DE4216177A1 - Ueberstromschutzvorrichtung fuer ein leistungselement - Google Patents

Ueberstromschutzvorrichtung fuer ein leistungselement

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Description

Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement, mit der beispielsweise ein IGBT, ein Leistungs-MOSFET oder ein Bipolartransistor vor Überstrom ge­ schützt wird.
Eine herkömmliche Überstromschutzvorrichtung, mit der ein in einen Verbraucherkreis eines Inverters oder dergleichen zum Durchführen der Geschwindigkeitssteuerung eines Induktionsmo­ tors eingesetztes Leistungselement vor Überstrom oder Kurz­ schluß geschützt wird, ist als Blockschaltbild in Fig. 6 dar­ gestellt.
In Fig. 6 dient als Leistungselement 1 ein IGBT oder ähnli­ ches Bauelement. Zum Ansteuern des Leistungselements 1 ist ein Gateverstärker 2 als Steuersignalverstärker vorgesehen, für den das Steuersignal von einer Steuerschaltung 3 ausgege­ ben wird. Mit dem Leistungselement 1 ist ein Nebenschlußwi­ derstand 4 in Reihe geschaltet, der einen Überstrom abtastet, während eine Trennschaltung 5 zum Abtrennen und Übertragen der Potentialdifferenz des Nebenschlußwiderstands 4 zur Steu­ erschaltung 3 dient.
Im allgemeinen ist der Hauptschaltkreis für das Leistungsele­ ment 1 durch den Gateverstärker 2 von der Steuerschaltung 3 elektrisch abgetrennt. Um für den Lastkreis oder Verbraucher­ kreis, d. h. für den Hauptschaltkreis, Überstromschutz zu er­ möglichen, wird der Hauptstrom Ic des Leistungselements 1 vom Nebenschlußwiderstand 4 gemessen. Der Wert des festgestellten Stroms Ic wird über die Trennschaltung 5, beispielsweise einen Isolierverstärker, als Meßsignal an die Steuerschal­ tung 3 angelegt. Damit wird das Leistungselement 1 abgeschal­ tet, wenn das Meßsignal ein vorherbestimmtes Niveau erreicht.
In Fig. 7 ist eine Ersatzschaltung gezeigt, die dann vorhan­ den ist, wenn ein Überstrom, insbesondere ein Kurzschluß in dem in Fig. 6 gezeigten, das Leistungselement 1 einschließen­ den Hauptschaltkreis auftritt. Die Arbeitsweise der in Fig. 7 gezeigten Schaltung geht aus Fig. 8A bis 8C hervor. Wie Fig. 7 zeigt, ist eine Stromversorgungsquelle 6 für den Hauptschaltkreis parallel zu einem Leistungselement 1 ge­ schaltet, an dessen Kollektor und Gate eine parasitäre Kapa­ zität 7 liegt. Außerdem ist in diesem Schaltkreis ein Schal­ ter 8 gezeigt, der im Ersatzschaltbild einen Kurzschluß wie­ dergeben soll.
Wenn bei dem in Fig. 7 dargestellten Schaltkreis der Schal­ ter 8 offen ist, beträgt die Spannung VCE zwischen dem Kol­ lektor und Emitter des Leistungselements 1 Null Volt. Wenn in diesem Zustand ein Kurzschluß auftritt, d. h. wenn der Schal­ ter 8 geschlossen wird, beginnt, wie Fig. 8A zeigt, ein starker Strom Ic im Leistungselement 1 zu fließen, was aus Fig. 8B hervorgeht. Ferner wird eine Stufenspannung, die sich aus der Gleichspannung VDE der Stromversorgungsquelle 6 für den Hauptschaltkreis entwickelt, auf den Kollektor und Emit­ ter des Leistungselements 1 aufgeprägt. Es zeigt sich, daß der Strom abrupt ansteigt, einen Spitzenwert erreicht, und dann auf einen stabilen Pegel abnimmt, wobei diese Ansprech­ kurve vermutlich auf eine Induktivität in der Schaltkreislei­ tung zurückzuführen ist.
Die im Leistungselement 1 bestehende parasitäre Kapazität 7 verursacht, daß eine Spannung VGE zwischen dem Gate und dem Emitter des Leistungselements 1 von der Standardspannung VGI um ΔVGI ansteigt, wie in Fig. 8C gezeigt. Infolgedessen übersteigt VGE die Spannung der ansteuernden Gleichstrom­ quelle im Gateverstärker 2, was den Kollektorstrom Ic noch weiter steigen läßt.
Die Schaltung des Gateverstärkers 2, der als der in Fig. 7 gezeigte Steuersignalverstärker dient, ist im einzelnen in Fig. 9 dargestellt. Wie Fig. 9 zeigt, ist eine Gleichstrom­ quelle 9 für die Gateansteuerung in einen Kreis mit einem Photokoppler 10 geschaltet, der eine Leuchtdiode 10A (LED) und einen Phototransistor 10B zum Trennen und Empfangen eines Steuersignals von der Steuerschaltung 3 aufweist. In diesem Schaltkreis sind auch Widerstände 11, 13 und 16 sowie Transi­ storen 12, 14 und 15 enthalten. Zwischen das Gate G des Lei­ stungselements 1 und den positiven Anschluß der Gleichstrom­ quelle 9 für die Gateansteuerung ist eine Diode 17 eingefügt.
Um das Ansteigen der Gatespannung VGE des Leistungselements 1 zu unterdrücken, wenn im Leistungselement 1 Überstrom fließt, ist die Diode 17 bei der herkömmlichen Auslegung zwischen den Gateanschluß G des Leistungselements 1 und den positiven An­ schluß der Gleichstromquelle 9 im Gateverstärker 2 (positiver Anschluß von VG) geschaltet, wie Fig. 9 zeigt. Mit der Diode 17 wird die Gatespannung VGE des Leistungselements 1 auf VGI geklemmt, wodurch der Spitzenwert des Stroms Ic im Moment eines Kurzschlußzwischenfalls auf einen niedrigeren Wert begrenzt wird. Wenn beispielsweise VG 15 Volt beträgt, könnte VGI von einem Wert von 15 Volt auf einen höheren Wert (z. B. 18 Volt) geändert werden, und es könnte ein Strom Ic mit höherem Pegel fließen, wenn ein Kurzschluß eintritt. Das Vorhandensein der Diode begrenzt allerdings den Spannungsan­ stieg, und infolgedessen ist der Strom Ic entsprechend be­ grenzt. Auch wenn die Spannung dazu neigt, bei einem Kurz­ schluß zuzunehmen, wird die Verstärkung im einzelnen doch von der Diode unterdrückt und die Leistung reduziert. Bei redu­ zierter Leistung wird allerdings der Spitzenstrom unter­ drückt, und der Schaltkreis nimmt den Überstrom nicht wahr. Infolgedessen wird die Periode von dem Beginn des Kurzschlus­ ses bis zu einer Beschädigung des Leistungselements 1 verlän­ gert, mit anderen Worten, die Kurzschlußkapazität wird ver­ bessert.
Die bekannte Schaltungsanordnung bringt jedoch gewisse Schwierigkeiten mit sich. Erstens: Wegen des oben beschriebe­ nen Aufbaus der bekannten Überstromschutzvorrichtung für das Leistungselement gibt der in den Verbraucherkreis des in Fig. 6 gezeigten bekannten Ausführungsbeispiels eingefügte Nebenschlußwiderstand eine beträchtliche Menge Wärme ab. Zweitens ist die für die Messung eines Überstroms vorgesehene Trennschaltung 5 verhältnismäßig teuer, da der gesteigerte Verlust eine ziemlich große Einheit erfordern kann und des­ halb höhere Kosten verursacht. Außerdem muß der bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendete Stromdetektor einen Kurzschluß feststellen und das Leistungselement ab­ schalten. Auch das führt zu einer großen Einheit der Vorrich­ tung und zu höheren Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Konstruktion eine Überstromschutzvor­ richtung für ein Leistungselement zu schaffen, die einen ver­ hältnismäßig einfachen Schaltungsaufbau hat und dennoch in wirkungsvoller Weise das Leistungselement vor Überstrom und Kurzschluß schützen kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Überstrom­ schutzvorrichtung für ein Leistungselement, welche die Steue­ rung des Leistungselements von der Abtastung eines Überstrom­ zustandes trennt.
Das wird erreicht mit Hilfe eines einzigen Photokopplers, der drei Funktionen erfüllen kann: die Gatespannung begrenzen bzw. festklemmen, den Hauptschaltkreis und die Steuerschaltung voneinander trennen sowie einen Überstrom feststellen.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch Anordnung eines ersten und eines zweiten Photokopplers gelöst, wobei das Eingangsende des zweiten Photokopplers zwischen das Gate des Leistungsele­ ments und die positive Seite einer Gleichstromquelle für die Gateansteuerung eingefügt ist, um den Anstieg der Gatespan­ nung des Leistungselements aufgrund eines Überstroms zu be­ grenzen. Der zweite Photokoppler kann das Meßsignal des Über­ stromes an seiner Ausgangsseite zur Verfügung stellen, und das Meßsignal wird an die Steuerschaltung abgegeben, die dann ein Steuersignal ausgibt, um die Erregung des Leistungsele­ ments zu stoppen oder zu begrenzen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem ersten und einem zwei­ ten Photokoppler dadurch gelöst, daß die Eingangsseite des zweiten Photokopplers zwischen das Gate des Leistungselements und die positive Seite der Gleichstromquelle zur Gateansteue­ rung eingefügt ist, um den durch Überstrom verursachten An­ stieg der Gatespannung des Leistungselements zu begrenzen. An seiner Ausgangsseite kann dieser Photokoppler das Meßsignal für Überstrom ausgeben. Die Ausgangsseite des zweiten Photo­ kopplers ist zwischen die Steuerschaltung und die Eingangs­ seite des ersten Photokopplers gelegt, um die Zuführung des Steuersignals der Steuerschaltung zu dem ersten Photokoppler zu steuern, damit die Erregung des Leistungselements gestoppt werden kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem dritten Ausführungsbeispiel dadurch gelöst, daß Gate und Emitter des Leistungselements im Moment der Feststellung von Überstrom an die Ausgangsseite des zweiten Photokopplers ge­ mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel angeschlossen sind, um die Erregung des Leistungselements zu beenden.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Schaltbild einer Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 ein Beispiel, bei dem ein Transistor mit der Aus­ gangsseite eines in Fig. 2 gezeigten zweiten Photo­ kopplers durch eine Darlington-Schaltung verbunden ist;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement gemäß einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 ein Beispiel, bei dem ein Transistor mit der Aus­ gangsseite eines in Fig. 4 gezeigten zweiten Photo­ kopplers durch eine Darlington-Schaltung verbunden ist;
Fig. 6 ein Schaltbild einer herkömmlichen Überstromschutz­ vorrichtung für ein Leistungselement;
Fig. 7 ein Ersatzschaltbild für das Schaltbild gemäß Fig. 6;
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Arbeitsweise des in Fig. 7 gezeigten Ersatzschaltbildes;
Fig. 9 ein detailliertes Schaltbild eines in Fig. 6 gezeig­ ten Gateverstärkers.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1, in der die gleichen Bezugszei­ chen wie bei der herkömmlichen Anordnung für gleiche oder entsprechende Teile benutzt sind, soll ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden.
Fig. 1 veranschaulicht einen Schaltkreis, der als Überstrom­ schutzvorrichtung für ein Leistungselement 1 dient. Gemäß Fig. 1 ist ein erster Photokoppler 10 zum Empfangen und Tren­ nen eines Steuersignals von einer Steuerschaltung 3 vorgese­ hen. Ein zweiter Photokoppler 18 mit einer Leuchtdiode 18A als Eingangsseite und einem Phototransistor 18B als Ausgangs­ seite ist zusätzlich vorgesehen. Die Leuchtdiode 18A ist zwi­ schen das Gate des Leistungselements 1 und den positiven An­ schluß einer Gleichstromquelle 1 für die Gateansteuerung in einer in Fig. 1 angedeuteten Richtung geschaltet, und der Phototransistor 18B ist mit der Steuerschaltung 3 verbunden.
Der gezeigte Schaltkreis arbeitet wie folgt: Wenn der zweite Photokoppler 18 so geschaltet ist, wie in Fig. 1 dargestellt, erfüllt die Leuchtdiode 18A, die als Eingangsseite dient, eine äquivalente Funktion wie die Diode 17 in Fig. 9, mit an­ deren Worten, sie begrenzt die Gatespannung VGE des Lei­ stungselements 1, die auf einen Überstrom im Hauptschalt­ kreis, beispielsweise einen Kurzschluß zurückzuführen ist, um den Anstieg dieser Gatespannung zu begrenzen. Der als Aus­ gangsseite dienende Phototransistor 18B bewirkt, daß ein für den Überstrom repräsentatives Meßsignal ausgegeben wird. Bei diesem Signal handelt es sich um Strom, der dem Erregerstrom der Leuchtdiode 18A entspricht, welcher sich entsprechend der Stärke des Überstroms ändert. Die Steuerschaltung 3 gibt ein Steuersignal ab, um die Erregung des Leistungselements 1 zu beenden oder zu begrenzen, wenn ein derartiges Meßsignal er­ halten wird.
Der zweite Photokoppler 18 ist in der vorstehend beschriebe­ nen Weise eingefügt und mit der Gateverstärkerschaltung 2 verbunden und arbeitet so, daß ein Ansteigen der Gatespannung VGE des Leistungselements 1 verhindert wird, wenn ein Kurz­ schluß auftritt. Infolgedessen wird die Dauer des Kurzschlus­ ses verlängert. Der Photokoppler 18 kann außerdem einen in ihm fließenden Eingangsstrom als Überstrom (Kurzschluß) beur­ teilen und dessen Auftreten an die Steuerschaltung 3 weiter­ geben.
Mit anderen Worten: Ein einziger zweiter Photokoppler 18 kann drei Aufgaben erfüllen, nämlich die Gatespannung begrenzen, den Hauptschaltkreis und die Steuerschaltung voneinander trennen sowie einen Überstrom feststellen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung soll unter Be­ zugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben werden. Der Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Schaltung ähnelt im wesentlichen der ge­ mäß Fig. 1. Beide Schaltkreise unterscheiden sich lediglich darin, daß der Phototransistor 18B als Ausgangsseite des zweiten Photokopplers 18 zwischen die Steuersignalausgangs­ seite der Steuerschaltung 3 und die Leuchtdiode 10A, die als Eingangsseite des ersten Photokopplers 10 dient, eingefügt und entsprechend angeschlossen ist.
In Fig. 2 hat der erste Photokoppler 10 die Aufgabe, die Steuerschaltung 3 vom Hauptschaltkreis zu trennen. Während der Eingang des zweiten Photokopplers 18 mit dem beim ersten Ausführungsbeispiel identisch ist, ist der Ausgang für die Trennung unmittelbar mit dem Eingang des ersten Photokopp­ lers 10 verbunden. Folglich kann das Auftreten von Überstrom festgestellt und die Zuführung des Steuersignals sofort gestoppt werden, um das Leistungselement leichter abschalten zu können.
Das in Fig. 3 gezeigte Beispiel zeigt, daß bei der Schalt­ kreisanordnung gemäß Fig. 2 ein Transistor 19 in Darlington-Ver­ bindung mit dem Phototransistor 18B an der Ausgangsseite des zweiten Photokopplers 18 steht, und daß die Ausgangsseite des zweiten Photokopplers 18 mit der primären Seite des er­ sten Photokopplers 10 über den in Darlington-Verbindung ge­ schalteten Transistor 19 verbunden ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Stromkapazität durch die Darlington-Schaltung des Transistors 19 mit dem Ausgang des zweiten Photokopplers 18 erhöht werden. Außerdem erlaubt die Darlington-Schaltung, daß ein stärkerer Strom ohne die Gefahr eines Ausfalls oder Versagens fließen kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 soll ein drittes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung beschrieben werden. Der Aufbau der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ähnelt im wesentlichen dem der Schaltkreise gemäß Fig. 1 und 2. Unterschiede bestehen ledig­ lich insofern, als der Phototransistor 18B als Ausgangsseite des zweiten Photokopplers 18 zwischen das Gate G und den Emitter E des Leistungselements 1 geschaltet ist.
Wenn bei dieser Schaltkreisanordnung die Gatespannung VGE des Leistungselements 1 beim Auftreten von Überstrom steigt, wird der zweite Photokoppler 18 eingeschaltet, um die Spannung VGE am Gate und Emitter des Leistungselements 1 zu verringern, wodurch das Leistungselement ausgeschaltet wird.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem der Transistor 19 mit dem Ausgang des zweiten Photokopplers 18 ähnlich wie bei dem in Fig. 3 gezeigten Schaltkreis in Darlington-Verbindung steht, um die Stromkapazität zu vergrößern und dadurch eine ähnliche Wirkung zu erzielen.
Der bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 bis 3 als Beispiel vorgesehene IGBT kann auch durch einen Leistungs-MOSFET, einen Bipolartransistor oder dergleichen ersetzt sein, um die Gate- oder Basisspannung im Zeitpunkt eines Kurzschlusses auf ähnliche Weise zu begrenzen, wobei eine ähnliche Wirkung wie bei jedem der vorstehend beschrie­ benen Ausführungsbeispiele erzielt wird.
Gemäß der Erfindung wird das Leistungselement 1 abgeschaltet, wenn der Gatespannungsanstieg des Leistungselements 1, bei­ spielsweise des IGBT, des Leistungs-MOSFET oder des Bipolar­ transistors im Zeitpunkt des Auftretens von Überstrom vom zweiten Photokoppler 18 festgestellt wird, und dieser Gate­ spannungsanstieg wird von der Leuchtdiode 18A an der Ein­ gangsseite des zweiten Photokopplers 18 unterdrückt. Da also der einzige zweite Photokoppler alle drei Aufgaben der Gate­ spannungsbegrenzung, des Trennens und der Messung von Über­ strom erfüllen kann, läßt sich eine kompakte, relativ preis­ werte, durch geringen Verlust gekennzeichnete Überstrom­ schutzvorrichtung für das Leistungselement 1 realisieren.
Wie vorstehend beschrieben, bietet das erste Ausführungsbei­ spiel eine verhältnismäßig preisgünstige Überstromschutzvor­ richtung für ein Leistungselement, mit der die Kurzschlußka­ pazität des Leistungselements erhöht und ein Kurzschluß fest­ gestellt werden kann. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Eingangsseite des zweiten Photokopplers zwischen das Gate des Leistungselements und die positive Seite der Gleichstrom­ quelle für die Gateansteuerung geschaltet, um den durch Über­ strom verursachten Anstieg der Gatespannung des Leistungsele­ ments zu begrenzen. An seiner Ausgangsseite kann er das Meß­ signal des Überstromes ausgeben, und dieses Meßsignal wird an die Steuerschaltung angelegt, die dann ein entsprechendes Steuersignal abgibt, um die Erregung des Leistungselements zu stoppen oder zu begrenzen.
Das zweite und dritte Ausführungsbeispiel bieten jeweils eine verhältnismäßig preisgünstige Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement, bei dem die Überstrom- und Kurzschluß­ kapazitäten des Leistungselements erhöht sind. Bei dem zwei­ ten Ausführungsbeispiel ist die Eingangsseite des zweiten Photokopplers zwischen das Gate des Leistungselements und die positive Seite der Gleichstromquelle für die Gateansteuerung geschaltet, um den Anstieg der Gatespannung des Leistungsele­ ments, verursacht durch Überstrom, zu begrenzen. Das Meßsi­ gnal für den Überstrom kann an der Ausgangsseite zur Verfü­ gung gestellt werden. Die Ausgangsseite des zweiten Photo­ kopplers ist zwischen die Steuerschaltung und die Eingangs­ seite des ersten Photokopplers geschaltet, um die Eingabe des Steuersignals von der Steuerschaltung in den ersten Photo­ koppler zu steuern, damit die Erregung des Leistungselements aufhört. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind Gate und Emitter des Leistungselements im Zeitpunkt der Messung von Überstrom in die Ausgangsseite des zweiten Photokopplers beim zweiten Ausführungsbeispiel geschaltet, um die Erregung des Leistungselements zu beenden.

Claims (13)

1. Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement mit einem Gate (G), einem Emitter (E) und einem Kollektor (G) in einer Schaltung zwischen einer Stromquelle (9) und einem Verbraucherkreis, gekennzeichnet durch
  • - eine Steuerschaltung (3), die ein Steuersignal abgibt, um das Leistungselement (1) einzuschalten bzw. auszu­ schalten, und
  • - eine Steuersignalverstärkereinrichtung, die das Steuer­ signal empfängt und trennt und das Steuersignal dem Gate (G) des Leistungselements (1) zuführt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (18), die mit dem Gate (G) des Lei­ stungselements (1) und der Verstärkereinrichtung (2) ver­ bunden ist und einen Überstrom in der Verstärkereinrich­ tung (2) mißt und ein Signal an den Eingang der Steuer­ schaltung (3) ausgibt, mit dem der Betrieb der Schaltung gesteuert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (18), die mit dem Gate (G) des Lei­ stungselements (1) und der Verstärkereinrichtung (2) ver­ bunden ist und einen Überstrom in der Verstärkereinrich­ tung (2) mißt und ein Erfassungssignal abgibt, um den Ausgang der Steuerschaltung (3) zu ändern und die Erre­ gung des Leistungselements (1) zu begrenzen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß eine Meßeinrichtung (18) mit dem Gate (G) des Lei­ stungselements (1) und der Verstärkereinrichtung (2) verbunden ist und einen Überstrom in der Verstärkerein­ richtung (2) mißt und ein Meßsignal ausgibt,
  • - und daß eine Ausgangssteuereinrichtung zwischen das Gate (G) und den Emitter (E) des Leistungselements (1) geschaltet ist und auf das Meßsignal unter Steuerung des Ausgangs des Leistungselements (1) anspricht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalverstärkereinrichtung (2) einen er­ sten Photokoppler (10) aufweist, der das Steuersignal empfängt und weitergibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Photokoppler (10) mit seiner Ausgangsseite (10B) zwischen das Gate (G) und den Emitter (E) des Leistungs­ elements (1) geschaltet ist, um die Erregung des Lei­ stungselements (1) aufgrund eines Überstromes zu stoppen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Verstärkereinrichtung (2) eine Gleichstrom­ quelle (9) zur Gateansteuerung aufweist,
  • - und daß die Meßeinrichtung (18) eine Photokopplerein­ richtung (18) aufweist, die eine Eingangsseite (18A) und eine Ausgangsseite (18B) hat, wobei die Eingangs­ seite (18A) zwischen das Gate (G) des Leistungsele­ ments (1) und die positive Seite der Gleichstrom­ quelle (9) für die Gateansteuerung eingefügt ist, um den Anstieg der Gatespannung des Leistungselements (1) aufgrund eines Überstromes zu steuern, wobei die Photo­ kopplereinrichtung (18) an der Ausgangsseite (18B) ein Meßsignal des Überstroms an die Steuerschaltung (3) ab­ gibt, so daß die Steuerschaltung (3) ein Steuersignal liefert, welches die Erregung des Leistungselements (1) zumindest begrenzt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Verstärkereinrichtung (2) eine Gleichstrom­ quelle (9) zur Gateansteuerung und eine Ausgangssteuer­ einrichtung zum Steuern des Ausgangs der Steuerschal­ tung (3) aufweist,
  • - und daß die Meßeinrichtung ferner eine Photokopplerein­ richtung (18) aufweist, die eine Eingangsseite (18A) und eine Ausgangsseite (18B) hat, wobei die Eingangs­ seite (18A) zwischen das Gate des Leistungselements (1) und die positive Seite der Gleichstromquelle (9) für die Gateansteuerung eingefügt ist, um den Anstieg der Gatespannung des Leistungselements (1) aufgrund eines Überstromes zu steuern, wobei die Photokopplereinrich­ tung (18) an der Ausgangsseite (18B) ein Meßsignal des Überstroms an die Ausgangssteuereinrichtung abgibt, so daß das Steuersignal der Steuerschaltung die Erregung des Leistungselements (1) mindestens begrenzt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Verstärkereinrichtung (2) eine Gleichstrom­ quelle (9) zur Gateansteuerung aufweist,
  • - und daß die Meßeinrichtung eine Photokopplereinrich­ tung (18) aufweist, die eine Eingangsseite (18A) und eine Ausgangsseite (18B) hat, wobei die Eingangs­ seite (18A) zwischen das Gate (G) des Leistungsele­ ments (1) und die positive Seite der Gleichstrom­ quelle (9) für die Gateansteuerung eingefügt ist, um den Anstieg der Gatespannung des Leistungselements (1) aufgrund eines Überstromes zu steuern, wobei die Photo­ kopplereinrichtung (18) an der Ausgangsseite (18B) ein Meßsignal des Überstroms an die Ausgangssteuereinrich­ tung abgibt, so daß die Erregung des Leistungselements begrenzt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Verstärkereinrichtung (2) eine Gleichstrom­ quelle (9) für die Gateansteuerung aufweist,
  • - und daß die Vorrichtung ferner eine zweite Photokopp­ lereinrichtung (18) aufweist, die eine Eingangssei­ te (18A) und eine Ausgangsseite (18B) hat, wobei die Eingangsseite (18A) zwischen das Gate (G) des Lei­ stungselements (1) und die positive Seite der Gleich­ stromquelle (9) für die Gateansteuerung eingefügt ist, um den Anstieg der Gatespannung des Leistungsele­ ments (1) aufgrund eines Überstromes zu steuern, wobei die zweite Photokopplereinrichtung (18) an der Aus­ gangsseite (18B) ein Meßsignal des Überstroms ausgibt, um die Erregung des Leistungselements (1) mindestens zu begrenzen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssteuereinrichtung einen Transistor (19) aufweist, der in einer Darlington-Schaltung an den Aus­ gang der Ausgangsseite (18B) der Photokopplereinrich­ tung (18) angeschlossen ist.
12. Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement, gekennzeichnet durch
  • - eine Steuerschaltung (3) zur Ausgabe eines Steuer­ signals zum Einschalten bzw. Ausschalten des in einen Verbraucherkreis eingefügten Leistungselements (1),
  • - eine Steuersignalverstärkereinrichtung (2) zum Empfang des Steuersignals, zum Verstärken und Abgeben des Steuersignals an das Gate (G) des Leistungsele­ ments (1), und
  • - einen Photokoppler (18), dessen Eingangsseite (18A) zwischen das Gate (G) des Leistungselements (1) und die positive Seite einer Gleichstromquelle (9) für die Gateansteuerung in der Steuersignalverstärkereinrich­ tung (2) eingefügt ist, um das Ansteigen der Gatespan­ nung des Leistungselements (1) aufgrund eines Überstro­ mes zu steuern, und der geeignet ist, von seiner Aus­ gangsseite (18B) ein Meßsignal des Überstroms auszuge­ ben, wobei der Photokoppler (18) das Überstrommeßsignal an die Steuerschaltung (3) abgibt, so daß die Steuer­ schaltung (3) ein Steuersignal liefert, welches die Er­ regung des Leistungselements (1) beendet oder begrenzt.
13. Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement, gekennzeichnet durch
  • - eine Steuersignalverstärkereinrichtung (2), die ein Steuersignal zum Steuern des Einschaltens bzw. Aus­ schaltens des in einen Verbraucherkreis eingefügten Leistungselements (1) empfängt und verstärkt und an das Gate (G) des Leistungselements (1) ausgibt, und
  • - einen Photokoppler (18), der mit einer Eingangs­ seite (18A) zwischen das Gate (G) des Leistungsele­ ments (1) und die positive Seite einer Gleichstrom­ quelle (9) für die Gateansteuerung in der Steuersignal­ verstärkereinrichtung (2) eingefügt ist, um den Anstieg der Spannung am Gate (G) des Leistungselements (1) aufgrund eines Überstromes zu steuern, und der geeignet ist, an seiner Ausgangsseite (18B) ein Meßsignal des Überstromes auszugeben, wobei der Photokoppler (18) mit seiner Ausgangsseite (18B) an die Eingangsseite des Steuersignalverstärkers angeschlossen ist, um den Eingang des Steuersignalverstärkers (2) entsprechend dem Überstrommeßsignal zum Beenden der Erregung des Leistungselements zu steuern.
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