DE1084820B - Kurzschlussschutzschaltung fuer Transistor-Netzgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzschlußschutzschaltung für Transistor-Netzgeräte.

Mit Rücksicht auf eine Überlastung des Netzgerätes selbst oder eines von dem Netzgerät gespeisten Verbrauchers sollen die dem Netzgerät entnommenen Ströme einen bestimmten Wert nicht überschreiten können. Aus diesem Grunde wird bei solchen Netzgeräten eine Strombegrenzungsschaltung verwendet, bei der im Zuge der Leitung ein Strombegrenzungstransistor liegt, der so gesteuert wird, daß der Strom einen vorgeschriebenen einstellbaren Wert nicht überschreiten kann. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß bei einem fortdauernden Kurzschluß dieser Begrenzungstransistor überlastet wird. Es ist daher erforderlich, bei einem fortdauernden Kurzschluß den Stromkreis vollständig zu unterbrechen. Dies kann z. B. durch eine in den Stromkreis geschaltete Sicherung mit träger Ansprechcharakteristik erfolgen.

Eine solche bekannte Schaltung zeigt Fig. 1. Darin ist 1 ein Transistor, der der Stabilisierung der Ausgangsspannung U_a des Netzgerätes dient. Er wird über seine Basiselektrode derart gesteuert, daß die Ausgangsspannung U_a von Schwankungen des Lastwiderstandes 10 und der Eingangsspannung U₀ unabhängig ist. Die dieser Stabilisierung im einzelnen dienende Anordnung ist in der Fig. 1 nicht näher dargestellt, sondern nur durch den Pfeil 9 angedeutet. Der mit einem einstellbaren Vorwiderstand 3 im Zuge der Leitung liegende Begrenzungstransistor 2 dient der Kurzschlußstrombegrenzung. Der Widerstand 3 wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß bei Strömen unterhalb des zulässigen Grenzwertes der an der Diode 4, die über den Widerstand 5 an das Emitterpotential des Stabilisierungstransistors 1 angeschlossen ist, auftretende Spannungsfall größer als der am Widerstand 3 auftretende Spannungsfall ist, wodurch das Emitterpotential des Transistors 2 gegenüber dem Basispotential positiv wird und der Transistor 2 stromdurchlässig wird.. Wächst der dem Netzgerät entnommene Strom an, so verringert sich das Emitterpotential des Transistors 2 gegenüber dem Basispotential, so daß der Transistor 2 schließlich in dem Maße sperrt, daß der dem Netzgerät entnommene Strom einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten kann. Um bei einem fortdauernden Kurzschluß eine Überlastung des Transistors 2 zu vermeiden, ist eine Sicherung 6 vorgesehen, die auf Grund ihrer trägen Charakteristik nach einer gewissen Zeit anspricht und den Kurzschlußstrom abschaltet.

Durch die Anordnung nach Fig. 1 wird erreicht, daß der dem Netzgerät entnommene Strom auf einen beliebig einstellbaren Wert begrenzt wird und daß ein Abschalten bei fortdauerndem Kurzschluß stattfindet.

Kur zs chlußs chutzs chaltung
für Transistor-Netzgeräte

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H., Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Dipl.-Ing. Wolfhard Larass, Berlin-Charlottenburg,
ist als Erfinder genannt worden

Das Netzgerät ist also gegenüber kurzzeitigen Kurzschlüssen unempfindlich. Das letztere ist erforderlich, weil z. B. beim Einschalten des Netzgerätes durch Kondensatoren bedingte Ladestromstöße auftreten können, die jedoch nicht zu einem Abschalten des Gerätes führen sollen. Der Nachteil der Anordnung nach Fig. 1 besteht in der Verwendung einer Sicherung, die nach jedem Auftreten eines fortdauernden Kurzschlusses erneuert werden muß.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Kurzschlußschaltung nach Fig. 1 durch geeignete erfinderische Maßnahmen derart zu gestalten, daß bei unverändertem Kurzschlußverhalten auf die Verwendung einer Sicherung verzichtet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß parallel zu dem Begrenzungstransistor 2 ein i?C-Glied geschaltet wird und die am Kondensator dieses i?C-Gliedes im Falle eines Kurzschlusses verzögert auflaufende Spannung zur Umsteuerung einer an sich bekannten bistabilen Flip-Flop-Schaltung verwendet wird, wodurch über eine Diode der Basiselektrode des Stabilisierungstransistors 1 oder eines zusätzlichen Schalttransistors eine gegenüber der Emitterelektrode positive Spannung zugeführt wird, die den Stabilisierungstransistor bzw. den zusätzlichen Schalttransistor sperrt und damit den Kurzschlußstrom abschaltet.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schaltungselemente 1 bis 10 entsprechen den in gleicher Weise bezeichneten Schaltungselementen in Fig. 1. Parallel zum Begrenzungstransistor 2 und dem seiner Emitterelektrode vorgeschalteten einstellbaren Widerstand 3 ist das i?C-Glied 11 und 12 geschaltet. Die am Kondensator 12 auftretende Spannung wird über einen Widerstand 13 der bekannten bistabilen Flip-Flop-Schaltung zugeführt, die aus den Schal-

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tungselementen 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22 besteht. Die bistabile Flip-Flop-Schaltung ist über die Diode 23 mit der Basis des Stabilisierungstransistors 1 verbunden.

Die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 2 ist folgende: Solange dem Netzgerät ein Strom unterhalb des vorgeschriebenen einstellbaren Grenzwertes entnommen wird, ist in der bistabilen Flip-Flop-Schaltung der Transistor 15 stromdurchlässig und der Transistor 14 stromundurchlässig. Das bedeutet, daß praktisch die ganze Spannung zwischen den Punkten Tc und Ta an der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 14 liegt, so daß der Kollektor des Transistors 14 annähernd auf dem Potential des Punktes Ta liegt. Hierdurch wird die Diode 24 in Sperrichtung beansprucht, so daß· eine Beeinflussung des Basispotentials des Stabilisierungstransistors 1 über die Diode 23 nicht stattfinden kann. Wird dem Netzgerät ein Strom entnommen, der größer ist als der vorgeschriebene Grenzstrom (Kurzschluß), so fällt am Begrenzungstransistor 2 eine Spannung ab. Diese Spannung tritt mit einer gewissen, der Zeitkonstante des RC-Gliedes entsprechenden Verzögerung am Kondensator 12 des i?C-Gliedes auf und wird über einen Widerstand 13 der Basiselektrode des Transistors 14 zügeführt. Überschreitet diese Spannung einen bestimmten Wert, dann schaltet die bistabile Flip-Flop-Schaltung um, d. h., der Transistor 14 wird stromdurchlässig und der Transistor 15 stromundurchlässig. Dadurch wird das Kollektorpotential des Transistors 14 annähernd auf das Potential des Punktes 7 c gehoben. Dieses Potential wird in Durchlaßrichtung über die Diode 23 der Basis des Stabilisierungstransistors 1 zugeführt und macht den Stabilisierungstransistor 1 stromundurchlässig, d. h., der Kurzschlußstrom wird abgeschaltet. Die bistabile Flip-Flop-Schaltung liegt mit ihrem positiven Eingang auf dem Potential des Punktes 7 c, das gegenüber dem positiven Potential des Netzgerätes im Punkt 7 b um einige Volt höher liegt. Dies ist erforderlich, um ein vollständiges Sperren des Stabilisierungstransistors 1 zu erreichen, denn wenn der dem Netzgerät entnommene Strom Null wird, dann liegt die Emitterelektrode des Stabilisierungstransistors 1 auf dem Potential des Punktes Tb. Würde der positive Eingang der bistabilen Flip-Flop-Schaltung ebenfalls auf dem Potential des Punktes 7 b liegen, so würde infolge des Spannungsfalles am Widerstand 21 und am Transistor 14 das Kollektorpotential des Transistors 14 und damit das Basispotential des Stabilisierungstransistors 1 unterhalb des Emitterpotentials des Stabilisierungstransistors 1 liegen, d. h., eine vollständige Abschaltung des Kurzschlußstromes wäre nicht möglich.

Will man nach Beseitigung der Kurzschlußursache das Netzgerät wieder einschalten, so muß die bistabile Flip-Flop-Schaltung in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden. Hierzu dient der Tastschalter 25, durch den der Basiselektrode des Transistors 14 ein gegenüber der Emitterelektrode positiver Spannungsimpuls zugeführt wird, so daß der Transistor 14 sperrt und der Transistor 15 stromdurchlässig wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kurzschluß schutzschaltung für Transistor-Netzgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Begrenzungstransistor (2) einer an sich bekannten Strombegrenzungsschaltung ein i?C-Glied (11 und 12) geschaltet wird und die am Kondensator (12) dieses i?C-Gliedes im Falle eines Kurzschlusses verzögert auflaufende Spannung zur Umsteuerung einer an sich bekannten bistabilen Flip-Flop-Schaltung verwendet wird, wodurch über eine Diode (23) der Basiselektrode des Stabilisierungstransistors (1) des Netzgerätes bzw. einem zusätzlichen Schalttransistor eine gegenüber der Emitterelektrode positive Spannung zugeführt wird, die den Stabilisierungstransistor (1) bzw. den zusätzlichen Schalttransistor sperrt und damit den Kurzschluß strom abschaltet.

2. Kurzschlußschutzschaltung für Transistor· Netzgeräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Abschaltung des Kurzschlußstromes die bistabile Flip-Flop-Schaltung auf die Weise in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird, daß man über einen Tastschalter (25) der Basiselektrode ihres stromführenden Transistors (14) einen gegenüber der Emitterelektrode positiven Spannungsimpuls zuführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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