DE3743453A1 - Circuit arrangement for short-circuit protection of a semiconductor amplifier element - Google Patents
Circuit arrangement for short-circuit protection of a semiconductor amplifier elementInfo
- Publication number
- DE3743453A1 DE3743453A1 DE19873743453 DE3743453A DE3743453A1 DE 3743453 A1 DE3743453 A1 DE 3743453A1 DE 19873743453 DE19873743453 DE 19873743453 DE 3743453 A DE3743453 A DE 3743453A DE 3743453 A1 DE3743453 A1 DE 3743453A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- amplifier
- circuit
- circuit arrangement
- time
- amplifier element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
- H02H3/02—Details
- H02H3/025—Disconnection after limiting, e.g. when limiting is not sufficient or for facilitating disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
- H02H7/205—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment for controlled semi-conductors which are not included in a specific circuit arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Kurzschlußschutz eines Halbleiterverstärkerelements der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a circuit arrangement for Short circuit protection of a semiconductor amplifier element mentioned in the preamble of claim 1.
Solche Halbleiterverstärkerelemente können z. B. Lei stungstransistoren beliebiger Art sein, die heute im großen Maße zum Schalten von Lastströmen erheblicher Stromstärke dienen.Such semiconductor amplifier elements can e.g. B. Lei voltage transistors of any kind that are used today in large dimensions for switching load currents more significant Amperage serve.
Überschreitet der Laststrom einen für den Leistungs transistor zulässigen Arbeitsstrom für eine längere Zeit, so führt dies zur Beschädigung bzw. Zerstörung des Transistors.If the load current exceeds one for the power transistor allowable working current for a longer Time, this leads to damage or destruction of the transistor.
Es sind verschiedene Schaltungen zum Kurzschlußschutz bekanntgeworden.There are various circuits for short-circuit protection known.
Mit geeigneten Schaltelementen läßt sich der Arbeits strom des Leistungstransistors begrenzen. Jedoch auch bei dieser Schutzschaltung entsteht im Kurzschlußfall am Transistor eine sehr hohe Verlustleistung, die letztendlich zur Zerstörung des Transistors führen kann. The work can be done with suitable switching elements limit current of the power transistor. But also this protection circuit is created in the event of a short circuit a very high power dissipation at the transistor ultimately lead to the destruction of the transistor can.
Da häufig nur im Einschaltmoment hohe Lastströme zu schalten sind, die während der vergleichsweise kurzen Einschaltdauer für den Transistor unschädlich sind, kombiniert man die bekannten Schutzschaltungen mit einer der Ansprechverzögerung dienenden Schaltung. Bei diesen Schaltungen kann jedoch der Leistungstransistor bei einem starken Kurzschluß sofort zerstört werden, ehe der Stromkreis unterbrochen wird. Das ist z. B. dann der Fall, wenn der Transistor stark durchgesteuert werden muß und die Spannungsquelle der Last sehr nie derohmig ist. Solche niederohmigen Spannungsquellen werden z. B. gerade dann benötigt, wenn große Lastströ me geschaltet werden sollen.Since high load currents often only occur when the motor is switched on are switching that during the comparatively short Duty cycle for the transistor are harmless, you combine the known protective circuits with a circuit used for the response delay. At these circuits, however, can be the power transistor be destroyed immediately in the event of a strong short circuit, before the circuit is broken. That is e.g. B. then the case when the transistor is turned on must be and the voltage source of the load very rarely that is ohmic. Such low-resistance voltage sources z. B. needed just when large load currents me should be switched.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welcher das Halbleiterverstärkerelement in allen denkbaren Fällen gegen Kurzschluß geschützt ist, ohne daß es sofort zu einer vollständigen Abschal tung kommt, wenn z. B. nur im Einschaltmoment ein hoher Laststrom auftritt.The present invention is based on the object a circuit arrangement of the generic type create in which the semiconductor amplifier element protected against short-circuit in all conceivable cases is without a complete scarf immediately tion comes when z. B. only a high at switch-on Load current occurs.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Schaltungsanord nung, wie sie im einzelnen mit Anspruch 1 gekennzeich net ist.This task is solved with a circuit arrangement tion, as characterized in detail with claim 1 is not.
Das besondere dieser Schaltung besteht in ihrer Mehr fachwirkung. The special thing about this circuit is its more professional effect.
Überschreitet der Laststrom einen definierten Schwell wert, verhindert eine sofort wirksam werdende Strom begrenzung die Zerstörung des Halbleiterverstärker elementes.If the load current exceeds a defined threshold worth, prevents an immediately effective current limit the destruction of the semiconductor amplifier element.
Dauert die Überlast für längere Zeit an, erfolgt verzö gert, nämlich nach einer Einschaltzeit, eine Abschal tung des Halbleiterverstärkerelementes. Hierdurch wird verhindert, daß das Verstärkerelement wegen länger andauernder zu hoher Verlustleistung zerstört wird.If the overload lasts for a long time, there is a delay device, namely after a switch-on time, a shutdown device of the semiconductor amplifier element. This will prevents the amplifier element from being longer permanent excessive power loss is destroyed.
Während der Abschaltung kann das überlastete Verstär kerelement Wärme abgeben, also abkühlen. Nach einer de finierten Zeit, der sogenannten Abschaltzeit, die zweckmäßigerweise länger als die Einschaltzeit ist, wird das Verstärkerelement erneut eingeschaltet. Dauert die Überlast in diesem Zeitpunkt immer noch an, erfolgt wiederum nach einer Verzögerung, der Einschaltzeit, die Abschaltung. Dieser Vorgang wiederholt sich impulsartig so oft, bis der Laststrom des Verstärkerelementes auf einen zulässigen Wert gesunken ist.During the shutdown, the overloaded amplifier Kerker give off heat, so cool. After a de defined time, the so-called switch-off time, the is expediently longer than the switch-on time, the amplifier element is switched on again. Lasts the overload is still on at this point again after a delay, the on time, the Shutdown. This process is repeated in an impulse until the load current of the amplifier element is on a permissible value has dropped.
Der besondere Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß sich die Einschaltzeit mit wachsendem Überstrom verkürzt, da die Ausgangsspannung des Schwellwertver stärkers in Verbindung mit der Referenzspannung des Schaltverstärkers die Verzögerungszeit des Verzöge rungsgliedes ändert. The particular advantage of this circuit is that that the switch-on time increases with increasing overcurrent shortened because the output voltage of the threshold value ver amplifier in connection with the reference voltage of the Switching amplifier the delay time of the delay member changes.
Mit dieser Schaltung wird nicht nur eine Zerstörung des Verstärkerelementes verhindert. Vielmehr wird mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Stromversor gung eines Verbrauchers auch bei Überstrom, also bei Kurzschluß, wenn auch nur impulsartig, gewährleistet, was für bestimmte Anwendungsfälle, z. B. beim Anlaufen von Motoren, bei Kondensatoraufladung, vorteilhaft sein kann, wobei die Einschaltzeit umgekehrt proportional zum Überstrom verlängert wird.This circuit will not only destroy the Prevents amplifier element. Rather, with the Circuit arrangement according to the invention the power supplier supply of a consumer even with overcurrent, i.e. with Short circuit, even if only impulsive, guaranteed what for certain use cases, e.g. B. when starting of motors, with capacitor charging, may be advantageous can, the on-time being inversely proportional is extended to overcurrent.
Besondere Schaltmaßnahmen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.Special switching measures are the subject of the others Expectations.
Die Schaltung eignet sich zum Kurzschlußschutz ver schiedenartiger Halbleiterverstärkerelemente, wie z. B. von bipolaren Leistungstransistoren oder auch MOS-Feld effekttransistoren. Ferner kann die Schaltung so aufge baut sein, daß mit ihr ganze Transistorgruppen abge schaltet werden.The circuit is suitable for short circuit protection ver different semiconductor amplifier elements, such as. B. of bipolar power transistors or MOS field effect transistors. Furthermore, the circuit can be opened builds that abge whole transistor groups be switched.
Anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnun gen veranschaulicht sind, ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in ihrer Wirkungsweise nachstehend noch im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigtUsing exemplary embodiments that are shown in the drawings gene illustrated, is the invention Circuit arrangement in its mode of operation below explained in more detail. In the drawings shows
Fig. 1a - schematische Darstellung zur Erläuterung des Regelverhaltens der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig. 1a - schematic view showing the control behavior of the circuit arrangement according to the invention,
Fig. 1b - Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Figure 1b -. Block diagram of the inventive circuit arrangement,
Fig. 2a - Lasttrom des Halbleiterverstärkerele mentes bei kleiner den definierten Ab schaltstrom übersteigender Überlast, Fig 2a -. Lasttrom of Halbleiterverstärkerele mentes exceeding overload at the smaller From defined switching current,
Fig. 2b - Laststrom des Halbleiterverstärkerele mentes bei größerer Überlast bzw. Kurz schluß, Figure 2b -. Load current of the Halbleiterverstärkerele mentes at higher overload or short circuit,
Fig. 3 - Schaltbild der erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung nach einem ersten Aus führungsbeispiel und Fig. 3 - Circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention according to a first exemplary embodiment and
Fig. 4 - Schaltbild der erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung nach einem zweiten Aus führungsbeispiel. Fig. 4 - Circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention according to a second exemplary embodiment.
Die grundsätzliche Arbeitsweise der mit der Erfindung vorgeschlagenen Schaltungsanordnung ist anhand der Fig. 1a und 1b erläutert, wobei Fig. 1a das Regel verhalten allgemein und Fig. 1b ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zeigen.The basic mode of operation of the circuit arrangement proposed by the invention is explained with reference to FIGS. 1a and 1b, with FIG. 1a generally behaving in a general manner and FIG. 1b showing a block diagram of the circuit arrangement.
Das zu überwachende bzw. zu schützende Halbleiterver stärkerelement ist mit Tr L beeichnet und liegt in ei nem aus der Spannung U L gespeisten Laststromkreis. Außer dem Lastwiderstand R L ist ein Meßwiderstand R m im Laststromkreis angeordnet. Die am Meßwiderstand R m ab fallende Spannung ist ein Maß für die Belastung des Halbleiterverstärkerelementes Tr L . Diese Spannung wird einem Differenzverstärker V 1 zugeführt. Überschreitet die dem Laststrom entsprechende Spannung einen vorgege benen Schwellwert, so erzeugt der Verstärker V 1 ein Regelsignal, das über ein Übertragungsglied V 3 der Steuerelektrode des zu überwachenden Halbleiterver stärkerelementes Tr L derart zugeführt wird, daß der Laststrom selbst bei Kurzschluß im Laststromkreis auf einen maximal zulässigen Strom begrenzt wird. Das am Augang von V 1 erzeugte Steuersignal wird gleichzeitig über ein Verzögerungsglied V τ einem Schaltverstärker V 2 zugeleitet. Nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, der Einschaltzeit, wird der Schaltverstärker V 2 akti viert und erzeugt an seinem Ausgang ein Signal, mit welchem das Übertragungsglied V 3 ganz gesperrt wird, was zum Abschalten des Laststromkreises durch Sperrung des Halbleiterverstärkerelemenes Tr L führt.The semiconductor amplifier element to be monitored or protected is designated with Tr L and lies in a load circuit fed from the voltage U L. In addition to the load resistor R L , a measuring resistor R m is arranged in the load circuit. The voltage drop across the measuring resistor R m is a measure of the load on the semiconductor amplifier element Tr L. This voltage is fed to a differential amplifier V 1 . If the voltage corresponding to the load current exceeds a predetermined threshold value, the amplifier V 1 generates a control signal which is supplied via a transmission element V 3 to the control electrode of the semiconductor element Tr L to be monitored, such that the load current is even at a maximum in the event of a short circuit in the load circuit permissible current is limited. The control signal generated at the output of V 1 is simultaneously fed to a switching amplifier V 2 via a delay element V τ . After a predetermined delay time, the switch-on time, the switching amplifier V 2 is acti vated and generates at its output a signal with which the transmission element V 3 is completely blocked, which leads to the switching off of the load circuit by blocking the semiconductor amplifier element Tr L.
Wie nachstehend noch näher erläutert ist, ist das Ver zögerungsglied V τ so aufgebaut, daß es nach einer Zeit, der Abschaltzeit, die in der Regel, insbesondere im Kurzschlußfall, länger ist als die Einschaltzeit, den Schaltverkehr V 2 wieder freigibt.As will be explained in more detail below, the delay element V τ is constructed such that it releases the switching traffic V 2 again after a time, the switch-off time, which is generally longer, especially in the event of a short circuit, than the switch-on time.
Soweit in diesem Zeitpunkt die Überlast im Laststrom kreis noch besteht, wiederholt sich der oben erläuterte Schaltvorgang.So far at this point the overload in the load current circle still exists, the above is repeated Switching operation.
Damit ergibt sich für den Laststrom im Laststromkreis bei Überschreiten des Abschaltstromes ein Stromverlauf, wie er mit den Stromzeitdiagrammen gemäß Fig. 2a und 2b dargestellt ist. This results in a current profile for the load current in the load circuit when the switch-off current is exceeded, as is shown with the current-time diagrams according to FIGS. 2a and 2b.
Bei geringerer Überlastung wird der Laststrom für eine längere Dauer, bei großer Überlastung dagegen für eine kürzere Dauer eingeschaltet.If the overload is lower, the load current for one longer duration, however, with a large overload for one shorter duration switched on.
Dies rührt daher, daß die Größe der am Ausgang des Ver stärkers V 1 liegenden Spannung, die ein Maß für die Last des Halbleiterverstärkerelementes ist, sich auf den Einschaltzeitpunkt des Schaltverstärkers V 2 aus wirkt.This stems from the fact that the magnitude of the voltage at the output of the amplifier V 1 , which is a measure of the load of the semiconductor amplifier element, affects the switch-on time of the switching amplifier V 2 .
Bei dem mit Fig. 3 veranschaulichten Schaltungsbei spiel besteht das zu überwachende bzw. zu schützende Halbleiterverstärkerelement aus einem Transistor TRL, in dessen Arbeitsstromkreis einerseits der Lastwider stand R L und andererseits der Meßwiderstand R m angeord net sind. Die am Meßwiderstand R m abfallende und der Belastung entsprechende Spannung wird über den Vorwi derstand R 1 dem Eingang E 1 des Operationsverstärkers OP 1 zugeführt. Der Eingang E 1 ist ferner über einen veränderbaren Widerstand R 3 mit einer Bezugsspannungs quelle U OP , deren Spannung größer ist als die Versor gungsspannung U L für den Transistor, verbunden. Mit diesem Widerstand R 3 ist eine der Meßspannung entge genwirkender Vorspannung, also der Einsatzpunkt des Operationsverstärkers OP 1, einstellbar.In the circuit illustrated with FIG. 3, the semiconductor amplifier element to be monitored or protected consists of a transistor TRL , in the working circuit of which the load resistor R L and the measuring resistor R m are arranged. The voltage dropping across the measuring resistor R m and corresponding to the load is supplied to the input E 1 of the operational amplifier OP 1 via the resistor R 1 . The input E 1 is also connected via a variable resistor R 3 to a reference voltage source U OP , the voltage of which is greater than the supply voltage U L for the transistor. With this resistor R 3 a bias voltage opposing the measuring voltage, ie the point of application of the operational amplifier OP 1 , can be set.
Der zwsichen Ausgang A 1 und E 1 angeordnete Widerstand R 4 sorgt für eine Schalthysterese. Der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers ist mittels des zwischen Aus gang A 1 und dem zweiten Eingang E 2 angeordneten Wider standes R 5 einstellbar, wobei der Eingang E 2 ferner über den Widerstand R 2 mit der Versorgungsspannung U L verbunden ist.The resistor R 4 arranged between the outputs A 1 and E 1 ensures a switching hysteresis. The gain of the operational amplifier 5 is adjusted by means of the transition between Off A 1 and the second input E 2 arranged opponent object R, the input E 2 is further connected via the resistor R2 to the supply voltage U L.
Hiernach ist der Operationsverstärker so geschaltet, daß seine Ausgangsspannung bei A 1 nach Überschreiten des eingestellten Schwellwertes umgekehrt proportional zur Belastung des Transistors ist. Diese Ausgangsspan nung bei A 1 wird mittels des Verstärkertransistors TR 1 verstärkt und über den nachstehend noch erläuterten Opto-Koppler OK 1 der Basis des zu überwachen den Leistungstransistors TRL zugeführt. Die Schaltung ist so aufgebaut, daß mit abnehmender Spannung am Aus gang A 1 des Operationsverstärkers OP 1, also mit zuneh mender Belastung des Transistors TRL, dieser über seine Basis derart angesteuert wird, daß sein Laststrom einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.After this, the operational amplifier is switched so that its output voltage at A 1, after exceeding the set threshold value, is inversely proportional to the load on the transistor. This output voltage at A 1 is amplified by means of the amplifier transistor TR 1 and supplied to the base of the power transistor TRL to be monitored via the opto-coupler OK 1, which will be explained below. The circuit is constructed so that with decreasing voltage at the output A 1 of the operational amplifier OP 1 , that is to say with increasing load on the transistor TRL , the latter is driven via its base in such a way that its load current does not exceed a predetermined value.
Der zweite Teil der in der Fig. 3 dargestellten Schal tung dient der Abschaltung des Laststromes bei länger anhaltender Last.The second part of the scarf device shown in FIG. 3 is used to switch off the load current with a longer-lasting load.
Der Ausgang A 1 des Operationsverstärkers OP 1 ist über ein Verzögerungsglied V τ mit dem Eingang E 3 eines zwei ten Operationsverstärkers OP 2 verbunden. Dieser Opera tionsverstärker, dessen Ausgang A 2 über den die Schalt hysterese bewirkenden Widerstand R 10 mit dem Eingang E 3 und dessen zweiten Eingang E 4 über den Spannungs teiler R 8, R 9 eine Referenzspannung zugeführt wird, wirkt als Schaltverstärker, nämlich als Schmitt-Trig gerkomparator. Beim Abfallen der Spannung am Eingang E 3 unter einem vordefinierten Wert schaltet der Ausgang A 2 auf das Signal "0" um und somit wird über die Opto- Koppler OK 2 und OK 1 die Ansteuerung des Transistors TRL unterbrochen, was ein Sperren des Transistors TRL be wirkt.The output A 1 of the operational amplifier OP 1 is connected via a delay element V τ to the input E 3 of a two-th operational amplifier OP 2 . This operational amplifier, the output A 2 of which is supplied with a switching voltage via the resistor R 10 which causes the switching hysteresis to the input E 3 and whose second input E 4 is supplied with a reference voltage via the voltage divider R 8 , R 9 , acts as a switching amplifier, namely as a Trig comparator. If the voltage at input E 3 drops below a predefined value, output A 2 switches to the signal "0" and thus the activation of transistor TRL is interrupted via optocouplers OK 2 and OK 1 , which causes transistor TRL to be blocked be effective.
Da zwischen Ausgang A 1 und Eingang E 3 ein Verzögerungs glied V τ angeordnet ist, erfolgt die Sperrung des Transistors TRL erst nach einer Verzögerungszeit τ. Dieses Verzögerungsglied besteht aus einem RC-Glied mit den Widerständen R 6 und R 7 und dem Kondensator C 1. Der Widerstand R 7 ist wesentlich größer als R 6, wobei die dem Widerstand R 6 vorgeschaltete Diode D 1 bei Beginn der Strombegrenzung durchgeschaltet ist, so daß die Abschaltzeit, von der Spannung am Ausgang A 1 und somit der Größe des Überstromes und im wesentlichen durch das Produkt τ = R 6 × C 1 bestimmt ist. Ist der Transistor TRL gesperrt, kann kein Überstrom mehr fließen. Dies be wirkt, daß am Ausgang A₁ wieder ein hohes Potential liegt, mit welchem die Diode D 1 gesperrt wird, so daß die Abschaltzeit durch das aus Widerstand R 7 und C 1 bestehende Verzögerungsglied bestimmt ist. Da der Wi derstand R 7 wesentlich größer als der Widerstand R 6 ist, ist die Abschaltzeit bei starkem Kurzschluß länger als die Einschaltzeit.Since a delay element V τ is arranged between output A 1 and input E 3 , transistor TRL is only blocked after a delay time τ . This delay element consists of an RC element with the resistors R 6 and R 7 and the capacitor C 1 . The resistor R 7 is substantially larger than R 6 , the diode D 1 connected upstream of the resistor R 6 being switched on at the start of the current limitation, so that the switch-off time depends on the voltage at the output A 1 and thus the magnitude of the overcurrent and essentially the product τ = R 6 × C 1 is determined. If the transistor TRL is blocked, an overcurrent can no longer flow. This has the effect that the output A ₁ is again at a high potential with which the diode D 1 is blocked, so that the switch-off time is determined by the delay element consisting of resistors R 7 and C 1 . Since the resistance R 7 is significantly greater than the resistance R 6 , the switch-off time in the event of a strong short circuit is longer than the switch-on time.
Zur Ansteuerung des Transistors TRL mittels eines z. B. von einer Mikroprozessorsteuerung erzeugten Signales ist eine Ansteuerschaltung vorgesehen, deren Ausgang mit dem ersten Eingang eines UND-Gatters & verbunden ist. Der zweite Eingang des UND-Gatters & wird vom Ausgangssignal des Schaltverstärkers OP 2 angesteuert, während das Ausgangssignal des UND-Gatters & der Ansteuerung des Verbindungsgliedes dient. Um die An steuerschaltung vom Stromkreis des zu überwachenden Transistors galvanisch abzukoppeln, sind Opto-Koppler OK 2 und OK 1 vorgesehen, über welche die Steuersignale eingekoppelt werden.To control the transistor TRL by means of a z. B. generated by a microprocessor control signals, a control circuit is provided, the output of which is connected to the first input of an AND gate &. The second input of the AND gate & is controlled by the output signal of the switching amplifier OP 2 , while the output signal of the AND gate & is used to control the connecting element. In order to decouple the control circuit from the circuit of the transistor to be monitored, opto-couplers OK 2 and OK 1 are provided, via which the control signals are coupled.
