DE4216177C2 - Überstromschutzvorrichtung für ein Leistungselement - Google Patents
Überstromschutzvorrichtung für ein LeistungselementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzvorrichtung für ein
Leistungselement, mit der beispielsweise ein IGBT, ein Leistungs-
MOSFET oder ein Bipolartransistor vor Überstrom geschützt wird.
So beschreibt die US 4,949,213 einen Treiberschaltkreis für Lei
stungshalbleiter. Gemäß der dortigen Offenbarung wird ein Über
strom detektiert, der dazu führt, daß ein Transistor leitfähig
wird, mit der Folge, daß sich die Gate-Emitter-Spannung eines IGBT
verringert. Zum Detektieren des Überstroms ist eine Diode
vorgesehen, die unmittelbar mit dem Kollektor des
Leistungselementes verbunden ist. Dementsprechend wird eine Be
grenzung der Gate-Emitter-Spannung des IGBT durch die entspre
chende Beschaltung des Transistors in Verbindung mit einer Ka
pazität, einem Widerstand und Spannungsquellen erreicht.
Aus der Veröffentlichung von Brauschke (Brauschke P. u. a.: Smart
SIPMOS Leistungshalbleiter mit Intelligenz. In: Siemens Components
25 (1987) Heft 5, S. 182 bis 184 ist die Verwendung einer
Begrenzerdiode in Form einer Zehnerdiode bei einem
Leistungshalbleiterelement prinzipiell bekannt, um dieses vor
Überspannungen zu schützen.
Aus der DE 33 22 873 C2 ist es im Zusammenhang mit dem Über
spannungsschutz für in Reihe geschaltete Transistoren als Lei
stungselemente bekannt, in der Überspannungsschutzbeschaltung eine
Diode zu verwenden, die Teil einer einem Optokoppler ähnlichen
Übertragungseinrichtung ist, welche wiederum mit dem Eingang der
Treiberschaltung für die Transistoren verbunden ist.
Eine herkömmliche, firmenintern bekannte Überstromschutzvorrichtung, mit der ein in einen
Verbraucherkreis eines Inverters oder dergleichen zum Durchführen
der Geschwindigkeitssteuerung eines Induktionsmotors eingesetztes
Leistungselement vor Überstrom oder Kurzschluß geschützt wird, ist
als Blockschaltbild in Fig. 6 dargestellt.
In Fig. 6 dient als Leistungselement 1 ein IGBT oder ähnliches
Bauelement. Zum Ansteuern des Leistungselements 1 ist ein Gate
verstärker 2 als Steuersignalverstärker vorgesehen, für den das
Steuersignal von einer Steuerschaltung 3 ausgegeben wird. Mit dem
Leistungselement 1 ist ein Nebelschlußwiderstand 4 in Reihe
geschaltet, der einen Überstrom abtastet, während eine Trenn
schaltung 5 zum Abtrennen und Übertragen der Potentialdifferenz
des Nebenschlußwiderstands 4 zur Steuerschaltung 3 dient.
Im allgemeinen ist der Hauptschaltkreis für das Leistungselement 1
durch den Gateverstärker 2 von der Steuerschaltung 3 elektrisch
abgetrennt. Um für den Lastkreis oder Verbraucherkreis, d. h. für
den Hauptschaltkreis, Überstromschutz zu ermöglichen, wird der
Hauptstrom 1c des Leistungselements 1 vom Nebenschlußwiderstand 4
gemessen. Der Wert des festgestellten Stroms 1c wird über die
Trennschaltung 5, beispielsweise einen Isolierverstärker, als
Meßsignal an die Steuerschaltung 3 angelegt. Damit wird das
Leistungselement 1 abgeschaltet, wenn das Meßsignal ein
vorherbestimmtes Niveau erreicht.
In Fig. 7 ist eine Ersatzschaltung gezeigt, die dann vorhanden
ist, wenn ein Überstrom, insbesondere ein Kurzschluß in dem in
Fig. 6 gezeigten, das Leistungselement 1 einschließenden Haupt
schaltkreis auftritt. Die Arbeitsweise der in Fig. 7 gezeigten
Schaltung geht aus Fig. 8A bis 8C hervor. Wie Fig. 7 zeigt, ist
eine Stromversorgungsquelle 6 für den Hauptschaltkreis parallel zu
einem Leistungselement 1 geschaltet, an dessen Kollektor und Gate
eine parasitäre Kapazität 7 liegt. Außerdem ist in diesem
Schaltkreis ein Schalter 8 gezeigt, der im Ersatzschaltbild einen
Kurzschluß wiedergeben soll.
Wenn bei dem in Fig. 7 dargestellten Schaltkreis der Schalter 8
offen ist, beträgt die Spannung VCE zwischen dem Kollektor und
Emitter des Leistungselements 1 Null Volt. Wenn in diesem Zustand
ein Kurzschluß auftritt, d. h. wenn der Schalter 8 geschlossen
wird, beginnt, wie Fig. 8A zeigt, ein starker Strom Ic im
Leistungselement 1 zu fließen, was aus Fig. 8B hervorgeht. Ferner
wird eine Stufenspannung, die sich aus der Gleichspannung VDE der
Stromversorgungsquelle 6 für den Hauptschaltkreis entwickelt, auf
den Kollektor und Emitter des Leistungselements 1 aufgeprägt. Es
zeigt sich, daß der Strom abrupt ansteigt, einen Spitzenwert
erreicht, und dann auf einen stabilen Pegel abnimmt, wobei diese
Ansprechkurve vermutlich auf eine Induktivität in der
Schaltkreisleitung zurückzuführen ist.
Die im Leistungselement 1 bestehende parasitäre Kapazität 7
verursacht, daß eine Spannung VGE zwischen dem Gate und dem
Emitter des Leistungselements 1 von der Standardspannung VGI und
(Dreieck) VGI ansteigt, wie in Fig. 8C gezeigt. Infolgedessen
übersteigt VGE die Spannung der ansteuernden Gleichstromquelle im
Gateverstärker 2, was den Kollektorstrom Ic noch weiter steigen
läßt.
Die Schaltung des Gateverstärkers 2, der als der in Fig. 7 ge
zeigte Steuersignalverstärker dient und die auf Forschungsarbeiten
der Anmelderin zurückgeht, ist im einzelnen in Fig. 9 dargestellt.
Wie Fig. 9 zeigt, ist eine Gleichstromquelle 9 für die
Gateansteuerung in einem Kreis mit einem Photokoppler 10B zum
Trennen und Empfangen eines Steuersignals von der Steuerschaltung
3 aufweist. In diesem Schaltkreis sind auch Widerstände 11, 13 und
16 sowie Transistoren 12, 14 und 15 enthalten. Zwischen das Gate G
des Leistungselements 1 und den positiven Anschluß der
Gleichstromquelle 9 für die Gateansteuerung ist eine Diode 17
eingfügt.
Um das Ansteigen er Gatespannung VGE des Leistungselements 1 zu
unterdrücken, wenn im Leistungselement 1 Überstrom fließt, ist die
Diode 17 bei der herkömmlichen Auslegung zwischen den Gateanschluß
G des Leistungselements 1 und den positiven An
schluß der Gleichstromquelle 9 im Gateverstärker 2 (positiver
Anschluß von VG) geschaltet, wie Fig. 9 zeigt. Mit der
Diode 17 wird die Gatespannung VGE des Leistungselements 1
auf VGI geklemmt, wodurch der Spitzenwert des Stroms Ic im
Moment eines Kurzschlußzwischenfalls auf einen niedrigeren
Wert begrenzt wird. Wenn beispielsweise VG 15 Volt beträgt,
könnte VGI von einem Wert von 15 Volt auf einen höheren Wert
(z. B. 18 Volt) geändert werden, und es könnte ein Strom Ic
mit höherem Pegel fließen, wenn ein Kurzschluß eintritt. Das
Vorhandensein der Diode begrenzt allerdings den Spannungsan
stieg, und infolgedessen ist der Strom Ic entsprechend be
grenzt. Auch wenn die Spannung dazu neigt, bei einem Kurz
schluß zuzunehmen, wird die Verstärkung im einzelnen doch von
der Diode unterdrückt und die Leistung reduziert. Bei redu
zierter Leistung wird allerdings der Spitzenstrom unter
drückt, und der Schaltkreis nimmt den Überstrom nicht wahr.
Infolgedessen wird die Periode von dem Beginn des Kurzschlus
ses bis zu einer Beschädigung des Leistungselements 1 verlän
gert, mit anderen Worten, die Kurzschlußkapazität wird ver
bessert.
Die bekannte Schaltungsanordnung bringt jedoch gewisse
Schwierigkeiten mit sich. Erstens: Wegen des oben beschriebe
nen Aufbaus der bekannten Überstromschutzvorrichtung für das
Leistungselement gibt der in den Verbraucherkreis des in
Fig. 6 gezeigten bekannten Ausführungsbeispiels eingefügte
Nebenschlußwiderstand eine beträchtliche Menge Wärme ab.
Zweitens ist die für die Messung eines Überstroms vorgesehene
Trennschaltung 5 verhältnismäßig teuer, da der gesteigerte
Verlust eine ziemlich große Einheit erfordern kann und des
halb höhere Kosten verursacht. Außerdem muß der bei dem in
Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendete Stromdetektor
einen Kurzschluß feststellen und das Leistungselement ab
schalten. Auch das führt zu einer großen Einheit der Vorrich
tung und zu höheren Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der
Nachteile der bekannten Konstruktion eine Überstromschutzvor
richtung für ein Leistungselement zu schaffen, die einen ver
hältnismäßig einfachen Schaltungsaufbau hat und dennoch in
wirkungsvoller Weise das Leistungselement vor Überstrom und
Kurzschluß schützen kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Überstrom
schutzvorrichtung für ein Leistungselement, welche die Steue
rung des Leistungselements von der Abtastung eines Überstrom
zustandes trennt.
Das wird erreicht mit Hilfe eines einzigen Photokopplers, der
drei Funktionen erfüllen kann: die Gatespannung begrenzen zw.
festklemmen, den Hauptschaltkreis und die Steuerschaltung
voneinander trennen sowie einen Überstrom feststellen.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird die der Erfindung
zugrundeliegende Aufgabe durch Anordnung eines ersten und
eines zweiten Photokopplers gelöst, wobei das Eingangsende
des zweiten Photokopplers zwischen das Gate des Leistungsele
ments und die positive Seite einer Gleichstromquelle für die
Gateansteuerung eingefügt ist, um den Anstieg der Gatespan
nung des Leistungselements aufgrund eines Überstroms zu be
grenzen. Der zweite Photokoppler kann das Meßsignal des Über
stromes an seiner Ausgangsseite zur Verfügung stellen, und
das Meßsignal wird an die Steuerschaltung abgegeben, die dann
ein Steuersignal ausgibt, um die Erregung des Leistungsele
ments zu stoppen oder zu begrenzen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel mit einem ersten und einem zwei
ten Photokoppler dadurch gelöst, daß die Eingangsseite des
zweiten Photokopplers zwischen das Gate des Leistungselements
und die positive Seite der Gleichstromquelle zur Gateansteue
rung eingefügt ist, um den durch Überstrom verursachten An
stieg der Gatespannung des Leistungselements zu begrenzen. An
seiner Ausgangsseite kann dieser Photokoppler das Meßsignal
für Überstrom ausgeben. Die Ausgangsseite des zweiten Photo
kopplers ist zwischen die Steuerschaltung und die Eingangs
seite des ersten Photokopplers gelegt, um die Zuführung des
Steuersignals der Steuerschaltung zu dem ersten Photokoppler
zu steuern, damit die Erregung des Leistungselements gestoppt
werden kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem
dritten Ausführungsbeispiel dadurch gelöst, daß Gate und
Emitter des Leistungselements im Moment der Feststellung von
Überstrom an die Ausgangsseite des zweiten Photokopplers ge
mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel angeschlossen sind, um
die Erregung des Leistungselements zu beenden.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften
Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbei
spiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Überstromschutzvorrichtung für
ein Leistungselement gemäß einem ersten Ausführungs
beispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Schaltbild einer Überstromschutzvorrichtung für
ein Leistungselement gemäß einem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 ein Beispiel, bei dem ein Transistor mit der Aus
gangsseite eines in Fig. 2 gezeigten zweiten Photo
kopplers durch eine Darlington-Schaltung verbunden
ist;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Überstromschutzvorrichtung für
ein Leistungselement gemäß einem dritten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 ein Beispiel, bei dem ein Transistor mit der Aus
gangsseite eines in Fig. 4 gezeigten zweiten Photo
kopplers durch eine Darlington-Schaltung verbunden
ist;
Fig. 6 ein Schaltbild einer herkömmlichen, firmenintern bekannten Überstromschutz
vorrichtung für ein Leistungselement;
Fig. 7 ein Ersatzschaltbild für das Schaltbild gemäß
Fig. 6;
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Arbeitsweise des in
Fig. 7 gezeigten Ersatzschaltbildes;
Fig. 9 ein detailliertes Schaltbild eines in Fig. 6 gezeig
ten Gateverstärkers.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1, in der die gleichen Bezugszei
chen wie bei der herkömmlichen Anordnung für gleiche oder
entsprechende Teile benutzt Sind, soll ein erstes Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden.
Fig. 1 veranschaulicht einen Schaltkreis, der als Überstrom
schutzvorrichtung für ein Leistungselement 1 dient. Gemäß
Fig. 1 ist ein erster Photokoppler 10 zum Empfangen und Tren
nen eines Steuersignals von einer Steuerschaltung 3 vorgese
hen. Ein zweiter Photokoppler 18 mit einer Leuchtdiode 18A
als Eingangsseite und einem Phototransistor 18B als Ausgangs
seite ist zusätzlich vorgesehen. Die Leuchtdiode 18A ist zwi
schen das Gate des Leistungselements 1 und den positiven An
schluß einer Gleichstromquelle 1 für die Gateansteuerung in
einer in Fig. 1 angedeuteten Richtung geschaltet, und der
Phototransistor 18B ist mit der Steuerschaltung 3 verbunden.
Der gezeigte Schaltkreis arbeitet wie folgt: Wenn der zweite
Photokoppler 18 so geschaltet ist, wie in Fig. 1 dargestellt,
erfüllt die Leuchtdiode 18A, die als Eingangsseite dient,
eine äquivalente Funktion wie die Diode 17 in Fig. 9, mit an
deren Worten, sie begrenzt die Gatespannung VGE des Lei
stungselements 1, die auf einen Überstrom im Hauptschalt
kreis, beispielsweise einen Kurzschluß zurückzuführen ist, um
den Anstieg dieser Gatespannung zu begrenzen. Der als Aus
gangsseite dienende Phototransistor 18B bewirkt, daß ein für
den Überstrom repräsentatives Meßsignal ausgegeben wird. Bei
diesem Signal handelt es sich um Strom, der dem Erregerstrom
der Leuchtdiode 18A entspricht, welcher sich entsprechend der
Stärke des Überstroms ändert. Die Steuerschaltung 3 gibt ein
Steuersignal ab, um die Erregung des Leistungselements 1 zu
beenden oder zu begrenzen, wenn ein derartiges Meßsignal er
halten wird.
Der zweite Photokoppler 18 ist in der vorstehend beschriebe
nen Weise eingefügt und mit der Gateverstärkerschaltung 2
verbunden und arbeitet so, daß ein Ansteigen der Gatespannung
VGE des Leistungselements 1 verhindert wird, wenn ein Kurz
schluß auftritt. Infolgedessen wird die Dauer des Kurzschlus
ses verlängert. Der Photokoppler 18 kann außerdem einen in
ihm fließenden Eingangsstrom als Überstrom (Kurzschluß) beur
teilen und dessen Auftreten an die Steuerschaltung 3 weiter
geben.
Mit anderen Worten: ein einziger zweiter Photokoppler 18 kann
drei Aufgaben erfüllen, nämlich die Gatespannung begrenzen,
den Hauptschaltkreis und die Steuerschaltung voneinander
trennen sowie einen Überstrom feststellen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung soll unter Be
zugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben werden. Der Aufbau der
in Fig. 2 gezeigten Schaltung ähnelt im wesentlichen der ge
mäß Fig. 1. Beide Schaltkreise unterscheiden sich lediglich
darin, daß der Phototransistor 18B als Ausgangsseite des
zweiten Photokopplers 18 zwischen die Steuersignalausgangs
seite der Steuerschaltung 3 und die Leuchtdiode 10A, die als
Eingangsseite des ersten Photokopplers 10 dient, eingefügt
und entsprechend angeschlossen ist.
In Fig. 2 hat der erste Photokoppler 10 die Aufgabe, die
Steuerschaltung 3 vom Hauptschaltkreis zu trennen. Während
der Eingang des zweiten Photokopplers 18 mit dem beim ersten
Ausführungsbeispiel identisch ist, ist der Ausgang für die
Trennung unmittelbar mit dem Eingang des ersten Photokopp
lers 10 verbunden. Folglich kann das Auftreten von Überstrom
festgestellt und die Zuführung des Steuersignals sofort
gestoppt werden, um das Leistungselement leichter abschalten
zu können.
Das in Fig. 3 gezeigte Beispiel zeigt, daß bei der Schalt
kreisanordnung gemäß Fig. 2 ein Transistor 19 in Darlington-
Verbindung mit dem Phototransistor 18B an der Ausgangsseite
des zweiten Photokopplers 18 steht, und daß die Ausgangsseite
des zweiten Photokopplers 18 mit der primären Seite des er
sten Photokopplers 10 über den in Darlington-Verbindung ge
schalteten Transistor 19 verbunden ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Stromkapazität durch die
Darlington-Schaltung des Transistors 19 mit dem Ausgang des
zweiten Photokopplers 18 erhöht werden. Außerdem erlaubt die
Darlington-Schaltung, daß ein stärkerer Strom ohne die Gefahr
eines Ausfalls oder Versagens fließen kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 soll ein drittes Ausführungsbei
spiel der Erfindung beschrieben werden. Der Aufbau der in
Fig. 4 gezeigten Schaltung ähnelt im wesentlichen dem der
Schaltkreise gemäß Fig. 1 und 2. Unterschiede bestehen ledig
lich insofern, als der Phototransistor 18B als Ausgangsseite
des zweiten Photokopplers 18 zwischen das Gate G und den
Emitter E des Leistungselements 1 geschaltet ist.
Wenn bei dieser Schaltkreisanordnung die Gatespannung VGE des
Leistungselements 1 beim Auftreten von Überstrom steigt, wird
der zweite Photokoppler 18 eingeschaltet, um die Spannung VGE
am Gate und Emitter des Leistungselements 1 zu verringern,
wodurch das Leistungselement ausgeschaltet wird.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem der Transistor 19 mit dem
Ausgang des zweiten Photokopplers 18 ähnlich wie bei dem in
Fig. 3 gezeigten Schaltkreis in Darlington-Verbindung steht,
um die Stromkapazität zu vergrößern und dadurch eine ähnliche
Wirkung zu erzielen.
Der bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 1
bis 3 als Beispiel vorgesehene IGBT kann auch durch einen
Leistungs-MOSFET, einen Bipolartransistor oder dergleichen
ersetzt sein, um die Gate- oder Basisspannung im Zeitpunkt
eines Kurzschlusses auf ähnliche Weise zu begrenzen, wobei
eine ähnliche Wirkung wie bei jedem der vorstehend beschrie
benen Ausführungsbeispiele erzielt wird.
Gemäß der Erfindung wird das Leistungselement 1 abgeschaltet,
wenn der Gatespannungsanstieg des Leistungselements 1, bei
spielsweise des IGBT, des Leistungs-MOSFET oder des Bipolar
transistors im Zeitpunkt des Auftretens von Überstrom vom
zweiten Photokoppler 18 festgestellt wird, und dieser Gate
spannungsanstieg wird von der Leuchtdiode 18A an der Ein
gangsseite des zweiten Photokopplers 18 unterdrückt. Da also
der einzige zweite Photokoppler alle drei Aufgaben der Gate
spannungsbegrenzung, des Trennens und der Messung von Über
strom erfüllen kann, läßt sich eine kompakte, relativ preis
werte, durch geringen Verlust gekennzeichnete Überstrom
schutzvorrichtung für das Leistungselement 1 realisieren.
Wie vorstehend beschrieben, bietet das erste Ausführungsbei
spiel eine verhältnismäßig preisgünstige Überstromschutzvor
richtung für ein Leistungselement, mit der die Kurzschlußka
pazität des Leistungselements erhöht und ein Kurzschluß fest
gestellt werden kann. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist
die Eingangsseite des zweiten Photokopplers zwischen das Gate
des Leistungselements und die positive Seite der Gleichstrom
quelle für die Gateansteuerung geschaltet, um den durch Über
strom verursachten Anstieg der Gatespannung des Leistungsele
ments zu begrenzen. An seiner Ausgangsseite kann er das Meß
signal des Überstromes ausgeben, und dieses Meßsignal wird an
die Steuerschaltung angelegt, die dann ein entsprechendes
Steuersignal abgibt, um die Erregung des Leistungselements zu
stoppen oder zu begrenzen.
Das zweite und dritte Ausführungsbeispiel bieten jeweils eine
verhältnismäßig preisgünstige Überstromschutzvorrichtung für
ein Leistungselement, bei dem die Überstrom- und Kurzschluß
kapazitäten des Leistungselements erhöht sind. Bei dem zwei
ten Ausführungsbeispiel ist die Eingangsseite des zweiten
Photokopplers zwischen das Gate des Leistungselements und die
positive Seite der Gleichstromquelle für die Gateansteuerung
geschaltet, um den Anstieg der Gatespannung des Leistungsele
ments, verursacht durch Überstrom, zu begrenzen. Das Meßsi
gnal für den Überstrom kann an der Ausgangsseite zur Verfü
gung gestellt werden. Die Ausgangsseite des zweiten Photo
kopplers ist zwischen die Steuerschaltung und die Eingangs
seite des ersten Photokopplers geschaltet, um die Eingabe des
Steuersignals von der Steuerschaltung in den ersten Photo
koppler zu steuern, damit die Erregung des Leistungselements
aufhört. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind Gate und
Emitter des Leistungselements im Zeitpunkt der Messung von
Überstrom in die Ausgangsseite des zweiten Photokopplers beim
zweiten Ausführungsbeispiel geschaltet, um die Erregung des
Leistungselements zu beenden.
Claims (4)
1. Überstromschutzvorrichtung für ein IGBT-, MOSFET- oder
Bipolartransistor-Leistungselement (1), umfassend
eine Steuerschaltung (3), die ein Steuersignal abgibt, um das Leistungselement (1) einzuschalten und wieder auszuschalten und
einen galvanisch von der Steuerschaltung (3) getrennten Leistungselementtreiber (2) mit einer Gleichstromquelle (9),
dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungselementtreiber (2) eine Begrenzerdiode (18A) zur Begrenzung der Spannung am Steueranschluß des Leistungselementes (1), die einen Teil eines Optokopplers (18) bildet, aufweist, wobei die Begrenzerdiode (18A) zwischen dem Steueranschluß (G) des Leistungselementes (1) und der Gleichstromquelle (9) des Leistungselementtreibers (2) angeschlossen ist, weiterhin ein Phototransistor (18B) des Optokopplers (18)
eine Steuerschaltung (3), die ein Steuersignal abgibt, um das Leistungselement (1) einzuschalten und wieder auszuschalten und
einen galvanisch von der Steuerschaltung (3) getrennten Leistungselementtreiber (2) mit einer Gleichstromquelle (9),
dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungselementtreiber (2) eine Begrenzerdiode (18A) zur Begrenzung der Spannung am Steueranschluß des Leistungselementes (1), die einen Teil eines Optokopplers (18) bildet, aufweist, wobei die Begrenzerdiode (18A) zwischen dem Steueranschluß (G) des Leistungselementes (1) und der Gleichstromquelle (9) des Leistungselementtreibers (2) angeschlossen ist, weiterhin ein Phototransistor (18B) des Optokopplers (18)
- 1. mit der Steuerschaltung (3) verbunden ist, wobei dann, wenn überstrombedingt ein Ansteigen der Steuerspannung des Leistungselementes (1) auftritt, die einen Teil des Optokopplers (18) bildende Begrenzerdiode (18A) stromführend wird und über den Phototransistor (18B) die Steuerschaltung (3) ein Steuersignal an den Leistungselementtreiber (2) abgibt, um den Stromfluß durch das Leistungselement (1) zu beenden oder zu begrenzen,
- 2. oder mit dem Eingang des Leistungselementtreibers (2) verbunden ist, wobei dann, wenn überstrombedingt ein Ansteigen der Steuerspannung des Leistungselementes (1) auftritt, die einen Teil des Optokopplers (18) bildende Begrenzerdiode (18A) stromführend wird und über den Phototransistor (18B) die Zuführung des Steuersignals für den Leistungselementtreiber (2) sofort gestoppt wird.
2. Überstromschutzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Transistor (19) in Darlington-Schaltung mit dem
Ausgang des Phototransistors (18B) in Verbindung steht
und der Ausgang des Darlington-Transistors (19) mit dem
Eingang des Leistungselementtreibers (2) verbunden ist.
3. Überstromschutzvorrichtung für ein IGBT-, MOSFET- oder
Bipolartransistor-Leistungselement, umfassend
eine Steuerschaltung, die ein Steuersignal abgibt, um das Leistungselement einzuschalten und wieder auszuschalten
und einen galvanisch von der Steuerschaltung getrennten Leistungselementtreiber mit Gleichstromquelle,
dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungselementtreiber (2) eine Begrenzerdiode (18A) zur Begrenzung der Spannung am Steueranschluß des Leistungselementes (1) und einen Phototransistor (18B), die Teile eines Optokopplers (18) bilden, aufweist, wobei die Begrenzerdiode (18A) zwischen dem Steueranschluß (G) des Leistungselementes (1) und dem positiven Pol der Gleichstromquelle (9) sowie der Phototransistor (18B) zwischen dem Steueranschluß G des Leistungselementes (1) und dem negativen Pol der Gleichstromquelle (9) angeschlossen ist, derart, daß dann, wenn überstrombedingt ein Anstieg der Steuerspannung des Leistungselementes (1) über den Wert der Gleichstromquelle (9) auftritt, die Begrenzerdiode (18A) stromführend wird, und der Phototransistor (18B) die Steuerspannung des Leistungselementes (1) weiter verringert.
eine Steuerschaltung, die ein Steuersignal abgibt, um das Leistungselement einzuschalten und wieder auszuschalten
und einen galvanisch von der Steuerschaltung getrennten Leistungselementtreiber mit Gleichstromquelle,
dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungselementtreiber (2) eine Begrenzerdiode (18A) zur Begrenzung der Spannung am Steueranschluß des Leistungselementes (1) und einen Phototransistor (18B), die Teile eines Optokopplers (18) bilden, aufweist, wobei die Begrenzerdiode (18A) zwischen dem Steueranschluß (G) des Leistungselementes (1) und dem positiven Pol der Gleichstromquelle (9) sowie der Phototransistor (18B) zwischen dem Steueranschluß G des Leistungselementes (1) und dem negativen Pol der Gleichstromquelle (9) angeschlossen ist, derart, daß dann, wenn überstrombedingt ein Anstieg der Steuerspannung des Leistungselementes (1) über den Wert der Gleichstromquelle (9) auftritt, die Begrenzerdiode (18A) stromführend wird, und der Phototransistor (18B) die Steuerspannung des Leistungselementes (1) weiter verringert.
4. Überstromschutzvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Transistor (19) in Darlington-Schaltung mit dem
Ausgang des Phototransistors (18B) in Verbindung steht
und der Ausgang des Darlington-Transistor (19) zwischen
dem Steueranschluß (G) des Leistungselementes (1) und dem
negativen Pol der Gleichstromquelle (9) angeschlossen
ist.
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