DE3842426A1 - Circuit arrangement for controlling and monitoring a load in a bridge circuit - Google Patents
Circuit arrangement for controlling and monitoring a load in a bridge circuitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung und Überwachung eines elektrischen Verbrauchers in der Diagonale einer Brückenschaltung aus vier Leistungs-Schaltelementen vom FET-Typ ge mäß Anspruch 1, Oberbegriff.The invention relates to a circuit arrangement for control and Monitoring an electrical consumer in the diagonal of one Bridge circuit consisting of four power switching elements of the FET type according to claim 1, generic term.
Bei einer solchen, aus der DE-OS 36 25 091 bekannten Schaltungsan ordnung sind zur Verbraucherüberwachung Meßwiderstände im Verbrau cherstromkreis eingeschaltet, um bei Überlastung des Stromkreises den Verbraucher vorübergehend oder bis zur Behebung der Störung ab zuschalten.In such a circuit known from DE-OS 36 25 091 are used for consumer monitoring measuring resistors circuit switched on in order to overload the circuit the consumer temporarily or until the fault is remedied switch on.
Um eine entsprechende Schaltungsanordnung einerseits durch Eingangs signale von einem Prozessor ansteuern zu können und andererseits bei Überlastung des Verbraucherstromkreises eine rasche Abschaltung des Verbrauchers zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß die Schal tung ein umfangsreiches Sicherheitskonzept umfaßt, eine geringe Ver lustleistung aufweist und einen hybriden Aufbau ermöglicht. To get a corresponding circuit arrangement on the one hand by input to control signals from a processor and on the other hand at Overloading the consumer circuit means that the To ensure consumer, it is necessary that the scarf tion includes a comprehensive security concept, low ver performance and allows a hybrid structure.
Dies wird mit der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Potentiale an der Brückendiagonale der Schaltungsanordnung über Schwellwertschalter mit je einem unteren und einem oberen Schwell wert verglichen werden, daß die logischen Ausgänge der Schwell schwertschalter mit dem unteren und dem oberen Schwellwert jeweils paarweise miteinander verbunden sind sowie jeweils über eine Logik mit einem der Eingangssignale der Steuerschaltung verknüpft sind und daß bei Überlast ein über die Logik steuerbares Schaltelement den Verbraucher über die Schaltelemente der Brückenschaltung abschaltet.This is achieved with the present invention in that the Potentials on the bridge diagonal of the circuit arrangement Threshold switch with one lower and one upper threshold worth comparing that the logical outputs of the threshold sword switch with the lower and the upper threshold value respectively are connected in pairs and each have a logic are linked to one of the input signals of the control circuit and that in the event of an overload, a switching element controllable via logic Shuts off consumers via the switching elements of the bridge circuit.
In der Figur ist die Schaltungsanordnung dargestellt, deren Funktion nachfolgend beschrieben ist.In the figure, the circuit arrangement is shown, its function is described below.
Im Ruhezustand wird über den C1-Ausgang eines Mikrocomputers an der Eingangsklemme 13 der Schaltungsanordnung 10 über den Widerstand R 1 der Transistor T 1 mit dem Taktsignal ein- und ausgeschaltet. Die Spannung des +Ub am Eingang 14 lädt über den Widerstand R 41 und die Diode D 1 den Kondensator C 1 bei leitendem T 1 auf. Eine Umladung zur Spannungsverdoppelung am Kondensator C 2 erfolgt bei gesperrtem T 1 über die Diode D 2. Von den vier in Brückenschaltung angeordneten FET-Leistungs-Schaltelementen F 1 bis F 4 wird F 1 und F 2 im oberen Teil der Brücke über die Widerstände R 40 und R 2 bzw. R 6 leitend ge steuert. Der Motor M als Verbraucher, z.B. zur Verstellung der Dros selklappe eines Kraftfahrzeugs ist im Stillstand zur Abbremsung über F 1 und F 2 kurzgeschlossen.In the idle state, the transistor T 1 with the clock signal is switched on and off via the C1 output of a microcomputer at the input terminal 13 of the circuit arrangement 10 via the resistor R 1 . The voltage of + Ub at the input 14 charges through resistor R 41 and diode D 1 to the capacitor C 1 at T conductive. 1 The charge is doubled to double the voltage on capacitor C 2 when T 1 is blocked via diode D 2 . Of the four FET power switching elements F 1 to F 4 arranged in a bridge circuit, F 1 and F 2 are controlled in the upper part of the bridge via the resistors R 40 and R 2 and R 6 . The motor M as a consumer, for example for adjusting the throttle valve of a motor vehicle is short-circuited at a standstill for braking via F 1 and F 2 .
Zur Aufsteuerung der Drosselklappe wird am Eingang 5 das Steuersig nal vom Ausgang Dra des µC von 1 auf 0 umgeschaltet. Über R 26 und einem Umkehrgatter e 1 wird F 1 über die Widerstände R 27, R 3, R 4 und dem Transistor T 2 gesperrt, wogegen F 4 über R 5 zeitverzögert durch den Kondensator C 3 leitend geschaltet wird. Gleichzeitig liegt am Eingang 4 ein 1-Signal vom µC-Ausgang Drz, so daß über R 28, In verter e 1 und R 29, R 9 im anderen Brückenzweig F 3 gesperrt bleibt. Der Motorstrom fließt jetzt von +UB, F 2, Motor M, F 4 zur Masse und die dadurch betätigte Drosselklappe einer Brennkraftmaschine bewegt sich in Richtung AUF.To open the throttle valve, the control signal at the output Dra of the µC is switched from 1 to 0 at input 5 . Via R 26 and a reversing gate e 1 , F 1 is blocked via resistors R 27 , R 3 , R 4 and transistor T 2 , whereas F 4 is switched on with a time delay by capacitor C 3 via R 5 . At the same time, there is a 1 signal at the input 4 from the μC output Drz , so that R 3 remains blocked in the other bridge branch F 3 via R 28 , In verter e 1 and R 29 , R 9 . The motor current now flows from + UB , F 2 , motor M , F 4 to ground and the throttle valve of an internal combustion engine actuated thereby moves in the OPEN direction.
Zum Schließen der Drosselklappe werden die Signale an den Ausgängen Dra und Drz des µC umgeschaltet. Mit dem 0-Signal von Drz wird nun über R 28, Inverter e 2, R 29 und R 7 der Transistor T 3 leitend ge steuert und damit F 2 unverzüglich gesperrt. F 3 wird dagegen über R 9 zeitverzögert durch C 4 leitend gesteuert. Durch das 1-Signal an Dra wird dagegen F 4 im anderen Brückenzweig gesperrt, so daß nunmehr der Motor M über F 1 und F 3 Strom zieht. Die Drosselklappe bewegt sich nun in Richtung ZU.To close the throttle valve, the signals at the Dra and Drz outputs of the µC are switched. With the 0 signal from Drz , the transistor T 3 is now controlled via R 28 , inverter e 2 , R 29 and R 7 and thus F 2 is immediately blocked. F 3 , on the other hand, is controlled via R 9 with a time delay by C 4 . By contrast, the 1 signal at Dra blocks F 4 in the other bridge branch, so that motor M now draws current via F 1 and F 3 . The throttle valve now moves in the CLOSE direction.
Das Abschalten der Brücke erfolgt durch ein 0-Signal am Ausgang Dab des µC, das über den Eingang 12 und Diode D 13 die Gate-Anschlüsse von F 1 und F 2 sowie über D 17 und D 18 die Gate-Anschlüsse von F 4 und F 3 auf Masse zieht.The bridge is switched off by a 0 signal at the output Dab of the µC, which connects the gate connections of F 1 and F 2 via input 12 and diode D 13 and the gate connections of F 4 and D 17 and D 18 F 3 pulls to ground.
Eine Abschaltung der Brücke erfolgt ferner in folgenden Störfällen:The bridge is also switched off in the following faults:
- a) Taksignal auf C 1 fehlt. Dadurch wird C 2 nicht mehr ausreichend nachgeladen, so daß F 1 und F 2 sperren.a) Clock signal on C 1 is missing. As a result, C 2 is no longer sufficiently reloaded, so that F 1 and F 2 block.
- b) 1-Signale an beiden Ausgängen Dra und Drz. Über die nachgeschal teten Inverter werden F 3 und F 4 gesperrt. Bei 0-Signal werden F 1 und F 2 gesperrt.b) 1 signals at both outputs Dra and Drz . F 3 and F 4 are blocked via the downstream inverter. With a 0 signal, F 1 and F 2 are blocked.
- c) Kurzschluß oder Überlast im Verbraucherstromkreis der Brücken schaltung. Die Potentiale Ua und Ub an den Anschlüssen a und b der Brückendiagonale werden von vier Komparatoren K 1, K 2, K 3 und K 4 überwacht, die auf Schwellwerte eingestellt sind, die sich aus dem Spannungsabfall von beispielsweise maximal 2V an den Schalt elementen F 1 bis F 4 der Brückenschaltung ergeben. An K 1 beträgt die durch R 10/R 11 eingestellte Schwelle am Minuseingang ebenso wie an K 3 durch R 17/R 18 eingestellte jeweils +Ub-2V. Bei K 2 und K 4 beträgt die Schwelle am Pluseingang = 2V. Die Ausgänge von K 1 und K 2 sind parallel geschaltet und werden über R 32 vom Eingang DRA des µC überwacht. Ebenso die parallel geschalteten Ausgänge von K 3 und K 4 am Signaleingang DRZ. Durch 1-Signal an DRA oder DRZ er folgt Rückmeldung des eingeschalteten Motors M an den µC. Bei Überlast erscheint beim Zusteuern der Drossel am Ausgang von K 3 und K 4 ein 0-Signal, das über R 34 mit dem Steuersignal von Drz an einem EXOR-Gatter e 4 verknüpft wird, so daß ein 1-Signal über D 15 und R 30 ein Schaltelement T 8 zeitverzögert durch C 9 leitend steuert. T 8 sperrt nun ebenso wie ein 0-Signal an Dab über D 13, D 17 und D 18 die Schaltelemente F 1 bis F 4 der Brückenschaltung (Schnellabschaltung). Durch das Einlesen der Ausgangssignale von K 1 bis K 4 über DRA und DRZ wird auch im µC durch EXOR-Vergleich eine Überlastung fest gestellt und der Motor wird über Dab zeitlich begrenzt oder z.B. nach wiederholter Schnellabschaltgung bis zur Beseitigung der Stö rung abgeschaltet gehalten.c) Short circuit or overload in the consumer circuit of the bridge circuit. The potentials Ua and Ub at the connections a and b of the bridge diagonal are monitored by four comparators K 1 , K 2 , K 3 and K 4 , which are set to threshold values resulting from the voltage drop of, for example, a maximum of 2 V at the switching elements F 1 to F 4 of the bridge circuit result. At K 1 , the threshold at the minus input set by R 10 / R 11 , as well as at K 3 set by R 17 / R 18 , is + Ub -2V. For K 2 and K 4 , the threshold at the plus input is 2V. The outputs of K 1 and K 2 are connected in parallel and are monitored via R 32 by the DRA input of the µC. Likewise, the outputs of K 3 and K 4 connected in parallel at signal input DRZ . With a 1-signal to the DRA or DRZ , the motor M that is switched on is reported back to the µC. In the event of an overload, when the throttle is activated, a 0 signal appears at the output of K 3 and K 4 , which is linked via R 34 to the control signal from Drz at an EXOR gate e 4 , so that a 1 signal via D 15 and R 30 controls a switching element T 8 with a time delay by C 9 . T 8 now, like a 0 signal on Dab via D 13 , D 17 and D 18, blocks the switching elements F 1 to F 4 of the bridge circuit (rapid shutdown). By reading in the output signals from K 1 to K 4 via DRA and DRZ , an overload is also determined in the µC by EXOR comparison and the motor is limited in time via Dab or kept switched off, for example after repeated quick shutdown until the fault is eliminated.
Claims (1)
- a) daß die Potentiale (Ua, Ub) an der Brückendiagonale (a, b) über Schwellwertschalter (K 1 bis K 4) mit je einem unteren und einem oberen Schwellwert verglichen werden,
- b) daß die logischen Ausgänge der Schwellwertschalter (K 1 bis K 4) mit dem unteren und mit dem oberen Schwellwert paarweise mitein ander verbunden sind und jeweils über eine Logik mit einem der Eingangssignale der Steuerschaltung verknüpft sind und
- c) daß bei Überlast im Verbraucherstromkreis ein über die Logik steuerbares Schaltelement (T 8) den Verbraucher (M) über die Schaltelemente (F 1 bis F 4) der Brückenschaltung abschaltet.
- a) that the potentials (Ua, Ub) on the bridge diagonal ( a , b ) are compared via threshold switches ( K 1 to K 4 ) with a lower and an upper threshold value,
- b) that the logic outputs of the threshold switches ( K 1 to K 4 ) are connected to each other in pairs with the lower and with the upper threshold value and are each linked via logic to one of the input signals of the control circuit and
- c) that in the event of an overload in the consumer circuit, a switching element ( T 8 ) which can be controlled by logic switches off the consumer ( M ) via the switching elements ( F 1 to F 4 ) of the bridge circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3842426A DE3842426A1 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Circuit arrangement for controlling and monitoring a load in a bridge circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE3842426A DE3842426A1 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Circuit arrangement for controlling and monitoring a load in a bridge circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3842426A1 true DE3842426A1 (en) | 1990-06-21 |
Family
ID=6369354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3842426A Withdrawn DE3842426A1 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Circuit arrangement for controlling and monitoring a load in a bridge circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3842426A1 (en) |
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1988
- 1988-12-16 DE DE3842426A patent/DE3842426A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |