DE2834678A1 - Schaltungsanordnung mit kurzschlussschutz - Google Patents
Schaltungsanordnung mit kurzschlussschutzInfo
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- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0826—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches
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Description
R. Lr /Sm
Es sind bereits Schutzeinrichtungen für Schaltungsanordnungen
nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs bekannt, bei welchen eine Zenerdiode an die Basis des zu schützenden
Transistors angeschlossen ist und zu der Basis-Emitter-Strecke des Transistors und zu dem Emitter-Vorwiderstand
parallel liegt. Bei dieser Schutzeinrichtung steigt bei einem Kurzschluß die Verlustleistung am Transistor sehr
stark an. Es ist deshalb meist nur ein kurzzeitiger Schutz gegen überlastung des Transistors möglich. Häufig
ist es notwendig, den Transistor zusätzlich mit Hilfe eines Kühlsternes gegen unzulässig hohe Erwärmung zu
schützen.
Um auch bei länger dauernden Kurzschlüssen einen sicheren Schutz gegen Überlastung des Transistors zu erzielen,
sind erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen. Weitere Verbesserungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, das in der
Zeichnung in seinem Schaltbild wiedergegeben ist.
Die dargestellte Schaltungsanordnung dient zum Betrieb eines elektromagnetischen Relais, dessen Spule in der
Zeichnung mit Sp angedeutet ist und mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines Schalttransistors Tr sowie einem an
dessen Emitter-Elektrode E angeschlossenen Vorwiderstand Rp
in Reihe liegt. Die Spule Sp ist an die mit dem Pluspol einer nicht dargestellten Gleichstromquelle verbundene
Plusleitung 10 angeschlossen. Zum Ein- und Ausschalten des Transistors Tr ist dessen Basis eine Steuerspannung U .
über einen Basis-Vorwiderstand R„ zugeführt.
030008/0259
Lr/Sm
Der Transistor Tr ist der Gefahr thermischer überlastung
und Zerstörung ausgesetzt, wenn er in den stromleitenden Zustand gesteuert wird und über der Spule ein Kurzschluß
entsteht, welcher einen sehr kleinen Parallelwiderstand Rp bedeutet. Um dieser Gefahr zu begegnen, ist es notwendig,
den über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tr fließenden Strom beim Auftreten eines solchen Kurzschlusses
möglichst schnell auf einen ungefährlichen Wert
zu begrenzen.
Hierzu ist eine Schutzeinrichtung vorgesehen, zu der zwei Spannungsteiler und ein Komparator K gehören. Der erste
Spannungsteiler besteht aus den beiden Widerständen Rl und R2, welche in Reihe zueinander zwischen der Plusleitung
und einer gemeinsamen Masseleitung angeordnet sind. Der zweite Spannungsteiler besteht aus den Widerständen R3 und
R4 und liegt parallel zu der Reihenschaltung aus der
Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tr und dem Emitter-Vorwiderstand Rg. Der Abgriff des ersten Spannungsteilers
liegt an dem nichtinvertierenden Eingang 11 des Komparators K und der Abgriff des zweiten Spannungsteilers
am invertierenden Eingang 12 des Komparators K. Dessen Ausgang ist über einen Widerstand R mit der Basis
des Transistors Tr über eine Diode verbunden, deren Anode an die Basis des npn-Transistors Tr angeschlossen
ist.
Solange kein Kurzschluß über der Spule Sp auftritt und der Transistor Tr leitend ist, fällt der größte Teil der
Betriebsspannung an der Spule ab, so daß die Spannung am Kollektor des Transistors nur klein ist, was zur Folge
hat, daß die Spannung am invertierenden Eingang 12 des Komparators K kleiner ist als am nichtinvertierenden
Eingang 11. Hierdurch wird die Spannung am Ausgang des
..M 030008/0259
R. /.'- ί·. Γι J-
Lr/Sm
Komparators K ziemlieh hoch und die Diode D ist dann in
Sperr-Richtung gepolt. Die Ausgangsspannung des Komparators
K hat demzufolge keinen Einfluß auf die Wirkungsweise des Schalttransistors Tr. Im Kurzschlußfall wird der Parallelwiderstand
Rp sehr klein. Durch geeignete Dimensionierung der Spannungsteiler Rl/R2 und R3/R4 kann ohne weiteres da-.für
gesorgt werden, daß dann die Spannung U*l größer wird
als die am Widerstand R2 abfallende Spannung U2. Dies hat zur Folge, daß die Ausgangsspannung des Komparators
K sehr niedrig wird und der durch den Transistor fließende Kollektor-Emitter-Strom einen zulässigen Höchstwert nicht
überschreiten kann.
Durch' entsprechende Dimensionierung des Widerstandes R in
der Verbindungsleitung vom Komparator K zur Basis des Transistors Tr kann die Höhe des zulässigen Kurzschluß-Stromes
eingestellt werden. Dieser Kurzschluß-Strom ist infolge der Diode D nahezu temperaturunabhängig.
Bei Benützung eines Komparators K mit open-Kollektor-Ausgang
und einem gewünschten, möglichst kleinen Kurzschlußstrom können die Bauteile R und D entfallen und durch eine
direkte Verbindungsleitung ersetzt werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß sie dauerkurzschlußfest ist und im Gegensatz zur seither
bekannten Schutzeinrichtung keine Kühlung des Transistors notwendig macht, daß ferner auch bei einem nicht
satten Kurzschluß (Null < Rp < Rsp) der Transistor Tr nicht zerstört wird und der Einsatzpunkt, bei
welchem die Schutzeinrichtung eine Stromreduzierung bewirkt, durch Dimensionierung der Spannungsteilerverhältnisse
R1/R2 und R3/R4 festgelegt werden kann. Ferner
kann das Spannungstexlerverhältnis R3/R4 des zweiten
Spannungsteilers so eingestellt werden, daß entweder nach Aufhebung des Kurzschlusses ein übergang zu Normalbetrieb
möglich ist oder der Transistor Tr dauernd gesperrt bleibt.
030008/0259
Claims (3)
- I8.7.1978 Lr/SmROBERT BOSCH GMBH., 7OOO Stuttgart 1Ansprücheil.)Schaltungsanordnung zum Betrieb eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere einer elektromagnetischen Spule, der mit einem Transistor und einem an dessen Emitterelektrode angeschlossenen Emitter-Vorwiderstand in Reihe geschaltet ist, mit einer Einrichtung zum Schutz des Transistors gegen Überlastung bei einem Kurzschluß am Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, an die Betriebsspannung angeschlossener Spannungsteiler (Rl, R2) vorgesehen ist und daß ein zweiter Spannungsteiler (R3, R*0 parallel zu der aus dem Vorwiderstand Rg und der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (Tr) bestehenden Reihenschaltung angeordnet ist und daß ferner030008/0259• ..72ORIGINAL INSPECTEDLr/Sman die Basis des Transistors der Ausgang eines Komparators (K) angeschlossen ist, dessen invertierender Eingang (12) mit dem Abgriff des zweiten Spannungsteilers und dessen nichtinvertierender Eingang (11) mit dem Abgriff des ersten Spannungsteilers verbunden ist.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung vom Ausgang des Komparators (K) zur Basis des Transistors (Tr) eine Diode (D) angeordnet ist.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung vom Ausgang des Komparators (K) zur Basis des Transistors (Tr) ein Widerstand (R) angeordnet ist.k. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Reihenschaltung aus der Basis-Emitter-Strecke des Transistors (Tr) und dessen Emitter-Vorwiderstand (Rg) eine Zenerdiode liegt.3 0008/0259
Priority Applications (4)
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Family Applications (1)
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- 1979-08-07 IT IT24963/79A patent/IT1122715B/it active
- 1979-08-08 FR FR7920324A patent/FR2433234A1/fr active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2834678C2 (de) | 1987-01-08 |
IT1122715B (it) | 1986-04-23 |
IT7924963A0 (it) | 1979-08-07 |
GB2028047B (en) | 1982-11-17 |
FR2433234A1 (fr) | 1980-03-07 |
GB2028047A (en) | 1980-02-27 |
FR2433234B3 (de) | 1981-08-14 |
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