DE3928225C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lastzustandsdetektor- und Lasttreibersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches System ist im Prinzip bekannt aus: Einzinger u. a.: Monolithic IC Power Switch for Automative Applications, IEEE Int. Solid-State Circuits Conf. Anaheim, 19.-21. Febr. 1986, S. 22, 23, 289. Eine Ausführungsform eines solchen Systems ist in Fig. 5 der Anmeldungsunterlagen beschrieben.

Im Fall eines Kurzschlusses liefert eine zwischen dem Eingangsanschluß der Last und einem Schaltsignale erzeugenden Eingangsschaltkreis liegende Detektorschaltung ein Sperrsignal, aufgrund dessen der Eingangsschaltkreis kein Schaltsignal an den Steueranschluß der als FET ausgebildeten Steuerschaltung liefert.

Es kann nun aber aufgrund von Signalverzögerungen und dergl. einige Zeit dauern, bis das Treibersignal von dem Steueranschluß der Schaltereinrichtung verschwunden ist. In dieser Zwischenzeit kann es möglicherweise bereits zu einer Beschädigung des Lastkreises kommen.

Außer einen Kurzschluß im Lastkreis soll häufig auch noch die Möglichkeit bestehen, einen offenen Stromkreis an der Last festzustellen. Bei der bekannten Anordnung, bei der die Schaltereinrichtung direkt zwischen eine Batteriespannung und die Last geschaltet ist, ist dies nur dann möglich, wenn ein Steuersignal bzw. Treibersignal an die Schaltereinrichtung geliefert wird, um diese zu öffnen.

Fig. 5 und 6 zeigen ein bereits von der Anmelderin vorgeschlagenes Lastzustandsdetektor- und Lasttreibersystem. Es umfaßt eine Lasttreibereinrichtung A, eine Stromdetektoreinrichtung B, eine Diskriminatoreinrichtung C, eine Halteeinrichtung D, eine Anzeigeeinrichtung E und eine Halt-Freigabeeinrichtung F. Die Spannung einer Batterie 6 wird an die Lasttreibereinrichtung A angelegt und es wird ein Strom an eine Last 9 geliefert, und zwar über die Stromdetektoreinrichtung B, die zwischen die Lasttreibereinrichtung A und die Last 9 geschaltet ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt die Lasttreibereinrichtung A Transistoren 4 und 7, die eine Schalteran­ ordnung bilden. Wenn ein Treibersignal V_IN an die Last­ treibereinrichtung A angelegt wird, werden die Tran­ sistoren 4 und 7 leitend gemacht und fließt Strom von der Batterie 6 über den Transistor 7 und über einen Stromdetektorwiderstand oder Strommeßwiderstand 8 der Stromdetektoreinrichtung B zur Last 9.

Wenn Strom zur Last 9 fließt, wird, da beide Enden des Strommeßwiderstands 8 mit je einem Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers 10 der Diskriminatoreinrich­ tung C verbunden sind, eine Spannung V₀ entsprechend dem durch den Strommeßwiderstand 8 fließenden Laststrom am Ausgang des Differenzverstärkers 10 erhalten.

Diese Spannung V₀ wird mit Hilfe eines Differenzver­ stärkers 11 mit einer Schwellenwertspannung V₃ ver­ glichen, die durch Herabteilen der von der Batterie 6 gelieferten Spannung V_B unter Verwendung von in Reihe geschalteten Widerständen R_6-1 und R_6-2 eingestellt wird. Gleichermaßen wird die Spannung V₀ mittels eines weiteren Differenzverstärkers 12 auch mit einer anderen Schwellenwertspannung V₄ verglichen, die durch Herabteilen der Spannung V_B unter Verwendung von in Reihe geschalteten Widerständen R_7-1 und R_7-2 ein gestellt wird.

Wenn sich die Last 9 in einem abnormalen Kurzschluß­ zustand befindet, erhöht sich der Laststrom stark und die vom Differenzverstärker 10 abgegebene Spannung V₀ wird größer, so daß V₀ die Spannung V₃ übersteigt, wie es in den Fig. 7(2) und 8 gezeigt ist. Danach wird das resultierende H-(HIGH-)Ausgangssignal des Verstärkers 11 auf den Eingang der Halteeinrichtung D gegeben, die diesen Zustand verriegelt und die Anzeigeeinrichtung E aktiviert. Dies bewirkt ein Leuchten einer lichtemittie­ renden Diode (LED) 19 und zeigt einen abnormalen Kurz­ schlußzustand an.

Wenn sich die Last in einem abnormalen Leerlaufzustand oder offenen Stromkreis befindet, so daß sie im wesent­ lichen keinen Laststrom zieht, wird die vom Differenz­ verstärker 10 abgegebene Spannung V₀ sehr niedrig, so daß V₀ kleiner ist als V₄, wie es in den Fig. 7(3) und 8 gezeigt ist. Danach wird das resultierende H-(HIGH-)Ausgangssignal des Differenzverstärkers 12 auf den Eingang der Halteeinrichtung D gegeben, die diesen Zustand verriegelt und die Anzeigeeinrichtung E akti­ viert. Dies bewirkt ein Leuchten einer anderen LED 20 und zeigt den abnormalen Zustand eines Leerlaufs oder offenen Stromkreises.

In jedem dieser Fälle des Kurzschlußzustands oder des Leerlaufzustands der Last wird das Anlegen des Treiber­ signals V_IN an die Lasttreibereinrichtung A unter­ brochen und zwar durch die Verwendung einer logischen Einrichtung und des H-Ausgangssignals von der Halte­ einrichtung D. Folglich wird das System in einen nicht­ treibenden Zustand versetzt und der abnormale Last­ zustand wird identifiziert.

Wenn sich die Last in einem normalen Zustand befindet, ist die Spannung V₀ zwischen V₃ und V₄ und es wird ein normaler Betriebsstrom an die Last geliefert.

Bei dem zuvor beschriebenen System kann sich der Last­ zustand selbst dann, wenn sich die Last in einem akzep­ tablen Zustand befindet, beträchtlich gegenüber einem Normalzustand verändern. Folglich ändert sich auch der Laststrom als Reaktion hierauf, was eine Änderung der Spannung V₂ bewirkt. Wenn sich der Lastzustand genügend ändert, kann, obwohl sich die Last weder im Zustand des offenen Stromkreises noch im Zustand eines Kurz­ schlusses befindet, die Schaltung gemäß den Fig. 5 und 6 die Last 9 fälschlicherweise als in einem abnor­ malen Zustand befindlich beurteilen und unerwünschter­ weise den Strom zur Last unterbrechen.

Da die von der Batterie 6 herabgeteilte Spannung V_B die Schwellenwertspannungen V₃ und V₄ bildet, können sich dann, wenn die Spannung V_B der Batterie 6 aus irgendeinem Grund abfällt, die Schwellenwertspannungen V₃ und V₄ ändern, und die Unterscheidungsnorm oder der Diskriminier-Standard wird geändert. Daher wird eine genaue Unterscheidung zwischen einem normalen Betriebs­ zustand und einem abnormalen Betriebszustand unmöglich.

Wenn sich die Last 9 in einem Kurzschlußzustand befin­ det, ist außerdem eine vorbestimmte Zeitdauer für die Diskriminatoreinrichtung C erforderlich, um diesen abnormalen Zustand festzustellen und zu bewirken, daß das Signal von der Halteeinrichtung D die Eingabe des Treibersignals V_IN in die Lasttreibereinrichtung A unterbricht und die Transistoren 4 und 7 abschaltet. Das Abschalten der Transistoren 4 und 7 findet somit nicht sofort, nachdem die Last 9 in einen Kurzschluß­ zustand gelangt ist, statt. Als Folge kann der hohe Strom, der während dieser vorbestimmten Zeitdauer an die kurzgeschlossene Last geliefert wird, möglicher­ weise Schaden an der kurzgeschlossenen Last oder anderen Schaltungen verursachen. Außerdem macht es die Verwen­ dung des Systems gemäß den Fig. 5 und 6 schwer, den Zustand der Last zu bestimmen, wenn ein Treibersignal V_IN noch nicht an die Lasttreibereinrichtung A ange­ legt worden ist.

In der DE-OS 25 36 287 ist eine Kurzschlußsicherung für eine Schaltung beschrieben, bei der zwischen die Pole einer Spannungsquelle als Schalter ein Transistor mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke mit im Kollektorkreis liegender Last geschaltet ist. Die Basis dieses Schalttransistors ist mit dem Kollektor eines weiteren Transistors verbunden, dessen Basis ein Schaltsignal zugeführt wird. Zwischen der Basis des weiteren Transistors und dem Kollektor des Schalttransistors ist eine Diode in Durchlaßrichtung geschaltet, so daß bei Auftreten eines Kurzschlusses im Lastkreis das Potential an der Basis des weiteren Transistors rasch absinkt, wodurch der Schalttransistor in den Sperrzustand gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lastzustandsdetektor- und Lasttreibersystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, daß im Fall eines Kurzschlusses die Schaltereinrichtung rasch gesperrt wird und darüber hinaus ein abnormaler Zustand im Lastkreis auch dann erkannt werden kann, wenn kein Treibersignal eingegeben wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Durch die den Eingangsanschluß der Last mit dem Steueranschluß koppelnde Einrichtung, bei der es sich z. B. um eine Diode handeln kann, wird die Spannung am Steueranschluß rasch zum Sperren der Schaltereinrichtung abgesenkt, wenn im Lastkreis ein Kurzschluß vorhanden ist. Von dem parallel zu der Schaltereinrichtung geschalteten stromleitenden Bauelement werden logische Signale (H, L) erhalten, die auch dann Aufschluß über einen abnormalen Zustand der Last zu geben vermögen, wenn kein Treibersignal an den Steueranschluß der Schaltereinrichtung angelegt ist. Beim Anschließen des Systems an die Batteriespannung liefert das Bauelement ein logisches Signal "L", im Fall eines offenen Stromkreises ein logisches Signal "H", und zwar unabhängig davon, ob an die Schaltereinrichtung ein Treibersignal gelegt ist oder nicht.

Wenn sich die Last nach dem Anlegen eines Treibersignals an die als Treibertransistor ausgebildete Schaltereinrichtung in einem Kurzschlußzustand befindet, ist die Spannung am Eingangsanschluß der Last niedrig, weil die Last im wesentlichen nach Masse hin kurzgeschlossen ist. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird das Eingangstreibersignal über eine Diode auf den Eingangsanschluß der Last gekoppelt, so daß diese niedrige Spannung am Eingangsanschluß der Last jegliches Treibersignal augenblicklich auf etwa 0,7 Volt zieht. Eine weitere Diode läßt außerdem die an die Basis eines Schalttransistors angelegte Spannung auf Null abfallen, was den Treibertransistor nicht-leitend macht, was verhindert, daß ein hoher Strom auf die Last gegeben wird. Bevor von der Logikeinrichtung ein Kurzschlußzustand festgestellt wird, wird somit der hohe Strom von der Last abgetrennt, was jeglichen möglichen Schaden der Last oder anderer Schaltungsanordnungen verhindert. Danach wird das Treibersignal mittels einer Logikeinrichtung vollständig von der Lasttreiberschaltung entkoppelt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird sowohl der Kurzschlußzustand als auch der Zustand eines offenen Stromkreises beispielsweise mittels Leuchtdioden angezeigt.

Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 3 und 4 eine Tabelle bzw. graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 und 6 das Schaltbild bzw. Blockdiagramm eines früher vorgeschlagenen Systems; und

Fig. 7 und 8 eine Tabelle bzw. eine graphische Dar­ stellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des zuvor vorgeschlagenen Systems gemäß Fig. 5 und 6.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das den Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Fig. 2 ist ein repräsentatives Blockschaltbild der Erfindung. Das in Fig. 2 gezeigte System umfaßt eine Lasttreiber­ einrichtung A, eine Unterscheidungs- oder Diskriminator­ einrichtung C, eine Halteeinrichtung D, eine Anzeige­ einrichtung E und eine Halt-Freigabeeinrichtung F. Eine Spannung V_B, die von einer Batterie 6 geliefert wird, wird an die Lasttreibereinrichtung A angelegt, die ihrerseits Energie zur Last 9 liefert.

In Fig. 1 bezeichnen Bezugsziffern 1, 24 und 25 UND- Schaltungen, Bezugsziffern 4, 7, 17 und 18 Transistoren und Bezugsziffer 6 eine Batterie. Bezugsziffer 9 kenn­ zeichnet eine Last, Bezugsziffern 13 und 14 kennzeich­ nen Verriegelungsschaltungen, Bezugsziffer 15 bezeichnet eine ODER-Schaltung, Bezugsziffern 19 und 20 kennzeichnen lichtemittierende Dioden (LED), Bezugsziffern 16, 22 und 23 kennzeichnen Inverterschaltungen und Bezugsziffer 27 bezeichnet eine Diode.

Hinsichtlich der Anordnung und gegenseitigen Verschaltung der genannten Komponenten wird hiermit ausdrücklich auf das Schaltbild in Fig. 1 verwiesen.

Die Lasttreibereinrichtung A ist mit einer UND-Schal­ tung 1 versehen. Ein Ausgangsanschluß der UND-Schaltung 1 ist mittels einer Diode DI und Widerständen R_1-1 und R_1-2, die als Spannungsteiler geschaltet sind, mit der Basis des Transistors 4 verbunden. Der Emitter des Transistors 4 ist geerdet. Die Spannung V_B der Batterie 6 wird über in Reihe geschaltete Widerstände R_5-1 und R_5-2 auf den Kollektor des Transistors 4 gegeben.

An die Basis des Transistors 7 wird eine Spannung ange­ legt, die durch Herabteilen der Spannung V_B der Batterie 6 mittels der Widerstände R_5-1 und R_5-2 entsteht. Ein Widerstand R_5-3 ist zwischen den Emitter und den Kollektor des Transistors 7 geschaltet. Die Last 9, die einen Nennlastwiderstandswert R_L auf­ weist, ist zwischen den Kollektor des Transistors 7 und Masse geschaltet, wobei der Wert des Widerstands R_5-3 größer ist als der Wert des Lastwiderstandswerts R_L. Die Anode der Diode 27 ist an den Ausgangsanschluß der UND-Schaltung 1 angeschlossen. Die Kathode der Diode 27 ist mit dem Kollektor des Transistors 7 verbunden.

In der Diskriminatorschaltung C sind die Inverterschal­ tungen 22 und 23 und die UND-Schaltungen 24 und 25 vor­ gesehen, wobei der Kollektor des Transistors 7 über die Inverterschaltung 22 mit einem ersten Eingangsanschluß der UND-Schaltung 24 und mit einem ersten Eingangsan­ schluß der UND-Schaltung 25 verbunden ist. Der Ausgangs­ anschluß der UND-Schaltung 1 (d.h., die Spannung V₁) ist auf einen zweiten Eingangsanschluß der UND-Schaltung 24 geführt und ist außerdem über den Inverter 23 auf einen zweiten Eingangsanschluß der UND-Schaltung 25 geführt.

Die Verriegelungsschaltungen 13 und 14 sind in der Halteeinrichtung D vorgesehen, wobei der Ausgangsan­ schluß der UND-Schaltung 24 mit dem Eingangsanschluß der Verriegelungsschaltung 13 und der Ausgangsanschluß der UND-Schaltung 25 mit dem Eingangsanschluß der Ver­ riegelungsschaltung 14 verbunden ist. Die Ausgangsan­ schlüsse dieser Verriegelungsschaltungen 13 und 14 sind mit je einem Eingangsanschluß der ODER-Schaltung 15 ver­ bunden, die in der Lasttreibereinrichtung A vorgesehen ist. Der Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung 15 ist über die Inverterschaltung 16 mit einem ersten Eingangsan­ schluß der UND-Schaltung 1 verbunden, wobei das Treiber­ signal V_IN auf einen zweiten Eingangsanschluß der UND-Schaltung 1 gelegt ist.

