DE4334186A1 - Integrierter Zeitschalter - Google Patents
Integrierter ZeitschalterInfo
- Publication number
- DE4334186A1 DE4334186A1 DE19934334186 DE4334186A DE4334186A1 DE 4334186 A1 DE4334186 A1 DE 4334186A1 DE 19934334186 DE19934334186 DE 19934334186 DE 4334186 A DE4334186 A DE 4334186A DE 4334186 A1 DE4334186 A1 DE 4334186A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- integrated timer
- connection
- integrated
- time
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/28—Modifications for introducing a time delay before switching
- H03K17/284—Modifications for introducing a time delay before switching in field effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/22—Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/22—Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied
- H03K2017/226—Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied in bipolar transistor switches
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen integrierten Zeitschalter,
der eine externe Last nach einer voreinstellbaren Zeit
umschaltet.
Feldeffektgesteuerte Leistungsschalter erlauben es, den
Laststrom unabhängig vom Steuerstrom ausschließlich
über die Gatespannung zu manipulieren.
Integrierte Schaltungsanordnungen, die auf diese Art
arbeiten, sind bekannt und weisen im allgemeinen minde
stens vier externe Anschlüsse auf. Zwei davon dienen
der Spannungsversorgung, ein weiterer Eingang dient zur
Einstellung der Schaltzeit und ein Ausgang dient zur
Ansteuerung der Gateelektrode des Leistungsschalters.
In der Halbleitertechnik sind jedoch Gehäuse mit vier
Anschlußbeinchen eher selten. Besonders weit verbrei
tet sind dagegen Gehäuseformen mit drei Anschlußbein
chen, z. B. sämtliche Transistorgehäuse weisen drei An
schlüsse auf, oder dann wieder in Form von DUAL-IN-LINE
Gehäusen mit sechs oder mehr Beinchen.
Da es wegen der damit verbundenen Kosten vorteilhaft
ist, für eine integrierte Schaltung ein Gehäuse vorzu
sehen, das weit verbreitet ist, ist es Aufgabe der Er
findung, einen integrierten Zeitschalter der oben auf
geführten Art anzugeben, der mit drei externen An
schlußbeinchen auskommt.
Diese Aufgabe wird durch einen integrierten Zeitschal
ter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vor
teilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Bei einem integrierten Zeitschalter, der eine Last RL
nach einer vorwählbaren Zeit über einen feldeffektge
steuerten Leistungsschalter 4 umschaltet, wird an einem
ersten Anschluß 1 das Versorgungsspannungspotential
und an einem zweiten Anschluß 2 das Massepotential
zugeführt. Der integrierte Zeitschalter weist insgesamt
drei Anschlüsse 1, 2, 3 auf. Der dritte Anschluß 3 ist
mit der Gateelektrode des feldeffektgesteuerten
Leistungsschalters 4 und mit einer Widerstandseinrich
tung RT zur Zeitvorwahl verbunden.
Eine erste Spannungsbegrenzung 5 begrenzt die Versor
gungsspannung am ersten Anschluß 1 auf einen ersten
Wert. Eine zweite Spannungsbegrenzung 6 begrenzt die
Spannung am dritten Anschluß 3 auf einen zweiten Wert.
Der zweite Begrenzungswert ist kleiner als der erste
Begrenzungswert.
Die Widerstandseinrichtung RT zur Zeitvorwahl verbindet
den dritten Anschluß 3 mit dem ersten Anschluß 1, so
daß ein Strom IRT fließt, dessen Größe die Zeitspanne
bestimmt, nach der der integrierte Zeitschalter um
schaltet.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Zeitschalters
nach der Erfindung,
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Figuren erläutert. Die Fig. 1 zeigt ein
Blockschaltbild eines Zeitschalters mit drei externen
Anschlüssen. Die strichpunktierte Linie grenzt die in
tegrierte Schaltung von der externen Beschaltung ab.
Die Anschlußpunkte 1-3, die auf der strichpunktierten
Linie liegen, sind die externen Anschlüsse der inte
grierten Schaltung. Über den ersten und zweiten An
schluß 1, 2 erfolgt die Spannungsversorgung. Dazu kann
die Schaltung direkt über einen Widerstand RV und eine
Diode D an die Netzspannung angeschlossen werden. Ein
Kondensator CGl zwischen dem ersten und zweiten An
schluß 1, 2 sorgt für die entsprechende Glättung der
Spannung.
Der dritte Anschluß 3 ist zum einen mit dem Steuergate
des Leistungsschalters 4 und zum anderen mit einer
Widerstandseinrichtung RT verbunden, die zur Zeitvor
wahl dient. In Reihe zu der Schaltstrecke des feldef
fektgesteuerten Leistungsschalters 4, der im vorliegen
den Ausführungsbeispiel ein IGBT (Insulated Gate Bipo
lar Transistor) ist, liegt die zu schaltende Last, die
in der Figur durch den Lastwiderstand RL dargestellt
ist.
Die integrierte Schaltung weist folgende Funktions
blöcke auf. Zwischen dem ersten und zweiten Anschluß
1, 2, denen die Versorgungsspannung zugeführt wird, ist
eine erste Spannungsbegrenzung 5 vorgesehen, die die
interne Versorgungsspannung Us auf einen ersten Begren
zungswert von z. B. 21 V begrenzt.
Einer zweiten Spannungsbegrenzung 6 wird die am dritten
Anschluß 3 anliegende Spannung zugeführt. Diese wird
auf einen zweiten Begrenzungswert von z. B. 14 V be
grenzt. Der zweite Begrenzungswert muß kleiner sein als
der erste Begrenzungswert. Die zweite Spannungsbegren
zung ist mit einer Stromerfassung 7 derart verbunden,
daß ein spannungsbegrenzender Strom durch die zweite
Spannungsbegrenzung 6 einen dazu proportionalen Strom
in der Stromerfassung 7 auslöst. Dieser Strom wird ei
nem gesteuerten Oszillator 8 als Steuerstrom zugeführt.
Das Ausgangssignal des Oszillators 8 dient als Taktsi
gnal für einen Frequenzteiler 9. Der Ausgang des Fre
quenzteilers 9 steuert einen ersten Transistor T1 an,
dessen Emitter-Kollektor-Strecke mit dem dritten An
schluß 3 der integrierten Schaltung verbunden ist und
damit die Gateelektrode des Leistungsschalters mit dem
Massepotential verbindet. Beim Überlauf des Frequenz
teilers 9 steuert dessen Ausgang Qn den ersten Transi
stor T1 auf, womit die Gateelektrode des Leistungs
schalters 4 mit dem Massepotential verbunden wird und
schließlich der Leistungsschalter 4 in den sperrenden
Zustand übergeht.
Eine POWER-ON Reset-Schaltung 10 ist mit dem Reset Ein
gang R des Frequenzteilers 9 verbunden und setzt den
Frequenzteiler 9 zurück, wenn die Spannungszufuhr der
integrierten Schaltung einsetzt.
Der Zeitschalter arbeitet wie folgt. Beim Anlegen der
Netzspannung von z. B. 220 V wird der Kondensator CGL
über die Diode D und den Vorwiderstand RV aufgeladen.
Die POWER-ON Reset Schaltung setzt den Frequenzteiler 9
zurück, solange die Spannung am ersten Anschluß 1
einen vorgegebenen Schwellwert von z. B. 5 V nicht
überschritten hat. Dadurch geht der Ausgang Qn des
Frequenzteilers 9 auf 0 V. Der erste Transistor T1 wird
gesperrt und die Gateelektrode des Leistungsschalters
wird über die Widerstandseinrichtung RT bis zum Begren
zungswert der zweiten Spannungsbegrenzung angehoben.
Der Leistungsschalter 4 schaltet somit die Last RL über
die Diode D an die Netzspannung. Da der Leistungsschal
ter 4 nahezu keinen Steuerstrom aufnimmt, fließt der
gesamte Strom über die zweite Spannungsbegrenzung nach
Masse ab.
IRT = (U₁-U₃)/RT
U₁ : Spannung am ersten Anschluß 1
U₃ : Spannung am dritten Anschluß 3
U₁ : Spannung am ersten Anschluß 1
U₃ : Spannung am dritten Anschluß 3
Die Stromerfassungsschaltung 7 mißt diesen Strom und
steuert mit einer dazu proportionalen Größe den steuer
baren Oszillator 8 an, der den Zähltakt für den Fre
quenzteiler 9 liefert.
Durch Variation von RT kann somit die Frequenz des Os
zillators und damit auch die Zeitspanne bis zum Über
lauf des Frequenzteilers 9, der die Zeitdauer bis zum
Umschalten des Zeitschalters bestimmt, gesteuert wer
den.
Sobald der Frequenzteiler vollgezählt ist, wird die Ga
teelektrode des Leistungsschalters 4 über den ersten
Transistor T1 gegen Masse geschaltet. Dadurch wird die
Last RL vom Netz getrennt und der Oszillator 8 ge
stoppt. Der Vorgang beginnt von neuem, wenn die Span
nungsversorgung des integrierten Zeitschalters kurzzei
tig unterbrochen wird.
Die Fig. 2 zeigt den integrierten Zeitschalter, wobei
einige der oben beschriebenen Schaltungsblöcke zur Er
läuterung im Detail dargestellt sind.
Die erste Spannungsbegrenzung 5 besteht in diesem Aus
führungsbeispiel aus drei in Reihe geschalteten Z-Di
oden, von denen jede etwa 7 V Durchbruchspannung auf
weist. Die Z-Dioden sind zwischen dem ersten und zwei
ten Anschluß der integrierten Schaltung angeordnet und
sorgen dafür, daß die interne Versorgungsspannung auf
den Durchbruchswert der Z-Dioden begrenzt bleibt. Über
steigt die Spannung zwischen dem ersten und zweiten An
schluß 1, 2 den Begrenzungswert, so bewirkt ein Durch
bruchstrom eine Spannungsbegrenzung.
Die zweite Spannungsbegrenzung 6 besteht in diesem Aus
führungsbeispiel aus zwei in Reihe geschalteten Z-Di
oden, von denen jede etwa 7 V Durchbruchspannung auf
weist. Die Z-Dioden sind zwischen dem dritten und zwei
ten Anschluß 3, 2 der integrierten Schaltung angeord
net und bewirken einen Stromfluß, wenn die Spannung am
dritten Anschluß den Begrenzungswert übersteigt. Da
der dritte Anschluß 3 mittels der Widerstandseinrich
tung RT mit dem ersten Anschluß 1 der integrierten
Schaltung verbunden ist und dieser Schaltungspunkt auf
einem höheren Potential, nämlich dem Wert der ersten
Spannungsbegrenzung, liegt, fließt ein Strom IRT durch
die zweite Spannungsbegrenzung 6 und die Stromerfassung
7.
Die Stromerfassung 7 besteht im vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel auf einem aus zwei Transistoren T2, T3
bestehenden Stromspiegel. Diese weisen mehrere
Kollektoren auf, von denen einer den Steuerstrom für
den steuerbaren Oszillator 8 liefert.
Der steuerbare Oszillator 8 des Ausführungsbeispiels
besteht aus einem Schmitt-Trigger, dem am Eingang die
Spannung am Kondensator CT zugeführt wird. Der Konden
sator CT wird vom Steuerstrom aufgeladen. Wird eine
bestimmte Spannung erreicht, so schaltet der Schmitt-
Trigger seinen Ausgang durch. Das Ausgangssignal
steuert den Takt- oder Zähleingang T des Frequenz
teilers 9 und gleichzeitig die Basis eines vierten
Transistor T₄ an. Der vierte Transistor T₄ entlädt den
Kondensator CT über seine Emitter-Kollektor-Strecke,
die parallel zum Kondensator CT liegt. Somit liefert
der Schmitt-Trigger Ausgangsimpulse, deren Frequenz vom
Ladestrom des Kondensators CT und damit auch vom Wert
der Widerstandseinrichtung RT abhängig ist.
Da der integrierte Zeitschalter nur drei externe An
schlüsse aufweist, läßt er sich in besonders kostengün
stige Gehäuse mit drei Anschlußbeinchen montieren.
Claims (7)
1. Integrierter Zeitschalter, um eine Last (RL) nach
einer vorwählbaren Zeit über einen feldeffektgesteuer
ten Leistungsschalter (4) umzuschalten, wobei dem inte
grierten Zeitschalter an einem ersten Anschluß (1) das
Versorgungsspannungspotential und an einem zweiten An
schluß (2) das Massepotential zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der integrierte Zeitschalter insgesamt drei An schlüsse (1, 2, 3) aufweist,
daß der dritte Anschluß (3) mit der Gateelektrode des feldeffektgesteuerten Leistungsschalters (4) und mit einer Widerstandseinrichtung (RT) zur Zeitvorwahl ver bunden ist.
daß der integrierte Zeitschalter insgesamt drei An schlüsse (1, 2, 3) aufweist,
daß der dritte Anschluß (3) mit der Gateelektrode des feldeffektgesteuerten Leistungsschalters (4) und mit einer Widerstandseinrichtung (RT) zur Zeitvorwahl ver bunden ist.
2. Integrierter Zeitschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der integrierte Zeitschalter eine
erste Spannungsbegrenzung (5) aufweist, die die Versor
gungsspannung am ersten Anschluß (1) auf einen ersten
Wert begrenzt.
3. Integrierter Zeitschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Zeitschal
ter eine zweite Spannungsbegrenzung (6) aufweist, die
die Spannung am dritten Anschluß (3) auf einen zweiten
Wert begrenzt.
4. Integrierter Zeitschalter nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Begren
zungswert kleiner ist als der erste Begrenzungswert.
5. Integrierter Zeitschalter nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsein
richtung (RT) zur Zeitvorwahl den dritten Anschluß (3)
mit dem ersten Anschluß (1) verbindet, so daß ein
Strom (IRT) fließt, dessen Größe die Zeitspanne be
stimmt, nach der der integrierte Zeitschalter umschal
tet.
6. Integrierter Zeitschalter nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom (IRT)
einen steuerbaren Oszillator (8) ansteuert, der seiner
seits einen Frequenzteiler (9) ansteuert, der beim
Überlauf die Gatespannung des feldeffektgesteuerten
Leistungsschalters über einen ersten Transistor (T₁)
gegen Masse kurzschließt und die Last (RL) abschaltet.
7. Integrierter Zeitschalter nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler
(9) beim Anlegen der Versorgungsspannung zurückgesetzt
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934334186 DE4334186C2 (de) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | Integrierter Zeitschalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934334186 DE4334186C2 (de) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | Integrierter Zeitschalter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4334186A1 true DE4334186A1 (de) | 1995-04-13 |
DE4334186C2 DE4334186C2 (de) | 1996-06-13 |
Family
ID=6499611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934334186 Expired - Fee Related DE4334186C2 (de) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | Integrierter Zeitschalter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4334186C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0765033A2 (de) * | 1995-09-19 | 1997-03-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Freigabesignals für eine taktsteuerbare Schaltung |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3862441A (en) * | 1972-11-22 | 1975-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Mos-fet timing circuit |
EP0145835A1 (de) * | 1983-07-20 | 1985-06-26 | Honeywell Inc. | Zeitgeberschaltung |
US4604535A (en) * | 1981-05-13 | 1986-08-05 | Hitachi, Ltd. | FET-bipolar switching device and circuit |
US4956570A (en) * | 1987-12-23 | 1990-09-11 | Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. | Pilot circuit with integrated circuit with preset firing delay for MOS power transistors |
-
1993
- 1993-10-07 DE DE19934334186 patent/DE4334186C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3862441A (en) * | 1972-11-22 | 1975-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Mos-fet timing circuit |
US4604535A (en) * | 1981-05-13 | 1986-08-05 | Hitachi, Ltd. | FET-bipolar switching device and circuit |
EP0145835A1 (de) * | 1983-07-20 | 1985-06-26 | Honeywell Inc. | Zeitgeberschaltung |
US4956570A (en) * | 1987-12-23 | 1990-09-11 | Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. | Pilot circuit with integrated circuit with preset firing delay for MOS power transistors |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0765033A2 (de) * | 1995-09-19 | 1997-03-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Freigabesignals für eine taktsteuerbare Schaltung |
EP0765033A3 (de) * | 1995-09-19 | 1998-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Freigabesignals für eine taktsteuerbare Schaltung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4334186C2 (de) | 1996-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112007000857B4 (de) | Drei Treiberschaltungen für Halbleiterelemente mit Kurzschlusserfassung | |
EP0244743B1 (de) | Zweidraht-Schalter | |
CH655795A5 (de) | Anordnung zur erzeugung magnetischer gleichfelder wechselnder polaritaet fuer die magnetisch-induktive durchflussmessung. | |
DE3335220A1 (de) | Phasenregelschaltung fuer eine niederspannungslast | |
DE1301698B (de) | Schaltungsanordnung zum Bearbeiten von Werkstuecken durch Funkenerosion | |
DE3510450A1 (de) | Schaltung zum selbstkommutierten ausschalten einer leistungsschaltvorrichtung | |
DE4334186C2 (de) | Integrierter Zeitschalter | |
DE2447199A1 (de) | Schaltungsanordnung zur steuerung eines relais | |
EP1875590B1 (de) | Phasenanschnittsteuerung | |
EP0489935B1 (de) | MOSFET-Schalter für eine induktive Last | |
DE2408254B2 (de) | Überlastschutzeinrichtung für eine elektrische Last | |
DE1284521B (de) | Schaltungsanordnung mit einem mehremitter-transistor | |
DE2415629C3 (de) | Schaltungsanordnung zum zeitweiligen, von der Größe der veränderlichen Betriebsspannung abhängigen Blockieren eines Stromzweiges | |
DE3021890C2 (de) | ||
DE2835893C2 (de) | Ansteuerschaltung | |
DE2100929A1 (de) | Steuerschaltung zur Versorgung eines induktiven Verbrauchers | |
DE2855425A1 (de) | Elektrische schaltung fuer eine hochfrequenz-lichtbogenschweissvorrichtung | |
DE2040793A1 (de) | Steuerschaltung fuer Schalttransistoren | |
DE1810273B2 (de) | Anordnung zur lastumschaltung bei stufentransformatoren mit antiparallel geschalteten thyristoren | |
EP0210495B1 (de) | Freilaufschaltung | |
DE1139546B (de) | Relaislose Verzoegerungsschaltung mit Transistoren | |
DE2444410A1 (de) | In einer richtung wirkender unterbrecher | |
DE69309660T2 (de) | Steuerschaltung zum langsamen Abschalten eines Leistungsschalters | |
DE4130770C2 (de) | Verlustarme schaltungsanordnung zur ansteuerung eines aus dem wechselstromnetz gespeisten niedervolt-relais | |
DE4103108A1 (de) | Netzteil mit nullspannungsschalter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TEMIC SEMICONDUCTOR GMBH, 74072 HEILBRONN, DE |
|
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ATMEL GERMANY GMBH, 74072 HEILBRONN, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ATMEL AUTOMOTIVE GMBH, 74072 HEILBRONN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |