DE4004449C1

DE4004449C1 - Load current limiting circuit - has integrated power switch switching off relay if undervoltage appears at input

Info

Publication number: DE4004449C1
Application number: DE19904004449
Authority: DE
Inventors: Friedemann Dr. Mohr; Harald 7253 Renningen De Koenig
Original assignee: Heinrich Kissling & Co Kg 7277 Wildberg De GmbH
Current assignee: Kissling Elektrotechnik GmbH
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1991-08-29
Anticipated expiration: 2010-02-15

Abstract

The load current limiting circuit for an automobile electronic current circuit supplied via a relay (10), uses a current sensor (12) detecting the relay current associated with a current converter (13) providing a corresp. voltage value. This is compared with a voltage value representing the max. permissible current to operate an electronic switch (18) for the relay control stage. The latter incorporates an IC switch (20) with a common input for the supply voltage and a control signal, its output being fed to the relay. ADVANTAGE - Simple setting of max. voltage and improved switching sensitivitity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laststrombegrenzungsschaltung für einen über ein Leistungsrelais geschalteten Stromkreis, insbesondere für die Fahrzeugelektronik, mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen.The invention relates to a load current limiting circuit for a circuit switched via a power relay, especially for vehicle electronics, with those in the preamble features listed in the main claim.

In der Fahrzeugelektronik werden zur Strombegrenzung in Lastkreisen von Leistungsrelais in der Regel immer noch mechanische Schalter eingesetzt, die bei Überschreiten eines Maximalstromes im Lastkreis das Relais abschalten. Diese Schalter sind für einen Neustart wiedereindrückbar, haben aber den Nachteil, daß sie mit ihrer Empfindlichkeit nicht einstellbar sind. Für verschiedene Laststrombereiche müssen daher auch verschiedene mechanische Schalter zur Verfügung gestellt werden.In vehicle electronics are used to limit the current in Load circuits of power relays usually still mechanical switches used when a Maximum current in the load circuit switch off the relay. These Switches are repressible for a restart but the disadvantage that their sensitivity is not are adjustable. For different load current ranges therefore various mechanical switches are available be put.

Auf anderen Gebieten sind dagegen schon Laststrombegrenzungsschaltungen mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen bekannt und in der GB-OS 22 15 537 beschrieben. Über einen Strommesser mit Stromwandler wird der Laststrom überwacht, und wird ein dem Laststrom proportionaler Spannungswert an den Eingang eines Komparators gelegt und dort mit einem zulässigen Höchstspannungswert verglichen. Die Abschaltung des Leistungsrelais erfolgt über einen in seinen Steuerteil gelegten elektronischen Schalter.In contrast, load current limiting circuits are already in other areas with those in the preamble of the main claim Features listed known and in GB-OS 22 15 537 described. Using an ammeter with a current transformer monitors the load current and becomes proportional to the load current Voltage value at the input of a comparator placed and there with a permissible maximum voltage value compared. The power relay is switched off via an electronic one placed in its control section Counter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Laststrombegrenzungsschaltung der vorstehend genannten Art so auszubilden, daß sie nicht nur die Einstellung des zulässigen Spannungsgrenzwertes erlaubt, sondern auch eine Verbesserung hinsichtlich ihrer Schaltempfindlichkeit und der Neustartmöglichkeit aufweist.The invention has for its object an electronic Load current limiting circuit of the type mentioned above to train so that they are not just setting the allowable Voltage limit allowed, but also an improvement in terms of their switching sensitivity and Has restart possibility.

Die gestellte Aufgabe wird mit der Laststrombegrenzungsschaltung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die Anordnung eines integrierten Leistungsschalters im Steuerteil des Leistungsrelais, in dessen Versorgungsspannungskreis der elektronische Schalter gelegt ist, wird eine betriebssichere und empfindliche Laststrombegrenzungsschaltung erreicht. Hierbei kann der integrierte Leistungsschalter ein handelsüblicher intelligenter Leistungsschalter-IC sein, der bei Unterspannung an seinem Eingang abschaltet und bis zu einem Neustart ausgeschaltet bleibt. Solche intelligenten Leistungshalbleiter sind beispielsweise in der Fachzeitschrift "Der Elektroniker", Nr. 4/1989, Seiten 33-38 beschrieben.The task is with the load current limiting circuit according to the invention in the characterizing part the main claim listed features solved. Through the Arrangement of an integrated circuit breaker in the control section of the power relay, in its supply voltage circuit the electronic switch is set, one reliable and sensitive load current limiting circuit reached. Here, the integrated circuit breaker can commercially available intelligent circuit breaker IC that switches off at undervoltage at its input and up to remains switched off after a restart. Such intelligent Power semiconductors are, for example, in the trade magazine "The electronics engineer", No. 4/1989, pages 33-38.

Ein ständiges Aus- und Einschalten des Leistungsrelais bei Stromschwankungen um den zulässigen Maximalwert wird bei der Schaltung gemäß der Erfindung verhindert. Constant switching off and on of the power relay in the event of current fluctuations around the permissible maximum value is prevented in the circuit according to the invention.

Bei Verwendung eines Leistungsschalter-IC mit Unterspannungsabschaltung sorgt dieser bei Überschreiten des Maximalstroms im Lastkreis und die dadurch verursachte kurzzeitige Unterbrechung seiner Spannungsversorgung für das Abschalten des an seiner Ausgangsklemme angeordneten Leistungsrelais. Durch Anlegen einer anderen Spannung am zweiten Eingang des Komparators ist es jederzeit leicht möglich, einen anderen Wert für den zulässigen Maximalstrom im Lastkreis einzustellen. Dadurch können mit der gleichen elektronischen Schaltung Lastströme auf unterschiedliche Werte begrenzt werden.When using a circuit breaker IC with undervoltage cut-out, this ensures when exceeded of the maximum current in the load circuit and the resultant brief interruption of its power supply for switching off the at its output terminal arranged power relay. By creating another There is voltage at the second input of the comparator at all times easily possible a different value for the allowable Set the maximum current in the load circuit. This allows you to the same electronic circuit load currents different values can be limited.

Die Ansteuerung des Leistungsschalter-IC kann über den gleichen Eingang, der für die Versorgungsspannung des IC vorgesehen ist, erfolgen. Eine andere Möglichkeit ist, für das Steuersignal und die Versorgungsspannung des Leistungsschalters separate Anschlüsse vorzusehen, wodurch eine leistungsarme Ansteuerung des IC ermöglicht wird, da die Steuersignalquelle nicht mit dem Strommeßkreis belastet ist. Damit nachträglich auf einfache Weise zwischen den beiden Anschlußmöglichkeiten für das Steuersignal ausgewählt werden kann, kann die elektronische Schaltung zur Laststrombegrenzung einen geeignet angeordneten Kurzschlußbügel enthalten der im nicht unterbrochenen Zustand die Versorgungsspannung und das Steuersignal für den integrierten Leistungsschalter auf einen gemeinsamen Anschluß und im durchgetrennten Zustand auf separate Anschlüsse führt. Durch einfaches Durchtrennen des Kurzschlußbügels kann damit nachträglich eine leistungsarme Ansteuerung des IC erzielt werden. Da in der Fahrzeugelektronik beide Anschlußvarianten von Bedeutung sein können, ist die identische Herstellung beider Varianten und das Erzielen der lsitungsarmen Ansteuerung des IC durch einfaches Nachbearbeiten der Schaltung von großer wirtschaftlicher Bedeutung.The circuit breaker IC can be controlled via the same input that for the supply voltage of the IC is provided. Another possibility is, for the control signal and the supply voltage of the Circuit breaker to provide separate connections, whereby low-power control of the IC is made possible because the control signal source is not loaded with the current measuring circuit is. So that in a simple way between selected the two connection options for the control signal can be, the electronic circuit for Load current limitation a suitably arranged shorting bar contain the in the uninterrupted state the supply voltage and the control signal for the integrated circuit breaker on a common Connection and in the severed state on separate connections leads. By simply cutting through the shorting bar can subsequently be a low-performance Control of the IC can be achieved. Because in vehicle electronics both connection variants are important is the identical production of both variants and achieving low-resolution control of the IC by simply reworking the circuit from large economic importance.

Nachfolgend wird eine erfindungsgemäß ausgebildete Laststrom begrenzungsschaltung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.Below is a load current designed according to the invention limit circuit using the attached drawing explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt ein Blockdiagramm einer elektronischen Schaltung zur Laststrombegrenzung. Es sind ein Leistungsrelais 10 mit einem Lastkreis 11, dessen Strom begrenzt werden soll, dargestellt. Im Lastkreis 11 ist ein Strommesser 12 mit Stromwandler 13 angeordnet, wobei der Stromwandler beispielsweise eine Feldplatte sein kann. Der Strommesser und Stromwandler 12/13 ist mit einem ersten Eingang 14 eines Komparators 15 verbunden. An einem zweiten Eingang 16 des Komparators 15 liegt eine Referenzspannung an, die dem maximal zulässigen Strom im Lastkreis 11 des Leistungsrelais 10 entspricht. Der Ausgang 17 des Komparators 15 ist über einen elektronischen Schalter 18 mit dem Versorgungsspannungskreis 19 eines integrierten Leistungsschalters 20 verknüpft, der als intelligenter Leistungschalter-IC mit Unterspannungsabschaltung ausgeführt ist, wie sie im Handel erhältlich sind.The drawing shows a block diagram of an electronic circuit for load current limitation. A power relay 10 with a load circuit 11 , the current of which is to be limited, is shown. A current meter 12 with a current transformer 13 is arranged in the load circuit 11 , wherein the current transformer can be a field plate, for example. The ammeter and current transformer 12/13 is connected to a first input 14 of a comparator 15 °. A reference voltage is present at a second input 16 of the comparator 15 , which corresponds to the maximum permissible current in the load circuit 11 of the power relay 10 . The output 17 of the comparator 15 is linked via an electronic switch 18 to the supply voltage circuit 19 of an integrated circuit breaker 20 , which is designed as an intelligent circuit breaker IC with undervoltage cutoff, as are commercially available.

An einem Anschluß 21 der elektronischen Schaltung liegt die Versorgungsspannung und an einem Anschluß 22 liegt das Steuersignal für den Leistungsschalter-IC an. Zwischen den Anschlüssen 21 und 22 der Schaltung ist ein Kurzschlußbügel 23 angeordnet. Ist dieser nicht durchgetrennt, so sind die Anschlüsse 21 und 22 durch den Kurzschlußbügel 23 elektrisch miteinander verbunden. Beim Durchtrennen des Kurzschlußbügels 23 entstehen zwei separate Anschlüsse 21 und 22 für die Versorgungsspannung und das Ansteuersignal für den Leistungsschalter 20.The supply voltage is present at a connection 21 of the electronic circuit and the control signal for the circuit breaker IC is present at a connection 22 . A shorting bar 23 is arranged between the connections 21 and 22 of the circuit. If this is not severed, the connections 21 and 22 are electrically connected to one another by the shorting bar 23 . When the shorting bar 23 is cut , two separate connections 21 and 22 for the supply voltage and the control signal for the circuit breaker 20 are created .

Das Spannungssignal des Strommessers und Wandlers 12/13 wird durch den Komparator 15 mit der an seinem zweiten Eingang 16 anliegenden Referenzspannung, die den zulässigen Maximalwert des Laststromes repräsentiert, verglichen. Übersteigt der am Eingang 14 anliegende und zum Strom im Lastkreis 11 proportionale Spannungswert den Referenzspannungswert, so unterbricht der Komparator 15 über den elektronischen Schalter 18 den Versorgungsspannungskreis 19 des Leistungsschalter-IC kurzzeitig. Dies führt zu einem Abschalten des Leistungsschalters 20 und dadurch zu einem Abfallen des Leistungsrelais 10. Das Relais 10 und der Leistungsschalter 20 bleiben so lange ausgeschaltet, bis über die Versorgungsspannung ein Neustart des Leistungsschalter-IC durchgeführt wird. Dazu wird die an der Klemme 21 anliegende Versorgungsspannung über eine einstellbare Verzögerungsschaltung 24 und einen elektronischen Schalter 25 auf die Steuersignalklemme 22 des Leistungsschalter-IC geführt. Das Steuersignal und die Versorgungsspannung bewirken daraufhin einen Neustart des Schalters 20.The voltage signal of the current meter and converter 12/13 is compared by the comparator 15 with the reference voltage present at its second input 16 , which represents the permissible maximum value of the load current. If the voltage value present at the input 14 and proportional to the current in the load circuit 11 exceeds the reference voltage value, the comparator 15 briefly interrupts the supply voltage circuit 19 of the circuit breaker IC via the electronic switch 18 . This leads to the circuit breaker 20 being switched off and the power relay 10 thus falling off. The relay 10 and the circuit breaker 20 remain switched off until the circuit breaker IC is restarted via the supply voltage. For this purpose, the supply voltage applied to terminal 21 is fed via an adjustable delay circuit 24 and an electronic switch 25 to the control signal terminal 22 of the circuit breaker IC. The control signal and the supply voltage then cause the switch 20 to restart.

Claims

1. Load current limiting circuit for a circuit ( 11 ) connected via a power relay ( 10 ), in particular for vehicle electronics, with an ammeter ( 12 ) connected to the circuit ( 11 ) connected by the power relay ( 10 ) with a current transformer ( 13 ), the one switches the voltage value proportional to the load current to an input ( 14 ) of a comparator ( 15 ), at the second input ( 16 ) of which a voltage value corresponding to the permissible maximum current is present and which on the output side influences the control part of the power relay ( 10 ) via an electronic switch ( 18 ), characterized in that the control part of the power relay ( 10 ) has an integrated power switch ( 20 ), at the output of which the power relay is connected and to whose supply voltage circuit ( 19 ) the electronic switch ( 18 ) is connected.

2. Load current limiting circuit according to claim 1, characterized in that the integrated circuit breaker ( 20 ) is a well-known intelligent circuit breaker IC, which switches off at undervoltage at its input and remains switched off until a restart.

3. Load current limiting circuit according to one of claims 1 or 2, characterized in that the integrated circuit breaker ( 20 ) has a common input ( 21/22 ) for the supply voltage and the control signal.

4. Load current limiting circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that a shorting bar ( 23 ) is provided which, in the uninterrupted state, the supply voltage and the control signal for the integrated circuit breaker ( 20 ) on a common connection ( 21/22 ) and in the severed state leads to separate connections ( 21 , 22 ).