DE10001485A1 - Schaltungsanordnung, elektrische Energieversorgungseinheit und Gleichrichterschaltung mit Transistorschalter und Invers-Diode - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere zum Schutz eines Stromverbrauchers vor Falschpolung einer Speisespannung, mit einem Transistorschalter mit zugehöriger Invers-Diode, der mit seiner Schaltstrecke in einem Laststrompfad geschaltet ist und einem als Schmitt-Trigger verschalteten Komparator, dessen Ausgangssignal zur Steuerung einer Gate-Elektrode des Transistorschalters dient, sowie eine Energieversorgungseinheit und Gleichrichterschaltungen. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind in der Schaltungsanordnung Mittel zum Bestimmen des Laststromes in einem Laststrompfad vorgesehen, die den Eingängen des Komparators einen laststromabhängigen Spannungsabfall zuführen, und dem Komparator ist ein Spannungsregler zugeordnet, der die Differenz einer positiven und einer negativen Versorgungsspannung des Komparators auf einen kostanten Wert regelt. Die Energieversorgungseinheit und die Gleichrichterschaltungen haben als Schaltungsanordnungen mit Diodenwirkung Transistorschalter mit zugehöriger Invers-Diode. DOLLAR A Verwendung z. B. in verpolschutzsicheren elektrischen Versorgungsschaltungen zur Speisung von Endgeräten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere zum Schutz eines Stromverbrauchers vor Falschpolung einer Spei­ sespannung, mit einem Transistorschalter mit zugehöriger Invers- Diode, der mit seiner Schaltstrecke in einen Laststrompfad ge­ schaltet ist, und einem als Schmitt-Trigger verschalteten Kompa­ rator, dessen Ausgangssignal zur Steuerung einer Gate-Elektrode des Transistorschalters dient, und eine elektrische Energiever­ sorgungseinheit mit zwei oder mehr parallel geschalteten elekt­ rischen Energiequellen und einem ersten und einem zweiten Verbraucheranschluß sowie eine Gleichrichterschaltung, die einen oder mehrere Transistorschalter mit zugehöriger Invers-Diode enthält.

Aus der DE 39 30 091 A1 ist eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines Stromverbrauchers vor Falschpolung einer Speisespannung bekannt. Diese Schaltungsanordnung hat einen ersten Eingang­ sanschluß, der über einen ersten Leitungspfad mit einem ersten Ausgangsanschluß verbunden ist, und einen zweiten Eingang­ sanschluß, der über einen zweiten Leitungspfad an einen zweiten Ausgangsanschluß gelegt ist. In dem zweiten Leitungspfad befin­ det sich ein Leistungs-MOSFET als Transistorschalter mit zuge­ ordneter Invers-Diode. Der Drain-Anschluß dieses Transistor­ schalters ist mit dem zweiten Eingangsanschluß verbunden, und der Source-Anschluß ist auf das Potential des zweiten Ausgangs­ anschlusses gelegt. Gleichzeitig liegt der Gate-Anschluß des Transistorschalters über einen Strombegrenzungswiderstand ge­ trennt an dem Potential des ersten Eingangsanschlusses. Dem Transistorschalter mit Invers-Diode sind zwei Widerstände als Spannungsteiler parallel geschaltet. Über eine weitere Diode sind der erste Leitungspfad und der zweite Leitungspfad mitein­ ander verbunden, um bei Falschpolung die Spannung zwischen den beiden Eingangsanschlüssen kurzzuschließen. Zusätzlich ist das Gate-Potential des Transistorschalters an den Ausgang eines als Schmitt-Trigger wirkenden Komparators gelegt, der über einen Wi­ derstand auf seinen nicht-invertierenden Eingang zurückgekoppelt ist. Weiter liegt dem Transistorschalter mit Invers-Diode im zweiten Leitungspfad ein Spannungsteiler parallel. Fließt bei richtiger Polung zwischen den Eingangsanschlüssen durch die Schaltungsanordnung Strom, so bewirkt der durch den Spannungs­ teiler heruntergeteilte Spannungsabfall an der Invers-Diode bei Überschreiten eines ersten Schwellwertes mittels des als Schmitt-Trigger wirkenden Komparators ein Durchschalten des Transistorschalters und bei Unterschreiten eines zweiten, gege­ benenfalls vom ersten Schwellwert verschiedenen Schwellwertes wieder ein Öffnen des Transistorschalters.

In der US 5 726 505 ist ein Schaltkreis zur Versorgung eines batteriegespeisten Verbrauchers mit elektrischer Energie aus ei­ ner Solarzelle beschrieben. Zwischen die Solarzelle und einer dem Verbraucher zugeordneten Batterie ist ein steuerbarer FET als Transistorschalter geschaltet, dem über Source- und Drain- Anschluß eine Sperr-Diode parallel liegt. Zusätzlich befindet sich in einem Leitungspfad zwischen Solarzelle und dem batterie­ gespeisten Verbraucher vor dem FET ein Shunt-Widerstand. Der Spannungsabfall an diesem Shunt-Widerstand wird über einen Span­ nungsteiler einem Komparator zugeführt. Übersteigt dieser Span­ nungsabfall einen Schwellwert, so wird über den Ausgang des Kom­ parators der Transistorschalter durchgeschaltet. Bei geöffnetem Transistorschalter ist die Solarzelle mit dem batteriegespeisten Verbraucher lediglich über eine dem Transistorschalter parallel liegende Diode verbunden. Unterschreitet die in der Solarzelle hervorgerufene Spannung das Potential der dem Verbraucher zuge­ ordneten Batterie, so unterbindet die Diode einen Stromfluß zwi­ schen Solarzelle und Batterie. Übersteigt jedoch die Solarzellenspannung das Batteriepotential, so fließt von der Solarzelle über die Diode zu Batterie und Verbraucher ein Strom, der gleichzeitig an dem Shunt-Widerstand einen Spannungsabfall her­ vorruft. Übersteigt dieser Strom einen Schwellwert, so wird der Transistorschalter durchgeschaltet, so daß der Solarzellenstrom über den geschlossenen Transistorschalter zu Batterie und Verbraucher fließt. Sinkt dagegen der Solarzellenstrom wiederum unter einen Schwellwert, so öffnet sich der Transistorschalter.

Aus der Hobby-Schaltungssammlung "306 Schaltungen", Elektor- Verlag GmbH Aachen (1996), S. 199, ist eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines batteriebetriebenen Stromverbrauchers vor Falschpolung einer dem Stromverbraucher zugeordneten Batterie bekannt. Darin befindet sich in einer auf negativem Potential liegenden Versorgungsleitung ein n-Kanal FET, dessen Drain- Anschluß mit einem Batterieanschluß verbunden ist und dessen Source-Anschluß an einem Verbraucheranschluß liegt. Der Gate- Anschluß des FET ist über einen Widerstand an die positive Ver­ sorgungsleitung gelegt. Bei Falschpolung der Batterie ist der FET gesperrt und außerdem der Anschluß für negative Versorgungs­ spannung des Verbrauchers aufgrund einer Sperrdiodenwirkung des FETs zwischen Source- und Drain-Anschluß vor falschgepoltem Bat­ teriepotential geschützt. Umgekehrt schaltet der FET bei richti­ ger Polung einer Batterie durch, wobei die dem FET inhärente Di­ ode zwischen Source- und Drain-Anschluß durch den geschlossenen Transistorschalter überbrückt wird.

Kommen lediglich passive Dioden in Verpolschutzeinrichtungen zum Einsatz, so treten bei hohen Strömen hohe Verlustleistungen bzw. Spannungen auf. Die beim Betrieb anfallende Wärme muß über auf­ wendige Kühleinrichtungen abgeführt werden und zerstört häufig Bauelemente, so daß unter Umständen hohe Wartungs- oder Repara­ turkosten anfallen.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Schaltungsanordnung mit Dioden­ wirkung bereitzustellen, in der bei Stromfluß nur wenig elektri­ sche Leistung dissipiert, sowie eine elektrische Energieversorgungseinheit und eine Gleichrichterschaltung zu schaffen, die Schaltungsglieder mit Diodenwirkung enthalten und dennoch unter Belastung nur wenig elektrische Energie verbrauchen.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merk­ malen des Anspruchs 1, eine elektrische Energieversorgungsein­ heit mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und eine Gleichrichter­ schaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 oder 9 gelöst.

Die Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 enthält in dem Last­ strompfad Mittel zum Bestimmen des Laststromes, die den Eingän­ gen des Komparators einen laststromabhängigen Spannungsabfall zuführen, wobei dem Komparator ein Spannungsregler zugeordnet ist, der die Differenz einer positiven und einer negativen Ver­ sorgungsspannung des Komparators auf einen konstanten Wert re­ gelt. Auf diese Weise wird eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines Stromverbrauchers vor Falschpolung einer Speisespannung geschaffen, deren Verlustleistung sich über den Widerstand eines durchgeschalteten Transistorschalters einstellen läßt, der gemäß exakt festlegbaren Schaltschwellen arbeitet, ohne daß Toleranz­ probleme auftreten oder die Schaltungsanordnung "flattert". Die Schutzwirkung der Schaltungsanordnung bleibt selbst bei zusam­ menbrechender Eingangsspannung erhalten, weil dadurch die Wir­ kungsweise der Invers-Diode nicht beeinträchtigt wird. Weiter läßt sich die Schaltungsanordnung leicht integrieren und ist oh­ ne weiteres auf verschiedene Laststrombereiche anpaßbar.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Span­ nungsregler zur Speisung mit elektrischer Energie an den Last­ strompfad angeschlossen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Schaltspannungen des als Schmitt-Trigger wirkenden Komparators unabhängig von etwaigen Spannungsschwankungen am Eingang der Schaltungsanordnung sind und allein durch die geregelte Versor­ gungsspannung des Komparators bestimmt werden. Damit schaltet der Transistorschalter über einen großen Spannungsbereich hin­ weg, solange das am Eingangsanschluß anliegende elektrische Po­ tential gegenüber Masse nicht unter die konstant geregelte Spannungsdifferenz zwischen den Versorgungsanschlüssen des Kompara­ tors fällt.

In Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 sind die Mittel zum Bestimmen des Laststromes im Laststrompfad als. Shunt-Widerstand ausgebildet. Auf diese Weise kann der Laststrom im Laststrompfad zuverlässig bestimmt werden.

In Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 sind die Mittel zum Bestimmen des Laststromes im Laststrompfad als Hall-Generator ausgebildet. Auf diese Weise kann der Laststrom im Laststrompfad ohne zusätzlichen Widerstand bestimmt werden, so daß die Erfassung des Laststroms keine erhöhte Verlustleis­ tung in der Schaltungsanordnung hervorruft.

In Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 ist der Transistorschalter mit zugehöriger Invers-Diode als p-Kanal MOSFET oder als n-Kanal FET mit Ladungspumpe ausgebildet. Auf diese Weise ist es möglich, die Schaltungsanordnung leicht zu integrieren.

In Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 ist der Komparator zur Speisung mit elektrischer Energie an den Last­ strompfad angeschlossen. Auf diese Weise werden die Schaltungs­ schwellwerte des Schmitt-Triggers nicht durch Spannungsschwan­ kungen an den Eingängen der Schaltungsanordnung beeinträchtigt.

Eine elektrische Energieversorgungseinheit gemäß Anspruch 7 um­ faßt zwei oder mehr parallel geschaltete elektrische Energie­ quellen und hat einen ersten und einen zweiten Verbrauche­ ranschluß, wobei wenigstens einer elektrischen Energiequelle ei­ ne Schaltungsanordnung mit Diodenwirkung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zugeordnet ist. Auf diese Weise wird eine e­ lektrische Energieversorgungseinheit mit geringem Innenwider­ stand geschaffen, in der Rückströme von einer Energiequelle zur anderen Energiequelle ausgeschlossen sind.

Eine Gleichrichterschaltung gemäß Anspruch 8 ist als eine spe­ zielle B2U-Brückenschaltung ausgeführt, die wenigstens eine Schaltungsanordnung mit Diodenwirkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 enthält. Auf diese Weise wird eine Gleichrichterschaltung geschaffen, die unter Belastung nur wenig elektrische Energie dissipiert.

Eine Gleichrichterschaltung nach Anspruch 9 ist als eine spe­ zielle B2U-Brückenschaltung ausgeführt, die als Schaltungsanord­ nung mit Diodenwirkung wenigstens einen Transistorschalter mit zugehöriger Invers-Diode enthält, der von einer Steuereinheit gesteuert wird, die mit Mitteln zum Bestimmen der Polarität ei­ ner Speisespannung für die Gleichrichterschaltung und/oder Mit­ teln zum Bestimmen des Stromflusses in wenigstens einem Brücken­ zweig und/oder Mitteln zum Messen des Spannungsabfalls an einer Schaltungsanordnung mit Diodenwirkung verbunden ist, die den we­ nigstens einen Transistorschalter aufgrund eines ihr zugeführten Versorgungsspannungssignals und/oder Stromflußsignals und/oder Spannungsabfallsignals öffnet oder schließt. Auf diese Weise kann die Belastung von Bauteilen mit Diodenwirkung in der Gleichrichterschaltung kontrolliert eingestellt werden.

In Weiterbildung der Gleichrichterschaltung nach Anspruch 10 stellt die Steuereinheit ein Polungsinformationssignal für die Polarität der Speisespannung für die Gleichrichterschaltung be­ reit. Auf diese Weise ist es möglich, weiteren Stromverbrau­ chern, die an die Speisespannung angeschlossen sind, eine Infor­ mation über die Polung der Speisespannung zuzuführen.

In Weiterbildung der Gleichrichterschaltung nach Anspruch 11 sind in mit wenigstens einem Ausgangsanschluß verbundenen Brü­ ckenzweigen als Schaltungsanordnungen mit Diodenwirkung Transis­ torschalter mit zugehöriger Invers-Diode vorgesehen. Auf diese. Weise ist es möglich, an den Ausgangsanschlüssen der Gleichrich­ terschaltung eine Spannung ohne Batterie-Versatz bzw. Masse- Versatz bereitzustellen.

In Weiterbildung der Gleichrichterschaltung nach Anspruch 12 sind darin alle Schaltungsanordnungen mit Diodenwirkung als Transistorschalter mit zugehöriger Invers-Diode ausgeführt. Auf diese Weise kann an den Ausgangsanschlüssen der Gleichrichter­ schaltung eine Spannung ohne Masse- und ohne Batterie-Versatz bereitgestellt werden.

In Weiterbildung der Gleichrichterschaltung nach Anspruch 13 um­ faßt diese einen Spannungsregler und eine Bus-Endstufe, wobei der Spannungsregler eine geregelte Versorgungsspannung für die Bus-Endstufe bereitstellt. Auf diese Weise wird eine Bus- Endstufe geschaffen, die unabhängig von der Polung einer Speise­ spannung funktioniert.

In Weiterbildung der Gleichrichterschaltung nach Anspruch 14 stellt die Steuereinheit für die Gleichrichterschaltung der Bus- Endstufe das Polungsinformationssignal für die Polarität der Speisespannung der Gleichrichterschaltung bereit. Auf diese Wei­ se ist es möglich, eine Belegung von Bus-Leitungen durch die Bus-Endstufe entsprechend der Polung der Versorgungsspannung zu variieren. Weist die Gleichrichterschaltung dann z. B. vorberei­ tete Anschlüsse zum Anschluß an ein Flachbandkabel auf, so kann sie einfach auf einem Flachbandkabel befestigt werden, ohne daß bei der Montage auf eine Leitungsbelegung des Flachbandkabels geachtet werden muß.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Zeich­ nungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit Transistorschalter und zu­ gehöriger Invers-Diode sowie einem als Schmitt-Trigger verschalteten Komparator,

Fig. 2 einen schematischen Schaltplan für die Schaltungsanord­ nung aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Strom-Spannungs-Kennlinie für die Schaltungsanord­ nung aus Fig. 1 bzw. Fig. 2,

Fig. 4A, 4B und 4C schematische Darstellungen des Wirkungs­ prinzips der Schaltungsanordnung aus Fig. 1 bzw. Fig. 2,

Fig. 5 eine elektrische Energieversorgungseinheit mit mehreren parallel geschalteten, vor Rückströmen geschützten Bat­ terieeinheiten,

Fig. 6 und 7 Ausführungsbeispiele für Gleichrichterschaltun­ gen, die Schaltungsanordnungen mit Transistorschalter und zugehöriger Invers-Diode sowie einen als Schmitt- Trigger verschalteten Komparator enthalten,

Fig. 8 und 9 Ausführungsbeispiele für gesteuerte Gleichrich­ terschaltungen mit Invers-Dioden und Transistorschal­ tern,

Fig. 10 eine Gleichrichterschaltung mit zugeordneter Bus- Endstufe und

Fig. 11 ein Montageprinzip für die Gleichrichterschaltung mit zugeordneter Bus-Endstufe aus Fig. 10 auf einem 4- adrigen Flachbandkabel.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1, deren Kernstück ein p- Kanal MOSFET 2 ist, der als Transistorschalter mit integrierter, zugeordneter Invers-Diode 2a fungiert. Der p-Kanal MOSFET 2 ist in einem Leitungspfad 3 zwischen einem Eingangsanschluß 4 und einem Ausgangsanschluß 5 angeordnet. Das Potential des Gates 6 des MOSFETs 2 wird mittels eines Schmitt-Triggers 7 gesteuert, dem eingangsseitig über zwei Leitungspfade 8 und 9 der Span­ nungsabfall an einem Shunt-Widerstand R1 zugeführt wird. Dem Schmitt-Trigger 7 ist ein negativer Spannungsregler 10 zugeord­ net, der mit Masse verbunden ist und die Differenz von über zwei Leitungspfaden 11 und 12 bereitgestellten Versorgungsspannungen für den Schmitt-Trigger 7 auf einen konstanten Wert U₁ regelt. Der Schmitt-Trigger 7 ist durch einen Komparator 13 realisiert. Dabei ist das Potential zwischen dem p-Kanal-MOSFET 2 und dem Shunt-Widerstand R1 über den Leitungspfad 8 und einen Widerstand R2 auf den nicht-invertierenden Komparatoreingang 14 gelegt, der außerdem über einen Widerstand R3 mit dem vom negativen Span­ nungsregler 10 bereitgestellten negativen Versorgungspotential des Schmitt-Triggers 7 verbunden ist. Der invertierende Eingang 15 des Komparators 13 liegt auf dem Potential des Ausgangsan­ schlusses 5 der Schaltungsanordnung 1. Der Ausgang 16 des Kompa­ rators 13 ist über einen Widerstand R4 auf den nicht-inver­ tierenden Eingang 14 des Komparators 13 zurückgekoppelt.

Das Potential des Ausgangs 16 des Komparators 13 ist einem In­ verter 17 zugeführt, dessen Versorgungsspannungen an zwei Anschlußleitungspfaden 18 und 19 denjenigen des Komparators 13 entsprechen. Der Ausgang des Inverters 17 ist über einen Lei­ tungspfad 20 mit der Basis 6 des p-Kanal MOSFETs 2 verbunden.

Für den Spannungsabfall U₁ - U_- am Shunt-Widerstand R1 gilt:

U₁ - U_- = R1 . I_Last, (1)

wobei I_Last der durch den p-Kanal MOSFET 2 und den Shunt- Widerstand R1 fließende Gesamtstrom ist und U_ das Potential am invertierenden Eingang des Komparators 13 ist.

Fließt kein Laststrom, d. h. I_Last = 0, so unterschreitet das Po­ tential am nicht-invertierenden Eingangsanschluß 14 des Kompara­ tors 13 das Potential an dessen invertierenden Eingang 15, wor­ auf die Spannung am Ausgang 16 des Komparators 13 einen niedri­ gen Zustand U_out,low annimmt, dessen Spannungswert vom Komparator­ typ abhängig ist und typischerweise 0 V beträgt.

Eine Anwendung der Knotenregel für den Stromfluß in und aus dem Leitungsknoten 21 ergibt für das Potential U_+,low des nicht- invertierenden Eingangs 14 des Komparators 13:

U_+,low = U₁(R3||R4)/(R3||R4 + R₂) + U_out,low(R₂||R₃)/(R₂||R₃ + R₄), (2)

wobei gilt:

R_i||R_j: = R_iR_j/(R_i + R_j); i, j = 2, 3, 4. (3)

Mit steigendem Laststrom I_Last verringert sich die Differenz zwi­ schen dem Potential U₊ des nicht-invertierenden Eingangs 14 des Komparators 13 und dem Potential U_- des invertierenden Eingang 15. Solange sich jedoch die Spannung am Ausgang 16 des Kompara­ tors 13 im niedrigen Zustand U_out,low befindet, ist der p-Kanal MOSFET 2 im sperrenden Zustand, und er hat die Wirkung einer Di­ ode 2a zwischen dem Eingangsanschluß 4 und dem Ausgangsanschluß 5 der Schaltungsanordnung 1.

Bei U_+,low = U_- kippt jedoch der Komparator 13. Dann nimmt sein Po­ tential am Ausgang 16 den Wert U_out,high an. U_out,high ist vom Kom­ paratortyp abhängig und beträgt typischerweise 1 V. Damit verbun­ den springt aufgrund der Rückkopplung das Potential des nicht- invertierenden Eingangs 14 des Komparators 13 umgehend auf den Wert U_+,high, wobei gilt:

U_+high = U₁(R₃||R₄)/(R₃||R₄ + R₂) + U_out,high(R₂||R₃)/(R₂||R₃ + R₄). (4)

Die Folge ist, daß der Basis 6 des p-Kanal MOSFETs 2 über den Inverter 17 ein negatives Potential zugeführt wird, so daß die­ ser leitend geschaltet wird. Sinkt andererseits der Laststrom I- _Last durch den Shunt-Widerstand R1, so verringert sich der Span­ nungsabfall an ihm, und das Potential U_- des invertierenden Ein­ gangs 15 des Komparators 13 steigt. Bei U_- = U_+,high springt das Potential am Ausgang 16 des Komparators 13 wiederum zurück in den Zustand U_out,low.

Selbstverständlich kann die in der Fig. 1 dargestellte Schal­ tungsanordnung 1 dahingehend modifiziert werden, daß der p-Kanal MOSFET durch einen n-Kanal FET mit Ladungspumpe ersetzt wird o­ der anstelle des p-Kanal MOSFETs ein n-Kanal MOSFET verwendet wird, wobei in diesem Fall ein Inverter 17 nicht erforderlich ist. Weiter kann, anstatt dem Schmitt-Trigger den Spannungsab­ fall an einem Shunt-Widerstand R1 zuzuführen, diesem jegliches Spannungssignal zugeführt werden, das ein Maß für den zwischen den Anschlüssen 4 und 5 im Leitungspfad 3 fließenden Laststrom darstellt, etwa auch das Spannungssignal eines geeignet positio­ nierten Hall-Generators.

In der Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung 1 aus Fig. 1 verein­ facht dargestellt. Hier wird nochmals verdeutlicht, daß der Schmitt-Trigger 7 über einen negativen Spannungsregler 10 mit einer geregelten Versorgungsspannung gespeist wird, deren Diffe­ renz stabil bleibt. Den Eingängen des Schmitt-Triggers 7 wird der Spannungsabfall an einem Shunt-Widerstand R1 zugeführt, um so das Potential einer Basis 6 eines als p-Kanal MOSFET 2 ausge­ bildeten Transistorschalters zu steuern. Indem der p-Kanal MOSFET 2 zwischen einem sperrenden und einem leitenden Zustand hin- und hergeschaltet wird, kann der von dem zwischen den An­ schlüssen 4 und 5 der Schaltungsanordnung 1 fließende elektri­ sche Strom zu überwindende Widerstand eingestellt werden.

Die Fig. 3 erläutert den Zusammenhang zwischen dem von Anschluß 4 zu Anschluß 5 der Schaltungsanordnung 1 aus Fig. 1 bzw. 2 fließenden Laststrom I_Last und der dabei auftretenden Potential­ differenz U₄₅ = U₄ - U₅ zwischen den beiden Anschlüssen 4 und 5.

Ist U₄₅ negativ, so ist der p-Kanal MOSFET 2 geöffnet, und die ihm inhärente Invers-Diode 2a aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 unterbindet einen Stromfluß zwischen den Anschlüssen 4 und 5. Wird jedoch U₄₅ positiv, so folgt die Strom-Spannungs-Kennlinie der Schaltungs­ anordnung 1 zunächst einer üblichen Diodenkennlinie 31. Sobald U_- = U_+,low ist, was einem Laststrom I_Last = I_S1 entspricht, so wird der p-Kanal MOSFET 2 leitend geschaltet. Dem zwischen den Anschlüs­ sen 4 und 5 fließenden Strom der Schaltungsanordnung 1 aus Fig. 1 ist dann lediglich der Leitungswiderstand des p-Kanal MOSFET 2 im leitfähigen Zustand und des Shunt-Widerstandes R1 entgegenge­ setzt. In diesem Fall wird dann die Kennlinie der Schaltungsan­ ordnung 1 linear, wie in Fig. 3 bei Bezugszeichen 32 darge­ stellt. Sinkt umgekehrt aus dem Bereich der linearen Strom- Spannungs-Kennlinie der Stromfluß wieder ab, so bleibt in einem Bereich 33 die Strom-Spannungs-Kennlinie noch so lange linear, wie noch U_- < U_+,high gilt.

Sinkt jedoch der Laststrom I_Last unter einen Wert I_S2, so daß U_- < U_+high gilt, so bewirkt dies, daß der p-Kanal MOSFET 2 in den sperrenden Zustand geschaltet wird. Von da an ist die Strom- Spannungs-Kennlinie der Schaltungsanordnung 1 wieder durch die Kennlinie 31 der Invers-Diode 2a im p-Kanal-MOSFET 2 bestimmt. Die Strom-Spannungs-Kennlinie der Schaltungsanordnung 1 hat also eine Hysterese-Charakteristik.

Die Fig. 4A, 4B und 4C verdeutlichen den Zusammenhang der Wir­ kungsweise der Schaltungsanordnung 1 aus Fig. 1 bzw. 2 mit der­ jenigen einer einfachen Diode. Im Unterschied zu einer in Fig. 4A gezeigten einfachen Diode 40 wirkt die in der Fig. 4B bei Be­ zugszeichen 41 schematisch dargestellte Schaltungsanordnung 1 aus Fig. 1 bzw. 2 als Invers-Diode 42, die mittels eines gesteu­ erten Schalters 43 kurzgeschlossen werden kann. Dieser Schalter 43 wird geschlossen, wenn der zwischen dem Eingangs- und Aus­ gangsanschluß der Schaltungsanordnung fließende Strom einen ersten Schwellwert I_S1 übersteigt. Er wird erst wieder geöffnet, wenn der Laststrom unter einen zweiten Schwellwert I_S2 sinkt, wo­ bei gilt: I_S2 < I_S1.

Die Schaltungsanordnung 1 mit Diodenwirkung aus Fig. 1 bzw. 2 weist drei Anschlüsse auf: Einen Eingangs-, einen Ausgangs- und einen Masseanschluß. Es wird daher nachfolgend die anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterte Schaltungsanordnung als 3-Pin-Diode be­ zeichnet. Als Schaltzeichen für die 3-Pin-Diode und damit für eine anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterte Schaltungsanordnung wird das in der Fig. 4C bei Bezugszeichen 44 dargestellte Symbol de­ finiert.

Die Verlustleistung der Schaltungsanordnung 1 ist näherungsweise durch den Drain-Source-Widerstand des als Transistorschalter wirkenden p-Kanal-MOSFET 2 aus Fig. 1 bzw. 2 bestimmt. Ist die­ ser im leitenden Zustand, so tritt ein wesentlich geringerer Lastwiderstand als bei einer einzelnen Diode auf. Weiter ist die anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterte Schaltung leicht integrierbar und gewährleistet in einem breiten Potentialbereich einen siche­ ren Verpolschutz. Reicht die Potentialdifferenz zwischen der am Eingangsanschluß 5 anliegenden Spannung und Masse bei der Schal­ tungsanordnung 1 aus Fig. 1 nicht aus, um den negativen Span­ nungsregler 10 bzw. den Komparator 13 mit Inverter 17 zu betrei­ ben, so bleibt die Diodenwirkung des p-Kanal-MOSFETs 2 und damit dessen Verpolschutzwirkung dennoch erhalten, da er in diesem Fall im sperrenden Zustand ist, so daß dann die Kennlinie der Schaltungsanordnung der Strom-Spannungs-Kurve der Drain-Source- Strecke des p-Kanal-MOSFETs entspricht. Gleiches gilt auch, falls der negative Spannungsregler 10 ausfällt, etwa wenn dessen Anschluß zu Masse frei bleibt, im übrigen unabhängig davon, auf welcher Zeitskala eine Versorgungsspannung für den Komparator 13 bzw. den Inverter 17 zusammenbricht. Es versteht sich, daß der erste Schwellwert I_S1 und der zweite Schwellwert I_S2, die die Hysterese der Strom-Spannungs-Kennlinie der Schaltungsanordnung 1 festlegen, durch geeignete Wahl des Shunt-Widerstands R1, der Widerstände R2, R3, R4 und des als Komparator 13 wirkenden Ope­ rationsverstärkers festgelegt werden können.

In der Fig. 5 ist eine elektrische Energieversorgungseinheit 50 dargestellt. Sie umfaßt mehrere Batterien 51a, 51b, . . ., denen jeweils eine 3-Pin-Diode 52a, 52b, . . . zugeordnet ist. An Ver­ sorgungsanschlüssen 53 und 54 stellt die Energieversorgungsein­ heit 50 elektrische Energie bereit. Durch die 3-Pin-Dioden 52a, 52b, . . . wird verhindert, daß Rückströme von einer Batterie in eine andere Batterie auftreten. Anders als bei einfachen Dioden wird jedoch die Eigenschaft, Rückströme zu sperren, nunmehr nicht mit einem erhöhten Lastwiderstand erkauft. Vielmehr haben die 3-Pin-Dioden 52a, 52b, . . . den Widerstand eines geöffneten bzw. geschlossenen Transistorschalters. Die an den 3-Pin-Dioden abfallende Verlustleistung entspricht somit der in der Fig. 3 dargestellten Hysterese-Charakteristik, die aufgrund des in der 3-Pin-Diode enthaltenen Spannungsreglers mit exakten Strom­ schwellen festgelegt ist.

Die Fig. 6 zeigt eine spezielle Gleichrichterschaltung 60 mit konventionellen Dioden 63 und 65 und 3-Pin-Dioden 64 und 66. Diese stellt wie bei einer konventionellen Dioden-Gleichrichter­ schaltung in B2U-Brückenschaltungskonfiguration unabhängig von der Polarität einer zwischen Eingangsanschlüssen 61 und 62 an­ liegenden elektrischen Spannung eine Ausgangsspannung an Aus­ gangsanschlüssen 67 und 68 bereit, wobei das Potential am Aus­ gangsanschluß 67 gegenüber dem Potential am Ausgangsanschluß 68 positiv ist. Der Masseanschluß der 3-Pin-Dioden ist auf das ne­ gative Potential des Ausgangsanschlusses 68 gelegt. Aufgrund des vernachlässigbaren Spannungsabfalls von durchgeschalteten 3-Pin- Dioden ist der Ausgangsanschluß 68 für negative Spannung ohne Masseversatz mit dem negativen Potential einer an die Eingangs­ anschlüsse 61 und 62 angeschlossenen elektrischen Energiequelle verbunden.

In Fig. 7 ist eine Gleichrichterschaltung 80 dargestellt, die vier 3-Pin-Dioden 71, 72, 73 und 74 enthält. Diese 3-Pin-Dioden sind in B2U-Brückenkonfiguration zwischen Eingangsanschlüssen 75, 76 und Ausgangsanschlüssen 77, 78 verschaltet. Der Mas­ seanschluß der 3-Pin-Dioden ist auf das Potential des Ausgangs­ anschlusses 78 gelegt, das unabhängig von der Polarität einer an den Eingangsanschlüssen 75 und 76 anliegenden Spannung gegenüber dem Potential des Ausgangsanschlusses 77 negativ ist. Bei be­ lasteter Gleichrichterschaltung 70 sind jeweils zwei zueinander invers orientierte 3-Pin-Dioden 71 und 73 oder 74 und 72 leitend geschaltet. Damit entspricht das Potential an den Ausgangsan­ schlüssen 77 und 78 jeweils dem zugehörigen Potential einer mit den Eingangsanschlüssen verbundenen elektrischen Energiequelle, etwa einer Batterie. Es tritt somit weder Masse-, noch Batterie­ versatz auf.

In Fig. 8 ist eine gesteuerte Gleichrichterschaltung 80 darge­ stellt. Diese Gleichrichterschaltung umfaßt vier Invers-Dioden 81, 82, 83 und 84, die zueinander in B2U-Brückenkonfiguration verschaltet sind. Unabhängig von der Polarität einer an den Ein­ gangsanschlüssen 85 und 86 anliegenden Spannung wird am Ausgang­ sanschluß 87 ein positives Potential und am Ausgangsanschluß 88 ein negatives Potential bereitgestellt. Jeder Invers-Diode 81 bis 84 sind Transistorschaltungen 89, 90, 91, 92 zugeordnet, die im geschlossenen Zustand die betreffenden Dioden überbrücken. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 8 sind die Invers-Dioden 81 bis 84 und die zugehörigen Transistorschalter 89 bis 92 als getrennte Bauteile ausgeführt, es ist jedoch auch möglich, diese bei­ spielsweise in einem p-Kanal-MOSFET zu vereinen.

Zur Steuerung der Transistorschalter 89 bis 92 ist eine Steuer­ einheit 93 vorgesehen. Die Steuereinheit 93 ist mit Mitteln 94 bis 97 zum Überwachen des Stromflusses in einem jeden Brücken­ zweig 98 bis 101 verbunden. Die Mittel bestehen beispielsweise in einem Shunt-Widerstand, der in jedem Brückenzweig angeordnet ist. Der Spannungsabfall an den betreffenden Shunt-Widerständen wird der Steuereinheit 93 zugeführt. Anstatt als Mittel zum Ü­ berwachen des Stromflusses Shunt-Widerstände vorzusehen, ist es selbstverständlich auch möglich, diese Mittel als Hall-Sensoren auszubilden oder den Stromfluß zu überwachen, indem der Span­ nungsabfall über die Invers-Dioden 81 bis 84 erfaßt wird.

Übersteigt der Stromfluß in einem Brückenzweig einen Schwellwert und entspricht dabei das Vorzeichen des durch den Brückenzweig fließenden Stromes der Orientierung der betreffenden Diode, so werden die zugehörigen Transistorschalter 89, 90, 91 oder 92 ge­ schlossen, um auch bei hohen Strömen einen geringen Spannungs­ verlust in einem leitenden Brückenzweig zu ermöglichen. Dabei tritt in der gesteuerten Gleichrichterschaltung 80 zwischen den Eingangsanschlüssen 85 und 86 und den Ausgangsanschlüssen 87 und 88 bei entsprechender Steuerung der Transistorschalter 89 bis 92 keinerlei Versatz der an den Eingangsanschlüssen 85 und 86 an­ liegenden positiven und negativen Eingangsspannung auf.

An einem Ausgang 102 stellt die Steuereinheit 93 ein Statussig­ nal bereit, das ein Polungsinformationssignal für die Polarität der an den Eingangsanschlüssen 85 und 86 anliegenden Spannung darstellt. Dieses Statussignal beruht auf den in den Brücken­ zweigen 98 bis 101 erfaßten Stromflüssen. Es ermöglicht, daß Ge­ räten, die mit derselben elektrischen Energiequelle gespeist werden, die auch an den Eingangsanschlüssen 85 und 86 der Gleichrichterschaltung 80 anliegt, eine Polungsinformation für die elektrische Energiequelle zugeführt werden kann.

Anstatt die Transistorschalter 89, 90, 91 bzw. 92 entsprechend einem Signal zu steuern, das auf einem erfaßten Stromfluß in den Brückenzweigen der Gleichrichterschaltung beruht, ist es auch möglich, der Steuereinheit 93 eine Polungsinformation für eine mit den Eingangsanschlüssen verbundene Stromquelle zuzuführen und dementsprechend die Transistorschalter zu öffnen oder zu schließen.