Bei Unterbrechen des Laststromes unterschreitet die am Eingang E 1 des Operationsverstärkers OP 1 liegende Span nung zwar den Schwellwert, so daß der Ausgang A 1 des Operationsverstärkers OP 1 ein den Transistor TRL öff nendes Signal erzeugt. Da jedoch die Opto-Koppler OK 2 und OK 1, gesteuert vom Operationsverstärker OP 2, noch gesperrt sind, bleibt auch der Leistungstransistor TRL gesperrt. Die Opto-Koppler OK 1 und OK 2 werden erst nach Ablauf der durch das RC-Glied R 7 C 1 bestimmten Abschaltzeit durchgeschaltet. Dauert der Überstrom oder gar der Kurzschluß weiterhin an, so erfolgt wieder nach der Einschaltzeit die Sperrung des Leistungstransistors TRL, wie anhand von Fig. 2a und 2b erläutert.When the load current is interrupted, the voltage lying at the input E 1 of the operational amplifier OP 1 falls below the threshold value, so that the output A 1 of the operational amplifier OP 1 generates a signal which opens the transistor TRL . However, since the optocouplers OK 2 and OK 1 , controlled by the operational amplifier OP 2 , are still blocked, the power transistor TRL also remains blocked. The optocouplers OK 1 and OK 2 are only switched through after the switch-off time determined by the RC element R 7 C 1 . If the overcurrent or even the short circuit continues, then the power transistor TRL is blocked again after the switch-on time, as explained with reference to FIGS. 2a and 2b.
Das weitere Schaltbild gemäß Fig. 4 zeigt eine iden tisch wie die Schaltung nach Fig. 3 aufgebaute Schal tung zur Überwachung bzw. zum Schutze eines Halblei terverstärkerelementes, das hier als MOS-Feldeffekt transistor ausgebildet ist, der als Source-Folger ge schaltet ist. Für ihr Steuerverhalten gilt die obige Beschreibung gleichermaßen.Showing further circuit diagram according to Fig. 4 is an identical table as the circuit of Fig. 3 constructed TIC of a semiconducting terverstärkerelementes formed transistor here as a MOS field-effect for monitoring or for the protection, which is ge as a source follower on. The above description applies equally to your tax behavior.
Claims (7)
- a) Der Meßwiderstand (R m ) ist mt dem Eingang eines Schwellwertverstärkers (V 1) verbunden, an dessen Ausgang bei Überschreiten eines Schwellwertes ein dem Laststrom entsprechendes Steuersignal erzeugt wird.
- b) Der Ausgang des Schwellwertverstärkers (V 1) ist über ein Verbindungsglied, vorzugsweise über einen Verstärker (V 3), mit der Steuerelektrode des Verstärkerelementes (TRL) verbunden.
- c) Der Ausgang des Schwellwertverstärkers (V 1) ist ferner über ein Verzögerungsglied (VT) mit einem Schaltverstärker (V 2) verbunden, das ein das Ver bindungsglied (V 3) sperrendes Ausgangssignal er zeugt.
- a) The measuring resistor (R m ) is connected to the input of a threshold amplifier ( V 1 ), at the output of which a control signal corresponding to the load current is generated when a threshold value is exceeded.
- b) The output of the threshold amplifier (V 1 ) is connected to the control electrode of the amplifier element (TRL) via a connecting element, preferably via an amplifier (V 3 ).
- c) The output of the threshold amplifier (V 1 ) is also connected via a delay element (VT) to a switching amplifier (V 2 ), which produces a connecting element (V 3 ) blocking the output signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873743453 DE3743453A1 (en) | 1986-12-24 | 1987-12-22 | Circuit arrangement for short-circuit protection of a semiconductor amplifier element |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3644404 | 1986-12-24 | ||
| DE19873743453 DE3743453A1 (en) | 1986-12-24 | 1987-12-22 | Circuit arrangement for short-circuit protection of a semiconductor amplifier element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3743453A1 true DE3743453A1 (en) | 1988-07-28 |
Family
ID=25850851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873743453 Withdrawn DE3743453A1 (en) | 1986-12-24 | 1987-12-22 | Circuit arrangement for short-circuit protection of a semiconductor amplifier element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3743453A1 (en) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3728087A1 (en) * | 1987-08-22 | 1989-03-02 | Vdo Schindling | Method and circuit arrangement for monitoring a control loop |
| EP0361211A2 (en) * | 1988-09-28 | 1990-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Protection circuit for a power semiconductor unit |
| DE3937447A1 (en) * | 1989-11-10 | 1991-05-16 | Hanning Elektro Werke | PROTECTIVE DEVICE FOR FREQUENCY INVERTER |
| DE4115295A1 (en) * | 1991-05-10 | 1992-11-12 | Telefunken Electronic Gmbh | Load current monitoring circuit with overload and short-circuit protection - uses current-voltage converter supplying overload and short-circuit detectors |
| EP0514064A2 (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-19 | National Semiconductor Corporation | Apparatus and method for eliminating false current limit triggering in a grounded source/emitter power switching circuit |
| DE4137277C1 (en) * | 1991-11-13 | 1993-01-21 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh, 7150 Backnang, De | Current limiter circuit e.g. for use in satellite - has Zener diode between control electrode of MOSFET and main current path and uses comparator to control limiting threshold |
| DE4315738A1 (en) * | 1992-05-12 | 1993-11-18 | Fuji Electric Co Ltd | Current limiting circuit and constant voltage source for this |
| DE4407051A1 (en) * | 1994-03-03 | 1995-09-21 | Bosch Gmbh Robert | Power limiting for electronic output stage in motor vehicle |
| DE19500452A1 (en) * | 1995-01-10 | 1996-07-18 | Bosch Gmbh Robert | Monitoring method e.g. for functioning of IC engine idling control |
| EP0746899A1 (en) * | 1993-09-02 | 1996-12-11 | Micrel, Inc. | Switching regulator having high current prevention features |
| DE19526493A1 (en) * | 1995-07-20 | 1997-01-23 | Telefunken Microelectron | Method for controlling a load circuit |
| US5973416A (en) * | 1995-07-20 | 1999-10-26 | Temic Telefunken Microelectronic Gmbh | Method for controlling a power supply switch and circuit arrangement for performing the control |
| WO1999056373A1 (en) * | 1998-04-29 | 1999-11-04 | Nokia Networks Oy | Inrush current limiting protection circuit |
| DE10245098B4 (en) * | 2001-09-28 | 2011-07-28 | Anden Co., Ltd., Aichi-pref. | Load operating device with overcurrent protection |
| CN113054628A (en) * | 2021-03-23 | 2021-06-29 | 厦门立林科技有限公司 | MOS manages overcurrent protection system |
-
1987
- 1987-12-22 DE DE19873743453 patent/DE3743453A1/en not_active Withdrawn
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3728087A1 (en) * | 1987-08-22 | 1989-03-02 | Vdo Schindling | Method and circuit arrangement for monitoring a control loop |
| EP0361211A2 (en) * | 1988-09-28 | 1990-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Protection circuit for a power semiconductor unit |
| EP0361211A3 (en) * | 1988-09-28 | 1990-09-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Protection circuit for a power semiconductor unit |
| DE3937447A1 (en) * | 1989-11-10 | 1991-05-16 | Hanning Elektro Werke | PROTECTIVE DEVICE FOR FREQUENCY INVERTER |
| DE4115295A1 (en) * | 1991-05-10 | 1992-11-12 | Telefunken Electronic Gmbh | Load current monitoring circuit with overload and short-circuit protection - uses current-voltage converter supplying overload and short-circuit detectors |
| EP0514064A2 (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-19 | National Semiconductor Corporation | Apparatus and method for eliminating false current limit triggering in a grounded source/emitter power switching circuit |
| EP0514064A3 (en) * | 1991-05-14 | 1993-08-11 | National Semiconductor Corporation | Apparatus and method for eliminating false current limit triggering in a grounded source/emitter power switching circuit |
| DE4137277C1 (en) * | 1991-11-13 | 1993-01-21 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh, 7150 Backnang, De | Current limiter circuit e.g. for use in satellite - has Zener diode between control electrode of MOSFET and main current path and uses comparator to control limiting threshold |
| DE4315738A1 (en) * | 1992-05-12 | 1993-11-18 | Fuji Electric Co Ltd | Current limiting circuit and constant voltage source for this |
| EP0746899A1 (en) * | 1993-09-02 | 1996-12-11 | Micrel, Inc. | Switching regulator having high current prevention features |
| EP0913920A3 (en) * | 1993-09-02 | 1999-11-03 | Micrel Incorporated | Switchting regulator having high current prevention features |
| EP0746899A4 (en) * | 1993-09-02 | 1997-11-19 | Micrel Inc | Switching regulator having high current prevention features |
| EP0913920A2 (en) * | 1993-09-02 | 1999-05-06 | Micrel Incorporated | Switchting regulator having high current prevention features |
| DE4407051A1 (en) * | 1994-03-03 | 1995-09-21 | Bosch Gmbh Robert | Power limiting for electronic output stage in motor vehicle |
| DE19500452A1 (en) * | 1995-01-10 | 1996-07-18 | Bosch Gmbh Robert | Monitoring method e.g. for functioning of IC engine idling control |
| US5880918A (en) * | 1995-01-10 | 1999-03-09 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for monitoring the serviceability of a load |
| DE19500452B4 (en) * | 1995-01-10 | 2011-06-16 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for monitoring the functionality of an idle actuator |
| DE19526493A1 (en) * | 1995-07-20 | 1997-01-23 | Telefunken Microelectron | Method for controlling a load circuit |
| DE19526493B4 (en) * | 1995-07-20 | 2004-02-12 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Method for controlling a load circuit and circuit arrangement for performing the method |
| US5973416A (en) * | 1995-07-20 | 1999-10-26 | Temic Telefunken Microelectronic Gmbh | Method for controlling a power supply switch and circuit arrangement for performing the control |
| WO1999056373A1 (en) * | 1998-04-29 | 1999-11-04 | Nokia Networks Oy | Inrush current limiting protection circuit |
| DE10245098B4 (en) * | 2001-09-28 | 2011-07-28 | Anden Co., Ltd., Aichi-pref. | Load operating device with overcurrent protection |
| CN113054628A (en) * | 2021-03-23 | 2021-06-29 | 厦门立林科技有限公司 | MOS manages overcurrent protection system |
| CN113054628B (en) * | 2021-03-23 | 2023-06-02 | 厦门立林科技有限公司 | MOS tube overcurrent protection system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0423885B1 (en) | Current supply with inrush current limitation | |
| DE4216177C2 (en) | Overcurrent protection device for a power element | |
| DE3743453A1 (en) | Circuit arrangement for short-circuit protection of a semiconductor amplifier element | |
| DE19614354A1 (en) | Control circuit for a MOS gate-controlled power semiconductor circuit | |
| DE2821465A1 (en) | ULTRASOUND GENERATOR | |
| DE102006008292B4 (en) | Overload protection for controllable power consumers | |
| DE2504648C2 (en) | Circuit arrangement for disconnection in the event of overcurrent or overvoltage | |
| DE69631435T2 (en) | POWER SUPPLY | |
| DE1513409B2 (en) | ELECTRONIC OVERCURRENT PROTECTION ARRANGEMENT | |
| DE69510717T2 (en) | Overcurrent protection device | |
| DE3525942C2 (en) | ||
| DE2126078C3 (en) | Device for protecting a limit indicator against the generation of false alarm signals after switching on a supply voltage source | |
| DE2847765C2 (en) | Circuit arrangement for protecting a drive motor from overload, in particular for a dental device | |
| EP0524425B1 (en) | Circuit arrangement for limiting the inrush current and overvoltage protection for switching mode current supply devices | |
| DE3539646C2 (en) | Circuit arrangement for protection against overload | |
| DE3932399C1 (en) | Operating series length regulating loop - switching in adjuster again during delay time if current falls again below threshold value | |
| DE3224366C2 (en) | Control circuit for an electric motor | |
| DE3924824C2 (en) | ||
| DE4428115A1 (en) | Control unit with a circuit arrangement for protecting the control unit when the control unit mass is interrupted | |
| DE4013490C2 (en) | Tester with a direct current source | |
| DE3338627A1 (en) | Drive circuit for a solid-state switch which consists of a series circuit of a bipolar transistor and a field-effect transistor | |
| DE3634731A1 (en) | Method for limiting or interrupting the current of a drive device on reaching or exceeding an upper limiting current value, and a protection circuit for carrying out the method | |
| DE3536447A1 (en) | Transistor output stage which is resistant to short circuits and overload | |
| DD210793A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE OVERLOAD PROTECTION OF POWER TRANSISTORS IN SWITCHING POWER SUPPLIES | |
| EP2200141B1 (en) | Circuit configuration for protecting an electricity consumer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |