DE3707930A1 - Output stage drive having a switched-mode regulator - Google Patents

Abstract

In the case of a circuit arrangement for electrical loads having a measurement resistor for monitoring the load current and having a protection circuit for cutting off the load in the event of overlaod conditions, having threshold value switches (which are constructed as gates) and having a multivibrator stage, a current regulating circuit is provided which is connected to the measurement resistor and whose regulating signal is applied to a controllable oscillator circuit whose output signal is passed via a drive circuit to a pulsed output stage for supplying the load, and a first monitoring circuit for the ON phase as well as a second monitoring circuit for the OFF phase of the load are connected thereto, whose output is connected to a set input of the multivibrator stage, which switches the drive circuit on and off in time with the oscillator circuit.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für elek­ trische Verbraucher mit einem Meßwiderstand zur Überwachung des Verbraucherstroms und einer Schutzschaltung zum Abschal­ ten des Verbrauchers bei Überlastbedingungen mit als Gatter ausgebildeten Schwellwertschaltern und einer Kipp­ stufe, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 28 26 795 bekannt ist. Die bekannte Schaltung gibt einen Schutz für elektrische Verbraucher, insbesondere Blinkleuchten, in Kraftfahrzeugen und schaltet bei zu hohem Verbraucher­ strom einen Schwellwertschalter um, der bei zu hoher Stromaufnahme einen Lastschalter abschaltet. Durch eine Abschalt-Speicherschaltung wird dieser Zustand solange aufrechterhalten, bis durch manuelle Betätigung des Betriebs­ schalters die Speicherschaltung wieder zurückgesetzt wird.The invention relates to a circuit arrangement for elek trical consumers with a measuring resistor for monitoring of the consumer current and a protective circuit for switching off ten of the consumer in overload conditions with as Gate trained threshold switches and a toggle stage, such as from DE-OS 28 26 795 is known. The known circuit provides protection for electrical consumers, especially flashing lights, in motor vehicles and switches when the consumer is too high current around a threshold switch, which is too high Current consumption switches off a load switch. By a Shutdown memory circuit will keep this state as long maintained until by manual operation switch resets the memory circuit becomes.

Weiterhin ist aus der DE-OS 29 39 338 eine Weiterent­ wicklung der voranstehend genannten Schaltung bekannt, die über die Schutzschaltung gegenüber zu hohem Verbraucher­ strom hinaus einen weiteren Schwellwertschalter aufweist, der dann anspricht, wenn eine maximal zulässige Versorgungs­ spannung überschritten wird. Hierdurch soll bei leistungs­ stärkeren Verbrauchern wie Glühkerzen in Kraftfahrzeugen, die über eine längere Zeit eingeschaltet werden, über die Überlast-Schutzschaltung hinaus eine Überspannungs- Schutzschaltung zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, DE-OS 29 39 338 is a further ent known winding of the above circuit, over the protection circuit against too high consumers current has a further threshold switch, which responds when there is a maximum allowable supply voltage is exceeded. This is supposed to stronger consumers such as glow plugs in motor vehicles,  which are switched on for a long time, via the overload protection circuit also an overvoltage Protection circuit can be provided.

Die durch die bekannten Schutzschaltungen überwachten elektrischen Verbraucher wie Blinkleuchten oder Glühkerzen sind verhältnismäßig unkritisch in bezug auf nicht allzu große Spannungsschwankungen. Es gibt jedoch Verbraucher, bei denen die dem Verbraucher zugeführte Spannung erstens sehr fein in einem weiteren Bereich einstellbar sein und zweitens auf dem jeweils eingestellten Wert sehr genau konstant gehalten werden muß. Als ein Beispiel für derartige Verbraucher können sogenannte Proportional­ ventile angeführt werden, bei denen ein Schieber eines Magnetventils in Abhängigkeit von der angelegten Spannung den Durchlaß eines in einem Hydraulik-Kreis angeordneten Ventils steuert. Hierbei muß die Versorgungsspannung für den magnetischen Proportionalschieber im mV-Bereich einstellbar konstant gehalten werden. Dies ist mit üblichen analogen Schaltungen bei den in der Kraftfahrzeugtechnik herrschenden Bedingungen nur mit hohem Aufwand realisierbar. Weiterhin wäre es aus Sicherheitsgründen äußerst erstrebens­ wert, wenn die aus den eingangs im Zusammenhang mit Blink­ leuchten und Glühkerzen genannten Schaltungen bekannten Schutzfunktionen gegen Überlastbedingungen, beispielsweise Kurzschlüssen, ebenfalls bei einem Proportionalventil zur Verfügung gestellt werden können.The monitored by the known protective circuits electrical consumers such as turn signals or glow plugs are relatively uncritical about not too much large voltage fluctuations. However, there are consumers where the voltage supplied to the consumer firstly be very finely adjustable in a wider range and secondly on the set value very much must be kept exactly constant. For example for such consumers, so-called proportional valves are listed in which a slide a Solenoid valve depending on the voltage applied the passage of one arranged in a hydraulic circuit Valve controls. Here, the supply voltage for the magnetic proportional slide in the mV range adjustable constant. This is with usual analog circuits in automotive engineering prevailing conditions can only be achieved with great effort. It would also be extremely desirable for security reasons worth if from the beginning related to Blink glow and known glow plugs circuits known Protection functions against overload conditions, for example Short circuits, also with a proportional valve can be made available.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für elektrische Verbraucher mit einem Meßwiderstand zur Überwachung des Verbraucherstroms und einer Schutzschaltung zum Abschalten des Verbrauchers bei Überlastbedingungen mit als Gatter ausgebildeten Schwellwertschaltern und einer Kippstufe, bei der eine an den Meßwiderstand angeschlossene Strom­ regelschaltung vorgesehen ist, deren Regelsignal an eine steuerbare Oszillatorschaltung angelegt ist, deren Aus­ gangssignal über eine Ansteuerschaltung an eine getaktete Endstufe zur Versorgung des Verbrauchers geführt ist, und bei der eine erste Überwachungsschaltung für die EIN-Phase des Verbrauchers an diesen angeschlossen ist, deren Ausgang mit einem Setzeingang der Kippstufe verbunden ist, die im Takt der Oszillatorschaltung die Ansteuerschaltung durchschaltet, hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß sie mit wenigen Bauteilen auskommt und, abgesehen von der analogen Erfassung des Verbraucherstroms über den Meßwiderstand, ansonsten rein digital aufgebaut werden kann. Die erfindungsgemäße Schaltung ist äußerst einfach allein durch Einstellung des Nennstroms der Verbrau­ chers abzugleichen und daher kostengünstig herzustellen.The circuit arrangement according to the invention for electrical Consumer with a measuring resistor for monitoring the Consumer current and a protective circuit to switch off of the consumer in overload conditions as a gate  trained threshold switches and a flip-flop, at which a current connected to the measuring resistor Control circuit is provided, the control signal to a controllable oscillator circuit is created, the off output signal via a control circuit to a clocked Power stage is supplied to the consumer, and in which a first monitoring circuit for the ON phase of the consumer is connected to this, whose output is connected to a set input of the flip-flop is the drive circuit in time with the oscillator circuit has switched through, compared to the prior art Advantage that it needs only a few components and apart from the analog acquisition of the consumer current via the measuring resistor, otherwise purely digital can be. The circuit according to the invention is extreme simply by setting the nominal current of the consumption calibrate and therefore inexpensive to manufacture.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist eine zweite Überwachungsschaltung für die AUS-Phase des Verbrauchers vorgesehen, deren Ausgang mit einem Abschalteingang der Kippstufe verbunden ist. Auf diese Weise lassen sich selbst in den AUS-Phasen, in denen kein Strom durch den Meßwiderstand fließt, Kurz­ schlüsse sicher erkennen, bevor überhaupt ein Strom durch den Verbraucher fließt.In an advantageous embodiment of the invention Circuit arrangement is a second monitoring circuit intended for the OFF phase of the consumer whose Output connected to a trip input of the flip-flop is. In this way, even in the OFF phases, in which no current flows through the measuring resistor, in short conclusions surely recognize before any current through flows to the consumer.

Die erfindungsgemäßen Schutzschaltungen können äußerst einfach und schnellwirkend aufgebaut sein, und hierzu ist in vorteilhafter Weise bei der ersten Überwachungs­ schaltung eine kathodenseitig an den Verbraucher ange­ schlossene Diode vorgesehen, deren Anode mit der Kathode einer weiteren Diode verbunden ist, deren Anode an ein Gatter gelegt ist, das an den Setzeingang der Kippstufe geführt ist. Die Schnellabschaltung im Kurzschlußfall beruht darauf, daß ausgenutzt wird, daß die an den Verbrau­ cher angeschlossene Diode im Kurzschlußfall auf einen niedrigen Pegel "LOW" geht. Diese Pegeländerung an der Diode ist äußerst schnell, was eine entsprechende hohe Geschwindigkeit der Kurzschlußerkennung und damit eine erhöhte Sicherheit zur Folge hat. Auf ähnliche Weise umfaßt die zweite Überwachungsschaltung eine kathoden­ seitig an eine Versorgungsspannung und anodenseitig an den Verbraucher angeschlossene Diode, deren Anode mit der Kathode einer weiteren Diode verbunden ist, deren Anode an ein Gatter gelegt ist, das an den Abschaltein­ gang der Kippstufe geführt ist.The protective circuits according to the invention can be extremely be constructed simply and quickly, and for this is advantageous for the first monitoring circuit on the cathode side to the consumer closed diode provided, the anode of which is connected to the cathode is connected to a further diode whose anode is connected to a Gate is placed at the set input of the flip-flop  is led. The quick shutdown in the event of a short circuit is based on the fact that exploitation is made of connected diode in the event of a short circuit to one low level "LOW" goes. This level change on the Diode is extremely fast, which is a correspondingly high Speed of short circuit detection and therefore one increased security. In a similar way the second monitoring circuit comprises a cathode to a supply voltage and on the anode side the consumer connected diode, the anode with the cathode is connected to a further diode whose Anode is placed on a gate that is connected to the shutdown gear of the flip-flop is guided.

Für die Stromregelschaltung ist in vorteilhafter Weise gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Differenzverstärker vorgesehen, an dessen einem Eingang das Sollsignal für den Verbraucherstrom und an dessen anderem Eingang das vom Meßwiederstand abgenommene Signal anliegt. Durch einen Differenzverstärker lassen sich auch kleine Pegeländerungen erfassen und durch einen SOLL-IST-Vergleich wird ein präzises Steuersignal gewonnen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine weitere vorteil­ hafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung von Vorteil, bei welcher die steuerbare Oszillator­ schaltung einen mit fester Frequenz betriebenen Oszillator aufweist, dessen Ausgangssignal an eine Impulsbreiten­ modulatorschaltung angelegt ist, an der das Ausgangssignal des Differenzverstärkers zur Einstellung der Impulsbreite anliegt. Ein Festfrequenzoszillator ist besonders stabil, und das Ausgangssignal des Differenzverstärkers steuert in sehr genauer und sehr gut reproduzierbarer Weise die Breite der mit der festen Oszillatorfrequenz erzeugten Impulse. Über die Impulsbreitensteuerung wird damit der Effektivwert der Stromamplitude für den Verbraucher geregelt.For the current control circuit is advantageous according to a further embodiment of the invention Differential amplifier provided at one input the target signal for the consumer current and at its other input the signal taken from the measuring resistor is present. By using a differential amplifier also detect small changes in level and by one A TARGET-ACTUAL comparison provides a precise control signal. This is particularly advantageous in terms of another adhesive design of the circuit according to the invention arrangement advantageous in which the controllable oscillator circuit an oscillator operated with a fixed frequency has whose output signal to a pulse width modulator circuit is applied to the output signal of the differential amplifier for setting the pulse width is present. A fixed frequency oscillator is particularly stable, and controls the output signal of the differential amplifier in a very precise and very reproducible manner Width of the generated with the fixed oscillator frequency Impulses. The pulse width control is the  RMS value of the current amplitude regulated for the consumer.

Ein besonders einfacher Schaltungsaufbau ergibt sich, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Differenzverstärker, der Impulsbreitenmo­ dulator, die Ansteuerschaltung und der Oszillator in einer integrierten Schaltung vereinigt sind, die als Schaltregler aufgebaut ist. Derartige Schaltregler sind kommerziell erhältlich und müssen nur noch durch externe Bauteile beschaltet werden. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Vorteil, daß zur Festlegung der Oszil­ latorfrequenz diese integrierte Schaltung nur mit einem Kondensator und einem Widerstand beschaltet werden muß. Daher eignet sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in hervorragender Weise zur Hybridisierung, da abgesehen von der soeben genannten integrierten Schaltung nur noch, beispielsweise als weitere integrierte Schaltung, eine Kippstufe und Gatter vorzusehen sind, und eine derartige Hybridisierung ist besonders in der Kraftfahrzeugelektrik wünschenswert, um den Bauteileaufwand weiter zu verringern, den Platzbedarf für eine derartige Schaltungsanordnung zu verringern und die Störanfälligkeit herabzusetzen.A particularly simple circuit structure results if according to a further advantageous embodiment the invention of the differential amplifier, the pulse width mo dulator, the drive circuit and the oscillator in an integrated circuit are united, which as Switching regulator is constructed. Such switching regulators are commercially available and only have to be provided by external Components are wired. In this context It is particularly advantageous that the Oszil lator frequency this integrated circuit only with one Capacitor and a resistor must be connected. The circuit arrangement according to the invention is therefore suitable excellent for hybridization aside of the integrated circuit just mentioned, for example as a further integrated circuit, a Flip-flop and gate are to be provided, and such Hybridization is particularly common in automotive electronics desirable in order to further reduce the component expenditure, the space required for such a circuit arrangement to reduce and reduce the susceptibility to faults.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge­ stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus denen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Hierbei zeigtThe invention is illustrated below with reference to drawings illustrated embodiments explained from which further advantages and features emerge. Here shows

Fig. 1 ein stark schematisiertes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 1 is a highly schematic block diagram of the circuit arrangement according to the invention and

Fig. 2 ein detailliertes Ausführungsbeispiel. Fig. 2 shows a detailed embodiment.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Bei den Ausführungsbeispielen handelt es sich um Schaltungs­ anordnungen für die hochpräzise Ansteuerung elektrischer Verbraucher mit Kurzschlußerkennung in der EIN- und AUS-Phase. Der elektrische Verbraucher kann beispielsweise der Magnet­ schieber eines elektrischen Proportionalventils zur Steuerung der Durchflußrate eines Hydraulik-Mediums sein.The exemplary embodiments are circuitry arrangements for the high-precision control of electrical Consumer with short-circuit detection in the ON and OFF phases. The electrical consumer can be the magnet, for example spool of an electrical proportional valve for control the flow rate of a hydraulic medium.

In Fig. 1 ist ein zur Erleichterung der Darstellung stark schematisiertes Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt. Ein einstellbar vorgebbares Stromsignal I _soll ist, ebenso wie ein den momentanen Betriebsverhältnissen entsprechendes Stromsignal I _ist , an den Eingang eines Differenzverstärkers 14 gelegt, der aus dem Vergleich I _soll mit I _ist ein Dif­ ferenzsignal gewinnt und dieses zur Einstellung der Impuls­ breite an einen Impulsbreitenmodulator 16 weitergibt. Der Impulsbreitenmodulator 16 erzeugt Impulse einer Frequenz, die durch einen ihm vorgeschalteten Oszillator 12 bestimmt ist, der extern zur Frequenzfestlegung mit einem externen Kondensator C 4 und einem externen Widerstand R 9 beschaltet ist. Der Ausgang des Pulsbreitenmodulators 16 ist an den Eingang einer Ansteuerlogik 18 angeschlossen, die zur Ansteuerung einer getakteten Endstufe 22 dient, die einen Magneten 24 eines Proportionalventils mit Strom versorgt. Das von der getakteten Endstufe 22 an den Magneten 24 angelegte Signal wird über eine Leitung zu einem Rück­ kopplungsglied 30 geführt, das den Betriebsstrom überwacht und ein entsprechendes Signal I _ist zum Eingang des Diffe­ renzverstärkers 14 führt.In Fig. 1 a for ease of illustration highly schematic block diagram of an embodiment of the circuit arrangement according to the invention. An adjustable predeterminable current signal I _soll is, _is the same as a current operating conditions corresponding current signal I applied to the input of a differential amplifier 14, which _{is intended} from the comparison I where I _is an Dif conference signal gains and this for adjusting the pulse width to a pulse width modulator 16 passes. The pulse width modulator 16 generates pulses of a frequency which is determined by an oscillator 12 connected upstream thereof, which is connected externally for frequency setting with an external capacitor C 4 and an external resistor R 9 . The output of the pulse width modulator 16 is connected to the input of a control logic 18 which is used to control a clocked output stage 22 which supplies a magnet 24 of a proportional valve with current. The voltage applied from the switched output stage 22 to the magnet 24 via a line signal is a feedback element 30 out that monitors the operating current and a corresponding signal I _is input to the Diffe ence amplifier leads fourteenth

Der Oszillator 12, Differenzverstärker 14, Pulsbreiten­ modulator 16 und die Ansteuerlogik 18 sind in einer insge­ samt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten integrierten Schaltung vereinigt. The oscillator 12 , differential amplifier 14 , pulse width modulator 16 and the control logic 18 are combined in an integrated circuit designated overall by the reference number 10 .

Das Ausgangssignal des Oszillators 12 ist weiterhin an einen Eingang eines Flipflops 20 geführt, dessen Ausgang mit der Ansteuerlogik 18 verbunden ist. Mit dem Flip­ flop 20 kann daher die Ansteuerlogik EIN- beziehungs­ weise AUSgeschaltet werden. Eine an den Magneten 24 ange­ schlossene Kurzschlußerkennungsschaltung 26 für die EIN- Phase ist mit ihrem Ausgang an einen Setzeingang des Flipflops 20 geführt. Eine ebenfalls an den Magneten 24 angeschlossene Kurzschlußerkennungsschaltung 28 für die AUS-Phase ist mit ihrem Ausgang an einen Abschaltein­ gang des Flipflops 20 gelegt. Das Flipflop 20 schaltet daher die Ansteuerlogik 18 nur dann ein, wenn weder ein Kurzschluß in der EIN- noch in der AUS-Phase vorliegt, da die Kurzschlußerkennungsschaltung 26 und die Kurzschluß­ erkennungsschaltung 28 dafür sorgen, daß im Kurzschlußfall sofort das Flipflop 20 ausgeschaltet beziehungsweise gar nicht erst eingeschaltet wird und demzufolge die Ansteuerlogik 18 in einem solchen Fall inaktiv ist.The output signal of the oscillator 12 is also passed to an input of a flip-flop 20 , the output of which is connected to the control logic 18 . With the flip-flop 20 , the control logic can be switched ON or OFF. A short-circuit detection circuit 26 connected to the magnet 24 for the ON phase is guided with its output to a set input of the flip-flop 20 . A short-circuit detection circuit 28 also connected to the magnet 24 for the OFF phase is connected with its output to a switch-off input of the flip-flop 20 . The flip-flop 20 therefore only turns on the control logic 18 when there is neither a short circuit in the ON nor in the OFF phase, since the short-circuit detection circuit 26 and the short-circuit detection circuit 28 ensure that the flip-flop 20 is immediately switched off or even in the event of a short circuit is not first switched on and consequently the control logic 18 is inactive in such a case.

In Fig. 2 ist eine detaillierte Ausführungsform der schematisch in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt. Die in Fig. 1 als integrierte Schaltung 10 dargestellte Baugruppe aus Oszillator 12, Differenzverstärker 14, Pulsbreitenmodulator 16 und Ansteuerlogik 18 ist in Fig. 2 darüber hinaus als IC 1 bezeichnet. Das Flipflop 20 von Fig. 1 ist in Fig. 2 als IC 2 dargestellt und die getaktete Endstufe 22 von Fig. 1 ist im wesentlichen durch Endstufentransistoren T 31, T 32 verwirklicht. Die Rückkopplung während der EIN-Phase (Bezugsziffer 30 in Fig. 1) wird über einen an die Endstufe angeschlossenen Meßwiderstand R 33 bewerkstelligt, der geeignet an den Eingang des IC 1 gelegt ist. Die Kurzschlußerkennung in der EIN-Phase erfolgt im wesentlichen durch eine an den Magneten 24 angeschlossene Diode D 25 und ein nachgeschaltetes Gatter IC 23 in Verbindung mit dem Flipflop IC 2. Zur Kurz­ schlußerkennung in der AUS-Phase ist im wesentlichen eine an den Magneten 24 angeschlossene Diode D 21 mit nachgeschalteten Gattern IC 3 und dem Flipflop 20 vorgesehen; hierdurch werden also die Kurzschlußerkennungsschaltungen 26 beziehungsweise 28 von Fig. 1 verwirklicht. Diese Entsprechungen werden nachstehend noch eingehender er­ läutert. FIG. 2 shows a detailed embodiment of the circuit arrangement according to the invention shown schematically in FIG. 1 in the block diagram. The assembly shown as an integrated circuit 10 in Fig. 1 of oscillator 12, differential amplifier 14, pulse width modulator 16 and control logic 18 is indicated in Fig. 2 beyond to as IC 1. The flip-flop 20 of FIG. 1 is shown in FIG. 2 as IC 2 and the clocked output stage 22 of FIG. 1 is essentially realized by output stage transistors T 31 , T 32 . The feedback during the ON phase (reference number 30 in FIG. 1) is accomplished via a measuring resistor R 33 connected to the output stage, which resistor is suitably connected to the input of the IC 1 . The short-circuit detection in the ON phase takes place essentially by means of a diode D 25 connected to the magnet 24 and a downstream gate IC 23 in connection with the flip-flop IC 2 . For short-circuit detection in the OFF phase, a diode D 21 connected to the magnet 24 with downstream gates IC 3 and the flip-flop 20 is essentially provided; in this way, the short-circuit detection circuits 26 and 28 of FIG. 1 are realized. These correspondences are explained in more detail below.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung hat drei Spannungs­ eingänge, nämlich UB für eine Batteriespannung, U + zur Spannungsversorgung des IC 1 und nachgeschalteter inte­ grierter Schaltungen, und UE zum Empfang der Sollgröße I _soll .The circuit shown in Fig. 2 has three inputs voltage, namely UB _to a battery voltage, U + for the power supply of the IC 1 and downstream inte grated circuits and UE for receiving the target value I.

Der IC 1 ist ein integrierter Schaltregler vom Typ SG3524. Das Eingangssignal UE gelangt über eine Spannungsteiler­ schaltung R 1, R 2, R 20 an einen Eingang 2 des IC 1. Zur Festlegung der Frequenz des in dem IC 1 vorgesehenen Oszil­ lators ist der IC 1 extern mit einem Kondensator C 4 an einem Eingang 7 und mit einem Widerstand R 9 an einem Eingang 6 beschaltet. Das Ausgangssignal der Ansteuer­ logik (Bezugsziffer 18 in Fig. 1) des IC 1 gelangt über einen Ausgang 12 zur Basis eines PNP-Transistors T 31. Entsprechend gelangt von einem weiteren Ausgang 11 des IC 1 das Ausgangssignal der Ansteuerlogik (Bezugsziffer 18 in Fig. 1) über einen Widerstand R 30 zur Basis eines NPN-Transistors T 32. Der Emitter des Transistors T 31 ist über eine Diode D 31 mit der Batteriespannung UE ver­ bunden. Die Basis des Transistors T 31 ist einerseits über einen Widerstand R 33 an die Diode D 31 und somit die Batteriespannung UB gelegt und andererseits, wie bereits erwähnt, an den Ausgang 12 des IC 1 angeschlossen. The IC 1 is an integrated switching regulator of type SG3524. The input signal UE arrives via a voltage divider circuit R 1 , R 2 , R 20 at an input 2 of the IC 1 . To determine the frequency of the oscillator provided in the IC 1 , the IC 1 is connected externally to a capacitor C 4 at an input 7 and to a resistor R 9 at an input 6 . The output signal of the control logic (reference number 18 in Fig. 1) of the IC 1 passes through an output 12 to the base of a PNP transistor T 31st Correspondingly, the output signal of the control logic (reference number 18 in FIG. 1) reaches the base of an NPN transistor T 32 from a further output 11 of the IC 1 via a resistor R 30 . The emitter of the transistor T 31 is connected via a diode D 31 to the battery voltage UE . The base of the transistor T 31 is connected on the one hand via a resistor R 33 to the diode D 31 and thus the battery voltage UB and on the other hand, as already mentioned, connected to the output 12 of the IC 1 .

Der Emitter des Transistors T 32 ist an einen Meßwiderstand R 33 angeschlossen, dessen anderer Anschluß an Masse geführt ist. Weiterhin ist die Basis des Transistors T 32 noch, neben dem Widerstand R 30, an einen Widerstand R 31 ange­ schlossen, dessen anderer Anschluß an Masse liegt. Ein Magnet 24 als elektrischer Verbraucher ist zwischen die Kollektoren der Transistoren T 31 beziehungsweise T 32 geschaltet. Eine Diode D 33 ist kathodenseitig über die Diode D 31 an die Batteriespannung UB und anodenseitig an den Kollektor des Transistors T 32 geschaltet und über eine Leitung anodenseitig mit der Kathode einer weiteren Diode D 21 verbunden, deren Anode an einen Eingang eines Gatters IC 3 gelegt ist, das über ein weiteres Gatter IC 3 mit einem Abschalteingang 4 des Flipflops IC 2 (20) verbunden ist. An den Kollektor des Transistors T 31 ist der kathodenseitige Anschluß einer Zener-Diode 25 geführt. Eine Zener-Diode wird deswegen verwendet, da in der End­ stufe T 31, T 32 insbesondere beim Einschalten Spannungs­ spitzen auftreten können. Die Anode der Zenerdiode D 25 ist mit der Kathode einer weiteren Diode D 24 verbunden, deren Anode einen Eingang eines weiteren Gatters IC 3 geführt ist, dessen Ausgang an einen Setzeingang 3 des Flipflops IC 2 gelegt ist.The emitter of transistor T 32 is connected to a measuring resistor R 33 , the other connection of which is connected to ground. Furthermore, the base of the transistor T 32 is still, in addition to the resistor R 30 , connected to a resistor R 31 , whose other connection is to ground. A magnet 24 as an electrical consumer is connected between the collectors of transistors T 31 and T 32 . A diode D 33 is connected on the cathode side via the diode D 31 to the battery voltage UB and on the anode side to the collector of the transistor T 32 and is connected on the anode side to the cathode of a further diode D 21 , the anode of which is connected to an input of a gate IC 3 which is connected via a further gate IC 3 to a switch-off input 4 of the flip-flop IC 2 ( 20 ). The cathode-side connection of a Zener diode 25 is connected to the collector of transistor T 31 . A Zener diode is used because voltage peaks can occur in the final stage T 31 , T 32, especially when switched on. The anode of the Zener diode D 25 is connected to the cathode of a further diode D 24 , the anode of which leads an input of a further gate IC 3 , the output of which is connected to a set input 3 of the flip-flop IC 2 .

Ein Kondensator C 1 ist an den Soll-Eingang 2 des IC 1 und mit seinem anderen Anschluß an einen Eingang 2 des Flipflops IC 2 angeschlossen. Ein Ausgang 1 des Flipflops IC 2 ist direkt an einen Eingang 10 für die Ansteuerlogik des Schaltreglers IC 1 angeschlossen. Das IST-Signal der Endstufe T 31, T 32, das von dem Meßwiderstand R 33 abge­ griffen wird, wird über einen Widerstand R 6 an den IST- Eingang 1 des Schaltreglers IC 1 geführt.A capacitor C 1 is connected to the nominal input 2 of the IC 1 and with its other connection to an input 2 of the flip-flop IC 2 . An output 1 of the flip-flop IC 2 is connected directly to an input 10 for the control logic of the switching regulator IC 1 . The actual signal of the output stage T 31 , T 32 , which is accessed by the measuring resistor R 33 , is passed through a resistor R 6 to the ACTUAL input 1 of the switching regulator IC 1 .

Widerstände R 3, R 4, R 5 und R 6 dienen zum Nennstromabgleich für den Nennstrom des Magneten 24; hierbei erfolgt der Nennstromabgleich durch entsprechende Auswahl eines oder mehrerer der Widerstände R 3, R 4, R 5 und R 6 je nach den elektrischen Daten des Magneten 24.Resistors R 3 , R 4 , R 5 and R 6 serve for nominal current adjustment for the nominal current of the magnet 24 ; Here, the nominal current is adjusted by selecting one or more of the resistors R 3 , R 4 , R 5 and R 6, depending on the electrical data of the magnet 24 .

Abhängig von dem Differenzsignal an den Eingängen 2 (Soll- Eingang) beziehungsweise 1 (Ist-Eingang) des im IC 1 vorge­ sehenen Differenzverstärkers erzeugt daher der im IC 1 weiterhin vorgesehene Oszillator, dessen Frequenz durch die Werte des Kondensators C 4 und des Widerstands R 9 festgelegt ist, Impulse fester Frequenz, deren Breite in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Differenzver­ stärkers und damit in Abhängigkeit der Regelgröße durch den im IC 1 weiterhin vorgesehenen Impulsbreitenmodulator verändert wird. Bei Freigabe des Eingangs 10 des IC 1 durch den Flipflop 2 gibt der Schaltregler IC 1 an seinen Ausgängen 12, 11 Ausgangssignale an die Basen der Tran­ sistoren T 31 beziehungsweise T 32 ab, die daher als getaktete Endstufe den Magneten 24 treiben.Depending on the difference signal at the inputs 2 (set input) or 1 (actual input) of the pre-in IC 1 provided the differential amplifier therefore produces further provided in the IC 1 oscillator whose frequency determined by the values of the capacitor C 4 and the resistance R 9 is fixed pulses of fixed frequency, the width of which is changed as a function of the output signal of the differential amplifier and thus as a function of the controlled variable by the pulse width modulator provided in IC 1 . When the input 10 of the IC 1 is released by the flip-flop 2 , the switching regulator IC 1 outputs outputs 12, 11 to the bases of the transistors T 31 and T 32 at its outputs 12 , which therefore drive the magnet 24 as a clocked output stage.

Die Kurzschlußerkennung in der EIN-Phase wird im wesent­ lichen durch die Zenerdiode D 25 bewerkstelligt. Bei einem Kurzschluß zieht die Diode D 25 nämlich die nachgeschaltete Diode D 24 ebenfalls auf "Low" und schaltet über den zuge­ hörigen IC 3 den Setzeingang des Flipflops IC 2. Über dessen Ausgang 1 wird der Eingang 10 der Ansteuerlogik im Schalt­ regler IC 1 geschaltet und damit die Ansteuerung der ge­ takteten Endstufe unterbrochen.The short-circuit detection in the ON phase is essentially accomplished by the Zener diode D 25 . In the event of a short-circuit, the diode D 25 pulls the downstream diode D 24 also to "Low" and switches the set input of the flip-flop IC 2 via the associated IC 3 . Via its output 1 , the input 10 of the control logic is switched in the switching regulator IC 1 and thus the control of the clocked output stage is interrupted.

Die Kurzschlußerkennung in der AUS-Phase wird im wesent­ lichen über die Diode D 21 ermöglicht. Über die Diode D 33 liegt nämlich die Diode D 21 an der Batteriespannung UB. Bei einem Kurzschluß geht D 21 auf "Low" und zieht über das zugehörige Gatter IC 3 den Eingang 4 des Flipflops IC 2 auf "Low". Daher schaltet das Flipflop IC 2 ab, und dieses Abschaltsignal wird über den Ausgang 1 des Flip­ flops IC 2 wiederum an die Ansteuerlogik des Schaltreglers IC 1 gegeben. Diese wird daher inaktiviert und eine An­ steuerung der getakteten Endstufe vermieden.The short-circuit detection in the OFF phase is essentially made possible via diode D 21 . Via the diode D 33 is namely the diode D 21 to the battery voltage UB. In the event of a short circuit, D 21 goes to "low" and pulls the input 4 of the flip-flop IC 2 to "low" via the associated gate IC 3 . Therefore, the flip-flop IC 2 switches off, and this switch-off signal is in turn given to the control logic of the switching regulator IC 1 via the output 1 of the flip-flop IC 2 . This is therefore deactivated and control of the clocked output stage avoided.

Die feste, durch die Bauteile C 4, R 9 eingestellte Frequenz des Oszillators beträgt, abhängig von den Daten des Magneten 24, etwa 200 bis 1000 Hz. Wie bereits erwähnt ist der Schaltregler IC 1 beispielsweise vom Typ 3524. Das Flipflop IC 2 ist vorzugsweise ein CMOS-Flipflop vom Typ SCL4013, und die einzelnen Gatter des IC 3 können in einem CMOS-Bau­ teil vom Typ 4093 vereinigt sein.The fixed frequency of the oscillator set by the components C 4 , R 9 is, depending on the data of the magnet 24 , approximately 200 to 1000 Hz. As already mentioned, the switching regulator IC 1 is of the 3524 type, for example. The flip-flop IC 2 is preferred a CMOS flip-flop type SCL4013, and the individual gates of the IC 3 can be combined in a type 4093 CMOS component.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung für elektrische Verbraucher mit einem Meßwiderstand zur Überwachung des Verbraucher­ stroms und einer Schutzschaltung zum Abschalten des Ver­ brauchers bei Überlastbedingungen mit als Gatter ausge­ bildeten Schwellwertschaltern und einer Kippstufe, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Meßwiderstand (R 33) ange­ schlossene Stromregelschaltung (14) vorgesehen ist, deren Regelsignal an eine steuerbare Oszillatorschaltung (12, 16) gelegt ist, deren Ausgangssignal über eine Ansteuerschal­ tung (18) an eine getaktete Endstufe (22) zur Versorgung des Verbrauchers (24) geführt ist, und daß eine erste Überwachungsschaltung (26) für die EIN-Phase des Ver­ brauchers (24) an diesen angeschlossen ist, deren Ausgang mit einem Setzeingang (3) der Kippstufe (20) verbunden ist, die im Takt der Oszillatorschaltung (12) die An­ steuerschaltung (18) durchschaltet.1. Circuit arrangement for electrical consumers with a measuring resistor for monitoring the consumer current and a protective circuit for switching off the consumer in overload conditions with trained as a gate threshold switches and a flip-flop, characterized in that a connected to the measuring resistor (R 33 ) current control circuit ( 14 ) is provided, the control signal of which is connected to a controllable oscillator circuit ( 12, 16 ), the output signal of which is fed via a control circuit ( 18 ) to a clocked output stage ( 22 ) for supplying the consumer ( 24 ), and that a first monitoring circuit ( 26 ) for the ON phase of the consumer ( 24 ) is connected to this, the output of which is connected to a set input ( 3 ) of the flip-flop ( 20 ) which switches through to the control circuit ( 18 ) in time with the oscillator circuit ( 12 ) . 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine zweite Überwachungsschaltung (28) für die AUS-Phase des Verbrauchers (24) vorgesehen ist, deren Ausgang mit einem Abschalteingang (4) der Kippstufe (20) verbunden ist. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a second monitoring circuit ( 28 ) for the OFF phase of the consumer ( 24 ) is provided, the output of which is connected to a shutdown input ( 4 ) of the flip-flop ( 20 ). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Überwachungsschaltung (26) eine kathodenseitig an den Verbraucher (24) angeschlossene Diode (D 25) umfaßt, deren Anode mit der Kathode einer weiteren Diode (D 24) verbunden ist, deren Anode an ein Gatter (IC 3) gelegt ist, das an den Setzeingang (3) der Kippstufe (20) geführt ist.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the first monitoring circuit ( 26 ) comprises a diode (D 25 ) connected on the cathode side to the consumer ( 24 ), the anode of which is connected to the cathode of a further diode (D 24 ), whose anode is connected to a gate (IC 3 ) which is led to the setting input ( 3 ) of the flip-flop ( 20 ). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Überwachungsschaltung (28) eine kathodenseitig an eine Versorgungsspannung (U _B ) und anodenseitig an den Verbraucher (24) angeschlossene Diode (D 33) umfaßt, deren Anode mit der Kathode einer weiteren Diode (D 21) verbunden ist, deren Anode an ein Gatter (IC 3) gelegt ist, das an den Abschalteingang (4) der Kippstufe (20) geführt ist.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the second monitoring circuit ( 28 ) comprises a cathode side to a supply voltage (U _B ) and anode side to the consumer ( 24 ) connected diode (D 33 ), the anode with the cathode one Another diode (D 21 ) is connected, the anode of which is connected to a gate (IC 3 ) which is connected to the cut-off input ( 4 ) of the flip-flop ( 20 ). 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregelschaltung (10) einen Differenzverstärker (14) aufweist, an dessen einem Eingang das Sollsignal für den Verbraucherstrom und an dessen anderem Eingang das vom Meßwiderstand (R 33) abgenommene Signal anliegt.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the current control circuit ( 10 ) has a differential amplifier ( 14 ), at one input of the desired signal for the consumer current and at the other input of the signal from the measuring resistor (R 33 ) is present. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die steuerbare Oszillatorschaltung einen mit fester Frequenz betriebenen Oszillator (12) aufweist, dessen Ausgangssignal an eine Impulsbreitenmodulator­ schaltung (16) gelegt ist, an der das Ausgangssignal des Differenzverstärkers (14) zur Einstellung der Impuls­ breite anliegt.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the controllable oscillator circuit has an oscillator ( 12 ) operated at a fixed frequency, the output signal of which is connected to a pulse width modulator circuit ( 16 ) at which the output signal of the differential amplifier ( 14 ) for setting the Pulse width is applied. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Differenzverstärker (14), der Impuls­ breitenmodulator (16), die Ansteuerschaltung (18) und der Oszillator (12) in einer integrierten Schaltung (10) vereinigt sind, die als Schaltregler aufgebaut ist.7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the differential amplifier ( 14 ), the pulse width modulator ( 16 ), the control circuit ( 18 ) and the oscillator ( 12 ) are combined in an integrated circuit ( 10 ) which is constructed as a switching regulator is. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Festlegung der Oszillatorfrequenz die integrierte Schaltung (10) mit einem Kondensator (C 4) und einem Widerstand (R 8) extern beschaltet ist.8. A circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the integrated circuit ( 10 ) with a capacitor (C 4 ) and a resistor (R 8 ) is connected externally to determine the oscillator frequency.