DE9213384U1 - Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen - Google Patents
Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an SchaltnetzteilenInfo
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- H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
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- G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
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Description
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen mit den
Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Stand der Technik:
Es ist bekannt, zur Einschaltstrombegrenzung bei elektrischen Geräten Heißleiter zu verwenden. Werden diese an geeigneter
Stelle im Eingangsbereich von Netzteilen angeordnet, sorgt ihre temperaturabhängige Widerstandscharakterisitik zunächst
für ein langsames Ansteigen des Stromes, da Heißleiter im kalten Zustand höherohmig sind als im heißen Betriebszustand.
Dadurch wird der Einschaltstrom auf relativ niedrige Werte begrenzt. Durch den durch den Heißleiter fließenden Strom
erhöht sich die Temperatur des Heißleiters, er bleibt mithin im eingeschalteten Zustand niederohmig.
Die Verwendung von Heißleitern zur Einschaltstrombegrenzung ist jedoch in mehrerer Hinsicht nachteilig. Zunächst
beschränkt sich ihre Verwendung aufgrund des eingeschränkten Widerstandsverhältnisses von Heißleitern zwischen Warm- und
Kaltwiderstand auf den Netzspannungsbereich von 110 bis 220 V auf der Eingangsseite der Vorrichtung. Soll das
Schaltnetzteil aber über sehr weite Spannungsbereiche eingesetzt werden, sind Heißleiter ungeeignet, da je nach
ihrer Dimensionierung entweder bei kleinen Spannungen der Verlust an den Heißleitern im eingeschalteten Zustand zu groß
wird oder bei hohen Spannungen der Einschaltstrom zu groß ist.
Eine weitere Einschränkung für den Einsatz von Heißleitern besteht ferner darin, daß ein Heißleiter seine
strombegrenzende Funktion nur im kalten Zustand erfüllen
kann. Treten beispielsweise kurzzeitige Netzspannungsunterbrechungen auf, dann wirkt beim
Wiedereinschalten nur der niedrige Warmwiderstand des Heißleiters, so daß der Einschaltstrom zu hoch ist.
Weiterhin ist es bekannt, den Ladekondensator über dem Ausgang einer derartigen Vorrichtung über einen Vorwiderstand
aufzuladen und den Vorwiderstand anschließend mit einem Schalter zu überbrücken. Mit einer derartigen Anordnung läßt
sich zum einen eine sichere Strombegrenzung beim Einschalten eines Netzteiles erreichen, im eingeschalteten Zustand hat
das Netzteil darüber hinaus niedrige Verluste.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 derart auszubilden, daß
sie in Weitbereichsnetzteilen zuverlässig einsetzbar ist und auch bei wiederholten Ein-Ausschaltvorgängen in kurzen
Abständen Störungen vermieden werden. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Widerstand im
Ladestromkreis ein Kaltleiter ist. Die Verwendung eines Kaltleiters an entsprechender Stelle gewährleistet, daß bei
wiederholtem Ein- und Ausschalten des Gerätes in kurzen Abständen nacheinander der Kaltleiter nicht durch die dabei
entstehende Verlustleistung zerstört werden kann, da er sich selbst durch seine Charakteristik schützt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 - 5.
Anspruch 2 lehrt den Überbrückungsschalter als Überbrückungstransistor auszubilden. Vorteilhafterweise
bietet sich dabei ein Feldeffekttransistor an.
Vorteilhaft ist auch, daß durch die Kombination einer Strom- und Spannungsansteuerung des Überbrückungstransistors ein
Schutz vor kurzzeitigen energiereichen Spannungsspitzen
dadurch erreicht wird, daß zuerst die Strombegrenzung anspricht, wodurch die Drain-Source-Spannung des
Feldeffekttransistors ansteigt, die für eine Sperrung des Überbrückungstransistors sorgt. Sobald die Überspannung
wieder unter einen vorgegebenen Grenzwert abfällt, schaltet der Feldeffekttransistor wieder durch.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dieses zeigt eine Vorrichtung zur
Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen.
Die insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung wird zur Begrenzung des Einschaltstromes an
Weitbereichsschaltnetzteilen verwendet. Sie weist einen Eingang 2 und einen Ausgang 3 auf. Am Eingang 2 können
Spannungen unterschiedlicher Werte angelegt werden, am Ausgang 3 sind weitere Schaltkomponenten des Schaltnetzteils
anschließbar. Über den Ausgang 3 liegt ein Ladekondensator 4, der über einen Ladestrompfad 5, in dem ein Widerstand
angeordnet ist, aufgeladen wird. Parallel zum Ladestrompfad 5 verläuft ein weiterer Strompfad 6 in welchem zunächst ein
Widerstand 7, eine Diode 8 und sodann ein elektrischer Schalter, nämlich ein Feldeffekttransistor 9 angeordnet ist.
Über den Feldeffekttransistor 9 kann der Widerstand im Ladestromkreis 5 überbrückt werden.
Der Widerstand im Ladestrompfad 5 ist ein Kaltleiter 10, d. h. ein Widerstand mit einem positiven
Temperaturkoeffizienten, der im kalten Zustand leitet und im warmen Zustand hochohmig wird.
Parallel zum Ladestrompfad 5 ist noch ein dritter Strompfad 11 vorgesehen, in dem neben weiteren Widerständen 12, 13
spannungssteuernde bzw. spannungsstabilisierende Elemente, nämlich ein Kondensator 14 und eine Zenerdiode 15 angeordnet
sind. Über weitere Schaltmittel 16 wird der Überbrückungstransistor 9 so gesteuert, daß er bei Auftreten
von Spannungsspitzen sperrt und erst nach dem Abfallen der
Spannungswerte unter einen vorgegebenen Schwellwert wieder durchschaltet.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen mit
einem Eingang, an welchem Spannungen unterschiedlicher Werte anlegbar sind,
- einem Ausgang, an welchem weitere Schaltkomponenten des Schaltnetzteiles anschließbar sind und über
welchen ein Ladekondensator gelegt ist,
- einem Ladestrompfad zur Aufladung des Ladekondensators, in welchem ein Ladewiderstand
angeordnet ist, sowie
einem zum Ladestrompfad parallelverlaufenden weiteren Strompfad mit einem Schalter zur
Überbrückung des Ladewiderstandes,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ladewiderstand als Kaltleiter (PTC 10) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalter ein Uberbrückungstransistor (FET 9)
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Uberbrückungstransistor als Feldeffekttransistor
daß der Uberbrückungstransistor als Feldeffekttransistor
(9) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Uberbruckungstransistor (FET 9) sperrende
Steuerspannung nach Ansprechen der Strombegrenzungsschaltung ansteigt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zum Ladestrompfad ein dritter, Spannungsstabilisierende Elemente (Kondensator 14,
Zenerdiode) enthaltender Strompfad (11) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9213384U DE9213384U1 (de) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9213384U DE9213384U1 (de) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9213384U1 true DE9213384U1 (de) | 1993-05-06 |
Family
ID=6884466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9213384U Expired - Lifetime DE9213384U1 (de) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9213384U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0591915A2 (de) * | 1992-10-06 | 1994-04-13 | Gossen- Metrawatt GmbH | Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen |
-
1992
- 1992-10-06 DE DE9213384U patent/DE9213384U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0591915A2 (de) * | 1992-10-06 | 1994-04-13 | Gossen- Metrawatt GmbH | Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung an Schaltnetzteilen |
| EP0591915A3 (en) * | 1992-10-06 | 1994-05-18 | Metrawatt Gmbh Gossen | Device for limiting inrush current in switching power supplies |
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