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.Circuit arrangement for limiting the on one with a switching transistor
cut-off voltage arising in series inductance The invention relates to
a circuit arrangement for limiting the .an one with a switching transistor
in series inductance resulting cut-off voltage, with the delayed
Turning off the transistor the drainage of the. stored in the inductor
Energy is made possible through the "transistor".
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.As is well known, an interruption occurs due to an inductance
flowing current a switch-off voltage that is added to the previously applied operating voltage
is polarized opposite. A transistor is used for, -di interruption of the current
used, the sum of the operating voltage and the cut-off voltage can be one for
the transistor can reach dangerous heights, as this against even short-term
Overvoltages is sensitive.
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.It is known to reduce the high voltages by connecting one in parallel
To collect a condenser or a directional conductor. However, a capacitor has the disadvantage
that he would be when switching on the inductance, for example a relay coil
can, requires an additional charging current and thus the response of the relay
delayed. It also forms, together with the coil, an oscillating circuit that through
a resistor in series with the capacitor must be damped. A director
briefly has the energy stored in the inductance during the shutdown process
to record. The directional guide therefore generally requires the same construction volume as
the transistor. In addition, it is often not possible to do this later in parallel
to arrange a directional conductor for inductance.
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.It has also become known to cause an excruciatingly high level
Cut-off voltage by diverting the energy stored in the inductance via
to prevent the switching transistor itself. This is done between the feed
the control input serving the control power and the base electrode of the transistor
a series connection of two resistors is inserted, the connection point of which is capacitive
is burdened. This ensures that the transistor is not blocked suddenly
can be, but with a delay slides into its locked state.
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.The correct dimensioning of this delay element is not
simply, as soon as the demand is made, on the one hand, for example, the waste
not unnecessarily delaying a relay used as an inductance, on the other hand
to keep the cut-off voltage extremely low, because by a relatively
high operating voltage the switching transistor is already heavily loaded.
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.The invention avoids this disadvantage. It is characterized by
that a capacitor between the collector electrode connected to the inductance
of the transistor and its base electrode is connected, via which the conductive
State of the switching transistor is controlled by the switch-off voltage.
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.In the formation of the circuit arrangement according to the invention is
for supplying the cut-off voltage between the coupling capacitor and the base electrode
a rectifier path switched in the forward direction, while for the derivation
the capacitor charging a further rectifier path in the opposite direction
Forward direction provided between the coupling capacitor and the emitter electrode
is.
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.The invention is explained using the circuit diagram. By a voltage applied to the input terminal E, the transistor Ts is switched to its conductive state and a current is generated through the inductance L, which can consist of a relay coil, for example. The resistor R 5 is used to limit the current. The potential reduction occurring at the collector electrode of the transistor Ts during this switch-on process causes the capacitor C to discharge via the directional conductor D 2 and the resistor R 3. If the positive control voltage is switched off at point E, the transistor Ts slides into its blocking state. The transistor Ts cannot suddenly be blocked because the potential increase at the collector of the transistor Ts caused by the switching off of the input voltage causes a charging current of the capacitor C, which via the directional conductor D 1 and the voltage divider R 1, R 2 is still provisional to the transistor Ts keeps leading. The energy stored in the inductance can be balanced out via the collector-emitter path of the transistor Ts. With a suitable choice of the size of the capacitor C and the voltage divider R 1, R 2, cut-off voltage peaks at the inductance L are avoided. As such, the resistors R 1 to R 5 are used to limit excessively high peak currents. The directional conductors D 1 and D 2 only need to be dimensioned for the relatively small control currents.
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.The arrangement according to the invention also has the advantage that when the transistor Ts is off, interference voltage peaks induced in the inductance L can flow off via the collector-emitter path of the transistor Ts, since they control the transistor Ts to be conductive for a short time via the coupling path C, D I .