Die Anzeigeeinrichtung E umfaßt die Transistoren 17 und 18 und die lichtemittierenden Dioden (LED) 19 und 20, wobei ein Ausgangsanschluß der Verriegelungsschaltung 13 mit der Basis des Transistors 17 über einen Widerstand R_2-1 verbunden ist, wobei Widerstände R_2-1 und R_2-2 als ein Spannungsteilernetzwerk dienen. Der Emitter des Transistors 17 ist geerdet. Die Kathode der lichtemittie­ renden Diode 19 ist mit dem Kollektor des Transistors 17 verbunden und die Spannung V_B der Batterie 6 ist über einen Widerstand R_2-3 mit der Anode der licht­ emittierenden Diode verbunden.

Gleichermaßen ist ein Ausgang der Verriegelungsschaltung 14 mit der Basis des Transistors 18 verbunden, und zwar über einen Widerstand R_3-1, wobei Widerstände R_3-1 und R_3-2 als ein Spannungsteilernetzwerk fungieren. Der Emitter des Transistors 18 ist geerdet. Die Kathode der lichtemittierenden Diode 20 ist mit dem Kollektor des Transistors 18 verbunden. Die Spannung V_B der Batterie 6 ist über einen Widerstand R_3-3 an die Anode der lichtemittierenden Diode 20 gelegt.

Die Halt-Freigabeschaltung F ist mit Rücksetz-Anschlüs­ sen der Verriegelungsschaltungen 13 und 14 verbunden.

Es wird nun die Arbeitsweise der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Lastzustand bei offenem Stromkreis

Wenn sich die Last in dem Zustand eines offenen Strom­ kreises befindet, fließt selbst dann, wenn der in Reihe zur Batterie 6 gekoppelte Schalter SW geschlossen ist, kein Strom über den Widerstand R_5-3, da die Last als offener Stromkreis wirkt und der Logikwert der Spannung V₂ am Eingangsanschluß der Last 9 auf H (HIGH) ist.

Da, wie bereits erwähnt worden ist, der Wert des Wider­ stands R_5-3 größer gewählt ist als der Lastwiderstands­ wert R_L, ist der Logik-Wert der Spannung V₂ am Ein­ gangsanschluß der Last 9 dann, wenn sich die Last 9 nicht in dem Zustand eines offenen Stromkreises befindet, L (LOW), wenn der Schalter SW geschlossen ist, und zwar aufgrund des relativ hohen Spannungsabfalls über dem Widerstand R_5-3 im Vergleich zum Spannungsabfall über dem Lastwiderstand R_L. Daher diskriminiert der Logik-Wert der Spannung V₂ klar einen normalen Be­ triebszustand der Last 9 von einem abnormalen Betriebs­ zustand der Last, wenn die Last 9 sich im Zustand eines offenen Stromkreises befindet.

Wenn der Schalter SW zuerst geschlossen wird, bevor ein Treibersignal V_IN an die Lasttreibereinrichtung A angelegt ist, bewirkt somit ein Zustand einer in einem offenen Stromkreis befindlichen Last, daß eine H-Spannung V₂ an den ersten Eingangsanschluß der UND-Schaltung 25 und ein Signal einer L-Spannung V₁ an die Inverter­ schaltung 23 angelegt wird, die mit dem zweiten Eingangs­ anschluß der UND-Schaltung 25 gekoppelt ist. Folglich wird der Logik-Wert der Ausgangsspannung V₆ der UND- Schaltung 25 H. Dieser H-Logikwert wird an den Eingangs­ anschluß der Verriegelungsschaltung 14 angelegt, deren Ausgang H wird. Dieses H-Ausgangssignal am Ausgangs­ anschluß der Verriegelungsschaltung 14 bewirkt, daß der Transistor 18 leitet und die lichtemittierende Diode 20 leuchtet, um anzuzeigen, daß sich die Last im Zustand eines offenen Stromkreises befindet. Zur selben Zeit wird das H-Signal am Ausgangsanschluß der Verriegelungs­ schaltung 14 an die ODER-Schaltung 15 angelegt, deren Ausgangssignal von der Inverterschaltung 16 invertiert und an einen Eingang der UND-Schaltung 1 angelegt wird. Folglich wird jegliches nachfolgende Anlegen des Treibersignals V_IN an den Eingang der UND-Schaltung 1 von der UND-Schaltung 1 unterbrochen. Die Logik-Zustände von V₁ und V₂ für den Zustand eines offenen Strom­ kreises dann, wenn der Schalter SW geschlossen ist, sind in Fig. 3(2) gezeigt.

Die Anzeige des Zustands eines offenen Stromkreises mit der Anzeigeeinrichtung E und das Unterbrechen des Treibersignals V_IN für die Lasttreibereinrichtung A werden aufrechterhalten, bis die Verriegelungsschaltung 14 durch Betätigen der Halt-Freigabe-Einrichtung F zurückgesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird also dann, wenn der zur Batterie 6 in Reihe geschaltete Schalter SW vor dem Anlegen des Treibersignals V_IN an die Lasttreibereinrichtung A geschlossen ist, ein Zustand eines offenen Stromkreises der Last detektiert, und das Treibersignal V_IN wird durch die Wirkung der UND-Schaltung 1 daran gehindert, an die Lasttreibereinrichtung A zu gelangen. Wenn die Anzeigeeinrichtung E anzeigt, daß sich die Last in dem Zustand eines offenen Stromkreises befindet, kann dann an die Reparatur der Last gegangen werden.

Wenn das Treibersignal V_IN an die Lasttreiberein­ richtung A angelegt wird, bevor der Zustand eines offenen Stromkreises der Last 9 detektiert wird, wie dann, wenn ein offener Stromkreis auftritt, während die Last 9 sich im normalen Betriebszustand befindet, liefert die Batterie 6 keinen Strom an die im offenen Stromkreis befindliche Last 9 und kann kein Schaden verursacht werden.

Kurzschlußlastzustand

Befindet sich die Last nicht im Zustand eines offenen Stromkreises, wenn der Schalter SW geschlossen ist, und wird ein Treibersignal V_IN an die Lasttreiber­ einrichtung A angelegt, wird der Transistor 4 leitend gemacht, und zwar durch die hohe Spannung, die infolge des Treibersignals V_IN an seine Basis angelegt wird, und es fließt ein Strom durch die Widerstände R_5-1 und R_5-2.

Dies führt dazu, daß der Transistor 7 leitend wird und bewirkt, daß ein Betriebsstrom von der Batterie 6 durch den Transistor 7 und zur Last 9 fließt.

Wenn die Last 9 danach einen Kurzschlußzustand auf­ weist, wird der Wert der Spannung V₂ am Eingangs­ anschluß der Last 9 unmittelbar etwa Null Volt. Wenn dies passiert, geht die Spannung V₁, die von der UND-Schaltung 1 der Lasttreibereinrichtung A abgegeben wird, effektiv herunter bis etwa 0,7 Volt, und zwar durch den Strom, der durch die nun in Durchlaßrichtung vorgespannte Diode 27 fließt, und die nach Masse hin kurzgeschlossene Last. Folglich ist die über die Diode DI an die Basis des Transistors 4 angelegte Spannung ungenügend, um den Transistor 4 einzuschalten. Dies bewirkt, daß die Transistoren 4 und 7 augenblicklich nicht-leitend werden, was verhindert, daß ein hoher Strom über den Transistor 7 an die Last 9 geliefert wird.

Mit Spannung V₁ auf 0,7 Volt und Spannung V₂ effek­ tiv auf Massespannung, wobei deren Logik-Zustände in Fig. 3(3) gezeigt sind, wird das Ausgangssignal der UND-Schaltung 24 folglich H und dieser H-Zustand wird von der Verriegelungsschaltung 13 festgehalten. Tran­ sistor 17 der Anzeigeeinrichtung E wird durch diesen H-Zustand der Verriegelungsschaltung 13 leitend gemacht und die lichtemittierende Diode 19 leuchtet, wodurch angezeigt wird, daß sich die Last in einem Kurzschluß­ zustand befindet.

Da das H-Signal am Ausgangsanschluß der Verriegelungs­ schaltung 13 auf einen Eingang der ODER-Schaltung 15 gegeben und das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 15 invertiert und auf einen Eingang der UND-Schaltung 1 gegeben wird, ist gleichzeitig ein weiteres Anliegen des Treibersignals V_IN an der Lasttreibereinrichtung A durch die UND-Schaltung 1 unterbrochen.

Wenn sich bei dieser Ausführungsform die Last in einem Kurzschlußzustand befindet, werden die Transistoren 4 und 7 folglich nicht-leitend gemacht, bevor die UND- Schaltung 1 so geschaltet wird, daß sie das Anlegen des Treibersignals V_IN an die Lasttreibereinrichtung A unterbricht. Ein hoher Strom, der an die kurzgeschlossene Last angelegt wird, wird somit beendet, und zwar ohne die Verzögerung, welche durch die verschiedenen Logik- Vorrichtungen verursacht wird, die am Schalten des Aus­ gangs der UND-Schaltung beteiligt sind. Somit wird dieser hohe Strom in bei weitem kürzerer Zeit als bei der Vorrichtung gemäß den Fig. 5 und 6 beendet. Daher ist eine Beschädigung der Last 9 und anderer Schaltun­ gen durch Anlegen eines hohen Stroms an die kurzge­ schlossene Last verhindert.

Das Leuchten der lichtemittierenden Diode 19 und die Unterbrechung des auf die Lasttreibereinrichtung A gegebenen Treibersignals V_IN werden aufrechterhalten, bis die Verriegelungsschaltung 13 durch Betätigen der Halt-Freigabe-Einrichtung F zurückgesetzt ist.

Nach einer Reparatur der Last 9 zu dem Zweck, den Kurz­ schlußzustand zu beseitigen, kann die Verriegelungs­ schaltung 13 mittels der Halt-Freigabeeinrichtung F zurückgesetzt werden, und es kann wieder ein Strom zur Last 9 geschickt werden, und zwar durch Anlegen des Treibersignals V_IN an die Lasttreibereinrichtung A.

Normaler Lastzustand

Weist die Last 9 einen normalen Lastzustand auf, wenn der Schalter SW geschlossen ist und ein Treibersignal V_IN an die Lasttreibereinrichtung A angelegt wird, werden die Transistoren 4 und 7 leitend gemacht und fließt ein Strom von der Batterie 6 durch die Transi­ storen 7 und die Last 9 zu Masse. Während dieser Zeit ist der Logik-Wert der Spannung V₂ am Eingangsan­ schluß der Last 9 H, da der Transistor 7 vollständig leitet. In diesem Zustand, der in Fig. 3(4) gezeigt ist, sind sowohl die Eingangsspannung V₁ als auch die Spannung V₂ am Eingangsanschluß der Last 9 H, so daß die Verriegelungsschaltungen 13 und 14 im L-Zustand verriegelt bleiben und die lichtemittierenden Dioden 19 und 20 der Anzeigeeinrichtung E nicht leuchten.

In diesem normalen Lastzustand ist das Anlegen des Treibersignals V_IN an die Lasttreibereinrichtung A nicht unterbrochen und es wird ein Strom von der Batterie 6 zur Last 9 geliefert, um die Last 9 zu treiben.

Wenn der Schalter SW geschlossen wird, bevor ein Treibersignal V_IN an die Lasttreibereinrichtung A angelegt wird, nimmt die Spannung V₂ einen Logik- Wert L an, wenn sich die Last in einem normalen Zustand oder im Kurzschlußzustand befindet, da der Wert von R_5-3 höher gewählt ist als der Lastwiderstandswert R_L, so daß dieser Logik-Zustand in diesen beiden Last­ zuständen bewirkt wird. Da kein Treibersignal V_IN an­ gelegt ist, ist auch die Spannung V₁ L, wie es in Fig. 3(1) gezeigt ist, und die Verriegelungsschaltungen 13 und 14 bleiben in ihren L-Zuständen.

