DE4115295C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung und Überwachung des in einem Laststromkreis fließenden Laststromes mit einer Steuerschaltung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Zur Steuerung des Laststromes von elektrischen, schein­ widerstandsbehafteten Verbrauchern, beispielsweise Uni­ versalmotoren oder Relais, werden Halbleiterbauelemente, insbesondere Triacs oder Feldeffekttransistoren eingesetzt, die bei Überlastung des Verbrauchers hohen Wärmebelastungen ausgesetzt sind und unter Umständen zu deren Zerstörung führen können. Auch kann ein in dem Verbraucher auftretender Kurzschluß zu einer Zerstörung des Halbleiterbauelements führen.

Es ist bekannt bei elektronischen Drehzahlregelungen von Gleichstrommotoren den Effektivwert des Laststromes mittels Pulsweitenmodulation zu regeln. Bei einem Kurz­ schluß der Last, beispielsweise einem Defekt des Motors oder einem Montagefehler, fließt durch den Endstufen­ transistor der Endstufe ein überhöhter Laststrom (Kurzschlußstrom). Dieser wird von einer Schutzbeschaltung sehr schnell erkannt, die daraufhin sofort die Endstufe abschaltet. Bei zu spätem Abschalten werden die Transistoren der Endstufe durch Überstrom oder durch thermische Überlastung zerstört.

Nach der DE-PS 28 34 678 kann eine Schutzbeschaltung mittels eines Shuntwiderstandes und eines Komparators realisiert werden. Hierbei wird der an dem Shuntwider­ stand erzeugte Istwert des Laststromes dem Komparator zugeführt, der seinerseits diesen Istwert mit einer mittels eines Spannungsteilers erzeugten fest eingestellten Spannungsschwelle - siehe Fig. 1a, Kurve a) - vergleicht. Überschreitet der Istwert diese Spannungsschwelle, wird die Endstufe abgeschaltet. Der Nachteil hierbei ist, daß der Kurzschlußstrom im gesamten Arbeitsbereich immer höher sein muß als die eingestellte konstante Abschaltschwelle und damit höher als der maximal fließende Laststrom. So kann bei kleinem Laststrom, also beispielsweise im unteren Kennlinienbereich eines Gleichstrommotors, ein Kurzschluß erst spät erkannt werden.

Aus der WO 86 06 223 ist eine elektronische Sicherung bekannt, die einen aus einer Reihenschaltung eines elektrischen Verbrauchers, eines elektronischen Schalters, wie beispielsweise ein Transistor oder ein Feldeffekttransistor, und eines Shuntwiderstand aufgebauten Laststromkreis überwacht. Der am Shuntwiderstand entstehende Spannungsabfall wird einerseits mittels einer Schaltung AK zur Stromerkennung und andererseits einer zweiten Schaltung TR zur Schwellenspannungserkennung zugeführt. Weiterhin werden für diese genannten Schaltungen jeweils ein Spannungsschwellwert bereitgestellt.

Diese bekannte elektronische Sicherung wird ausgelöst, falls der Laststrom einen vorbestimmten Wert übersteigt. Dieser Wert wird von der genannten Schaltung zur Schwellenspannungserkennung detektiert. Der elektronische Schalter bleibt so lange in einem geschlossenen Zustand, wie der Laststrom den genannten vorbestimmten Wert nicht erreicht. Erst nachdem der Laststrom den vorbestimmten Wert übersteigt, erfolgt eine getaktete Steuerung des elektronischen Schalters. Dabei wird das Puls-Pausenverhältnis des Steuersignals durch die genannte Schaltung zur Stromerkennung derart kontrolliert, daß die Pulslänge mit zunehmendem Laststrom ansteigt. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer erfolgt eine vollständige Abschaltung des Laststromes. Die nach dem Erreichen des vorbestimmten Wertes durch den Laststrom einsetzende Strombegrenzung ist unabhängig von der jeweiligen Last, da die Spannungsschwellwerte, die den Schaltungen zur Schwellenspannungserkennung und zur Stromerkennung zugeführt werden, unabhängig von der jeweiligen vorhandenen Last bzw. deren Betriebszustand erzeugt werden.

Weiterhin ist aus der DE-PS 33 11 771 eine Überwachungsschaltung für unterschiedliche Betriebszustände eines Elektromotors bekannt, wonach an einem in Reihe mit der Statorwicklung des Elektromotors liegenden Meßwiderstand eine dem Motorstrom proportionale Spannung abgegriffen wird, und nach dem Meßwiderstand ein Komparator angeordnet ist, dessen Sollwert sich entsprechend der Hauptzustände des Elektromotors, nämlich Anlauf, Normalbetrieb und Überlastung, automatisch im Bereich vom Maximalwert und einem vorgegebenen kleineren Wert ändert. Dem Komparator wird der an dem Meßwiderstand erzeugte Istwert und ein sich entsprechend der drei Hauptzustände ändernde Sollwert zugeführt. Beim Einschalten des Elektromotors entsteht ein relativ hoher Einschalt- oder Anlaufstrom, der die Vergleichsschaltung ansprechen lassen würde. In diesem Betriebszustand liegt die gesamte Versorgungsspannung als Sollwert an dem einen Eingang des Komparators. Dies ist der maximale Sollwert, der nicht vom Istwert überschritten werden kann. Somit führt eine kurzzeitige Erhöhung des Motorstroms beim Anlauf nicht zum Abschalten des Elektromotors. In Abhängigkeit eines Zeitgliedes ändert sich der Sollwert automatisch von der Anlaufphase zur Betriebsphase, so daß der für den normalen Betrieb erforderliche Sollwert an dem Komparator anliegt und die Schaltung nunmehr den Elektromotor auf Überlastung überwacht. Sobald der Istwert den Sollwert übersteigt, wird der Motorstromkreis abgeschaltet.

Schließlich ist aus der DE-OS 37 43 453 eine Schaltungsanordnung zum Kurzschlußschutz eines Halbleiterverstärkerelementes bekannt, in dessen Arbeitsstromkreis außer dem Lastwiderstand ein Meßwiderstand angeordnet ist, der mit der Steuerelektrode des Verstärkerelementes derart verbunden ist, daß das Verstärkerelement bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalstromes gesperrt wird. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist der Meßwiderstand mit dem Eingang eines Schwellwertverstärkers verbunden, an dessen Ausgang bei Überschreiten eines Schwellwertes ein dem Laststrom entsprechendes Steuersignal erzeugt wird. Der Ausgang des Schwellwertverstärkers ist einerseits über ein Verbindungsglied, vorzugsweise über einen Verstärker, mit der Steuerelektrode des Verstärkerelementes und andererseits über ein Verzögerungsglied mit einem Schaltverstärker verbunden, wobei dieses Verzögerungsglied ein das Verbindungsglied sperrendes Ausgangssignal erzeugt. Überschreitet die dem Laststrom entsprechende Spannung einen vorgegebenen Schwellwert, so erzeugt der Schwellwertverstärker ein Regelsignal, das über den Verstärker der Steuerelektrode des zu überwachenden Halbleiterverstärkerelementes derart zugeführt wird, daß der Laststrom selbst bei Kurzschluß im Laststromkreis auf einen maximal zulässigen Strom begrenzt wird. Das am Ausgang des Schwellenwertverstärkers vorliegende Steuersignal bewirkt nach einer vorgegebenen, von dem Verzögerungsglied erzeugten Verzögerungszeit, der Einschaltzeit, eine Aktivierung des Schaltverstärkers, der ein Ausgangssignal erzeugt, mit welchem das Verbindungsglied gesperrt wird, was zum Abschalten des Laststromkreises durch Sperrung des Halbleiterverstärkerelementes führt. Das Verzögerungsglied ist so aufgebaut, daß es nach einer Zeitdauer, der Abschaltzeit den Schaltverstärker wieder freigibt. Soweit in diesem Zeitpunkt die Überlast im Laststromkreis noch besteht, wiederholt sich der oben erläuterte Schaltvorgang.

Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist der Schwellwertverstärker als Operationsverstärker geschaltet. Die am Meßwiderstand abfallende und der Belastung entsprechende Spannung wird dem Eingang E₁ des Operationsverstärkers zugeführt. Dieser Eingang ist ferner über einen veränderbaren Widerstand mit einer Bezugspannungsquelle, deren Spannung größer ist als die Versorgungsspannung für das Halbleiterverstärkerelement, verbunden. Mit diesem veränderbaren Widerstand ist eine der Meßspannung entgegenwirkende Vorspannung, also der Einsatzpunkt des Operationsverstärkers einstellbar. Ferner sorgt ein zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers und dessen Eingang E₁ angeordneter Widerstand für eine Schalthysterese. Die Einstellung des Sollwertes an dem Eingang E₂ des Operationsverstärkers erfolgt über einen fest eingestellten Spannungsteiler. Somit liegt hier ebenfalls eine Konstantstromregelung vor, die unabhängig vom Betriebszustand der in dem Arbeitsstromkreis geschalteten Last erfolgt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art an­ zugeben, die zum Schutz des Halbleiterbauelementes eine wirkungsvolle und effektive Überwachung des Laststromes zuläßt.

Die Aufgabe wird einerseits durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Hiernach wird mittels eines als monostabile Kippstufe arbeitenden Überlastdetektors die dem Laststrom proportionale Spannung mit einer dynamischen Überlastschwellenspannung verglichen, das heißt, der Wert dieser Überlastschwellenspannung bildet mit der der Steuerschaltung zugeführten Steuerspannung kein konstantes Verhältnis, sondern ein genau definiertes Verhältnis in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebszustandes. Erreicht in einem Überlastfall die dem Laststrom entsprechende Spannung diese Überlastschwelle, wird der Laststrom nicht mehr gesteuert, sondern es erfolgt vorzugsweise eine Regelung desselben, indem der Überlastdetektor ein Überlastsignal an die Steuerschaltung zuführt, das diese Steuerschaltung veranlaßt den Laststrom so lange herunterzuregeln, bis die entsprechende Spannung unter die Überlastschwelle fällt. Hierdurch wird eine dynamische Anpassung an den Betriebszustand der Endstufe insofern erreicht, als die Regelung immer dann einsetzt, wenn eine bestimmte, von den Daten des Endstufentransistors abhängende Verlustleistung in der Endstufe erzeugt wird. Somit wird eine optimale Überwachung der Endstufe in jedem ihrer Betriebszustände sichergestellt.

Vorzugsweise wird die Überlastschwellenspannung von ei­ ner Schaltungsanordnung erzeugt, der sowohl die der Steuerschaltung zuzuführende Steuerspannung als auch die Betriebsspannung zugeführt wird. Somit hängt die Überlastschwellenspannung sowohl von der genannten Steuerspannung als auch von der Betriebsspannung ab. Die Schaltungsanordnung kann hierbei so ausgelegt wer­ den, daß der absolute Verlauf der Überlastschwellen­ spannung sowohl an den Verbraucher als auch an die End­ stufe angepaßt ist. So ist für jeden Verbraucher eine optimale Schwelle definiert.

Andererseits wird die Aufgabe auch durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 2 gelöst. Die dort angegebenen Maßnahmen bewirken bei einem auftretenden Kurzschluß im Laststromkreis eine sofortige Abschaltung der Endstufe, also beispielsweise eines Triacs oder ei­ nes Feldeffekttransistors. Gleichzeitig wird über die Sanftanlaufschaltung die Steuerschaltung so beeinflußt, daß sie ein Steuersignal erzeugt, das den Effektivwert des Laststromes auf einen minimalen Wert einstellen würde. Nach einer bestimmten Zeitdauer, die von einem Haltekondensator abhängt, erfolgt ein sogenannter Sanftanlauf des Verbrauchers, indem die Sanftanlauf­ schaltung die Steuerschaltung so beeinflußt, daß diese den Effektivwert des Laststromes von einem minimalen Wert, beispielsweise Null, stetig auf einen solchen Wert hochregelt, der der Steuerschaltung zugeführten Steuerspannung entspricht. Durch einen solchen Sanftan­ lauf werden die Bauelemente der Steuerung und der End­ stufe in vorteilhafter Weise nicht schlagartig mit dem entsprechenden Betriebsstrom belastet, denn ansonsten könnte sich die Lebensdauer dieser Bauelemente nachhal­ tig verkürzen. Wird jedoch bei diesem Vorgang wieder ein Kurzschluß detektiert, wird sofort die Endstufe wieder abgeschaltet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Überlastdetektor als Operationsverstärker mit einem Integrierkondensator aufgebaut sein. Diesem Operationsverstärker wird zur Durchführung eines Vergleichs die Überlastschwellenspannung als auch die dem Laststrom entsprechende Spannung zugeführt. Somit wird das Differenzsignal aufintegriert und steht als kontinuierlich ansteigendes Überlastsignal zur Verfügung, das gemäß einer weiteren Ausführungsform zur Regelung des Laststromes im Überlastfall direkt auf die Steuerschaltung geführt werden kann oder bei einer anderen Ausführungsform im Kurzschluß- oder Überlastfall einen steuerbaren Schalter, vorzugsweise einen Transistor, so steuert, daß über die Steuerschaltung der Laststrom abgeschaltet wird.

Schließlich kann zur Erzielung einer besonderen effek­ tiven Laststromüberwachung die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 2 auch bei dem Erfindungsgegen­ stand nach Patentanspruch 1 verwirklicht werden. Eine solche Weiterbildung der Erfindung umfaßt also sowohl eine Kurzschluß- als auch eine Überlastsicherung. Ins­ besondere wird bei dieser Weiterbildung der Erfindung eine schnelle Abschaltung nur im Falle eines Kurz­ schlusses bewirkt, während bei einer Überlastung durch Regelung des Laststromes dieselbe beseitigt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Kurzschlußdetektor einen Komparator, der die beiden, ihm zugeführten Spannungssignale, also die dem Laststrom entsprechende Spannung und die Kurzschluß­ schwellenspannung vergleicht und in Abhängigkeit dieses Vergleiches die Endstufe und die Sanftanlaufschaltung ansteuert, also das Abschaltsignal erzeugt. Der Halte­ kondensator wirkt dabei zusammen mit diesem Komparator und anderen Elementen als Monoflop, indem der Haltekon­ densator mit dem Abschaltsignal beaufschlagt wird. Hierdurch wird die Sanftanlaufschaltung erst nach Ab­ lauf einer bestimmten Zeitdauer (entsprechend der Hal­ tezeit des Monoflops), die der Entladedauer des Halte­ kondensators entspricht, angesteuert.

Bei einer anderen bevorzugten Ausbildungsart der Erfin­ dung wirkt das Abschaltsignal des Kurzschlußdetektors derart auf die Sanftanlaufschaltung, indem ein Konden­ sator so über einen Schalttransistor entladen wird, daß der mit der Steuerschaltung verbundene Schaltungszweig der Sanftanlaufschaltung in Richtung des Bezugspoten­ tials der Schaltungsanordnung gezogen wird und hier­ durch die Steuerschaltung zur gewünschten Reaktion ver­ anlaßt wird.

Die getaktete Steuerung der Endstufe erfolgt mittels einer Pulsweitenmodulation, wozu die Steuerschaltung einen Sägezahngenerator und einen Operationsverstärker aufweist. Dabei kann dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers das Sägezahnsignal und dem nicht­ invertierenden Eingang des Operationsverstärkers über eine Serienschaltung zweier Widerstände die Steuerspan­ nung zugeführt werden, wodurch am Ausgang ein das Puls- Pausenverhältnis einstellende Signal zur Verfügung steht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläu­ tert und dargestellt werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungs­ beispieles der Erfindung,

Fig. 1a ein Strom-Spannungsdiagramm zur Darstellung der dynamischen Überlastschwellenspannung,

Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild des Ausführungs­ beispieles nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispieles der Erfindung und

Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild des Ausführungs­ beispieles nach Fig. 3.

In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt einen Last­ stromkreis, der aus einer Endstufe 2, einem Gleich­ strommotor M und einem Strom/Spannungs-Wandler (I/U- Wandler) 3 aufgebaut ist. Dieser I/U-Wandler 3 erzeugt als Istwert des Laststromes I_L eine Spannung U_L, die einem Überlastdetektor 8 zugeführt wird. Weiterhin er­ hält dieser Überlastdetektor 8 von einer Schaltungsan­ ordnung 14 zur Schwellwerterzeugung die Überlastschwel­ lenspannung U_Ü. Der Überlastdetektor 8 erzeugt in Ab­ hängigkeit eines Vergleichsergebnisses zwischen den beiden ihm zugeführten Spannungen U_L und U_Ü ein Über­ lastsignal, das einer Steuerschaltung 1 zugeführt wird. Diese Steuerschaltung 1 steuert über eine Treiberstu­ fe 4 die Endstufe 2 in Abhängigkeit der ihr zugeführ­ ten Steuerspannung U_St. Liegt beispielsweise ein Kurz­ schluß vor, bewirkt das der Steuerschaltung zugeführte Überlastsignal ein Abschalten des Laststromes.

Zur Erzeugung der Überlastschwellenspannung U_Ü wird der Schaltungsanordnung 14 sowohl die Steuerspannung U_St als auch die Betriebsspannung U_B zugeführt. Diese Schaltungsanordnung 14 erzeugt einen Verlauf der Über­ lastschwellenspannung U_Ü, wie er beispielhaft in Fig. 1a durch die Kurve b dargestellt ist. Hieraus ist ersichtlich, daß bei kleinem Laststrom ebenso die Über­ lastschwellenspannung kleiner ist als bei hohem Last­ strom. So wird beispielsweise bei einem Gleichstrommo­ tor nach Fig. 1 ein Kurzschluß im unteren Bereich des­ sen Kennlinie früher erkannt, als wenn eine konstante Überlastschwellenspannung U_Ü gemäß Kurve a der Fig. 1a verwendet wird. Der Verlauf dieser Überlastschwellen­ spannung ist dabei so gewählt, daß auch eine Überla­ stung des Motors erkannt wird. Übersteigt der Laststrom beispielsweise durch gewaltsames Blockieren des Motors die Überlastschwellenspannung, so erkennt dies der Überlastdetektor, der die Steuerschaltung dann veran­ laßt die Endstufe 2 abzuschalten.

Fig. 2 zeigt nun ein detailliertes Schaltbild des Blockschaltbildes nach Fig. 1. Der Laststromkreis ist wieder mit einem Gleichstrommotor M mit einer Freilauf­ diode D, einer Endstufe 2 und einem I/U-Wandler 3 auf­ gebaut. Die Steuerung der Endstufe 2 erfolgt mittels Pulsweitenmodulation.

Die Endstufe 2 ist mit einem Leistungsfeldeffekttransi­ stor (Power-MOS-FET) T6 aufgebaut, dessen Steueran­ schluß über einen Widerstand R32 mit der Treiberstufe 4 verbunden ist. Der Widerstand R32 bildet zusammen mit einem gegen das Bezugspotential geschalteten Wider­ stand R34 einen Spannungsteiler, um nach dem Einschal­ ten der Schaltungsanordnung ein sicheres Sperren der Endstufe zu gewährleisten.

Als I/U-Wandler 3 ist ein weiterer Feldeffekttransi­ stor T7 vorgesehen, der als Sensor-Fet (Sense-FET) ei­ nen weiteren Anschluß B aufweist. Dieser Sensor-Fet T7 ist parallel zu dem Feldeffekttransistor T6 geschaltet, wobei dessen Gate-Anschluß ebenfalls über einen Wider­ stand R33 von dem Ausgang der Treiberstufe 4 gesteuert wird. An dem weiteren Anschluß B des Sensor-Fet′s T7 steht ein zum Laststrom I_L proportionaler Strom zur Verfügung, der an einem Widerstand R31 einen Spannungs­ abfall als Istwert für den Laststrom liefert. Dieser Istwert wird über einen Widerstand R30 dem Überlastde­ tektor 8 zugeführt.

Zur Erzeugung des Pulsweitensignals enthält die Steuer­ schaltung einen Sägezahngenerator 12 und einen Operati­ onsverstärker OP1. Das Sägezahnsignal wird auf den in­ vertierenden Eingang dieses Operationsverstärkers OP1 geführt, während der nichtinvertierende Eingang über zwei in Serie geschaltete Widerstände R6 und R7 mit dem Eingang 13 der Steuerschaltung 1 verbunden ist. Der die beiden Widerstände R6 und R7 verbindende Schaltungs­ zweig ist über einen Kondensator C4 an das Bezugspoten­ tial der Schaltung angeschlossen. An diesem Eingang 13 liegt das Steuersignal zur Steuerung des Pulspausenver­ hältnisses des Pulsweitensignals (Tastverhältnis) an. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP1 bildet den Ausgang 9 der Steuerschaltung 1 und ist gleichzeitig über einen Pull-up-Widerstand R35 mit der Betriebsspan­ nungsquelle U_B verbunden, da der Ausgang des Opera­ tionsverstärkers OP1 als Open-Kollektor beschaltet ist. Das Pulsweitensignal wird vom Ausgang 9 der Steuer­ schaltung 1 direkt an die Treiberstufe 4 weitergelei­ tet.

Der Überlastdetektor 8 ist mit einem Komparator OP2 und einem Operationsverstärker OP3 aufgebaut, wobei der erstgenannte als Schwellwertvergleicher und der zweit­ genannte als Istwertverstärker arbeitet. Hierzu wird dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstär­ kers OP3 über den schon erwähnten Widerstand R30 der Istwert des Laststromes I_L zugeführt. Der Ausgangsan­ schluß dieses Operationsverstärkers OP3 ist über einen Widerstand R27 mit dem Betriebspotential U_B und über eine Serienschaltung von zwei weiteren, dessen Verstär­ kung bestimmenden Widerständen R28 und R29 mit dem Be­ zugspotential der Schaltung verbunden, wobei der Ver­ bindungspunkt der beiden Widerstände R28 und R29 auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP3 geführt ist. Weiterhin ist der Ausgang dieses Ope­ rationsverstärkers OP3 über einen Widerstand R26 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators OP2 verbunden, dessen Ausgang über eine Serienschaltung aus einem Widerstand R25 und einem Kondensator C2 einmal über eine Diode D5 an dessen nichtinvertierenden Ein­ gang angeschlossen ist und zum anderen über eine weite­ re Diode D6 auf das Bezugspotential der Schaltung ge­ führt ist. Dabei sind diese beiden Dioden D5 und D6 so geschaltet, daß die Kathode der Diode D5 mit dem nicht­ invertierenden Eingang des Komparators OP2 verbunden ist und die Anode der Diode D6 auf dem Bezugspotential liegt. Der invertierende Eingang dieses Komparators OP2 erhält von der Schaltungsanordnung 14 die Überlast­ schwellenspannung U_Ü zugeführt. Ferner ist der Ausgang dieses Komparators OP2 sowohl über einen Pull-up-Wider­ stand R24 mit dem Betriebspotential verbunden als auch über einen Widerstand R23 auf die Basis-Elektrode eines npn-Transistors T4 geführt, wobei dessen Ba­ sis-Elektrode zusätzlich über einen Widerstand R22 mit dem Bezugspotential der Schaltung verbunden ist. Die Emitter-Elektrode dieses Transistors T4 liegt direkt auf dem Bezugspotential der Schaltung, während dessen Kollektor-Elektrode mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP1 der Steuerschaltung 1 verbunden ist.

Die Schaltungsanordnung 14 zur Erzeugung der Überlast­ schwellenspannung U_Ü enthält einen pnp-Transistor T5, dessen Kollektor-Elektrode auf dem Bezugspotential der Schaltung liegt. Die Basis-Elektrode dieses Transistors T5 ist an einen Spannungsteiler aus zwei Widerständen R20 und R21 angeschlossen, wobei der eine Widerstand R20 mit dem Bezugspotential und der andere Widerstand R21 mit dem Eingang 13 der Steuerschaltung 1 verbunden ist. Weiterhin enthält die Schaltungsanordnung 14 drei in Serie geschaltete Widerstände R17, R18 und R19, die die Betriebsspannungsquelle U_B mit dem Bezugspotential der Schaltung verbinden. Der Verbindungspunkt der Wi­ derstände R17 und R18 ist an die Anode einer Diode 7 angeschlossen, deren Kathode mit der Emitter-Elektrode des Transistors T5 verbunden ist. Der den Widerstand R18 mit dem Widerstand R19 verbindende Schaltungszweig bildet dagegen den Ausgang dieser Schaltungsanord­ nung 14.

Die Schaltung nach Fig. 2 arbeitet folgendermaßen: Der Kondensator C2 bildet zusammen mit dem Komparator OP2 des Überlastdetektors 8 einen Integrator, bei dem die Ausgangsspannung des Komparators OP2 bis auf einen Wert ansteigt, der sich aus der anliegenden Differenzspan­ nung und der realisierten Verstärkung ergibt. Über­ steigt nun am nichtinvertierenden Eingang des Kompara­ tors OP2 der Istwert des Laststromes I_L die dem inver­ tierenden Eingang zugeführte Überlastspannungsschwelle U_Ü, schaltet der Ausgang dieses Komparators OP2 auf ei­ nen positiven Spannungspegel, so daß nun der zuvor im sperrenden Zustand gehaltene Transistor T4 durchschal­ tet. Dies hat zur Folge, daß der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers OP1 der Steuerschal­ tung 1 auf das negative Bezugspotential gezogen wird, wodurch dessen Ausgang ebenfalls auf das negative Be­ zugspotential schaltet, infolgedessen die Treiberstu­ fe 4 abgeschaltet wird. Damit wird der Laststrom I_L ab­ geschaltet. Da sich der Kondensator C2 über die Di­ ode D5 und den Widerstand R25 auflädt, entsteht am nichtinvertierenden Eingang des Komparators OP2 ein po­ sitiver Spannungsimpuls, infolgedessen der positive Spannungspegel am Ausgang des Komparators OP2 so lange stehenbleibt, bis der Kondensator C2 voll aufgeladen ist. Bei vollgeladenem Kondensator C2 fließt kein La­ dungsstrom mehr, weshalb am nichtinvertierenden Eingang des Komparators OP2 die Spannung sinkt, bis sie schließlich die Schwellenspannung des invertierenden Eingangs unterschreitet. Jetzt kippt der Ausgang des Komparators OP2 in den Ruhezustand zurück. Der aufgela­ dene Kondensator C2 entlädt sich über die Diode D6, den Widerstand R25 und den Ausgang des Komparators OP2. Erst dann sperrt der Transistor T4, wodurch die Endstu­ fe 2 über die Treiberstufe 4 wieder eingeschaltet wird. Somit arbeitet der Komparator OP2 zusammen mit dem Kon­ densator C2 wie eine monostabile Kippstufe.

Nach Fig. 3 ist ein Steuerkreis mit einer Steuerschal­ tung 1, einer Treiberstufe 4 und einer in einen Last­ stromkreis geschalteten Endstufe 2 aufgebaut. Eine Steuerspannung U_St wird der Steuerschaltung 1 zuge­ führt, die ihrerseits ein Steuersignal erzeugt, das über die Schaltstrecke eines Schalters T1 der Treiber­ stufe 4 zugeführt wird, die ihrerseits die Endstufe 2 ansteuert. Der Laststromkreis enthält außer der Endstu­ fe 2 einen Gleichstrommotor M und einen Strom/Span­ nungs-Wandler 3. Diese genannten Elemente bilden eine Serienschaltung, die direkt an eine Betriebsspannung U_B gelegt ist.

Der Strom/Spannungs-Wandler 3 erzeugt eine Spannung U_L, die zu dem Laststrom I_L proportional ist. Diese Span­ nung U_L wird sowohl einem Überlastdetektor 8 als auch einem Kurzschlußdetektor 5 und einem Haltekondensator C3 zugeführt. Des weiteren erhält dieser Kurzschlußde­ tektor 5 eine Kurzschlußschwellenspannung U_K von einem mit zwei Widerständen R4 und R5 aufgebauten Spannungs­ teiler, der von der Betriebsspannung U_B gespeist wird. Weiterhin wirkt dieser Kurzschlußdetektor 5 auf eine Sanftanlaufschaltung 7 und steuert über eine weitere Leitung den Schalter T1. Der Zwischenspeicher 6 ist über eine weitere Leitung mit dem Kurzschlußdetektor 5 verbunden. Die schon oben genannte Sanftanlaufschal­ tung 7 wirkt über einen Schaltungszweig auf die Steuer­ schaltung 1.

Der Überlastdetektor 8 erhält nicht nur eine zum Last­ strom proportionale Spannung U_L, sondern auch die Über­ lastschwellenspannung U_Ü, die von einer Schaltungsan­ ordnung 14 erzeugt wird, die ihrerseits an die Be­ triebsspannungsquelle U_B angeschlossen ist. Ferner wird dieser Schaltungsanordnung 14 auch die der Steuerschal­ tung 1 zuzuführende Steuerspannung U_St zugeführt. So­ mit wird dem Überlastdetektor 8 eine Überlastschwellen­ spannung U_Ü zugeführt, die der Steuerspannung U_St annä­ hernd proportional ist.

In Fig. 4 ist ein detaillierter Schaltungsaufbau des Blockschaltbildes nach Fig. 1 dargestellt. Hierbei entspricht der Aufbau des Laststromkreises demjenigen nach Fig. 3. Zur Taktung des Laststromes kann die End­ stufe 2 beispielsweise einen Feldeffekttransistor auf­ weisen.

Die Steuerschaltung 1 liefert am Ausgang 9 ein Pulswei­ tensignal, das über einen Widerstand R9 auf die Basis- Elektrode eines Schalttransistors T1 geführt wird. Hierbei entspricht dieser Schalttransistor T1 dem in Fig. 1 dargestellten Schalter T1. Im Kollektorstrom­ kreis dieses Schalttransistors T1 liegt die Treiberstu­ fe 4, die ihrerseits die Endstufe 2 ansteuert. Entspre­ chend dem Puls-Pausenverhältnis des Pulsweitensignales wird dieser Schalttransistor T1 in den sperrenden oder nichtsperrenden Zustand gesteuert, infolgedessen wird auch die Treiberstufe 4 mit diesem vorgegebenen Takt mit dem Bezugspotential der Schaltung verbunden. Zusammen mit einem Widerstand R10, der die Basis-Elektrode des Schalttransistors T1 mit dem Bezugspotential der Schal­ tung verbindet, bildet der genannte Widerstand R9 einen Spannungsteiler zur Einstellung der Basis-Emitterspan­ nung des Schalttransistors T1.

Zur Einstellung des Puls-Pausenverhältnisses des Puls­ weitensignales wird der Steuerschaltung 1 über einen Eingang 13 die Steuerspannung U_St zugeführt. Diese Steuerspannung U_St wird über eine Serienschaltung zwei­ er Widerstände R6 und R7 auf den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP1 weitergeführt. Ein an dem Ausgang dieses Operationsverstärkers OP1 an­ stehendes Rechtecksignal wird dadurch erzeugt, daß dem invertierenden Eingang dieses Operationsverstärkers OP1 ein Sägezahnsignal zugeführt wird. Dieses Sägezahnsi­ gnal wird mittels eines Sägezahngenerators 12 erzeugt. Das Ausgangssignal dieses Operationsverstärkers OP1 wird mittels eines Schalttransistors T2 invertiert, in­ dem dessen Basis-Elektrode über einen Widerstand R8 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OP1 und dessen Kollektor-Elektrode über eine Diode D1 auf den Aus­ gang 9 der Steuerschaltung 1 geführt ist. Hierbei ist die Anode dieser Diode D1 direkt mit der Kollektor- Elektrode des Schalttransistors T2 verbunden, während die Emitter-Elektrode dieses Schalttransistors T2 an die Betriebsspannungsquelle U_B gelegt ist.

Der Überlastdetektor 8 ist mit einem Operationsverstär­ ker OP2 und einem Kondensator C2 aufgebaut, wobei die­ ser Kondensator C2 den Ausgang des Operationsverstär­ kers OP2 mit dessen invertierendem Eingang verbindet.

Diesem invertierenden Eingang wird über einen Wider­ stand R16 die von dem Strom/Spannungs-Wandler 3 erzeug­ te Spannung zugeführt, wobei diese Spannung in Abhän­ gigkeit der dem nichtinvertierenden Eingang zugeführten Spannung aufintegriert wird und über einen Schaltungs­ zweig auf den nichtinvertierenden Eingang des Opera­ tionsverstärkers OP1 der Steuerschaltung 1 geführt wird. Dem nichtinvertierenden Eingang des Operations­ verstärkers OP2 des Überlastdetektors 8 wird die Über­ lastschwellenspannung U_Ü zugeführt. Gemäß Fig. 3 be­ steht diese Überlastschwellenspannung aus einer festen Grundspannung und einer von der Steuerspannung U_st ab­ hängenden Spannung. Der mit der Betriebsspannung U_B verbundene Widerstand R1 liefert die Grundspannung und an dem Verbindungspunkt der einen Widerstandsteiler bildenden Widerstände R2 und R3 wird die variable Span­ nung abgeleitet. Die Reihenschaltung der beiden Span­ nungsteilerwiderstände R2 und R3 verbindet den Eingang 13 der Steuerschaltung 1 mit dem Bezugspotential der Schaltung.

Erreicht in einem Überlastfall der Spannungspegel an dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP2 die dynamische Überlastschwelle, wird das Span­ nungspotential an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP1 der Steuerschaltung 1 in Richtung des Bezugspotentials der Schaltung gesteuert, infolgedessen das Puls-Pausenverhältnis des Pulsweiten­ signals zu kleineren Werten hin geregelt wird. Hier­ durch nimmt der Effektivwert des Laststromes so lange ab, bis der Spannungspegel an dem invertierenden Ein­ gang des Operationsverstärkers OP2 des Überlastdetek­ tors 8 unter die Überlastschwelle gefallen ist. Im Fal­ le einer Überlastung des Laststromkreises bildet also die Steuerschaltung 1, der Strom/Spannungs-Wandler 3 sowie der Überlastdetektor 8 einen Regelkreis.

Der Kurzschlußdetektor 5 ist aus einem Komparator K, einem Widerstand R14 und einer Diode D2 aufgebaut. Dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators K wird über einen Widerstand R15 das Spannungssignal U_L des Strom/Spannungs-Wandlers 3 zugeführt, während an dessen invertierendem Eingang die Kurzschlußschwellenspannung U_K anliegt. Diese Kurzschlußschwellenspannung U_K wird entsprechend der Fig. 1 mit einem aus den beiden Wi­ derständen R4 und R5 aufgebauten Spannungsteiler er­ zeugt. Der Ausgang des Komparators K ist einerseits di­ rekt mit einem ersten Ausgang 10 als auch über die Se­ rienschaltung des Widerstandes R14 und der Diode D2 mit einem zweiten Ausgang 11 verbunden, wobei die Kathode der Diode D2 an diesen zweiten Ausgang 11 angeschlossen ist. Der erste Ausgang 10 führt auf die Sanftanlauf­ schaltung 7, während der zweite Ausgang 11 an den Aus­ gang 9 der Steuerschaltung 1 angeschlossen ist.

Der Haltekondensator C3, dessen erster Anschluß mit dem Ausgang des Komparators K des Kurzschlußdetektors 5 verbunden ist und dessen zweiter Anschluß über die Ano­ de einer Diode D3 und den schon erwähnten Widerstand R15 an den Ausgang des Strom/Spannungs-Wandlers 3 ange­ schlossen ist, bildet zusammen mit dem Komparator K ein Monoflop. Ferner ist eine zweite Diode D4 vorgesehen, die das Bezugspotential der Schaltung mit dem zweiten Anschluß des Kondensators C3 verbindet, wobei die Anode dieser Diode D4 auf dem Bezugspotential der Schaltung liegt.

Die Sanftanlaufschaltung 7 enthält einen NPN-Schalt­ transistor T3 mit einem Widerstand R11 in dessen Kol­ lektorstromkreis. Die Serienschaltung aus der Kollek­ tor-Emitterstrecke dieses Schalttransistors T3 und dem Widerstand R11 verbindet das Bezugspotential der Schal­ tung mit dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände R6 und R7 der Steuerschaltung 1. Ferner ist parallel zu der genannten Serienschaltung ein Kondensator C1 vorge­ sehen. Schließlich ist die Basis-Elektrode dieses Schalttransistors T3 über einen zweiten Widerstand R12 mit dem Ausgang 10 des Kurzschlußdetektors 5 verbunden. Ein dritter Widerstand R13 bildet zusammen mit dem ge­ nannten zweiten Widerstand R12 einen Spannungsteiler zur Einstellung der Basis-Emitterspannung des Schalt­ transistors T3.

Im folgenden soll die Funktionsweise der Kurzschlußsi­ cherung dargestellt werden, an der sowohl der Kurz­ schlußdetektor 5 als auch der Haltekondensator C3 und die Sanftanlaufschaltung 7 beteiligt sind. Im Falle ei­ nes normalen Betriebes, wenn also weder eine Überlast noch ein Kurzschluß vorliegt, liegt der Ausgang des Komparators K des Kurzschlußdetektors 5 auf einem Low- Pegel, also in diesem Falle auf dem Bezugspotential der Schaltung. Infolgedessen ist sowohl die Diode D2 des Kurzschlußdetektors K als auch der Schalttransistor T3 der Sanftanlaufschaltung im gesperrten Zustand. Im Kurzschlußfall steigt der Spannungspegel an dem nicht­ invertierenden Eingang des Komparators K über die Kurz­ schlußschwelle an, wodurch dessen Ausgang auf einen High-Pegel schaltet. Dies bewirkt einmal eine Durch­ schaltung der Diode D2 des Kurzschlußdetektors 5 mit der Folge, daß die Basis-Emitter-Diode des Schalttran­ sistors T1 in Durchlaßrichtung gepolt wird, so daß hierdurch die Treiberstufe 4 abgeschaltet wird. Zum an­ deren wird der Schalttransistor T3 der Sanftanlauf­ schaltung 7 durchgeschaltet, so daß sich der Kondensa­ tor C1 über den Widerstand R11 entladen kann. Hierdurch wird das Spannungspotential an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP1 der Steuerschal­ tung 1 auf das Bezugspotential der Schaltung gezogen, wodurch das hierdurch eingestellte Impuls-Pausenver­ hältnis des Pulsweitensignals einem Laststrom mit dem effektiven Wert Null entspricht. Schließlich bewirkt das Ausgangssignal des Komparators K des Kurzschlußde­ tektors 5 eine Aufladung des Haltekondensators C3 über die nun in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D3 und den Widerstand R15. Dabei ist jedoch die Diode D4 ge­ sperrt.

Sobald die Treiberstufe 4 abgeschaltet ist, fällt auch das Spannungspotential U_L auf das Bezugspotential. Der Komparator K verweilt jedoch noch in diesem Zustand, bis der Ladestrom des Haltekondensators C3 sich so ver­ ringert hat, daß der Spannungsabfall am Widerstand R15 die Kurzschlußspannungsschwelle U_K unterschreitet, mit der Folge, daß die Diode D3 nunmehr in den sperrenden Zustand übergeht, jedoch die weitere Diode D4 leitend geschaltet wird. Dies bewirkt nun eine Entladung dieses Haltekondensators C3 mit der Folge, daß sowohl die Di­ ode D2 des Kurzschlußdetektors 5 als auch der Schalt­ transistor T3 der Sanftanlaufschaltung 7 wieder in den sperrenden Zustand gesteuert werden. Hierdurch wird zum einen der Schalttransistor T1 zur Ansteuerung wieder frei und zum anderen der Kondensator C1 der Sanftan­ laufschaltung 7 über den Widerstand R6 der Steuerschal­ tung 1 derart aufgeladen, daß das Eingangssignal an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP1 der Steuerschaltung 1 auf einen solchen Wert hoch­ läuft, der dem eingestellten Wert der Steuerspannung U_st entspricht. Infolgedessen wird auch das Puls-Pau­ senverhältnis des Pulsweitensignals von einem minimalen Wert bis auf einen solchen Wert gesteuert, der dem mit der Steuerspannung U_St eingestellten Impuls-Pausenver­ hältnis entspricht. Hierdurch wird der effektive Wert des Laststromes von einem Wert Null bis zu einem sol­ chen Wert hochgefahren, der dem eingestellten Wert ent­ spricht. Hierdurch wird ein sogenannter Sanftanlauf des Gleichstrommotors bewirkt. Wird während oder nach dem Vorgang des Sanftanlaufes wieder ein Kurzschluß detek­ tiert, erfolgt eine erneute Abschaltung der Treiberstu­ fe 4.

Die Funktion des Haltekondensators C3 besteht darin, daß er zusammen mit dem Komparator K des Kurzschlußde­ tektors 5 und den Dioden D3 und D4 ein Monoflop bildet, das eine bestimmte Zeitverzögerung ermöglicht, nämlich die Zeitdauer vom Abschalten der Endstufe bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Endstufentransistor T1 zur An­ steuerung wieder freigegeben wird bzw. die Sanftan­ laufschaltung aktiviert wird.

Die mit dem Spannungsteiler R4 und R5 einzustellende Kurzschlußschwelle richtet sich nach dem maximal zuläs­ sigen Strom der Endstufe 2.

Die Diode D1 der Steuerschaltung 1 dient bei durchge­ schalteter Diode D2 des Kurzschlußdetektors 5 zur Ent­ kopplung der Steuerschaltung, indem sie in diesem Fall sperrend geschaltet ist.

Für die Ausführungsbeispiele nach der Fig. 2 oder 4 ist jeweils eine positive Betriebsspannung U_B vorgese­ hen. Jedoch können diese Schaltungen auch mit umgekehr­ ter Polarität aufgebaut werden, indem hierzu statt NPN- Transistoren PNP-Transistoren und umgekehrt verwendet werden und auf entsprechende Polarität der Dioden ge­ achtet wird. Ebenso ist bei Verwendung von Elektrolyt­ kondensatoren für den Kondensator C1 der Sanftanlauf­ schaltung 7 und des Haltekondensators C3 ebenso auf die richtige Polarität zu achten.

Schließlich sind die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 oder Fig. 4 besonders geeignet zur Steuerung eines Lüftermotors oder eines Relais, insbesondere für den Einbau in Kraftfahrzeuge.

Claims (25)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung und Überwachung des in einem Laststromkreis fließenden Laststromes mit einer Steuerschaltung (1), wobei der Laststromkreis ei­ ne Reihenschaltung aus einer von der Steuerschaltung (1) mittels einer ihr zugeführten Steuerspannung (U_St) anzusteuernden Endstufe (2), einen scheinwiderstandsbe­ hafteten Verbraucher (M) und einen eine zum Laststrom proportionale Spannung (U_L) erzeugenden Strom/Span­ nungs-Wandler (3) umfaßt, mit einem Überlastdetektor (8), dem einerseits die zum Laststrom (I_L) proportionale Spannung (U_L) als Istwert und andererseits als Überlastschwelle eine in Abhängigkeit der Betriebsspannung (U_B) geführte Überlastschwellenspannung (U_Ü) zuge­ führt werden und die Endstufe (2) abgeschaltet wird, falls der Istwert die Überlastschwellenspannung (U_Ü) übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zur Erzeugung der Überlastschwellenspannung (U_Ü) eine Schaltungsanordnung (14) vorgesehen ist, der die der Steuerschaltung (1) zuzuführenden Steuerspannung (U_St) zugeführt wird, und daß
• b) der Überlastdetektor (8) derart als monostabile Kippstufe arbeitet, daß er bei Überschreiten der Überlastschwellenspannung (U_Ü) durch den Istwert des Laststromes (I_L) zwecks Abschalten der Endstufe (2) in den Arbeitszustand kippt und erst nach Ablauf einer festgelegten Haltezeit durch Zurückkippen in den Ruhezustand ein Einschalten des Laststromes (I_L) bewirkt.

2. Schaltungsanordnung zur Steuerung und Überwachung des in einem Laststromkreis fließenden Laststromes mit einer Steuerschaltung (1), wobei der Laststromkreis ei­ ne Reihenschaltung aus einer von der Steuerschaltung (1) mittels einer ihr zugeführten Steuerspannung (U_St) anzusteuernden Endstufe (2), einen scheinwiderstandsbe­ hafteten Verbraucher (M) und einen eine zum Laststrom proportionale Spannung (U_L) erzeugenden Strom/Span­ nungs-Wandler (3) umfaßt, mit einem Kurzschlußdetektor (5), dem einerseits die zum Laststrom (I_L) proportionale Spannung (U_L) und andererseits als Kurzschlußschwelle eine Kurzschlußschwellenspannung (U_K) zugeführt werden und die Endstufe (2) nach einem detektierten Kurzschluß abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) nach dem Auftreten eines Kurzschlusses im Last­ stromkreis der Kurzschlußdetektor (5) ein Abschaltsignal erzeugt, das einerseits über einen Schalter (T1) ein sofortiges Abschalten der Endstufe (2) sowie über eine Sanftanlaufschaltung (7) einen Steuerzustand der Steuerschaltung (1) bewirkt, bei dem die Steuerschaltung (1) kein Steuersignal erzeugt, daß
• b) das Abschaltsignal für eine vorgegebene Zeitdauer mittels eines Haltekondensators (C3) am Ausgang des Kurzschlußdetektors (5) gehalten wird, und daß
• c) nach Ablauf der in b) genannten Zeitdauer die Sanftanlaufschaltung (7) einen Sanftanlauf des Verbrauchers (M) bewirkt, bei dem das von der Steuerschaltung (1) erzeugte Steuersignal, ausgehend von einem niedrigen Spannungspegel, bis zu einem solchen Spannungspegel hochläuft, der demjenigen der Steuerschaltung (1) zugeführten Steuerspannung (U_St) entspricht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit einem Kurzschlußdetektor (5), dem einerseits die zum Laststrom (I_L) proportionale Spannung (U_L) und andererseits als Kurzschlußschwelle eine Kurzschlußschwellenspannung (u_K) zugeführt werden und die Endstufe (2) nach einem detektierten Kurzschluß abgeschaltet wird, gekennzeichnet durch die Merkmale a), b) und c) des Patentanspruches 2.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (14) zur Erzeugung der Überlastschwellenspannung (U_Ü) eine Reihenschaltung aus einem ersten, zweiten und dritten Widerstand (R17, R18, R19) aufweist, die die Betriebsspannungsquelle (U_B) mit dem Bezugspotential verbindet, daß diese Schaltungsanordnung (14) ferner einen Schalttransistor (T5) enthält, dessen Kollektor-Elektrode auf dem Bezugspotential der Schaltuung liegt, dessen Emitter-Elektrode über eine Diode (D7) an den Verbindungspunkt des ersten und des zweiten Widerstands (R17, R18) angeschlossen ist, während dessen Basis-Elektrode mit einem von der der Steuerschaltung zuzuführenden Steuerspannung (U_St) gespeisten Spannungsteiler (R20, R21) verbunden ist und daß der den zweiten mit dem dritten Widerstand (R18, R19) verbindende Schaltungszweig auf den Überlastdetektor (8) führt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schaltungsanordnung (14) erzeugte Überlastschwellenspannung (U_Ü) als Summe einer an einem von der Steuerspannung (U_St) gespeisten Spannungsteiler (R2, R3) abgegriffenen Spannung und einer von der Betriebsspannung (U_B) der Schaltungsanordnung abgeleiteten Spannung gebildet wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlastdetektor (8) einen Komparator (OP2) aufweist, wobei der Ausgang dieses Komparators (OP2) über einen Kondensator (C2) mit dessen einem Eingang verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kondensator (C2) sowohl über eine er­ ste Diode (D5) mit dem einen Eingang des Operationsver­ stärkers (OP2) verbunden ist als auch über eine zweite Diode (D6) auf das Bezugspotential der Schaltung ge­ führt ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Eingang des Operationsverstärkers (OP2) eine dem Istwert des Laststromes (I_L) proportionale Spannung anliegt und daß dem anderen Eingang des Operationsverstärkers (OP2) die Überlastschwellenspannung (U_Ü) zugeführt wird.

19. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Operati­ onsverstärkers (OP2) direkt auf die Steuerschaltung (1) geführt ist.

10. Schaltungsanordnung einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers (OP2) einen steuerbaren Schalter (T4) ansteuert und daß die Schaltstrecke dieses Schalters (T4) mit der Steuerschaltung (7) verbunden ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußdetektor (5) einen Komparator (K) aufweist, dessen nichtinvertierendem Eingang über einen Widerstand (R15) die vom Strom/Spannungs-Wandler (3) erzeugte Spannung (U_L) zugeführt wird und an dessen invertierendem Eingang die Kurzschlußschwellenspannung (U_K) anliegt und daß der Ausgang des genannten Komparators (K) einerseits über einen ersten Ausgang (10) auf die Sanftanlaufschaltung (7) geführt und über einen zweiten Ausgang (11) mit dem Ausgang (9) der Steuerschaltung (1) andererseits verbunden ist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Ausgang (10) des Kurz­ schlußdetektors (5) direkt mit der Sanftanlaufschaltung (7) verbunden ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ausgang des genannten Komparators (K) über eine Reihenschaltung aus einem Wi­ derstand (R14) und einer Diode (D2) mit dem zweiten Ausgang (11) des Kurzschlußdetektors (5) verbunden ist.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sanftan­ laufschaltung (7) einen Schalttransistor (T3) aufweist, dessen Kollektor-Elektrode über einen Widerstand (R11) mit der Steuerschaltung (1) verbunden ist, daß der Se­ rienschaltung aus dem genannten Widerstand (R11) und der Kollektor-Emitter-Strecke des genannten Schalttran­ sistors (T3) ein Kondensator (C1) parallelgeschaltet ist und daß die Basis-Elektrode des genannten Schalt­ transistors (T3) mit dem ersten Ausgang (10) des Kurz­ schlußdetektors (5) verbunden ist.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Basis-Elektrode des genannten Schalttransistors (T3) über einen Spannungsteiler (R12, R13) mit dem ersten Ausgang (10) des Kurzschlußdetek­ tors (5) verbunden ist.

16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Haltekondensator (C3) einerseits mit dem Ausgang des Komparators (K) des Kurzschlußdetektors (5) und andererseits sowohl über eine erste Diode (D3) mit dem nichtinvertierenden Eingang des genannten Komparators (K) als auch über eine zweite Diode (D4) mit dem Bezugspotential der Schaltung verbunden ist.

17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (T1) ein Steuertransistor ist, daß zur Steuerung der Endstufe (2) der Ausgang (9) der Steuerschaltung (7) die Basis-Elektrode des genannten Steuertransistors (T1) ansteuert.

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Einstellung der Basis-Emitter­ spannung des Steuertransistors (T1) ein Spannungsteiler (R9, R10) vorgesehen ist.

19. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Laststromes (I_L) eine Pulsweitenmodulation verwen­ det wird und daß hierzu die Steuerschaltung (1) einen Sägezahngenerator (12) und einen Operationsverstärker (OP1) aufweist.

20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem invertierenden Eingang des Opera­ tionsverstärkers (OP1) das Sägezahnsignal des Sägezahn­ generators (12) zugeführt wird, daß an dem nichtinver­ tierenden Eingang des Operationsverstärkers (OP1) über eine Serienschaltung eines ersten und zweiten Wider­ standes (R6, R7) die Steuerspannung (U_St) angelegt wird und daß der Ausgang des Operationsverstärkers (OP1) auf den Ausgang (9) der Steuerschaltung (1) geführt wird.

21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers (OP1) mit dem Überlastdetektor (8) verbunden ist.

22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20 oder 21, da­ durch gekennzeichnet, daß der den ersten und zweiten Widerstand (R6, R7) verbindende Schaltungszweig an die Sanftanlaufschaltung (7) angeschlossen ist.

23. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalttransistor (T2) vorgesehen ist, dessen Basis-Elektrode über einen Widerstand (R8) mit dem Ausgang des Operationsverstär­ kers (OP1) der Steuerschaltung (1) verbunden ist und dessen Kollektor-Elektrode über eine Diode (D1) an den Ausgang (9) der Steuerschaltung (1) angeschlossen ist.

24. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstufe (2) eine Treiberstufe (4) vorgeschaltet ist.

25. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Treiberstufe (4) im Kollektor­ stromkreis desjenigen Steuertransistors (T1) liegt, dessen Basis-Elektrode vom Ausgang (9) der Steuerschal­ tung (1) gesteuert wird.