DE3941207A1

DE3941207A1 - Schutzschaltung

Info

Publication number: DE3941207A1
Application number: DE19893941207
Authority: DE
Inventors: Karl Korn
Original assignee: TAE ANTRIEBSTECHNIK GmbH
Current assignee: TAE ANTRIEBSTECHNIK GmbH
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-06-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für zwischen einer Stromzuführung und einer Stromrückführung geschaltete Leistungshalbleiter, insbesondere Transistor brücken, welche in der Stromzuführung zur Überwachung der Stromstärke einen Stromsensor hat.

Schutzschaltungen der vorstehenden Art sind beispiels weise bei der Stromversorgung bürstenloser Gleichstrom motoren oder für Drehstrommotoren erforderlich, um die Leistungstransistoren oder Leistungshalbleiter vor Über strom im Kurzschlußfall zu schützen. Wenn man einen zu verlässigen Schutz wünscht, dann hat man bisher in allen Transistorbrücken zur Überwachung der Strangströme in der Stromzuführung oder der Stromrückführung sowie in den einzelnen Strängen (Ausgang) jeweils einen Strom sensor angeordnet. Um die hierfür erforderlichen Kosten zu reduzieren, begnügt man sich oftmals auch mit nur einem Stromsensor in der den Transistorbrücken gemein samen Stromzuführung. Hierdurch ist jedoch nur ein Über stromschutz bei einem Kurzschluß zwischen den drei Aus gängen gegeben. Kommt es zu einem Erdschluß, so daß der Strom von einer Phase über die Gleichrichter und die Transistorbrücken zum Schutzleiter fließen kann, dann vermag der Stromsensor diesen Kurzschluß nicht zu regi strieren, so daß es zu einer Zerstörung der Transistor brücken durch Überstrom kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutz schaltung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit nur einem einzigen Stromsensor ein Schutz der Tran sistorbrücken vor Überstrom infolge eines Kurzschlusses zwischen den Ausgängen als auch infolge eines Erdschlus ses möglich ist.

Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise da durch gelöst, daß die Stromrückführung über den Strom sensor der Stromzuführung erfolgt und die Flußrichtung der Stromrückführung im Stromsensor die gleiche ist wie die der Stromzuführung.

Durch diese elektrische Schaltung verdoppelt der zurück fließende Strom im Stromsensor das Sensorsignal. Wird dieser Wert infolge eines Kurzschlusses zwischen den Ausgängen überschritten, dann wird ein Abschaltbefehl gegeben. Kommt es zu einem Erdschluß, dann kann immer noch ein Strompfad im Stromsensor ein Sensorsignal erzeu gen, was bei einem entsprechend hohen Wert zu einem Ab schaltbefehl führt. Die erfindungsgemäße Schutzschaltung wirkt sich deshalb so aus, daß im Kurzschlußfall zwi schen zwei Ausgängen bei einem halb so hohen Stromfluß abgeschaltet wird wie im Erdschlußfall. Die Transistor brücken müssen deshalb für einen etwas höheren Strom ge eignet sein, als bei einer Schaltung, welche in jedem Stromstrang oder in der Stromzuführung und der Stromrück führung einen Stromsensor aufweist.

Da die Transistorbrücken oder Leistungshalbleiterbrücken im Kurzschlußfall sehr oft den doppelten Strom bei einer entsprechenden Abschaltzeit zulassen, ist der Transistor ausreichend geschützt.

Ausreichend lange Zeiten für ein Abschalten im Erdschluß fall lassen sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß zur Begrenzung der Stromanstiegsgeschwindigkeit in der Stromzuführung und der Stromrückführung eine Drossel geschaltet ist.

Besonders kostengünstig ist die Begrenzung der Anstiegs geschwindigkeit des Stromes bei Erdschluß zu erreichen, wenn die beiden Drosseln durch ein einziges Bauteil mit einer in zwei Kammern gewickelten Spule gebildet sind. Solche zweikammergewickelten Bauteile sind handelsüb lich.

Zur weiteren Verdeutlichung des Erfindungsgedankens ist eine erfindungsgemäße Schutzschaltung in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

In der Zeichnung sind im linken Bildteil drei Wechsel stromanschlüsse 1, 2, 3 gezeigt, die über eine Gleich richteranordnung 4 mit einer Stromzuführung 5 und einer Stromrückführung 6 Verbindung haben. Zwischen der Strom zuführung 5 und der Stromrückführung 6 sind drei Tran sistorbrücken 7, 8, 9 oder andere Leistungshalbleiter (IBGT) geschaltet, an denen der einem bürstenlosen Gleichstrommotor oder Drehstrommotor zuzuführende Strom abgegriffen wird.

Wichtig für die Erfindung ist ein Stromsensor 10, durch den die Stromzuführung 5 und die Stromrückführung 6 der art geführt ist, daß der Stromfluß in beiden Leitungen zu einer Erhöhung des Sensorsignals bei Normalbetrieb führt. Die Flußrichtung im Stromsensor 10 muß also bei der Stromzuführung 5 und der Stromrückführung 6 gleich sein, was durch Überkreuzen bespielsweise der Leitung der Stromrückführung 6 erreicht werden kann.

Bei dem Stromsensor kann es sich um ein übliches Bauteil handeln, welches als Magnetfeldsensor ein Hallelement aufweist.

In die Stromzuführung 5 und die Stromrückführung 6 ist weiterhin jeweils eine Drossel 11, 12 geschaltet, welche im Falle eines Erdschlusses dafür sorgt, daß der Strom anstieg dabei langsam genug erfolgt, um ein rechtzeiti ges Abschalten der Transistoren der Transistorbrücken 7, 8, 9 zu ermöglichen. Die beiden Drosseln 11, 12 können zu einem zweikammergewickelten Bauteil 13 zusammengefaßt sein.

Auflistung der verwendeten Bezugszeichen

1 Wechselstromanschluß
2 Wechselstromanschluß
3 Wechselstromanschluß
4 Gleichrichteranordnung
5 Stromzuführung
6 Stromrückführung
7 Transistorbrücke
8 Transistorbrücke
9 Transistorbrücke
10 Stromsensor
11 Drossel
12 Drossel
13 Bauteil

Claims

1. Schutzschaltung für zwischen einer Stromzuführung und einer Stromrückführung geschaltete Leistungshalbleiter, insbesondere Transistorbrücken, welche in der Stromzu führung zur Überwachung der Stromstärke einen Stromsen sor hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromrückfüh rung (6) über den Stromsensor (10) der Stromzuführung (5) erfolgt und die Flußrichtung der Stromrückführung (6) im Stromsensor (10) die gleiche ist wie die der Stromzuführung (5).

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Begrenzung der Stromanstiegsgeschwindigkeit in der Stromzuführung (5) und der Stromrückführung (6) eine Drossel (11, 12) geschaltet ist.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die beiden Drosseln (11, 12) durch ein einziges Bauteil (13) mit einer in zwei Kammern gewickelten Spule gebildet sind.