Fig. 4 zeigt beliebige H- und L-Bereiche, in denen ein Spannungswert liegen kann, um die zuvor beschriebene Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 1 zu bewirken. Da diese Bereiche sich relativ weit erstrecken können, ist die Betriebsweise der Ausführungsform nach Fig. 1 über einen relativ großen Änderungsbereich der Energie­ versorgungsspannung stabil.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, wird der Zustand der Last 9 somit aus den verschiedenen Logik-Zuständen bestimmt, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind. Da die Arbeitsweise der Transistoren 4 und 7 weder durch eine Spannungsänderung der Batterie 6 noch durch eine relativ große zulässige Änderung des Lastzustands bedeutsam beeinträchtigt wird, wird die Zustandsbestimmung der Last 9 außerdem stabil und mit hoher Genauigkeit ausgeführt, so daß die Unterbrechung der Eingabe des an die Lasttreiberein­ richtung A gelieferten Treibersignals V_IN nur auftritt, wenn der Lastzustand abnormal ist. Da außerdem dann, wenn sich die Last in einem Kurzschlußzustand befindet, die Energieversorgung der Last augenblicklich abgeschal­ tet wird, selbst bevor der Kurzschlußzustand von den verschiedenen Logik-Einrichtungen in der bevorzugten Ausführungsform festgestellt wird, wird eine Beschädigung der Last und irgendwelcher anderen Schaltungen verhindert.

Claims (5)

1. Lastzustandsdetektor- und Lasttreibersystem, umfassend:
eine steuerbare Schaltereinrichtung (7) mit einem Steueranschluß und einem zweiten Anschluß, der mit einem Eingangsanschluß einer Last (9) gekoppelt ist, wobei der Steueranschluß ein Treibersignal erhält, das die steuerbare Schaltereinrichtung (7) derart steuert, daß der Last (9) ein Treiberstrom zugeführt wird;
und eine zwischen den Eingangsanschluß der Last (9) mit dem Steueranschluß koppelnde Einrichtung (27), welche die Schaltereinrichtung (7) nicht-leitend macht, wenn die Last (9) einen Kurzschlußzustand aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die koppelnde Einrichtung ein nur in einer Richtung stromleitendes Bauelement (27) ist, und daß ein stromführendes Element (21) parallel zu der Schaltereinrichtung (7) geschaltet ist und einen Logik-H- oder Logik-L-Spannungswert an dem Eingangsanschluß der Last (9) verursacht, wenn das Treibersignal nicht an dem Steueranschluß der Schaltereinrichtung anliegt, wobei der Logik- L-Spannungswert erscheint, wenn die Last einen Kurzschlußzustand aufweist, und der Logik-H-Spannungswert erscheint, wenn die Last den Zustand eines offenen Stromkreises oder den Zustand normaler Arbeitsweise aufweist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stromführende Element ein Widerstand (R_5-3) ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtung einen ersten Transistor (7) aufweist, der einen Steueranschluß besitzt, der mit dem Steueranschluß der Schaltereinrichtung über eine zweite Diode (DI) gekoppelt ist, wobei die zweite Diode (DI) sicherstellt, daß der erste Transistor (7) nicht-leitend ist, wenn die Spannung (V₁) am Steueranschluß der Schaltereinrichtung bei Last-Kurzschluß den Logik-L-Zustand annimmt.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Logik-Einrichtung (1, 13 bis 16, 22 bis 25), die mit dem Eingangsanschluß der Last (9) und mit dem Steueranschluß der Schaltereinrichtung gekoppelt ist, um einen Kurzschlußzustand der Last oder den Zustand eines offenen Stromkreises der Last zu detektieren und zu verhindern, daß dann das Treibersignal an den Steueranschluß der Schaltereinrichtung (7) gelangt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (E) zum sichtbaren Anzeigen eines Kurzschlußzustands der Last oder des Zustands eines offenen Stromkreises der Last (9).