In der Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine ge­ steuerte Gleichrichterschaltung 1000 dargestellt. Diese Gleich­ richterschaltung 1000 umfaßt wiederum vier Invers-Dioden 1001 bis 1004, die in B2U-Brückenkonfiguration verschaltet sind und sich jeweils in Brückenzweigen 1005 bis 1008 befinden. Unabhän­ gig von der Polarität einer an den Eingangsanschlüssen 1009 und 1010 anliegenden Eingangsspannung wird an einem Ausgangsanschluß 1011 ein positives Potential und an dem Ausgangsanschluß 1012 ein negatives Potential bereitgestellt. Den Invers-Dioden 1003 bzw. 1004 in den Brückenzweigen 1007 und 1008 ist jeweils ein Transistorschalter 1013 bzw. 1014 parallel geschaltet. Zur Steu­ erung der Transistorschalter 1013 und 1014 ist eine Steuerein­ heit 1015 vorgesehen, der als Stromflußsignal für einen in den Brückenzweigen 1005 bzw. 1006 fließenden Strom ein mittels Schmitt-Triggern 1016 und 1017 erfaßter Spannungsabfall an den Invers-Dioden 1001 und 1002 zugeführt wird. Übersteigt der in einem Brückenzweig 1005 oder 1006 erfaßte Stromfluß einen ersten Schwellwert, so wird in dem zugehörigen Brückenzweig 1007 bzw. 1008 der Transistorschalter 1013 bzw. 1014 geschlossen. Unter­ schreitet dagegen der Stromfluß einen zweiten Schwellwert, dann werden die betreffenden Transistorschalter wieder geöffnet. So kann die in der Gleichrichterschaltung 1000 dissipierte elektri­ sche Leistung gering gehalten werden, wobei das negative Poten­ tial einer mit den Eingangsanschlüssen 1009 und 1010 verbundenen elektrischen Energiequelle ohne Masseversatz mit dem Ausgang­ sanschluß 1012 der Gleichrichterschaltung 1000 verbunden ist.

An einem Ausgang 1018 stellt die Steuereinheit 1015 ein Status­ signal bereit, das ein aus den Spannungssignalen der Schmitt- Trigger 1016 bzw. 1017 abgeleitetes Polungsinformationssignal für die Polarität einer an den Eingangsanschlüssen 1009 und 1010 anliegenden Spannung darstellt. Diese Polungsinformation kann ggf. weiteren, der elektrischen Energiequelle zugeordneten End­ geräten zugeführt werden, zu deren Betrieb eine Kenntnis der Po­ lung der elektrischen Energiequelle funktionsrelevant ist.

In der Fig. 10 ist eine Gleichrichterschaltung 1100 dargestellt, die eine Bus-Endstufe aufweist. Die Gleichrichterschaltung 1100 umfaßt vier Invers-Dioden 1101, 1102, 1103 und 1104, die in B2U- Brückenkonfiguration verschaltet sind, um unabhängig von der Po­ larität einer an Versorgungsanschlüssen 1105 und 1106 anliegenden Versorgungsspannung für einen negativen Spannungsregler 1107 eine Versorgungsspannung stets gleichbleibender Polarität be­ reitzustellen. Die Brückenzweige 1108 und 1109 mit den Invers- Dioden 1103 und 1104 sind mit dem Versorgungsanschluß für nega­ tives Potential des negativen Spannungsreglers 1107 verbunden. Zur Überbrückung der Invers-Dioden 1103 und 1104 sind jeweils steuerbare Transistorschalter 1110 und 1111 vorgesehen, die über eine Steuereinheit 1112 geöffnet und geschlossen werden können. Der Steuereinheit 1112 werden die Potentiale der Eingangsan­ schlüsse 1105 und 1106 sowie das negative Versorgungspotential des negativen Spannungsreglers 1107 zugeführt. Aus diesen Poten­ tialen wird in der Steuereinheit 1112 auf die Polarität einer mit den Eingangsanschlüssen 1105 und 1106 verbundenen, nicht weiter dargestellten elektrischen Energiequelle geschlossen und der Stromfluß in den Brückenzweigen 1113 und 1114 bestimmt, in denen die Invers-Dioden 1101 und 1102 angeordnet sind.

Die Transistorschalter 1110 und 1111 werden entsprechend dem in den Brückenzweigen 1113 und 1114 erfaßten Stromfluß gesteuert, so daß am Anschluß für negative Versorgungsspannung des negati­ ven Spannungsreglers 1107 eine an den Eingangsanschlüssen 1105 oder 1106 anliegende negative Spannung ohne Versatz dem negati­ ven Spannungsregler 1107 zugeführt wird.

Der negative Spannungsregler 1107 speist eine Bus-Endstufe 1115 mit einer gegenüber Masse auf einem konstanten Wert gehaltenen Versorgungsspannung V_CC. Dieser Bus-Endstufe wird weiter als In­ formation über die Polarität einer mit den Eingangsanschlüssen 1105 und 1106 der Gleichrichterschaltung 1100 verbundenen elekt­ rischen Energiequelle ein Statussignal von der Steuereinheit 1112 zugeführt.

Zur Verbindung mit einem Busleitungssystem sind an der Bus- Endstufe 1115 Anschlüsse 1116 und 1117 vorgesehen. Die Bus- Endstufe weist einen Sendekanal 1118 und einen Empfangskanal 1119 auf, die zur Kommunikation mit der Bus-Endstufe zugeordne­ ten Peripheriegeräten dienen. Ohne Störung von Logikpegeln durch Peripheriegeräte können so Signale über die Busleitung ausge­ tauscht werden. Weil der Bus-Endstufe 1115 das Statussignal von der Steuereinheit 1112 zugeführt wird, vermag sich die Bus- Endstufe 1115 an eine unterschiedliche Polung einer an den Ein­ gangsanschlüssen 1105 und 1106 anliegenden elektrischen Energie­ versorgungseinheit anzupassen. Demnach kann sie entsprechend der Polung der Spannung an den Versorgungsanschlüssen 1105 und 1106 der Gleichrichterschaltung 1100 die Anschlüsse 1116 und 1117 zu einer Busleitung flexibel belegen.

Die Fig. 11 erläutert ein Montageprinzip für eine in der Fig. 10 dargestellte Gleichrichterschaltung auf einem 4-adrigen Flach­ bandkabel 1220. Dabei ist die Gleichrichterschaltung 1100 mit der Bus-Endstufe aus Fig. 10 in einer Verkapselung 1200 aufge­ nommen, an der vier Anschlüsse 1201 bis 1204 ausgebildet sind. Die Anschlüsse 1201 und 1204 sind zur Verbindung mit einer e­ lektrischen Energieversorgungseinheit vorgesehen und entsprechen den Anschlüssen 1105 und 1106 aus Fig. 10. Die Anschlüsse 1202 und 1203 bilden die Anschlußkontakte für eine zwei-adrige Bus­ leitung und entsprechen den Anschlüssen 1116 und 1117 der Bus- Endstufe 1115 aus Fig. 10.

In dem Flachbandkabel 1220 sind die Leitungsstränge 1222 als Leitungsstränge für eine Versorgungsspannung vorgesehen, die Leitungsstränge 1223 bilden Busleitungen. Zur Verbindung mit dem 4-adrigen Flachbandkabel 1220 wird die Verkapselung 1200 mit in­ tegrierter Gleichrichterschaltung und Bus-Endstufe auf dem Flachbandkabel 1220 festgeklipst. Dabei durchdringen die An­ schlüsse 1201 bis 1204 die Kabelisolationsschicht 1221 und gera­ ten in elektrischen Kontakt mit den Leitungsadern 1222 und 1223 des Flachbandkabels 1220.

Anstatt die Verkapselung 1200 mit integrierter Gleichrichter­ schaltung und Bus-Endstufe auf dem Flachbandkabel festzuclipsen, kann zur gegenseitigen Verbindung auch eine Steck-, Klebe-, Schnapp- oder Schraubverbindung vorgesehen sein.

Weil die Gleichrichterschaltung 1100 in der Verkapselung 1200 sich flexibel an eine unterschiedliche Polung der Versorgungs­ spannung anzupassen vermag und entsprechend auch die Ausgangsan­ schlüsse für das Busleitungssystem beaufschlagen kann, muß beim Anbringen der Verkapselung 1200 mit der Gleichrichterschaltung 1100 aus Fig. 11 auf dem Flachbandkabel 1220 nicht auf die Bele­ gung der Adern des Flachbandkabels 1220, d. h. nicht darauf ge­ achtet werden, ob das Flachbandkabel in der einen oder in der demgegenüber um 180° gedrehten, anderen Orientierung mit den An­ schlüssen 1201 bis 1204 kontaktiert wird. Damit lassen sich bei­ spielsweise im Bereich der Kraftfahrzeugfertigung Kosteneinspa­ rungen beim Einbau von Bauelementen erzielen.

Claims (14)

1. Schaltungsanordnung, insbesondere zum Schutz eines Strom­ verbrauchers vor Falschpolung einer Speisespannung, mit

• - einem Transistorschalter (2) mit zugehöriger Invers-Diode (2a), der mit seiner Schaltstrecke in einen Laststrompfad (3) geschaltet ist, und
• - einem als Schmitt-Trigger (7) verschalteten Komparator (13), dessen Ausgangssignal zur Steuerung einer Gate-Elektrode (6) des Transistorschalters (2) dient,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - in dem Laststrompfad (3) Mittel zum Bestimmen des Laststromes (I_Last) vorgesehen sind, die den Eingängen (14, 15) des Kompara­ tors (13) einen laststromabhängigen Spannungsabfall zuführen, und
• - dem Komparator (13) ein Spannungsregler (10) zugeordnet ist, der die Differenz einer positiven und einer negativen Versor­ gungsspannung des Komparators (13) auf einen konstanten Wert re­ gelt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (10) zur Speisung mit elektrischer Energie an den Laststrompfad (3) angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bestimmen des Laststromes (I_Last) im Laststrompfad (3) als Shunt-Widerstand (R1) ausgebildet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bestimmen des Laststromes (I_Last) im Laststrompfad (3) als Hall-Generator ausgebildet sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorschalter mit zugehöriger Invers-Diode als p-Kanal- MOSFET (2) oder als n-Kanal FET mit Ladungspumpe ausgebildet ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (13) zur Speisung mit elektrischer Energie an den Laststrompfad (3) angeschlossen ist.

7. Elektrische Energieversorgungseinheit mit zwei oder mehr parallel geschalteten elektrischen Energiequellen (51a, 51b) und einem ersten und einem zweiten Verbraucheranschluß (53, 54), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer elektrischen Energiequelle (51a, 51b) eine Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 (52a, 52b) zugeordnet ist.

8. Gleichrichterschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie als spezielle B2U-Brückenschaltung ausgeführt ist, die we­ nigstens eine Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 (64, 66, 71, 72, 73, 74) enthält.

9. Gleichrichterschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie als spezielle B2U-Brückenschaltung ausgeführt ist, die als Schaltungsanordnung mit Diodenwirkung wenigstens einen Transis­ torschalter (89, 90, 91, 92, 1113, 1114) mit zugehöriger Invers- Diode (81 bis 84, 1003, 1004) enthält, der von einer Steuereinheit (93, 1015) gesteuert wird, die mit Mitteln zum Bestimmen der Polarität einer Speisespannung für die Gleichrichterschal­ tung und/oder Mitteln (94 bis 97) zum Bestimmen des Stromflusses in wenigstens einem im Brückenzweig (98, 99, 100, 101) und/oder Mitteln (1116, 1117) zum Messen des Spannungsabfalls an einer Schaltungsanordnung mit Diodenwirkung (1001, 1002) verbunden ist, die den wenigstens einen Transistorschalter (89 bis 92, 1013, 1014) aufgrund eines ihr zugeführten Versorgungsspannungs­ signals und/oder Stromflußsignals und/oder Spannungsabfallsig­ nals öffnet oder schließt.

10. Gleichrichterschaltung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (93, 1015) ein Polungsinformationssignal für die Polarität der Speisespannung für die Gleichrichterschaltung (80, 1000) bereitstellt.

11. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in mit wenigstens einem Ausgangsanschluß (1012) verbundenen Brü­ ckenzweigen (1007, 1008) als Schaltungsanordnungen mit Dioden­ wirkung Transistorschalter (1013, 1014) mit zugehöriger Invers- Diode (1003, 1004) vorgesehen sind.

12. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schaltungsanordnungen mit Diodenwirkung als Transistor­ schalter (89 bis 92) mit zugehöriger Invers-Diode (81 bis 84) ausgeführt sind.

13. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Spannungsregler (1107) und eine Bus-Endstufe (1115) umfaßt, wobei der Spannungsregler (1107) eine geregelte Versor­ gungsspannung für die Bus-Endstufe (1115) bereitstellt.

14. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1112) für die Gleichrichterschaltung der Bus- Endstufe (1115) das Polungsinformationssignal für die Polarität der Speisespannung der Gleichrichterschaltung (1100) bereit­ stellt.