DE2010208B2 - Vorrichtung zum Schutz elektrischer Schaltkreise - Google Patents
Vorrichtung zum Schutz elektrischer SchaltkreiseInfo
- Publication number
- DE2010208B2 DE2010208B2 DE2010208A DE2010208A DE2010208B2 DE 2010208 B2 DE2010208 B2 DE 2010208B2 DE 2010208 A DE2010208 A DE 2010208A DE 2010208 A DE2010208 A DE 2010208A DE 2010208 B2 DE2010208 B2 DE 2010208B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- diodes
- capacitor
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/041—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using a short-circuiting device
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/06—Details with automatic reconnection
- H02H3/066—Reconnection being a consequence of eliminating the fault which caused disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/005—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der GB-PS 10 05 261 bekannt Bei dieser ist eine Zenerdiode \ύ
Reihe mit einem Widerstand zu einem gesteuerten Halbleiterschalter parallel geschaltet und mit den
ί Anschlußklemmen des zu schützenden Schaltkreises verbunden. Wenn die Versorgungsspannung einen
bestimmten Wert überschreitet, wird die Impedanz dieser Vorrichtung niedrig und verhindert das weitere
Ansteigen der Versorgungsspannung; gleichzeitig wird
ίο eine den zu schützenden Kreis abschaltende Sicherung
ausgelöst, wodurch jedoch bei Wegfall der Überspannung eine Rückkehr dieses Kreises in den normalen
Betriebszustand verhindert wird. Aus der US-PS 32 96 498 ist eine Einrichtung zur Steuerung des
ι s Betriebes eines Relais bekannt, durch die eine dauernde
Erregung der Relaiswicklung auch dann möglich ist, wenn die Versorgungsspannung eine Wechselspannung
ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart
auszubilden, daß bei kurzzeitigem Überschreiten der Versorgungsspannung der zu schützende Kreis nicht
abgeschaltet, sondern kontinuierlich weiterversorgt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
jo Die Vorrichtung kann unabhängig von dem zu schützenden Kreis parallel zu den Versorgungsspannungsanschlüssen
geschaltet sein und unabhängig von einer gesonderten Energiequelle oder einer Hilfsschaltung
betrieben werden, die bei Wegfall der Überspannung dem gesteuerten Halbleiterschalter eine derart
niedrige Spannung zuführt, daß dieser wieder in den gesperrten Zustand zurückkehrt. Die Vorrichtung kann
leicht derart abgewandelt werden, daß ihr Innenwiderstand an den Innenwiderstand der Energiequelle oder
w des zu schützenden Kreises angepaßt ist.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden
Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild, bei dem die Kurzzeitschutzeinrichtung zwischen einer Energiequelle und einem zu schützenden Schaltkreis liegt,
F i g. 2 ein Schaltbild einer Kurzzeitschulzeinrichtung, F i g. 3 den Spannungsverlauf an der Einrichtung nach F i g. 1 und
F i g. 1 ein Blockschaltbild, bei dem die Kurzzeitschutzeinrichtung zwischen einer Energiequelle und einem zu schützenden Schaltkreis liegt,
F i g. 2 ein Schaltbild einer Kurzzeitschulzeinrichtung, F i g. 3 den Spannungsverlauf an der Einrichtung nach F i g. 1 und
so Fig.4 bis 12 Schaltbilder von Modifikationen der
Grundschaltung nach F i g. 2.
Insbesondere in F i g. i ist eine Energiequelle 20 über ein Paar von Ausgangsleitungen 32 und 34 an einen
elektrischen Schaltkreis 22 angeschlossen. Eine Kurzzeitschutzeinrichtung
24 ist direkt parallel zur Verbindung zwischen der Energiequelle 20 und dem geschützten
Schaltkreis 22 gelegt.
Die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 ist eine in sich geschlossene Einheit mit Innencharakteristiken, die
ho selektiv durch die besonderen Innencharakteristiken
und Anforderungen an die Energiequelle 20 und den geschützten elektrischen Schaltkreis 22 bestimmt
werden. So können verschiedene Energiequellen 20 mit unterschiedlichen Charakteristiken mit verschiedenen
κ» elektrischen Schaltkreisen 22 verwendet werden, und
eine besondere Kurzzeitschutzeinrichtung 24 kann ausgewählt werden, um den notwendigen Schutz für den
elektrischen Kreis zu liefern.
Ein Schaltkreis 26 für die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 ist in F i g. 2 dargestellt Eine Vielzahl von Dioden D \,
D2, D3,... On ist in Reihe mit einem gesteuerten
Gleichrichter SCR 1 zwischen positiven und negativen Klemmen 28 bzw. 30 des Schaltkreises 2i angeschlossen.
Im Betrieb sind die positiven und negativen Klemmen 28,30 des Schaltkreises 26 an die jeweiligen
positiven und negativen Ausgangsieitungen 32 bzw. 34 der in F i g. 1 gezeigten Energiequelle 20 gelegt.
In Abwesenheit von Spannungsstößen befindet sich ι ο der Gleichrichter SCR 1 in nichtleitendem oder
»Aus«-Zustand Um den gesteuerten Gleichrichter 5CRl zu triggern, wenn ein Spannungsstoß an den
positiven und negativen Klemmen 28,30 auftritt, ist eine
Zenerdiode ZNR X in Reihe zu Widerständen R 1 und R 2 zwischen die Klemmen 28 und 30 parallel zu den
Dioden D ι bis Dn und dem gesteuerten Gleichrichter
SCR 1 gelegt Die Zenerdiode ZNR 1 ist in Sperrichtung vorgespannt, indem ihre Kathode an die positive
Klemme 28 angeschlossen ist Die Gatterzuführung 35 des gesteuerten Gleichrichters SCRi ist an die
Verbindung zwischen den Widerständen R1 und R 2
angeschlossen. Die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZNR1 und die Widerstandswerte der Widerstände
R1 und R 2 sind so gewählt, daß die Zenerdiode leitend
wird, wenn die Spannung zwischen den positiven und negativen Klemmen 28,30 eine bestimmte vorgewählte
Schwellwertspannung überschreitet. Wird die Zenerdiode ZNRX leitend, so wird die am Widerstand R 2
entstehende Spannung an das Gatter 35 des gesteuerten !11
Gleichrichters SCR X gelegt, wodurch der Gleichrichter in den leitenden Zustand gesteuert wird.
Die Schwellwertspannung, die zwischen den positiven und negativen Klemmen 28, 30 des Schaltkreises 26
auftreten muß, bevor die Zenerdiode ZNR1 leitend
wird, wird normalerweise mit einem Wert oberhalb der normalen Ausgangsspannung der Energiequelle 20,
jedoch unterhalb der maximalen Spannung gewählt, die an den geschützten Schaltkreis 22 ohne Schaden
angelegt werden kann. ·*ο
Ist die Ausgangsspannung der Energiequelle 20 wenigstens gleich oder größer als die gewählte
Schwellwertspannung, so wird der gesteuerte Gleichrichter SCR X in den leitenden Zustand gesteuert. Strom
von der positiven Klemme 28 fließt über die Reihenschaltung der Dioden D\ bis Dh und den
gesteuerten Gleichrichter SCR 1, und die Spannung, die zwischen den positiven und negativen Klemmen 28,
30 auftritt, ist die Summe der Vorwärtsspannungsabfälle der Dioden und des gesteuerten Gleichrichters. Diese
Spannung wird im folgenden als »Klemmspannung« bezeichnet
Der Spannungssprung oberhalb der Klemmspannung muß notwendigerweise als Spannungsabfall an dem
Innenwiderstand der Energiequelle 20 auftreten. So wird die Größe des Stroms, der durch die Dioden D1 bis
Dn und den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 fließen
kann, zum größten Teil durch den Innenwiderstand der Energiequelle 20 bestimmt. Die Stromarbeitscharakteristiken
der Dioden D1 bis Dn und der gesteuerte μ
Gleichrichter SCR 1 sollten entsprechend gewählt werden. Auf jeden Fall soll darauf hingewiesen werden,
daß die zwischen den positiven und negativen Klemmen 28,30 des Schaltkreises 26 auftretende Spannung, wenn
der gesteuerte Gleichrichter SCRl getriggert wird, n,
nicht wesentlich über die Klemmspannung steigen kann, die durch die Vorwärtsspannungsabfälle der Dioden D \
bis Dn und den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 bestimmt ist
Eine Eigenschaft des gesteuerten Gleichrichters (Siliziumgleichrichter), beispielsweise des gesteuerten
Gleichrichters SCR 1 ist, daß dieser, wenn er einmal gezündet worden ist, im leitenden Zustand verbleibt,
selbst dann, wenn die Zündspannung beseitigt wurde; er kehrt erst dann in seinen nichtleitenden Zustand zurück,
wenn der Strom durch die Anoden-Kathoden-Verbindung des gesteuerten Gleichrichters unter eine bestimmte
Höhe gebracht wird. Nach der Ausführungsform des in F i g. 2 gezeigten Schaltkreises 26 wird der
Strom durch den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 wirksam unter den Haltestrom gebracht, indem ein
Vorspannungspotential in Reihe mit dem Gleichrichter geliefert wird, welches aus der Summe der Vorwärtsspannungsabfälle
der Dioden D \ bis Dn besteht Indem
eine ausreichende Anzahl von Dioden D\ bis Dn
gewählt wird, übersteigt das Vorspannungspotential an den Dioden und der Vorwärtsspannungsabfall an dem
gesteuerten Gleichrichter SCR 1 die normale Ausgangsspannung der Energiequelle 20. Daher nimmt,
während der fallende Spannungsstoß sich einem Niveau gleich dem der Summe aus den Vorwärtsspannungsabfällen
an den Dioden D \ bis Dn und dem gesteuerten
Gleichrichter SCR 1 nähert, der Strom durch die Dioden und den gesteuerten Gleichrichter ab, bis er das
Haltestromniveau für den gesteuerten Gleichrichter erreicht Der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 wird dann
in den nichtleitenden Zustand gesteuert.
Vorzugsweise wird die Summe der Vorwärtsspannungsabfälle an den Dioden D\ bis Dn und dem
gesteuerten Gleichrichter SCR 1 oder der Klemmspannung so gewählt, daß sie geringfügig über der normalen
Ausgangsspannung der Energiequelle 20 liegt Hierdurch soll sichergestellt werden, daß die Ausgangsspannung
der Energiequelle 20 immer ausreichend unter die Klemmspannung abfällt, damit der gesteuerte Gleichrichter
SCR 1 zum Kommutieren gebracht wird.
Die Arbeitsweise des Schaltkreises 26 für die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 ist graphisch in Fig.3
dargestellt, in der die Ausgangsspannung der Energiequelle 20 (in durchgezogenen Linien dargestellt) als
Funktion der Zeit T aufgetragen ist. Die normale Ausgangsspannung V0 ist konstant bis auf den überlagerten
Spannungsstoß (durch die gestrichelt dargestellte Kurve angedeutet). Die Schwellwertspannung VV ist
mit einer gestrichelten Bezugslinie oberhalb des Niveaus der Ausgangsspannung V0 angegeben, und das
ebenfalls gestrichelt angedeutete Niveau der Klemmspannung
Vc befindet sich zwischen dem Niveau der Schwellwertspannung W und dem der Ausgangsspannung
V0.
Die Ausgangsspannung ist konstant bis zum Zeitpunkt ίο, wo ein Spannungsstoß oder Spannungssprung
angenommen wird, der sich der normalen Ausgangsspannung Vo überlagert Die Ausgangsspannung steigt
ziemlich steil entsprechend dem Spannungssprung an, bis die Schwellwertspannung VV erreicht ist Zu diesem
Zeitpunkt wird der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 gezündet. Die Ausgangsspannung überschreitet geringfügig
die Schwellwertspannung VV aufgrund der Tatsache, daß eine kurze Zeit erforderlich ist, um den
gesteuerten Gleichrichter SCR 1 einzuschalten. Ist der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 eingeschaltet, so wird
die Ausgangsspannung schnell auf das Niveau der Klemmspannung Vcetwa zum Zeitpunkt 11 gebracht.
Die Ausgangsspannung verbleibt dann im wesentlichen auf dem Wert der Klemmspannung Vc über dem
größten Teil des Restes des Spannungsstoßes. Fällt die Spannungsstoßspannung auf das Niveau der Klemmspannung
Vc zu einem Zeitpunkt f 2, so wird der Strom
durch die Dioden D\ bis Dn und den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 unter den Haltestrom für den
gesteuerten Gleichrichter reduziert, und der gesteuerte Gleichrichter wird in seinen nichtleitenden Zustand
rückgestellt. Die Ausgangsspannung fällt dann auf das normale Niveau der Ausgangsspannung V»
Es soll darauf hingewiesen werden, daß die besonderen Spannungswerte für die Schwellwertspannung Vr,
die Klemmspannung Vc und die Ausgangsspannung V0
für den Schaltkreis 26 durch die Charakteristiken der besonderen Komponenten im Kreis festgelegt werden.
Wiederum werden diese Spannungswerte entsprechend den Einzelcharakteristiken der Energiequelle 20 und des
geschützten elektrischen Schaltkreises 22 gewählt. Weiterhin werden die Ströme, welche die Dioden D1 bis
Dn und der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 in der Lage
sein muß zu führen, zum Teil durch die Ausgangsspannung V0 der Energiequelle 20 und dessen Innenwiderstand
bestimmt.
Um die Schwellwertspannung VY einstellen zu
können, kann ein Schaltkreis 36 nach F i g. 4 verwendet werden. Beim Schaltkreis 36 nach Fig.4 ist der feste
Widerstand R1 nach F i g. 2 ersetzt durch einen
einstellbaren Widerstand A3. In jeder Hinsicht ist der Schaltkreis 36 nach F i g. 4 gleich dem Schaltkreis 26
nach Fig.2. Da die Schwellwertspannung Vrbestimmt
wird durch die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZNR 1 und die Widerstandswerte der Widerstände R 2
und R 3, kann die Schwellwertspannung durch Verändern des Widerstandswertes des Widerstandes Λ 3
eingestellt werden.
Es hat sich herausgestellt, daß für bestimmte Anwendungsfälle es wünschenswert ist, die Dioden D1
bis Dn und den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 direkt
an die Energiequelle zu legen, den Spannungsstoß jedoch an entfernter Stelle zu ermitteln, beispielsweise
am Ausgang eines Spannungsreglers. Für diese Anwendungsfälle kann ein Schaltkreis 38, wie in Fig.5
dargestellt, Verwendung finden. Arbeitsweise und Komponententeile sind die gleichen wie beim Schaltkreis
26 der F i g. 2; der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 wird jedoch nur dann getriggert, wenn die zwischen
einer Fernmeßklemme 40 und der negativen Klemme 30 des Schaltkreises 38 auftretende Spannung die Schwellwertspannung
VVerreicht.
Während die Einschaltzeit eines gesteuerten Gleichrichters, beispielsweise des Gleichrichters SCRi,
gewöhnlich kurz ist, können die Einschaltzeiten der Dioden D1 bis Dn in einigen Fällen beachtlich länger
sein. Für Stöße mit sehr kurzer Steigzeit in der Nähe von lOOOV/sec kann der gesteuerte Gleichrichter
SCR 1 mit dem Einschalten beginnen, der Kurzzeitschutzeffekt des Schaltkreises 26 der F i g. 2 wird aber
erst dann wirksam, wenn die Dioden D \ bis D/v auch
leitend werden. Für Stöße mit schneller Steigzeit kann die Stoßspannung auf ein Niveau wesentlich höher als
die Schwellwertspannung VV steigen, bevor die Dioden D1 bis Dn leitend werden. Da hierdurch der Zweck der
Kurzzeitschutzeinrichtung 24 in Fortfall käme, können bei Anwendungsfällen, wo sehr schnelle Kurzzeitstöße
auftreten, Schaltkreise wie ein Schaltkreis 42 nach F i g. 6 verwendet werden.
Beim Schaltkreis 42 ist ein Kondensator CI parallel
zu den Dioden D \ bis Dn gelegt. Tritt ein Stoß mit kurzer Steigzeit zwischen den positiven und negativen
Klemmen 28, 30 auf und wird der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 eingeschaltet, so ist der Widerstand
zwischen der positiven Klemme 28 und der Anode des gesteuerten Gleichrichters nahezu kurzgeschlossen,
■■> d. h., die Ausgangsspannung V0 und der Spannungsstoß
werden durch den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 kurzgeschlossen, bis die Dioden D\ bis Dn leitend
werden.
Die Hinzufügung des Kondensators Cl sorgt auch
κ; für eine gesteigerte Kommutierung des gesteuerten
Gleichrichters SCR 1. Wenn die Stoßspannung auf die Klemmspannung Vc abfällt, beginnen die Dioden D 1 bis
Dn und der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 mit dem
Abschalten. Ohne den Kondensator CX würde die ·> Spannung an den Dioden D \ bis Dn schnell auf den
Wert Null abfallen. Da jedoch die Dioden D} bis Ds
nichtleitend werden, fehlt dem Kondensator Ci der
Entladeweg, und die am Kondensator verbleibende Spannung spannt den gesteuerten Gleichrichter SCR i
wirksam in Gegenrichtung während der Abschaltzeit vor, was zu einer gesteigerten Kommutierung führt.
Für Anwendungsfälle mit einer relativ hohen Ausgangsspannung V0 von der Energiequelle 20 wird
ein großer Kondensator C1 benötigt Für solche Fälle
2Ί hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Schaltkreis 44
nach F i g. 7 zu verwenden. Beim Schaltkreis 44 ist ein Kondensator C 2 zwischen der Kathode der Diode Dr*
und einer Zwischenverbindung zwischen einem benachbarten Paar von Dioden angeschlossen. Die Spannungsteilerwirkung
der in Reihe geschalteten Dioden D \ bis Dn führt dazu, daß eine niedrigere Spannung an der
Kondensator C2 gelegt wird, so daß dessen geforderte Nennspannungen und Nennströme gesenkt werden
können und seine Abmessungen vermindert werden können.
Sowohl beim Schaltkreis 42 als auch beim Schaltkreis 44 (Fig.6 und 7) wird, wenn die Kondensatoren C\
oder C 2 auf ein Spannungsniveau gleich der Summe dei
Vorwärtsspannungsabfälle der Dioden gebracht sind, ar
die der Kondensator angeschlossen ist, der Kondensa tor dann gegen eine weitere Entladung blockiert
Während bei vielen Anwendungsfällen die Restspannung keinerlei Konsequenz hat, ist es für gewisse
kritische Anwendungsfälle wünschenswert, daß die Spannung an den Kondensatoren Ci oder C2 auf NuI
vermindert wird, nachdem die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 ihren Arbeitszyklus abgeschlossen hat Hierzu
kann ein in Fig.8 dargestellter Schaltkreis 4t Verwendung finden. Der Schaltkreis 46 nach Fig.ί
umfaßt einen Widerstand R 4 parallel zum Kondensatoi Cl oder C2 nach Fig.7. Der Kondensator Cl hai
einen zusätzlichen Entladeweg durch den Widerstand R 4, so daß die Spannung am Kondensator C1 auf Null
entladen werden kann, nachdem der Stoß aufgehört hat.
v, Eine Eigenschaft eines gesteuerten Gleichrichters
(Halbleitergleichrichters) besteht darin, daß der gesteuerte Gleichrichter eingeschaltet wird, wenn die
Größe der Spannungsänderung, bezogen auf die Zeit, ar dem Anoden-Kathoden-Übergang einen bestimmter
i><> Wert überschreitet. Unter diesen Bedingungen wird dei
gesteuerte Gleichrichter in Abwesenheit einer Triggerspannung und trotz der Tatsache eingeschaltet, daß die
an den Anoden-Kathoden-Übergang gelegte Maximalspannung kleiner als die Nennspitzenspannung des
■ · Gleichrichters ist.
Für gewöhnliche Fälle kann dieser Vorgang außei acht gelassen werden, da die gewöhnlich auftretender
Spannungsstöße sich nicht dem Nennspannungsanstie§
nähern, der erforderlich ist, um den gesteuerten Gleichrichter zu zünden. Bei manchen Anwendungsfällen
jedoch kann die Größe des Spannungsanstiegs der auftretenden Stöße den bemessenen Wert des gesteuerten
Gleichrichters SCR 1 nach F i g. 2 überschreiben. Treten solche Stöße auf, so könnte der gesteuerte
Gleichrichter SCR 1 eingeschaltet werden, obwohl der Stoß auf die Ausgangsspannung V0 der Energiequelle 20
nicht die Schwellwertspannung Vr erreicht, die normalerweise
erforderlich ist, um den Gleichrichter zu ι ο triggern.
Wenn solch ein spontanes Triggern des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 unerwünscht ist, kann ein
Schaltkreis 48, wie er in F i g. 9 dargestellt ist, verwendet werden, um den Gleichrichter daran zu hindern, durch
solche Stöße mit kurzer Steigzeit getriggert zu werden. Der Schaltkreis 48 nach F i g. 9 umfaßt einen Kondensator
CA, der von der Anode zur Kathode des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 gelegt ist. Der Kondensator CA
hindert die an der Verbindung zwischen Anode und Kathode herrschende Spannung des gesteuerten
Gleichrichters SCR 1 daran, sich schnell genug zu ändern, um den Gleichrichter einzuschalten.
Wenn der in F i g. 2 gezeigte Schaltkreis 26 bei einer Energiequelle 20 und einem geschützten elektrischen
Schaltkreis 22 verwendet werden soll, bei dem die an der Ausgangsspannung V0 auftretenden Stöße dazu
neigen, eine ziemlich schnelle Steigzeit zu haben, so kann es wünschenswert sein, noch einen weiteren
Schaltkreis 50 zu verwenden, der in F i g. 10 dargestellt ist. Der Schaltkreis 50 nach Fig. 10 umfaßt den
Kondensator CI, der parallel zu den Dioden D\ bis Dn
wie beim Schaltkreis 42 der F i g. 6 gelegt ist, um die Einschaltzeit am gesteuerten Gleichrichter SCR 1
zusammen mit dem Kondensator C4 zu vermindern, genauso wie beim Schaltkreis 48 der F i g. 9, wobei die
Parallelschaltung zur Anoden-Kathoden-Verbindung des gesteuerten Gleichrichters erfolgt, um zu verhindern,
daß der Gleichrichter durch sehr schnelle Steigzeitstöße getriggert wird, die nicht über eine
Schwellwertspannung VVsteigen.
Die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 kann auch bei Wechselströmen verwendet werden, indem der Schaltkreis
26 nach F i g. 2 in eine Vollweg-Gleichrichterbrükke 52 eingeschaltet wird, wie in Fig. 11 dargestellt,
wobei Brückendioden Da, Db, Dc und De verwendet
werden. Die Arbeitsweise des Schaltkreises 26 ist die gleiche wie oben mit Bezug auf F i g. 2 beschrieben, die
Vollweg-Gleichrichterbrücke 52 ist jedoch bei jedem Halbwellenzyklus der Wechselspannung in Tätigkeit.
Ein modifizierter Schaltkreis 54 für eine Kurzzeitschutzeinrichtung
24 zur Verwendung bei Energiequellen 20 mit Wechselstrom ist in Fig. 12 dargestellt. In
den Schaltkreis 54 sind zwei Richtungs-Halbleitereinrichtungen eingebaut, die analog dem gesteuerten
Gleichrichter und der Zenerdiode sind, welche in den Gleichstromkreisen nach Fig.2 und 4 bis 10 gezeigt
sind. Ein TRIAC wird anstelle des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 des Schaltkreises 26 nach F i g. 2
und ein DIAC DB1 wird anstelle der Zenerdiode ZNR 1
verwendet. Der DIAC liegt in einer Reihenschaltung mit den Widerständen R 5 und R 6, um das Triggersignal an
die Gatterelektrode des TRIAC zu legen. Ein zweiter DIAC DB2 oder ein Strang solcher DIACs ersetzt die
Reihe von Dioden D \ bis Dn des des Schaltkreises 26.
Die Arbeitsweise des modifizierten Schaltkreises; 54 der F i g. 12 ist ähnlich der Arbeitsweise des Schaltkreises
26 der F i g. 2, die Spannung an den Klemmen 56,58 des Schaltkreises kann aber von der einen oder anderen
Polarität sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
- Patentansprüche:L Vorrichtung zum Schutz elektrischer Schaltkreise gegen Spannungsstöße mit einem zwischen die Anschlußklemmen des Schaltkreises geschalteten, den Anoden-Kathoden-Weg eines gesteuerten Halbleiterschalters enthaltenden Kreis, bei dem die Steuerelektrode des Halbleiterschalters an eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem eine vorbestimmte Schwellwertspannung aufweisenden, normalerweise nicht leitenden Element angeschlossen ist, und mit einer in Reihe zu dem Halbleiterschalter geschalteten Vorspannungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsvorrichtung aus mehreren Dioden (D ι... Dn) besteht, daß die Summe der Vorwärtsspannungsabfälle an diesen Dioden (D\...Ds) und dem Halbleiterschalter (SCR 1) nahezu gleich oder kleiner als die Schwellwertspannung (V7) ist und der Kreis bei leitendem Halbleiterschalter (SCR 1) eine solche Impedanz aufweist, daß die Größe des Potentials zwischen den Anschlußklemmen (28,30; 56,58) an einem Klemmpotential (Klemmspannung Vc) liegt, das größer als die Normalspannung (V0) ist, und daß die Schwellwertspannung (Vr) größer als die Normalspannung (V0) und nicht kleiner als das Klemmpotential (Klemmspannung Vc) ist
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Vielzahl in Reihe geschalteter Dioden (D\... Dn) ein Kondensator (Ci) parallel geschaltet ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Teil der in Reihe geschalteten Dioden (D\ ... Dn) ein Kondensator (Ci) parallel geschaltet ist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kondensator (Ci) ein Widerstand (h 4) parallel geschaltet ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Anoden-Kathoden-Weg des Halbleiterschalters (SCR 1) ein Kondensator (C4) gelegt ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Vielzahl von Dioden (D \... Dn) ein erster Kondensator (Cl) parallel gelegt ist und ein zweiter Kondensator (C4) parallel zum Anoden-Kathoden-Weg des Halbleiterschalters (SCRi) geschaltet ist.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kondensator (Cl) lediglich einen Teil der Vielzahl der Dioden (D t... Dn) überbrückt.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsvorrichtung aus wenigstens einem DIAC (DB 2) besteht, der in Reihe mit einem TRIAC geschaltet ist, dessen Gatterelektrode an eine Reihenschaltung eines Widerstandes (R S) mit einem DIAC (DB 1) gelegt ist.
- 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemmen einer Vollweg-Gleichrichterbrücke (52) an oder parallel zu dieser Vorrichtung gelegt sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US80525769A | 1969-03-07 | 1969-03-07 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2010208A1 DE2010208A1 (de) | 1971-02-11 |
DE2010208B2 true DE2010208B2 (de) | 1978-05-03 |
DE2010208C3 DE2010208C3 (de) | 1978-12-21 |
Family
ID=25191063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2010208A Expired DE2010208C3 (de) | 1969-03-07 | 1970-03-04 | Vorrichtung zum Schutz elektrischer Schaltkreise |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3573550A (de) |
JP (1) | JPS5531707B1 (de) |
BE (1) | BE746972A (de) |
CA (1) | CA919251A (de) |
DE (1) | DE2010208C3 (de) |
FR (1) | FR2034741B1 (de) |
GB (1) | GB1284964A (de) |
IT (1) | IT941020B (de) |
NL (1) | NL163385C (de) |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3904931A (en) * | 1973-08-03 | 1975-09-09 | Rca Corp | Overvoltage protection circuit |
US3886432A (en) * | 1974-02-21 | 1975-05-27 | Gen Electric | Overvoltage protective circuit for high power thyristors |
US4181921A (en) * | 1977-01-18 | 1980-01-01 | W. N. Phillips, Inc. | Harmonic distortion attenuator |
FR2419625A1 (fr) * | 1978-03-07 | 1979-10-05 | Labo Cent Telecommunicat | Dispositif de protection contre les surtensions de ligne telephonique |
US4323942A (en) * | 1978-12-20 | 1982-04-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Solid-state protector circuitry using gated diode switch |
US4271445A (en) * | 1978-12-20 | 1981-06-02 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Solid-state protector circuitry using gated diode switch |
FR2446026A1 (fr) * | 1979-01-05 | 1980-08-01 | Paris & Du Rhone | Dispositif de protection contre les surtensions |
JPS552255U (de) * | 1979-03-22 | 1980-01-09 | ||
US4288830A (en) * | 1979-04-16 | 1981-09-08 | The Boeing Company | Overvoltage protector |
US4567500A (en) * | 1981-12-01 | 1986-01-28 | Rca Corporation | Semiconductor structure for protecting integrated circuit devices |
US4466039A (en) * | 1982-07-29 | 1984-08-14 | Mcgraw-Edison Company | Open circuit current transformer protection circuit |
US4484244A (en) * | 1982-09-22 | 1984-11-20 | Rca Corporation | Protection circuit for integrated circuit devices |
DE3310242A1 (de) * | 1983-03-22 | 1984-09-27 | ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang | Schaltungsanordnung fuer den ueberspannungsschutz mit automatischer ruecksetzung |
US4562509A (en) * | 1984-03-05 | 1985-12-31 | Termofrost Sweden Ab | Safety switch |
ATE35866T1 (de) * | 1984-03-21 | 1988-08-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Shunt-anordnung. |
CA1291207C (en) * | 1984-10-24 | 1991-10-22 | Om Ahuja | Auto-reset circuit breaker |
SE455552B (sv) * | 1985-02-26 | 1988-07-18 | Asea Ab | Halvledaranordning innefattande en overspenningsskyddskrets |
US4633283A (en) * | 1985-03-11 | 1986-12-30 | Rca Corporation | Circuit and structure for protecting integrated circuits from destructive transient voltages |
JPS62110435A (ja) * | 1985-11-04 | 1987-05-21 | シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 加入者線の過電圧保護用集積回路装置 |
US4797773A (en) * | 1986-05-09 | 1989-01-10 | Transtector Systems, Inc. | Spatial array filtering system for electrical devices |
US5206775A (en) * | 1991-05-23 | 1993-04-27 | Space Systems/Loral, Inc. | Circuit bypass device |
JPH05184062A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Mitsubishi Materials Corp | 通信回線用サージ吸収器及びこれを用いたサージ吸収回路 |
JPH0675862U (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-25 | 株式会社ニッシン自動車工業 | 手動式アクセル及びブレーキ用操作レバー握り |
WO1995022188A1 (en) * | 1994-02-08 | 1995-08-17 | Marlow Industries, Inc. | Fault tolerant thermoelectric device circuit |
US5530612A (en) * | 1994-03-28 | 1996-06-25 | Intel Corporation | Electrostatic discharge protection circuits using biased and terminated PNP transistor chains |
GB2298533A (en) * | 1994-07-29 | 1996-09-04 | Texas Instruments Ltd | Overvoltage protector |
US20080164821A1 (en) * | 1995-06-26 | 2008-07-10 | Jlj, Inc. | Miniature light bulb with microchip shunt |
US5719737A (en) * | 1996-03-21 | 1998-02-17 | Intel Corporation | Voltage-tolerant electrostatic discharge protection device for integrated circuit power supplies |
AU2002950581A0 (en) * | 2002-08-02 | 2002-09-12 | Wayne Callen | Electrical safety circuit |
US7405445B2 (en) * | 2004-06-18 | 2008-07-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor structure and method for ESD protection |
JP4944489B2 (ja) * | 2006-05-09 | 2012-05-30 | ローム株式会社 | 過電圧保護回路ならびにそれを用いた充電装置および電子機器 |
US8410705B2 (en) * | 2008-11-18 | 2013-04-02 | Ringdale, Inc. | LED lighting system with bypass circuit for failed LED |
EP2285191A1 (de) * | 2009-07-13 | 2011-02-16 | Nxp B.V. | Überlastungsschutz |
DE102011008540A1 (de) * | 2011-01-13 | 2012-07-19 | G & P GmbH Ingenieur-Büro für Elektro- und Automatisierungstechnik | Verfahren zur Begrenzung einer Gleichrichterspannung und Schaltung hierfür |
DE102011016140A1 (de) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | C. & E. Fein Gmbh | Überspannungsschutz |
CN102403712A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-04-04 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种车载充电机中移相全桥二极管尖峰的处理电路 |
US10230260B2 (en) * | 2015-09-23 | 2019-03-12 | Abb Schweiz Ag | Fast utility disconnect switch for single conversion UPS |
NO343704B1 (en) * | 2016-05-31 | 2019-05-13 | Qinterra Tech As | Improved reliability overvoltage clamp |
US11524354B2 (en) * | 2017-06-09 | 2022-12-13 | Illinois Tool Works Inc. | Systems, methods, and apparatus to control weld current in a preheating system |
CN109301806B (zh) * | 2018-11-08 | 2023-09-15 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种浪涌保护电路 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB980682A (en) * | 1960-10-27 | 1965-01-20 | Westinghouse Brake & Signal | Improvements in or relating to a.c. power regulation systems |
GB1005261A (en) * | 1962-05-16 | 1965-09-22 | British Telecomm Res Ltd | Improvements in or relating to electrical protective equipment |
US3299341A (en) * | 1963-01-09 | 1967-01-17 | Gen Electric | Control arrangement |
US3211929A (en) * | 1963-04-26 | 1965-10-12 | Westinghouse Electric Corp | Transient suppressor circuit |
US3348131A (en) * | 1964-08-11 | 1967-10-17 | Encore Mfg Corp | A-c power control circuit having a trigger means with a voltage breakdown device connected to the base of a unijunction transistor |
US3475653A (en) * | 1965-01-11 | 1969-10-28 | Res Iii Inc | Electrical circuit protector |
DE1513448A1 (de) * | 1965-04-03 | 1969-10-16 | Siemens Ag | Schnell ansprechende UEberspannungsschutzeinrichtung |
DE1513491B2 (de) * | 1965-07-16 | 1971-10-28 | Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München | Schaltung zur begrenzung hoher gleichspannungen |
US3375405A (en) * | 1965-07-20 | 1968-03-26 | Gen Electric | Circuit for removing voltage surges from power lines |
-
1969
- 1969-03-07 US US805257A patent/US3573550A/en not_active Expired - Lifetime
-
1970
- 1970-03-04 DE DE2010208A patent/DE2010208C3/de not_active Expired
- 1970-03-06 GB GB00812/70A patent/GB1284964A/en not_active Expired
- 1970-03-06 JP JP1877570A patent/JPS5531707B1/ja active Pending
- 1970-03-06 NL NL7003230.A patent/NL163385C/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-03-06 BE BE746972D patent/BE746972A/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-03-06 CA CA076686A patent/CA919251A/en not_active Expired
- 1970-03-06 FR FR707008189A patent/FR2034741B1/fr not_active Expired
- 1970-03-07 IT IT67766/70A patent/IT941020B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL163385C (nl) | 1980-08-15 |
GB1284964A (en) | 1972-08-09 |
BE746972A (fr) | 1970-08-17 |
DE2010208A1 (de) | 1971-02-11 |
FR2034741A1 (de) | 1970-12-11 |
JPS5531707B1 (de) | 1980-08-20 |
NL7003230A (de) | 1970-09-09 |
NL163385B (nl) | 1980-03-17 |
FR2034741B1 (de) | 1974-06-14 |
US3573550A (en) | 1971-04-06 |
CA919251A (en) | 1973-01-16 |
IT941020B (it) | 1973-03-01 |
DE2010208C3 (de) | 1978-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2010208C3 (de) | Vorrichtung zum Schutz elektrischer Schaltkreise | |
DE102006054354B4 (de) | Selbstschützende Crowbar | |
DE69514459T2 (de) | Schutzschalter und Spannungsbegrenzungsschaltung | |
DE2914313A1 (de) | Fehlerstrom-begrenzungsschaltung | |
DE2506021C2 (de) | Überspannungs-Schutzschaltungsanordnung für Hochleistungsthyristoren | |
DE2513005A1 (de) | Stabilisiertes netzgeraet | |
DE112016000220T5 (de) | Leistungswandlungsausrüstung | |
DE2343912C3 (de) | Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug | |
DE2019158A1 (de) | Durch Stromrueckkopplung geregelte Stromversorgungseinrichtung,insbesondere fuer das Lichtbogenschweissen | |
EP0152579A1 (de) | Vorrichtung zum Kurzschlussschutz eines Stromrichtergerätes mit GTO-Thyristoren | |
DE3525942A1 (de) | Schaltnetzgeraet | |
DE2718798B2 (de) | Schutzschaltungsanordnung für einen Gleichstrom-Hauptstromkreis | |
DE2929818A1 (de) | Regelschaltung fuer ein netzgeraet | |
DE2312238A1 (de) | Vorrichtung zur verminderung der erosion von schalterkontakten | |
DE2530910B2 (de) | Schutzvorrichtung für einen oder mehrere Reihenkondensatoren oder Reihenkondensatorgruppen | |
DE2556950A1 (de) | Stroboskoplampensteuerung mit siliciumgesteuertem gleichrichter zur verhinderung der kondensatorwiederaufladung waehrend des nachgluehens | |
DE2449548C3 (de) | Schutzanordnung für einen Thyristor vor Vorwärts-!berspannung | |
DE2851573A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer eine elektrische entladungslampe | |
DE3903789C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung | |
DE2922010A1 (de) | Elektronische schutzschaltung | |
DE3041840C2 (de) | Zweidraht-Speiseschaltung | |
DE2526183C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Schnelladen eines Akkumulators mit einem pulsierenden Strom | |
DE1193594B (de) | UEberspannungsschutz | |
EP0001756B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Herabsetzen der Freiwerdezeit eines Thyristors | |
DE10221714A1 (de) | Überspannungsschutz |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |