, können aber prinzipiell gegen unendlich gehen. Die Schutzwiderstände 11 und 18 begrenzen den Basis-Emitterstrom auf zulässige Werte, sind aber zur Funktion der Schaltung nicht unbedingt erforderlich; ihr Wert kann also gegen Null gehen. Die Werte der Widerstände 14, 21, 27 hängen von den Werten der Teilerwiderstände der Widerstandsbrückenschaltung 1, 2, 3, 4 ab und können ebenfalls gegen Null gehen.
  • Abschließend soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß es sich bei den vorstehend beschriebenen F i g. 1 bis 5 lediglich um Ausführungsbeispiele handelt.
  • Dem Fachmann dürfte es keine Schwierigkeiten bereiten, die Schaltungen nach F i g. 1 bis 5 untereinander zu kombinieren und z. B. mehrere derartige Schaltungen parallel an einem nur einmal vorhandenen ersten Spannungsteiler 1, 2 oder einem nur einmal vorhandenen zweiten Spannungsteiler 3, 4 zu betreiben. Mit dem erfindungsgemäßen Schaltungsprinzip ist demnach eine universelle Möglichkeit gegeben, Temperaturschalter bekannter Art vor Überlastung zu schützen und deren uneingeschränkte Funktionsfähigkeit nach Wegfallen des Kurzschlusses ohne irgendwelche Eingriffe wieder herzustellen.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1: Kurzschlußfester, temperatuiabhängiger Schalter, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) eine Widerstandsbrückenschaltung (1, 2, 3, 4), die in einem ersten Brückenzweig eine Rcihenschaltung aus einem ersten Widerstand (1) und einem temperaturabhängigen Widerstand (2) und in einem zweiten Brückenzweig eine Rcihenschaltung aus einem zweiten Widerstand (3) und einem dritten Widerstand (4) aufweist, wobei die Reihenschaltung jeweils mit den beiden Polen der Versorgungsspannung verbunden sind; b) eine Vergleicherschaltung (5, 6), deren beide Eingänge mit der Widerstandsbrückenschaltung (1, 2, 3, 4) derart verbunden sind, daß sie die Brückenspannung abgreifen, wobei die Vergleicherschaltung (5, 6) so ausgeführt ist, daß sie an ihrem Ausgang bei Überschreiten einer ersten Brückenspannung einen ersten Schaltzustand und bei Unterschreiten einer zweiten Brückenspannung einen zweiten Schaltzustand zeigt; c) ein Schalttransistor (8, 15), dessen Basis über einen Vorwiderstand (7) mit dem Ausgang der Vergleicherschaltung (5, 6) verbunden ist und dessen Kollektor über eine Last (9, 16) mit dem einen Pol der Versorgungsspannung und dessen Emitter über einen Stromfühlerwiderstand (10, 17) mit dem anderen Pol der Versorgungsspannung verbunden ist; d) einen Überlasttransistor (12, 19), dessen Basis mit dem Emitter des Schalttransistors (8, 15) verbunden ist und dessen Emitter eine Verbindung zum gleichen Pol der Versorgungsspannung aufweist, wie der Stromfühlerwiderstand (s0, 17); e) einen Kondensator (13, 20, 26), dessen crster Anschluß mit dem Kollektor des Überlasttransistors (12, 19) und dessen zweiter Anschluß mit einem Pol der Versorgungsspannung verbunden ist; f) eine Verbindung zwischen dem ersten Anschluß des Kondensators (13, 20, 26) und einen Eingang der Vergleicherspannung (5, 6).
  2. 2. Schaltung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - zwischen den Ausgang der Vergleicherschaltung (5, 6) und die Basis des Schalttransistors (15) eine Treiberstufe (22-25) geschaltet ist, die aus einem npn-Treibertransistor (23) besteht, dessen Basis über einen Vorwiderstand (22) mit dem Ausgang der Vergleicherschaltung (5, 6), dessen Emitter mit dem Massepol der Versorgungsspannung und dessen Kollektor mit einem einen ersten Teilerwiderstand (25) und einen zweiten Teilerwiderstand (24) aufweisenden Spannungsteiler (24, 25) verbunden ist; - der Spannungsteiler (24, 25) mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden ist; - zwischen dem ersten Teilerwiderstand (25) und dem zweiten Teilerwiderstand (24) die Basis des pnp-Schalttransistors (15) angeschlossen ist; - der Stromfühlerwiderstand (17) und der pnp-Überlasttransistor (19) mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden sind; der zweite Anschluß des Kondensators (13, 26) mit dem Massepol der Versorgungsspannung verbunden ist.
  3. 3. Schaltung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß Zwischen Kollektor des npn-Überlasttransistors (12) und den ersten Anschluß des Kondensators (26) eine Inverterstufe (28 bis 30) geschaltet ist, die einen aus einem ersten Teilerwiderstand (28) und einem zweiten Tcilerwiderstand (29) bestehenden Spannungsteiler (28,29) aufweist; der Spannungsteiler (28, 29) einerseits mit dem Kollektor des pnp-Oberlasttransistors (12) und anderseits mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden ist; Zwischen dem ersten Teilerwiderstand (28) und dem zweiten Teilerwiderstand (29) des Spannungsteilers (28, 29) die Basis des pnp-lnvertertransistors (30) angeschlossen ist; der Emitter des pnp-lnvertertransistors (30) mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung und der Kollektor mit dem ersten Anschluß des Kondensators (26) verbunden ist; - der mit dem Emitter des npn-Schalttransistors (8) verbundene Stromfühlerwiderstand (d0) mit seinem zweiten Anschluß ebenso wie der Emitter des npn-Überlasttransistors (12) mit dem Massepol der Versorgungsspannung verbunden ist; - der zweite Anschluß des Kondensators (26) mit dem Massepol der Versorgungsspannung verbunden ist.
  4. 4. Schaltung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischen dem Kollektor des pnp-Überlasttransistors (19) und dem ersten Anschluß des Kondensators (13) eine Inverterstufe (31 bis 33) geschaltet ist, die einen aus einem ersten Teilerwiderstand (31) und einem zweiten Teilerwiderstand (32) bestehenden Spannungsteiler (31, 32) aufweist; der Spannungsteiler (31, 32) einerseits mit dem Kollektor des pnp-Überlasttransistors (19) und anderseits mit dem Massepol der Versorgungsspannung verbunden ist: Zwischen dem ersten Teilerwiderstand (31) und dem zweiten Teilerwiderstand (32) des Spannungsteilers (31, 32) die Basis des npn-lnvertertransistors (33) angeschlossen ist; der Kollektor des npn-lnvertertransistors (33) mit dem ersten Anschluß des Kondensators (13) und der Emitter mit dem Massepol der Versorgungsspannung verbunden ist.
    Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
DE19833324925 1983-07-09 1983-07-09 Kurzschlußfester, temperaturabhängiger Schalter Expired DE3324925C1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0366817A1 (de) * 1987-10-15 1990-05-09 Drägerwerk Aktiengesellschaft Überwachungsvorrichtung zur Temperaturüberwachung in einer Schaltanordnung

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