DE1183945B

DE1183945B - Schaltungsanordnung zur Begrenzung der an einer mit einem Schalttransistor in Reihe liegenden Induktivitaet entstehenden Abschaltspannung

Info

Publication number: DE1183945B
Application number: DET25433A
Authority: DE
Inventors: Edgar Mittrich
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1964-01-16
Filing date: 1964-01-16
Publication date: 1964-12-23

Description

Schaltungsanordnung zur Begrenzung der an einer mit einem Schalttransistor in Reihe liegenden Induktivität entstehenden Abschaltspannung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung der .an einer mit einem Schalttransistor in Reihe liegenden Induktivität entstehenden Abschaltspannung, bei der durch verzögertes Abschalten des Transistors das Abfließen der. in der Induktivität gespeicherten Energie über den" Transistor ermöglicht wird.
Bekanntlich entsteht beine Unterbrechen des durch eine Induktivität fließenden Stromes eine Äbschaltspannung, die zu der vorher anliegenden Betriebsspannung entgegengesetzt gepolt ist. Wird für,-di Unterbrechung des Stromes ein Transistor benutzt, so kann die Summe der Betriebsspannung und der Abschaltspannung eine für den Transistor gefährliche Höhe erreichen, da dieser gegen auch nur kurzzeitige Überspannungen empfindlich ist.
Es ist bekannt, die hohen Spannungen durch Parallelschalten eines Kondensators oder eines Richtleiters aufzufangen. Ein Kondensator hat aber den Nachteil, daß er beim Einschalten der Induktivität, die beispielsweise eine Relaisspule sein kann, einen zusätzlichen Ladestrom benötigt und dadurch das Ansprechen des Relais verzögert. Er bildet außerdem zusammen mit der Spule einen Schwingkreis, der durch einen Widerstand in Reihe mit dem Kondensator bedämpft werden muß. Ein Richtleiter hat beim Abschaltvorgang kurzfristig die in der Induktivität gespeicherte Energie aufzunehmen. Der Richtleiter erfordert daher allgemein das gleiche Bauvolumen wie derTransistor. Es ist außerdem häufig nicht möglich, noch nachträglich parallel zur Induktivität einen Richtleiter anzuordnen.
Es ist auch bekanntgeworden, das Entstehen einer unzuträglich hohen Abschaltspannung durch Ableiten der in der Induktivität gespeicherten Energie über den Schalttransistor selbst zu verhindern. Hierzu wird zwischen den der Zuführung der Steuerleistung dienenden Steuereingang und die Basiselektrode des Transistors eine Reihenschaltung von zwei Widerständen eingefügt, deren Verbindungspunkt kapazitiv belastet ist. Dadurch wird erreicht, daß der Transistor nicht schlagartig gesperrt werden kann, sondern verzögert in seinen Sperrzustand hineingleitet.
Die richtige Dimensionierung dieses Verzögerungsgliedes ist nicht einfach, sobald die Forderung gestellt wird, einerseits beispielsweise den Abfall eines als Induktivität verwendeten Relais nicht unnötig zu verzögern, andererseits die Abschaltspannung äußerst niedrig zu halten, weil durch eine verhältnismäßig hohe Betriebsspannung der Schalttransistor bereits hoch belastet ist.
Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator zwischen die mit der Induktivität verbundene Kollektorelektrode des Transistors und dessen Basiselektrode geschaltet ist, über den der leitfähige Zustand des Schalttransistors durch die Abschaltspannung gesteuert wird.
In der Ausbildung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist für die Zuführung der Abschaltspannung zwischen den Koppelkondensator und die Basiselektrode eine Gleichrichterstrecke in Durchlaßrichtung geschaltet, während für die Ableitung der Kondensatoraufladung eine weitere Gleichrichterstrecke in entgegengesetzter Durchlaßrichtung zwischen dem Koppelkondensator und der Emitterelektrode vorgesehen ist.
Die Erfindung wird an Hand des Schaltbildes erklärt. Durch eine an die Eingangsklemme E angelegte Spannung wird der Transistor Ts in seinen leitenden Zustand übergeführt und dabei ein Strom durch die Induktivität L, die beispielsweise aus einer Relaisspule bestehen kann, hervorgerufen. Der Widerstand R 5 dient dabei zur Strombegrenzung. Die bei diesem Einschaltvorgang auftretende Potentialverringerung an der Kollektorelektrode des Transistors Ts bewirkt die Entladung des Kondensators C über den Richtleiter D 2 und den Widerstand R 3. Wird die positive Steuerspannung am Punkt E abgeschaltet, so gleitet der Transistor Ts in seinen Sperrzustand. Der Transistor Ts kann nämlich nicht schlagartig gesperrt werden, weil der durch die Abschaltung der Eingangsspannung hervorgerufene Potentialanstieg am Kollektor des Transistors Ts einen Ladestrom des Kondensators C hervorruft, der über den Richtleiter D 1 und den Spannungsteiler R 1, R 2 den Transistor Ts noch vorläufig leitend hält. Dabei kann sich die in der Induktivität gespeicherte Energie über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Ts ausgleichen. Bei geeigneter Wahl der Größe des Kondensators C und des Spannungsteilers R 1, R 2 werden Abschaltspannungsspitzen an der Induktivität L vermieden. An sich dienen die Widerstände R 1 bis R 5 zur Begrenzung zu hoher Spitzenströme. Die Richtleiter D 1 und D 2 brauchen an sich nur für die verhältnismäßig kleinen Steuerströme dimensioniert sein.
Die Anordnung gemäß der Erfindung hat außerdem den Vorteil, daß im Sperrzustand des Transistors Ts in die Induktivität L induzierte Störspannungsspitzen über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Ts abfließen können, da sie über den Kopplungsweg C, D I den Transistor Ts kurzzeitig leitend steuern.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Begrenzung der an einer mit einem Schalttransistor in Reihe liegenden Induktivität entstehenden Abschaltspannung, bei der durch verzögertes Abschalten des Transistors das Abfließen der in der Induktivität gespeicherten Energie über den Transistor ermöglicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (C) zwischen die mit der Induktivität (L) verbundene ' Kollektorelektrode des Transistors (Ts) und dessen Basiselektrode geschaltet ist, über den der leitfähige Zustand des Schalttransistors (Ts) durch die Abschaltspannung gesteuert wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung der Abschaltspannung zur Basiselektrode des Transistors (Ts) zwischen den Koppelkondensator (C) und die Basiselektrode eine Gleichrichterstrecke (D 1) in Durchlaßrichtung geschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet; daß für die Ableitung der Aufladung des Koppelkondensators (C) eine Gleichrichterstrecke (D2) zwischen dem Kondensator (C) und der Emitterelektrode des Transistors (Ts) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 104$ 946.