DE3035808A1 - Einrichtung zum schutz gegen ueberspannungen fuer netzwerke - Google Patents

Einrichtung zum schutz gegen ueberspannungen fuer netzwerke

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DE3035808A1
DE3035808A1 DE19803035808 DE3035808A DE3035808A1 DE 3035808 A1 DE3035808 A1 DE 3035808A1 DE 19803035808 DE19803035808 DE 19803035808 DE 3035808 A DE3035808 A DE 3035808A DE 3035808 A1 DE3035808 A1 DE 3035808A1
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Description

Chr/Jä 1U.Ö.198O
Robert Bosch Gmbfi, TOOO Stuttgart
Einrichtung zum Schutz gegen Überspannungen für Net zirerke _.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus yon einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Lösung bekannt geworden, bei der der Ausgang der Spannungsq.uelle durch einen Thyristor kurzgeschlossen wird. Um das ■ Net zverk "wieder· in Betriebsbereit schaft zu setzen, wird die Schaltstrecke, des Thyristors durch eine von einem Relais gesteuerte Schaltbrücke kurzgeschlossen und der Thyristor damit gelöscht. Diese Lösung ist jedoch verhältnismäßig kompliziert und für den rauhen Betrieb im Kraftfahrtwesen nicht geeignet.
Vorteile der Erfindung ·
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den -Vorteil, daß der gewünschte Überspannungsschutz mit automatischer Fiederbereit schaft durch eine verhältnismäßig einfache elektronische Schaltung realisiert ist. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die" Wiederbereit—
9 9 · IqO * β 0 β (ο * O
β . θ ο # β β ο β* β β ο ^ ρ β β eau«:
schaftsseit der Schutzreinrichtung fast "Delie-big einstellbar "ist. Schließlich arbeitet die Einrichtung verschleißfrei .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten "Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
Zeichnun'g
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein Ausführungsbeispiel ist in der einzigen Zeichnungsfigur dargestellt. Einem Stromerzeugersystem Str ist ein Brückengleichrichter Bg nachgeschaltet. Die Anschlüsse des Brückengleichrichters Bg führen zu einem Massean- ' Schluß M und zu einem Ausgangsanschluß B+ des Generatorsystems Gen. Das Generatorsystem Gen umfaßt weiter ein.en Erregergleichrichter Eg und eine Erregerwicklung Ev. Der Erregergleichrichter Eg und die Erregerwicklung Ew sind an den Anschluß D+ des Generators Gen angeschlossen. Das andere Ende der Erregerwicklung Ew liegt am Anschluß DF des Generators Gen. Dem Generator Gen ist in bekannter Spannungsregler Eeg nachgeschaltet, dessen zugehörige Anschlüss.e mit den Generatoranschlüssen M, DF, D+ verbunden sind. An den Ausgangsanschluß B+ des Generators Gen ist eine Fahrzeugbatterie Ba' anschließbar. Beim Betrieb der Anlage wird üblicherweise ein Fahrschalter Fs eingeschaltet, den ordnungsgemäßen Betrieb des Generators Gen und des Reglers Reg zeigt.eine Ladekontrollanzeige-
lampe La an. ■ . * "
An das System aus Generator. Gen und Regler Reg ist eine Überspannungs-Schutzeinrichtung Ueb angeschlossen, und 'zwar an die Anschlüsse M, D+ und -B+ des Generators Gen. Die Einrichtung Ueb enthält eine Reihenschaltung aus einem Thyristor Th pnd .einer Diode D2-, dabei liegt die Anode des Thyristors Th am Anschluß D+ und die Kathode der Diode D2 am Anschluß M..Am Verbindungspunkt zwischen der Kathode des Thyristors Th und der Anode der Diode D2 liegt das eine Ende -eines Widerstands R3, dessen anderes Ende an den Anschluß B+ angeschlossen ist. Über der Reihenschaltung aus dem Thyristor Th und der Diode D2 liegt ein Spannungsteiler mit den.ohmschen Widerständen R1 und R2. Zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände R1, R2 und dem Gitteranschluß des Thyristors Th liegt eine Zenerdiode D1, und zwar mit ihrer Anode am Gitteranschluß des Thyristors Th. Parallel zur Reihenschaltung aus dem Thyristor Th und der Diode D2 . liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors Tr. Zwischen der Basis des Transistors Tr und seinem Emitter ist ein Kondensator C gelegt. Weiter enthält die Einrichtung' Ueb eine monöstabile Kippstufe MK.""-Diese monostabile Kippstufe. M-K wird vom Anschluß B+ des Generators Gen her mit Spannung versorgt. Der Steuereingang der monostabilen Kippstufe MK ist mit dem Gitteranschluß des Thyristors Th und ihr Ausgang mit dem Basisanschluß des Transistors Tr verbunden.
Mit Hilfe der· erfindungsgemäßen Überspannungs-Schutzeinrichtung Ueb wird die Batterieladeeinrichtung, mit dem Generator Gen und der Batterie Ba vor Überspannungen dadurch geschützt, daß im Störungsfall die Erregereinrichtung Ew, Eg des Generators Gen kurzgeschlossen "wird". '
««Ο * *« β Q ta 0
Nach dem Wegfall der Überspannung wird der Überspannungsschutz automatisch·wieder gelöscht.
Beim Auftreten einer Überspannung am Anschluß D+ oder am Anschluß B+ wird die Zenerdiode D] leitend und damit der Thyristor Th gezündet. Infolgedessen wird die Erregereinrichtung zwischen den Anschlüssen D+ und M des Generators Gen praktisch kurzgeschlossen. Damit wird der Generator Gen entregt. Beim Zünden des Thyristors Th gelangt gleichzeitig von der Anode der Zenerdiode Dl ein Spannungsimpuls zum Steuereingang der monostabilen Kippstufe MK. Am Ausgang der monostabilen Kippstufe MK wird nun ein rechteckiger Spannungsimpuls'-einstellbarer Dauer erzeugt. Mit Hilfe des Rechtecksparinungsimpulses wird der Kondensators C aufgeladen. Hat die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators C nach einer bestimmten Zeit einen bestimmten Wert erreicht, wird der Transistor Tr - verzögert - eingeschaltet. Ist die Schaltstrecke des Transistors Tr leitend geworden, wird der Thyristor Th kurzgeschlossen und damit die Überspannungs-Schutzeinrichtung automatisc-h gelöscht. Eine sichere Löschung des Thyristors' Th. wird durch die Diode D2 erreicht,, weil durch sie die Kathode des Thyristors Th bei Stromfluß positiv vorgespannt ist. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, den Transistor Tr verzögert einzuschalten, -weil beim Kurzschluß des Generators Gen der Erregerstrom und damit der Ausgangsstrom des Generators Gen entsprechend der Zeitkonstanten des Erregerfeldes · abklingen. Efaoh einer entsprechend langen Zeit muß der Transistor Tr nur noch einen relativ kleinen Strom übernehmen. ; ·
■ ,β'
Schließlich kippt die monostabile Kippschaltung- wieder zurück, dadurch wird der Transistor Tr "wieder nichtleitend und die Anlage ist wieder'betriebsbereit.
. .Λ-Μί 'Λ·

Claims (1)

  1. Chr/'Ja. 3 4.8. 1980
    Robert Bo-sch GmbH, 7000 Stuttgart 1
    Ansprüche
    M J Einrichtung zum Schutz gegen Überspannungen für elektrische Netzwerke mit einer steuerbaren Spannungsq.uelle , insbesondere einem -Drehstromgenerator mit einem Erregersystem, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - Die Einrichtung (Ueb) enthält ein steuerbares bistabiles Schaltelement (ThO9 dessen.Innenwiderstand beim Anliegen einer einen vorbestimmten Wert überschreitenden 'Spannung auf .einen wesentlichen kleineren Wert abfällt,-
    ~ parallel zur Schaltstreeke des bistabilen Elements (Th) liegt die Schaltstreeke eines steuerbaren Halbleiterschalters -(TrJ ,
    - parallel'zum Steuereingang des steuerbare Halbleiterschalters (TrJ liegt ein Energiespeicher (C),
    - der Steuereingang des steuerbaren Halbleiter-Schalters
    (Er) ist mit,dem Ausgang einer monostabilen Kippschaltung (MK) verbunden,
    - der Steuereingang der monostabilen Kippschaltung [VuZ) ist mit dem Steuereingang des steuerbaren bistabilen
    Schaltelements (Th.) verbunden,
    - der Steuereingang des bistabilen Sehaltelements (Th) steht mit dem Steuereingang der Einrichtung (Ueb) in Verbindung, ' ■
    - der Steuereingang der Einrichtung (Ueb) ist an den Stromve-rsorgungsanschluß (D+) der Steuerungsvorrichtung (Sw3 Erg) und/oder an 'den AusgangsaÄschluS (B+) der Spannungsq.uelle (Gen) angeschlossen,
    - der Ausgang der Einrichtung (Ueb) ist an den Stromversorgungsanschlu'ß (D+) der Steuerungsvorrichtung
    • (Ew, Erg) und/oder an den Ausgangsanschluß (B+) der Spannungsquelle (Gen) angeschlossen.
    2. Einrichtung nach·Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbares bistabiles Schaltelement (Th) ein Thyristor verwendet ist.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Halbleiter-Schalter (Tr) ein Transistor verwendet ist.
    k.. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da— . durch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher (C) ein Kondensator verwendet isrt. -
    • C ···· · β β ♦
    5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 "bis h, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Thryistor (Th) an dessen Kathodenseite eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D2) lieg"t,'
    6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet., daß zwischen der Kathode des■Thyristors (ThJ und dem Ausgangsanschluß (B+) des Generators (Gen) ein Widerstand (R3) liegt.
    Y. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein .spannungsteiler (R1, R2) an die Anode des Thyristors (Th) und die Kathode der Diode (D2) angeschlossen ist und zwischen1 dem Abgriff des Spannungsteils (R], R2) und dem Steueranschluß des Thyristors (Th) eine in Sperrichtung ' geschaltete Zenerdiode (Du) liegt.
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