DE3871846T2 - Einschaltstromrueckfuehrung durch einen eine induktive last treibenden leistungsschalttransistor. - Google Patents
Einschaltstromrueckfuehrung durch einen eine induktive last treibenden leistungsschalttransistor.Info
- Publication number
- DE3871846T2 DE3871846T2 DE8888830137T DE3871846T DE3871846T2 DE 3871846 T2 DE3871846 T2 DE 3871846T2 DE 8888830137 T DE8888830137 T DE 8888830137T DE 3871846 T DE3871846 T DE 3871846T DE 3871846 T2 DE3871846 T2 DE 3871846T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transistor
- inductive load
- power
- switching transistor
- diode
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims description 13
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- 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
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Schaltungen zum Ansteuern oder Treiben induktiver Lasten, welche Halbleiter-Leistungsvorrichtungen zum Ansteuern der Last nutzen, genauer gesagt, monolithisch integrierte Schaltungen dieses Typs.
- Es ist bekannt, daß das Ansteuern stark rückwirkender Lasten Probleme bezüglich Transistoren bereitet. Beispielsweise wird über der Last eine durch die Entladung der in einer Induktanz während einer Aufladephase (beim Beginn des Stromflusses durch die induktive Last) gespeicherten Energie verursachte negative Überspannung erzeugt, wenn ein Strom durch die geerdete induktive Last plötzlich unterbrochen wird. Eine derartige Spitze negativer Spannung kann den Durchbruch von Sperrschichten und - bei monolithisch integrierten Schaltungen - das Auslösen parasitärer Transistoren und damit zusammenhängende Probleme verursachen, falls sie bezüglich ihrer Intensität ungehemmt bleibt. In dieser Situation besteht der notwendige Eingriff darin, eine Einrichtung zum Entladen der in der Induktanz gespeicherten Energie vorzusehen, während die negative Überspannung auf einen Absolutwert kleiner oder gleich einer VBE (Basis-Emitter-Spannung) begrenzt wird.
- Gemäß bekannter Vorgehensweisen gibt es im wesentlichen zwei für diesen Zweck genutzte Schaltungstypen.
- Eine erste Lösung erwägt, eine Rückflußdiode über die induktive Last zu schalten, um einen Rückflußpfad für den Strom zum Entladen der gespeicherten Energie vorzusehen.
- Eine andere Lösung erwägt, den Entladestrom der in der induktiven Last gespeicherten Energie durch denselben Leistungsschalttransistor zurück zuführen, indem ein für kleine Leistungen bestimmter zweiter Transistor zwischen der Basis und den Kollektor des Leistungstransistors geschaltet wird. Eine Treiberschaltung dieses Typs ist aus dem veröffentlichten U.S.-Patent US-A-4,287,436 bekannt.
- Die erste Lösung weist den Nachteil auf, daß sie mindestens eine zusätzliche Leistungsvorrichtung, d.h., die Rückführdiode, aufweist, welche angemessen dimensioniert sein muß, um dem Durchfluß der Entladestrom-Spitze zu widerstehen.
- Die zweite Lösung ist nicht in der Lage, den Maximalbetrag der Gesamtspannung, bei welchem die Rückführung des Entladestromes durch den Leistungstransistor stattfindet, zu begrenzen, obgleich sie in vorteilhafter Weise denselben Leistungstreibertransistor zum Rückführen des Entladestroms verwendet, falls gleichzeitig mit dem Abschalten des Stroms durch die Last ein anormaler Anstieg der Versorgungsspannung (beispielsweise durch einen Dumping-Effekt verursacht) auftreten sollte. Unter diesen unglücklichen Umständen kann die Leistungsvorrichtung einer übermäßigen oder zerstörerischen Spannung unterworfen werden.
- Die vorliegende Erfindung, wie es sie in den anhängenden Patentansprüchen festgelegt ist, schlägt eine neue und vorteilhafte Schaltung vor, welche, anders als die Schaltungen des Standes der Technik, den Leistungstreibertransistor vor den Folgen eines anormalen Anstiegs der Versorgungsspannung zum Zeitpunkt des Schaltens schützt und die gleichzeitig im wesentlichen an jede von der Schaltung genutzte Versorgungsspannung angepaßt ist.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, sicherzustellen, daß das Rückführen des Entladestroms der in einer induktiven Last auch bei einem durch "Dumping-Effekt" verursachten anormalen Anstieg der Versorgungsspannung unterhalb einer vorbestimmten Maximalspannung stattfindet.
- Die Erfindung und ihre Vorzüge sind unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung leichter verständlich, wobei:
- Fig. 1 ein Schaltbild einer Treiberschaltung für induktive Lasten nach dem Stand der Technik ist;
- Fig. 2 den Schaltplan einer Treiberschaltung für induktive Lasten zeigt welche Vorrichtungen verwendet, die eine bezüglich der in der Schaltung von Fig. 1 genutzten Vorrichtungen entgegengesetzte Polarität aufweisen;
- Fig. 3 den Schaltplan der Erfindung zeigt.
- In allen Fign. wird die induktive Last mit L, der Leistungsschalttransistor mit Tpw bezeichnet, und die Treiberschaltung wird schematisch durch die innerhalb des mit 1 bezeichneten Strichellinien-Blockes gezeichneten Elemente dargestellt.
- Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Schaltung erwägt den Gebrauch eines Steuertransistors Tc (NPN) mit einer bezüglich derjenigen des Leistungstransistors Tpw (PNP) entgegengesetzten Polarität. Der Emitter des Steuertransistors Tc wird mit dem Kollektor des Leistungstransistors Tpw zusammengeschaltet, der Kollektor des Steuertransistors Tc wird mit der Basis des Leistungstransistors und die Basis des Steuertransistors mit dem Masse- oder Erdungspunkt der Schaltung verbunden.
- Im wesentlichen ähnlich ist die in Fig. 2 dargestellte, aus Vorrichtungen entgegengesetzter Polarität, d.h. aus einem NPN-Leistungstransistor Tpw und einem PNP-Steuertransistor Tc, erstellte Schaltung. Die Schaltungen nach Fig. 1 und Fig. 2 arbeiten wesentlich wie folgt.
- Wenn das Treibersignal für den Leistungsschalttransistor Tpw unterbrochen wird, entwickelt sich eine negative (Fig. 1) oder eine positive (Fig. 2) Überspannung über der Induktanz L. Wenn diese Spannung eine dem Wert einer VBE entsprechenden Wert erreicht, schaltet der Steuertransistor Tc durch und steuert den Leistungstransistor Tpw in einen leitenden Zustand. Der Steuertransistor Tc widersteht einem Mindestbruchteil des Entladestroms der in der Induktanz L gespeicherten Energie (d.h., einem Teil gleich 1/β des Entladestroms, wobei β der Stromverstärkungsfaktor des Steuertransistors Tc ist), und daher kann er ein Transistor relativ kleiner Größe sein.
- Wie dem Fachmann deutlich ist, kann die Rückführung des Entladestroms der Induktanz bei inkrementell zunehmenden Spannungen (zunehmend mit einer vielfachen Zahl (n) von VBE) durch Einfügen von (n) Dioden oder (n) Zenerdioden in Serie zwischen dem Kollektor des Leistungstransistors Tpw und dem Emitter des Steuertransistors entgegengesetzter Polarität Tc ausgeführt werden, falls dies gewünscht ist.
- Die in den Fign. 1 und 2 dargestellten bekannten Schaltungen sind nicht in der Lage, den Maximalbetrag der Gesamtspannung, bei der die Rückführung des Entladestromes von der induktiven Last durch den Leistungstransistor Tpw stattfindet, zu begrenzen, sollte ein anormaler Anstieg der Versorgungsspannung (beispielsweise durch einen Dumping- Effekt verursacht) gleichzeitig mit dem Abschalten des Stroms durch die Last auftreten. Unter diesen unglücklichen Umständen kann die Leistungsvorrichtung Tpw einer übermäßigen Spannung unterworfen werden.
- Der Schaltplan der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Der Betrieb der Schaltung kann wie folgt beschrieben werden. Im Fall normaler Betriebsbedingungen, d.h. bei einem normalen Wert der Versorgungsspannung, entwickelt sich eine positive Überspannung über der Induktanz L, wenn die Ansteuerung des Leistungsschalttransistors Tpw (beispielsweise durch Öffnen des Schalters S1 der Treiberschaltung 1) unterbrochen wird. Wenn diese Überspannung den zu VAL + VBETc + VBED1 entsprechenden Wert erreicht (wobei VAL die Versorgungsspannung ist), schaltet die Leistungsvorrichtung Tpw infolge des Durchschaltens des PNP-Steuertransistors Tc, der als eine Treibervorrichtung wirkt, wieder durch.
- Für den Fall, daß die Schaltung gelegentlich positiven Überspannungen oberhalb des normalen Wertes der Versorgungsspannung VAL unterworfen ist, verhält sich die Schaltung wie folgt.
- Wenn die Ansteuerung des Leistungstransistors Tpw unterbrochen wird, während gleichzeitige eine positive Überspannung auf dem Versorgungsspannungswert VAL vorhanden ist, zwingt die zusätzliche, durch die Diode D2 und die Zenerdiode DZ1 gebildete Einrichtung den Steuertransistor Tc und folgerichtig den Leistungstransistor Tpw, durchzuschalten, wann immer die Spannung am Ausgangsknoten VOUT einen durch den Ausdruck
- VBETc + VBED2 + VDZ1
- gegebenen Wert erreicht, wobei dies während des Auslösens der Zenerdiode DZ1 und dem fölgerichtigen Durchschalten von D2 und von Tc stattfindet.
- Auf diese Weise kann die maximale Rückführspannung, die den Leistungstransistor Tpw beeinflußt, leicht begrenzt werden, wodurch die Leistungsvorrichtung Tpw sogar bei Anwesenheit hoher Überspannungen der Versorgungsspannung in dem Augenblick der Unterbrechung der Ansteuerung des Leistungsschalttransistors positiv davor geschützt wird, zerstörerischen Spannungen unterworfen zu werden.
- Unter dem Gesichtspunkt der monolithischen Integration bietet die in Fig. 3 dargestellte Erfindung den Vorzug, daß sie es ermöglicht, einen Herstellungsprozeß für relativ geringere Spannungen zu übernehmen, da die erfindungsgemäße Schaltung einen zuverlässigen Schutz des Leistungstransistors gegen Durchbruch vorsieht.
- Selbstverständlich kann die Schaltung aus Fig. 3 mit Vorrichtungen (Transistoren) entgegengesetzter Polarität durch Umkehren aller Polaritäten der Schaltung hergestellt werden.
Claims (1)
- Schaltung zum Rückführen eines Entladungs- bzw. Selbstinduktionsstromes einer induktiven Last durch einen Leistungsschalttransistor einer ersten Polarität mit einem an eine erste Stromversorgungsschiene angeschlossenen Emitter, mit einem an einen Anschluß der induktiven Last angeschlossenen Kollektor, wobei deren anderer Anschluß an eine zweite Stromversorgungsschiene angeschlossen ist, und mit einer Basis, der ein Treibersignal zugeführt wird, umfassend einen Transistor entgegengesetzter Polarität bezüglich der Polarität des Leistungsschalttransistors mit einem Emitter, mit einem Kollektor und mit einer Basis, wobei der Emitter des Transistors entgegengesetzter Polarität mit dem Kollektor des Leistungstransistors verbunden ist, wobei der Kollektor des Transistors entgegensetzter Polarität mit der Basis des Leitungstransistors verbunden ist, gekennzeichnet durch eine erste Diode mit einer mit der Stromvesorgungsschiene be einer bezüglich der anderen Stromversorgungsschiene positiv Spannung verbundenen Kathode; eine zweite Diode mit einer der Anode der ersten Diode verbundenen Anode; eine Zener-D ode mit einer mit der Kathode der zweiten Diode verbunden Kathode und mit einer mit der anderen Stromversorgungssc verbundenen Anode; wobei die Basis des Transistors entge setzter Polarität gemeinsam mit den Anoden der ersten b der zweiten Diode verbunden ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT8783618A IT1214240B (it) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | Ricircolo della corrente di un carico induttivo attraverso lo stesso dispositivo di potenza di pilotaggio. |
IT8783639A IT1214250B (it) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Ricircolo della correnta di un carico induttivo attraverso lo stesso dispositivo di potenza di pilotaggio ad una tensione massima limitata prestabilita'. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3871846D1 DE3871846D1 (de) | 1992-07-16 |
DE3871846T2 true DE3871846T2 (de) | 1993-02-04 |
Family
ID=26330098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8888830137T Expired - Fee Related DE3871846T2 (de) | 1987-04-14 | 1988-03-30 | Einschaltstromrueckfuehrung durch einen eine induktive last treibenden leistungsschalttransistor. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4962346A (de) |
EP (1) | EP0287525B1 (de) |
JP (1) | JP2911453B2 (de) |
DE (1) | DE3871846T2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19838109B4 (de) * | 1998-08-21 | 2005-10-27 | Infineon Technologies Ag | Ansteuerschaltung für induktive Lasten |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5210675A (en) * | 1989-07-11 | 1993-05-11 | Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. | Circuit for protection against negative overvoltages across the power supply of an integrated circuit comprising a power device with related control circuit |
US5508906A (en) * | 1993-01-04 | 1996-04-16 | Motorola, Inc. | Low loss recirculation apparatus |
DE4329981A1 (de) * | 1993-09-04 | 1995-03-09 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers |
GB9326275D0 (en) * | 1993-12-23 | 1994-02-23 | Lucas Ind Plc | Tamper-resistant circuit |
US5625518A (en) * | 1995-12-04 | 1997-04-29 | Ford Motor Company | Clamping circuit with reverse polarity protection |
JP3443591B2 (ja) * | 1996-09-24 | 2003-09-02 | ローム株式会社 | コイル負荷駆動回路 |
ATE191572T1 (de) * | 1997-07-18 | 2000-04-15 | Ansaldo Sistemi Spa | Elektronischer schaltkreis zur transientenminderung beim einschalten |
EP4096095A1 (de) | 2016-04-14 | 2022-11-30 | Nexperia B.V. | Festkörperrelais |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3435295A (en) * | 1966-09-28 | 1969-03-25 | Mohawk Data Sciences Corp | Integrated power driver circuit |
US3676713A (en) * | 1971-04-23 | 1972-07-11 | Ibm | Saturation control scheme for ttl circuit |
JPS5083953U (de) * | 1973-12-07 | 1975-07-18 | ||
DE2423258C3 (de) * | 1974-05-14 | 1978-09-07 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines induktiven Verbrauchers |
US3978350A (en) * | 1975-03-11 | 1976-08-31 | Nasa | Dual mode solid state power switch |
US4035670A (en) * | 1975-12-24 | 1977-07-12 | California Linear Circuits, Inc. | Transistor stored charge control using a recombination layer diode |
US4055794A (en) * | 1976-05-10 | 1977-10-25 | Rohr Industries, Incorporated | Base drive regulator |
FR2361777A1 (fr) * | 1976-08-14 | 1978-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Montage pour deriver le courant de coupure d'un appareil utilisateur inductif |
DE2638178C2 (de) * | 1976-08-25 | 1986-01-02 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Schutzvorrichtung für integrierte Schaltungen gegen Überspannungen |
JPS54159157A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-15 | Toshiba Corp | Drive circuit for inductive load |
DE2852943C3 (de) * | 1978-12-07 | 1981-09-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Anordnung mit einem verzögerungsbehafteten Halbleiterschalter |
JPS5833322A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Toshiba Corp | トランジスタ回路 |
JPS5855582B2 (ja) * | 1981-11-13 | 1983-12-10 | 株式会社東芝 | 透視性テ−プカセツト |
JPS595747A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | コイル駆動回路 |
US4639823A (en) * | 1983-12-27 | 1987-01-27 | Fuji Electric Co., Ltd. | Control circuit for switching transistors |
-
1988
- 1988-03-30 DE DE8888830137T patent/DE3871846T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-03-30 EP EP88830137A patent/EP0287525B1/de not_active Expired
- 1988-04-12 US US07/180,501 patent/US4962346A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-13 JP JP63091215A patent/JP2911453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19838109B4 (de) * | 1998-08-21 | 2005-10-27 | Infineon Technologies Ag | Ansteuerschaltung für induktive Lasten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0287525B1 (de) | 1992-06-10 |
JP2911453B2 (ja) | 1999-06-23 |
DE3871846D1 (de) | 1992-07-16 |
US4962346A (en) | 1990-10-09 |
EP0287525A2 (de) | 1988-10-19 |
JPS63272221A (ja) | 1988-11-09 |
EP0287525A3 (en) | 1988-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005022309B4 (de) | Halbleitervorrichtung | |
EP0108283B1 (de) | Elektronischer Schalter | |
DE2638178C2 (de) | Schutzvorrichtung für integrierte Schaltungen gegen Überspannungen | |
DE2638177C2 (de) | Schutzvorrichtung gegen Spannungsumpolung und Überspannungen für eine Halbleiterschaltung | |
DE68928573T2 (de) | Treiberschaltung für eine spannungsgesteuerte Halbleitervorrichtung | |
DE102016224706B4 (de) | Gate-Antriebsschaltung für Halbleiterschaltgeräte | |
DE69505633T2 (de) | Gleichrichterbrückenschaltung mit aktiven schaltern und einer aktiven steuerschaltung | |
DE69503271T2 (de) | Stromversorgungseinrichtung mit Einschaltstrombegrenzungsschaltung | |
EP0204930B1 (de) | Schutzeinrichtung für einen elektromagnetischen Verbraucher | |
DE69329791T2 (de) | Schaltkreis zur abschaltung einer induktiven last | |
DE19600808A1 (de) | Überspannungsklemmen- und Entsättigungsdetektionsschaltkreis | |
DE69530077T2 (de) | Startschaltung, MOS Transistor mit solch einer Schaltung | |
DE19613957A1 (de) | Spannungsseitiger Schalterkreis | |
DE2809439A1 (de) | Schaltungseinrichtung zur steuerung des basisstromes eines als schalttransistor betriebenen leistungstransistors | |
DE3871846T2 (de) | Einschaltstromrueckfuehrung durch einen eine induktive last treibenden leistungsschalttransistor. | |
DE68924107T2 (de) | Steuerschaltung für die Begrenzungsspannung einer durch eine Leistungsvorrichtung in spannungsseitiger Treiberkonfiguration getriebenen induktiven Last. | |
DE2504648A1 (de) | Einrichtung zum verhindern von ueberstrom oder ueberspannung | |
DE3687297T2 (de) | Schaltung zum ableiten gespeicherter induktiver energie. | |
DE2343912B2 (de) | Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug | |
DE3615690C2 (de) | Integriertes Schutzelement, insbesondere für Eingänge in MOS-Technologie von integrierten Schaltungen | |
DE2907673A1 (de) | Schaltungsanordnung zur ansteuerung eines bistabilen relais | |
DE3405793A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kurzschlussschutz eines stromrichtergeraetes mit gto-thyristoren | |
DE68924050T2 (de) | Schutzanordnung für integrierte Leistungsschaltungen gegen Lastüberspannungen. | |
DE3887951T2 (de) | Aktive Überspannungsüberwachung für den Betrieb einer induktiven Last. | |
DE2506196C2 (de) | Gleichstrom-Schaltvorrichtung zur Erhöhung des Spitzenstromes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |