DE4000674A1 - Schaltungsanordnung zur speisung eigensicherer elektrischer schaltkreise - Google Patents

Schaltungsanordnung zur speisung eigensicherer elektrischer schaltkreise

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DE4000674A1
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Armand Huebsch
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/041—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using a short-circuiting device

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Speisung eigensicherer elektrischer Schaltkreise mit einem Netzgerät, einem von diesem mit Gleichstrom gespeisten DC/DC- Wandler und Mitteln zur Sicherung vor überhöhter Spannung im Störfall.
Es ist bekannt, zur Spannungsbegrenzung bei elektrischen oder elektronischen Schaltungen Zenerdioden bzw. Thyristoren und Transistoren einzusetzen, deren Schaltgeschwindigkeit in vielen Anwendungsfällen jedoch nicht ausreicht. Das gleiche gilt für die Ansprechgeschwindigkeit der häufig verwendeten Feinschmelzsicherungen.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie möglichst viel­ seitig einsetzbar ist.
Eine Lösung der Aufgabe wird in einer Schaltungsanordnung gesehen, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungs­ beispiel schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.
An einem mit Netzwechselstrom gespeisten Netzgerät N steht ausgangsseitig an den Anschlüssen 1 und 2 eine Gleichspannung von 24 V zur Verfügung, mit welcher über die Leitungen L 1 und L 2 ein DC/DC-Wandler W gespeist wird, der zur Potentialtrennung dient. An den Ausgängen 5 und 6 des Wandlers W sind eigen­ sichere Verbraucherkreise angeschlossen.
In mindestens einer der Leitungen L 1 oder L 2 ist ein Längs­ widerstand R 1 und eine Schmelzsicherung F 1 angeordnet. Parallel zu den Eingängen 3 und 4 des Wandlers W liegt eine als Suppres­ sordiode V 1 bezeichnete Zenerdiode und parallel dazu die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode V 2 und dem Widerstand R 2.
Ein Schalttransistor V 5, dessen Schaltstrecke über einen Wider­ stand R 4 zwischen den Zuleitungen L 1 und L 2 liegt, ist über seinen Basisanschluß und einen Widerstand R 3 an den Widerstand R 2 der Reihenschaltung R 2, V 2 angeschlossen.
Ein zwischen die Zuleitungen L 1 und L 2 geschalteter Thyristor V 6 wird über einen Widerstand R 5 und die Schaltstrecke des Transistors V 5 angesteuert.
Übersteigt die Spannung infolge eines Defekts oder einer Stö­ rung im Netzgerät N an dessen Ausgängen 1 und 2 die Sperr­ spannung der Zenerdiode V 2, wird diese leitend. Am Widerstand R 2 stellt sich eine vom Zenerstrom abhängige Spannung ein. Überschreitet diese die Schaltschwelle des Schalttransistors V 5, wird dieser leitend und zündet den Thyristor V 6, der wie­ derum den Eingangskreis kurzschließt und die Sicherung F 1 aus­ löst.
Der Widerstand R 1 begrenzt den Kurzschlußstrom auf den zulässi­ gen Abschaltstrom der Sicherung.
Wird im Störfall infolge einer hochohmigen Zuleitung zum Netz­ gerät N oder Thyristor V 6 der Thyristor-Einraststrom nicht erreicht, wirken die durch den Schalttransistor V 5, den Wider­ stand R 4, den Widerstand R 5 und den Thyristor V 6 gebildeten Strecken als dauernde Begrenzung.
Bei schnellem Stromanstieg und hohen Spannungen, wie sie bei­ spielsweise bei niederinduktiver Zuleitung auftreten können, wird zuerst die Suppressordiode V 1 leitend, ihre Ansprechzeit liegt im Nanosekundenbereich und sie begrenzt die Spannung, bis der Thyristor V 6 durchschaltet.
Der Schutz bei negativer Halbwelle erfolgt durch Auslösen der Sicherung F 1 über die Suppressordiode V 1.

Claims (1)

  1. Schaltungsanordnung zur Speisung eigensicherer elektrischer Schaltkreise mit einem Netzgerät, einem von diesem mit Gleich­ strom gespeisten DC/DC-Wandler und Mitteln zur Sicherung vor überhöhter Spannung im Störfall, gekennzeichnet durch:
    • a) eine Suppressordiode (V 1) parallel zum Eingang (3, 4) des DC/DC-Wandlers (W),
    • b) eine Reihenschaltung aus Zenerdiode (V 2) und Widerstand (R 2), die parallel zur Suppressordiode (V 1) geschaltet ist,
    • c) einen Schalttransistor (V 5), dessen Schaltstrecke über einen Widerstand (R 4) zwischen den Zuleitungen (L 1, L 2) liegt und dessen Basisanschluß über einen Widerstand (R 3) an die Rei­ henschaltung (V 2, R 2) angeschlossen ist,
    • d) einen Thyristor (V 6) zwischen den Zuleitungen (L 1, L 2), dessen Zündanschluß an der Schaltstrecke des Schalttransi­ stors (V 5) liegt,
    • e) einen Längswiderstand (R 1) und eine Schmelzsicherung (F 1) in einer der Zuleitungen (L 1 oder L 2).
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