DE3542765A1 - Versorgungsschaltung - Google Patents
VersorgungsschaltungInfo
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- G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
- G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Versorgungsschaltung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Spannungsregler für solche Versorgungsschaltungen sind marktgängig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile zu vermeiden,
die auftreten, wenn die Speisespannung für aus einer solchen Ver
sorgungsschaltung betriebene Verbraucher vorübergehend ausfällt,
weil Störspannungsspitzen im Netz den Betriebsbereich des Spannungs
reglers überschreiten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst,
daß die Versorgungsschaltung gemäß dem kennzeichnenden Teil des
Anspruches 1 beschaltet wird.
Der Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein vorübergehender
Spannungsanstieg für viele Verbraucher, insbesondere wenn es sich
dabei um prozessorgesteuerte Einrichtungen handelt, funktionell
weniger kritisch ist, als ein vorübergehender Spannungszusammen
bruch. Deshalb wird dann, wenn der Arbeitsbereich des Spannungs
reglers von der Netzspannung überschritten wird, unter Überbrückung
des Reglers vorübergehend eine überhöhte und nicht geregelte Spannung
an den Verbraucher geliefert.
Das Einsetzen dieser Überbrückungsspannung und deren Begrenzung
läßt sich in relativ engen Toleranzgrenzen durch die Verwendung
von Zenerdioden (als den Überspannungsbegrenzern zwischen Eingang
und Ausgang der Versorgungsschaltung und parallel zum Verbraucher)
bestimmen, so daß Zerstörungen durch Überspannungen sicher vermieden
sind.
Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen
und, unter Berücksichtigung auch der Darlegungen in der Zusammen
fassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter
Beschränkung auf das Wesentliche abstrahiert skizzierten bevorzugten
Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Die einzige Figur
der Zeichnung zeigt im Schaltbild eine erfindungsgemäße Versorgungs
schaltung.
Die im vereinfachten Schaltbild gezeigte Versorgungsschaltung 1
dient der Speisung eines Verbrauchers 2 aus einem wenig konstanten
Netz 3, wie es etwa als Bordnetz eines Fahrzeuges vorliegt. Um aus
der Netzspannung U 3 eine reduzierte stabilisierte Speisespannung
U 2 für den Verbraucher 2 zu gewinnen, ist die Versorgungsschaltung
1 im wesentlichen mit einem Spannungsregler 4 ausgestattet, wie
er als Baugruppe mit integrierter Schaltung handelsüblich ist und
beispielsweise unter Typenbezeichnungen wie LM 2931 von den Firmen
National Semiconductor Co.(NSC) oder Texas Instruments Co. (TI),
bzw. L 4805 von SGS, angeboten wird. Überlicherweise wird ein solcher
Spannungsregler 4 mit einem Eingangskondensator 5 und einem Ausgangs
kondensator 6 beschaltet. Zum Schutz gegen extreme Spannungsspitzen
im Netz 3 ist dem Eingang 7 der Versorgungsschaltung 1 vorteilhafter
weise ein Überspannungsableiter 8, etwa in der Bauform eines spannungs
abhängigen Widerstandes, parallel geschaltet, der für die Arbeits
weise der Versorgungsschaltung 1 keine Stabilisierungsfunktion,
sondern insbesondere Schutzfunktion für die integrierten Eingangs
schaltungen seines Reglers ausübt.
Die Funktion der hier betrachteten Spannungsregler 4 bringt es mit
sich, daß sie ausgangsseitig hochohmig abschalten (also keine Aus
gangsspannung U 9 liefern), wenn die Netzspannung U 3 den Regelbereich
U 3 max des Spannungsreglers 4 übersteigt. Spannungsspitzen auf dem
Netz 3 führen also zu vorübergehendem Ausfall der Ausgangsspannung
U 9. Da ein ausgangsseitiger Durchgriff auf den großen Eingangskonden
sator 5 bei abgeschaltetem Regler 4 nicht gegeben ist, entlädt sich
je nach den Belastungsgegebenheiten dann der Ausgangskondensator
6 relativ rasch, weil der aus Aufwandsgründen nicht beliebig groß
realisierbar ist; so daß die Speisespannung U 2 vorübergehend zusammen
bricht. Wenn es sich beim elektrischen Verbraucher 2 unter anderem
um prozessorgesteuerte Einrichtungen - etwa zur Meßwertverarbeitung
und Anzeigesteuerung in einem Kraftfahrzeug - handelt, hat der Zu
sammenbruch mit alsbald darauf erfolgendem Wiederanstieg der Speise
spannung U 2 einen Prozessor-Reset zur Folge, also bei der Daten
verarbeitung einen Programmablauf, als ob es sich um den Betriebs
beginn handelte; obgleich tatsächlich stationärer Betrieb mit einer
nur kurzen Störung in Form überhöhter Netzspannung U 3 gegeben ist.
Diese Programmunterbrechung kann zu erheblichen Störungen bei der
Funktion elektrischer Geräte bzw. bei der Interpretation von Anzeigen
führen.
Solche Störungen werden vermieden, wenn - wie in der Zeichnung berück
sichtigt - der Versorgungsschaltung 1 bzw. ihrem Spannungsregler
4 ein Spannungsteiler 10 mit Überspannungsbegrenzern 11 eingangsseitig
parallel geschaltet wird, an dessen Teilerabgriff 13 der Schaltungs-Aus
gang 9 angeschlossen ist. Dabei ist die Ansprechspannung Uz 11 des
den Spannungsregler 4 zwischen Eingang 7 und Ausgang 9 überbrückenden
Überspannungsbegrenzers 11 derart ausgelegt, daß dieser bei einer
momentanen Netzspannung U 3 kurz unter der Abschaltspannung U 3 max
des Reglers 4 durchlässig wird. Der ausgangsseitig parallel geschaltete
Überspannungsbegrenzer 12 ist dafür ausgelegt, bei der Nenn-Ausgangs
spannung U 9 des Reglers 4 noch zu sperren (also noch hochohmig zu
sein).
Diese Überbrückungsmaßnahme hat somit zur Folge, daß beim Abschalten
des Spannungsreglers 4 die an sich momentan zu hohe Netzspannung
U 3<U 3 max auf den Ausgang 9 und damit an den Verbraucher 2 gelegt
wird; was, wie die Praxis zeigt, sowohl für den Verbraucher 2 wie
auch für den Regler 4 unschädlich ist, weil diese Überbrückung nur
kurzzeitig wirksam wird und eine zu hohe Speisespannung U 2 durch
die Dimensionierung des Überspannungsbegrenzers 12 (also durch die
entsprechende Vorgabe seiner Durchschaltspannung Uz 12) vermieden
wird. Dann wird der Verbaucher 2 zwar momentan nicht mit der Aus
gangs-Konstantspannung U 9, sondern mit höherer und nicht konstanter
Spannung betrieben; was aber für die Verbraucherfunktionen insgesamt
weniger kritisch ist, als ein vorübergehender Zusammenbruch der
Speisespannung U 2.
Zweckmäßigerweise liegt in dem Strompfad, der vom Eingang 7 zum
Ausgang 9 der Versorgungsschaltung 1 führt, in Serie mit dem Über
spannungsbegrenzer 11 ein Strombegrenzungswiderstand 14, der gemäß
dem Leistungsbedarf der Verbraucher 2 dimensioniert ist und beim
Ansprechen beider Überspannungsbegrenzer 11-12 einen Kurzschluß
am Netz 3 unterbindet. Da über den Widerstand 14 außerdem der Aus
gangskondensator 6 auf die nun höhere (durch das Ansprechverhalten
des Überspannungsbegrenzers 11 bestimmte) Speisespannung U 2 aufge
laden wird, erfolgt für die Verbraucher 2 ein verzögerter Anstieg
der Speisespannung U 2. Das ist vorteilhaft, weil sich dadurch die
Spannungsschwankungen an den Verbrauchern 2 kaum auswirken, denn
die Überspannungsspitze im Netz 3 ist möglicherweise schon wieder
abgeklungen, ehe der Ausgangskondensator 6 auf die höhere Speise
spannung U 2 aufgeladen ist.
Claims (4)
1. Elektrische Versorgungsschaltung (1), insbesondere für Verbraucher
in Form von Prozessor-Schaltungen in Fahrzeugen, mit einem bei
überhöhter Netzspannung (U 3 max) abschaltendem Spannungsregler
(4),
dadurch gekennzeichnet,
daß ihrem Eingang (7) ein Spannungsteiler (10) aus Überspannungs
begrenzern (11-12) parallel geschaltet ist, an dessen Teilerab
griff (13) ihr Ausgang (9) angeschlossen ist; wobei der den
Spannungsregler (4) überbrückende Überspannungsbegrenzer (11)
anspricht, ehe die Netzspannung (U 3) die Abschaltspannung (U 3
max) des Reglers (4) erreicht, und der dem Ausgang (9) parallel
geschaltete Überspannungsbegrenzer (12) eine oberhalb der stabili
sierten Regler-Ausgangsspannung (U 9) liegende Ansprechspannung
aufweist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überspannungsbegrenzer (11, 12) Zenerdioden sind.
3. Versorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Überbrückung vom Eingang (7) zum Ausgang (9) ein
Strombegrenzungswiderstand (14) mit dem Überspannungsbegrenzer
(11) in Serie geschaltet ist.
4. Versorgungsschaltung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Ausgang (9) ein Kondensator (6) parallel geschaltet
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853542765 DE3542765C3 (de) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | Versorgungsschaltung |
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Family
ID=6287521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19853542765 Expired - Lifetime DE3542765C3 (de) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | Versorgungsschaltung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3542765C3 (de) |
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