DE2037498A1

DE2037498A1 - Kurzschlußschutz für ein elektronisches Steuergerat

Info

Publication number: DE2037498A1
Application number: DE19702037498
Authority: DE
Inventors: Siegfried 4019 Monheim H02m 1 08 Garon
Original assignee: Kiepe Bahn Elektrik GmbH
Current assignee: Kiepe Bahn Elektrik GmbH
Priority date: 1970-07-29
Filing date: 1970-07-29
Publication date: 1972-02-03

Description

Kurzschlußachutz für ein elektronisches Steuergerät Die Erfindung bezieht sich auf einen Kurzschlußschutz für ein elektronisches Steuergerät mit Transistorausgang für getrennt von dem Steuergerät angeordnete Stromverbrauchar.
Es ist bekannt, elektrische Verbraucher wie beispielsweise Lampenstromkraise und magnetspulen über elektronische Steuergeräte an eine Stromquelle zu schalten. Hierbei können die Stromverbraucher räumlich getrennt von dem Steuergerät angeordnet und mit diesem über mehr oder weniger lange Zuleitungen verbunden werden. Es besteht immer die Gefahr, daß nicht nur in den einzelnen Geräten, sondern besonders in den Zuleitungen zu den Geräten Kurzschlüsse auftreten kdnnen, welche zu einem Defekt der Endstufe des elektronischen Steuergerätes bzw. des Endtransistors führen können. man kann Kurzschlüsse in Stromverbrauchern bzw. in der Zuleitung zu diesen zwar dadurch unwirksam machen, daß man einen Vorwiderstand anwendet, womit sich unter bestimmten Voraussetzungen auch eine Strombegrenzung erzielen läßt. Diese methode ist aber deswegen nachteilig, weil hierbei ein Stromverbraucher nicht mit voller Spannung versorgt werden kann und zudem ein ständiger Energieverlust auftritt. Wenn ein Vorwiderstand verwendet wird, muß zwangsläufig die Endstufe überdimensioniirt werden, was meist unwirtschaftlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektronische Steuergeräte der eingangs erwähnten Art mit einem Kurzschlußschutz auszurüsten und hierbei außerdem eine Strombegrenzung anzuwenden.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Stromverbraucher über eine bistabile Kippstufe mit Transistoren angeschlossen werden, dle durch einen kurzen Impuls eingeschaltet wird und nur dann in der wEin"-Stellung verbleibt, wenn kein äußerer Kurzschluß vorliegt und daß eine Anordnung vorgesehen ist, welche im Fall eines Kurzschlusses in den Stromverbrauchern bzw. in dessen Zuleitungen und auch im Betriebafall eine Überlastung des Endtransistors dadurch verhindert, daß der Spannungsabfall an einem Widerstand mit einer beispielsweise durch eine Z-Diode vorgegebenen Sollwertspannung verglichen und bei Überschrsiten der Sollwertspannung die Ansteuerung der Endstufe zurückgenommen wird. Nach der weiteren Erfindung wird die bistabile Kippstufe durch einen differenzierten Impuls auf einen Kondensator ein- und gegebenenfalls ausgeschaltet, und die Ausschaltung der bistabilen Kippstufe kann zusätzlich über einen zweiten Weg, beispielsweise über eine Diode erfolgen, welche dem Kondensator parallel geschaltet ist.
Die Erfindung wird nachstehend als Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 beschrieben, welche die Endstufe eines elektronischen Steuergerätes darstellt.
Mit T1, T2, T3 sind Transistoren bezeichnet, von welchen T2, T3 eine bistabile Kippstufe bilden und zum Ein- und Ausschalten der Stromverbraucher bzw. der Last dienen, wobei T3 der Endtransistor bzw. Leistungstransistor ist, welcher die Stromverbraucher bzw. die Last ein- und ausschaltet. Die Last ist beispielsweise dargestellt als Lampe und / oder Magnetspule. Mit R1 bis R5 sind Widerstände, mit C1 ein Kondensator und mit G1 eine parallel zu dem Kondensator geschaltete Diode bezeichnet. mit G2 ist eine Uergleichsspannungsquelle, beispielsweise eine Z-Diode bezeichnet, welche nach Fig. 1 zwischen die Basis des Endtransistors T3 und die Zuleitung "+" geschaltet ist, während nach Fig. 2 die Z-Diode zwischen die Basis des Endtransistors T3 und die Bezugsleitung "O" gelegt ist.
Im Ruhezustand (Fig. 1), d.h. wenn T1 leitend ist, sind T2 und T3 nicht leitend. Bei Ansteuerung, d.h. Sperrung von T1, entsteht im Punkt a ein positiver Spannungssprung und damit ein positiver, differenzierter Impuls an der Basis von T2. Damit wird T2 leitend und ebenso T3, wobei die Spannung am Kollektor von T3 nach Potential "+" geht.
Das hat zur Folge, daß über den widerstand R2, welcher eine Rückkopplung darstellt, ein Basisstrom nach T2 fließt und damit T2 solange im leitenden Zustand hält, bis der Basisstrom zu T2 durch einen differenüber G1 zlerten negativen Impuls über Cl unterbrochen oder/statisch abgeleitet wird.
Die Einwirkung von Störimpulsen, die zu einem unbeabsichtigten Einschalten der Endstufe führen könnten, wird dadurch verhindert, daß die Basis von T2 statisch über die Diode G1 gesperrt ist. Sobald ein Kurzschluß in der Zuleitung oder in dem Stromverbraucher auftritt, entfällt die Rückkopplung über R2, was zur FElge hat, daß T2 und T3 gesperrt werden, womit der Laststromkreis von seiner Zuleitung getrennt wird. Hierbei ist die Einschaltdauer bei kurzgeschlossener Last bis zu ihrer Abschaltung bestimmt durch die Größe des Kon densators C1 in Verbindung mit dem Eingangswiderstand von TZ und dem Kreiswiderstand von R2, R3.
Um den Strom im Ausgangskrsis bei Kurzschluß oder bei Vorhandensein von Lampenstromkreisen nicht über einen vorbestimmbaren Sollwert anwachsen zu lassen, wird der Spannungsabfall am Widerstand R5 mit einem Sollwert verglichsn, welcher beispielsweise durch die Größe der Z-Diode G2 dargestellt ist. Bei Überschreiten des Sollwertes verringert sich die Ansteuerung des Endtransistors T3, bis sich ein Spannungegleichgewicht zwischen R5 und G2 einstellt.
Fig. 2 stellt ein weiteres Ausführungebeispiel dar. Im Ruhezustand ist Tl nicht leitend. Demzufolge ist T2 im Ruhezustand über G1 und R2 leitend und T3 nicht leitend. Zwecks Übergang vom Ruhezustand in den Betriebezustand wird T1 angesteuert, wodurch das bisherige "+"-Potential am Punkt a auf das Potential t0" übergeht. Damit geht das Potential über C1 an der Basis von T2 ins negative über, was zur Folge hat, daß T2 gesperrt und T3 leitend wird, womit die über R2 bestehende Rückkopplung unwirksam wird. Da T3 leitend ist ist der Laststromkreis geschlossen. Sofern nun ein Kurzschluß in den Zuleitungen oder in der Last auftritt, wird die Rückkopplung über R2 wirksam, was zur Folge hat, daß T2 leitend und T3 nicht leitend wird, womit der Laststromkreis untsrbrochen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Kurzschlußschutz für ein elektronisches Steuergerät mit Transistorausgang für getrennt von dem Steuergerät angeordnete Stromverbraucher, dadurch gekennzeichnet daß die Stromverbraucher über eine bistabile Kippstufe mit Transistoren (T2, T3) angeschlossen werden, die durch einen kurzen Impuls eingeschaltet wird und nur dann in der "Ein"-Stellung verbleibt, wann kein äußerer Kurzschluß vorliegt und daß eine Anordnung vorgesehen istt welche im Fall eines Kurzachlusses in den Stromverbrauchern bzw. in dessen Zuleitungen und auch im Betriebsfall eine Überlastung des Endtransistors (T3) dadurch verhindert, daß der Spannungsabfall an einem Widerstand (R5) mit einer beispielsweise durch eine Diode (G2) vorgegebenen Sollwertspannung verglichen und bei Überschreiten der Sollwertspannung die Ansteuerung der Endstufe zurückgenommen wird.

2. Kurzschlußschutz für ein elektronisches Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gakennzeichnst, daß die bistabile Kipputufs (T2, T3) durch einen differenzierten Impuls auf einen Kondensator (ci) ein- und gegebenenfalls ausgeschaltet wird und die Ausschaltung der bistabilen Kippstufe zusätzlich über einen zweiten Weg, beispielsweise über eine Diode (G1) erfolgen kann, welche dem Kondensator (C1) parallel geschaltet ist.

Leerseite