Schaltungsanordnung zum Schutz elektronischer Schaltelemente gegen
hohe Störspannungen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz elektronischer
Schaltelemente gegen hohe Störspannungen.Circuit arrangement for protecting electronic switching elements against
high interference voltages The invention relates to a circuit arrangement for protecting electronic devices
Switching elements against high interference voltages.
In elektronischen Anlagen werden- z. B. Transistoren oder Röhren als
Schaltelemente in der Weise betrieben, daß auf die Steuerelektrode zwei verschiedene
Potentiale -einwirken, die das Schaltelement entweder iri den leitenden oder nichtleitenden
Zustand versetzen. Dabei ist es oft wünschenswert, die - Umsteuerung des Schaltelementes
lediglich durch -Anlegen von Null- oder Erdpotential an den Steuereingang der Schaltstufe
zu veranlassen. Zu diesem Zweck benutzt man ixt der Regel einen aus drei Widerständen
bestehenden -Spannungsteiler, an dessen einem Ende das negative Potential und an
dessen anderem Ende das positive Potential einer Spannungsquelle in bezug auf einen
Erd- oder Nullpotential führenden Abgriff der Spannungsquelle liegt, wobei zwischen
dem ersten und zweiten Widerstand des Spannungsteilers der Steuereingang der Schaltstufe
und zwischen dem zweiten und dritten Widerstand des Spannungsteilers die Steuerelektrode
des Schaltelementes angeschlossen ist. In manchen Fällen treten nun am Steuereingang
der Schaltstufe gegenüber dem Steuerpotential unerwünschte negative oder positive
Störspannungen auf, die entweder einen unzulässig hohen Steuerstrom des elektronischen
Schaltelementes oder eine unzulässig hohe Sperrspannung am Steuerkreis des elektronischen
Schaltelementes zur Folge haben und somit zur Zerstörung des elektronischen Schaltelementes
führen können.In electronic systems z. B. transistors or tubes as
Switching elements operated in such a way that on the control electrode two different
Potentials affect the switching element, either conductive or non-conductive
Move state. It is often desirable to reverse the switching element
simply by applying zero or earth potential to the control input of the switching stage
to cause. For this purpose one usually uses one of three resistors
existing voltage divider, at one end of which the negative potential and on
the other end of which is the positive potential of a voltage source with respect to one
Ground or zero potential leading tap of the voltage source is, with between
the first and second resistor of the voltage divider is the control input of the switching stage
and the control electrode between the second and third resistors of the voltage divider
of the switching element is connected. In some cases now step at the control entrance
the switching stage compared to the control potential undesirable negative or positive
Interference voltages that either result in an impermissibly high control current of the electronic
Switching element or an impermissibly high reverse voltage on the control circuit of the electronic
Switching element have the consequence and thus the destruction of the electronic switching element
being able to lead.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen dem mit der Steuerelektrode
des Schaltelementes verbundenen Abgriffpunkt des Spannungsteilers und dem mittleren
Widerstand des Spannungsteilers einerseits sowie zwischen dem genannten Abgriffpunkt
und der Steuerelektrode andererseits je ein Gleichrichter in Durchlaßrichtung eingefügt
ist und daß zur Durchsteuerung des an die Steuerelektrode angeschlossenen Gleichrichters
die Steuerelektrode über einen Widerstand mit dem entsprechenden Pol der Spannungsquelle
verbunden ist.The invention has set itself the task of avoiding these disadvantages.
This is achieved according to the invention in that between the with the control electrode
of the switching element connected tap point of the voltage divider and the middle
Resistance of the voltage divider on the one hand and between the tap point mentioned
and the control electrode, on the other hand, each have a rectifier inserted in the forward direction
and that for controlling the rectifier connected to the control electrode
the control electrode via a resistor to the corresponding pole of the voltage source
connected is.
An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.
Fig. 1 zeigt den Steuerkreis einer Schaltstufe, wie er üblicherweise
gestaltet ist, während Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt.Fig. 1 shows the control circuit of a switching stage, as it is usually
is designed, while Fig. 2 shows an embodiment according to the invention.
In der Fig. 1 ist ein aus den drei Widerständen W l, W 2 und
W 3 bestehender Spannungsteiler an eine Spannungsquelle U angeschlossen,
deren Abgriff Nullpotential (0) bzw. Erdpotential führt. Zwischen den Widerständen
W 2 und W 3 liegt die Steuerelektrode E' (Basis) eines p-n-p-Transistors
T, dessen Emitter mit dem Abgriff 0 der Spannungsquelle U verbunden ist und
dessen Kollektor den Ausgang A der Stufe bildet. Die Widerstände W 1
bis W3
sind derart bemessen, daß zur Durchschaltung des Transistors seine Basis eine dem
Emitter gegenüber genügend große negative Spannung erhält.In FIG. 1, a voltage divider consisting of the three resistors W 1, W 2 and W 3 is connected to a voltage source U, the tap of which carries zero potential (0) or ground potential. The control electrode E '(base) of a pnp transistor T, the emitter of which is connected to the tap 0 of the voltage source U and the collector of which forms the output A of the stage, is located between the resistors W 2 and W 3. The resistors W 1 to W3 are dimensioned in such a way that, in order to switch the transistor through, its base receives a sufficiently large negative voltage with respect to the emitter.
Wird nun Nullpotential über den Steuerschalter S an den zwischen den
Widerständen W 1 und W 2
befindlichen Steuereingang E angelegt, so
erfolgt an der Basis des Transistors T eine Potentialverschiebung, die eine Sperrung
des Transistors zur Folge hat. Eine Störspannungsquelle, die parallel zum offenen
Steuerschalter S liegend angenommen werden möge, könnte je nach Polarität bewirken,
daß entweder ein unzulässig hoher Basisstrom fließt oder daß die Sperrspannung an
der Basis unzulässig groß wird.If zero potential is now applied via the control switch S to the control input E located between the resistors W 1 and W 2 , a potential shift occurs at the base of the transistor T, which results in the transistor being blocked. An interference voltage source, which may be assumed to be parallel to the open control switch S, could, depending on the polarity, cause either an impermissibly high base current to flow or the reverse voltage at the base to become impermissibly high.
Diese unerwünschten Effekte verhindert die in Fig. 2 dargestellte
Schaltungsanordnung, die der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ähnelt. Hier ist jedoch
zwischen den Widerständen W 2 und W 3 ein Gleichrichter G 1 und zwischen
dem Widerstand W 3 und der Steuerelektrode E' ein weiterer Gleichrichter G 2 eingefügt,
wobei außerdem noch ein Widerstand W 4 zwischen der Steuerelektrode E' und dem der
Spannungsquelle U zugewandten Anschluß des
Widerstandes W 1 liegt.
Die normale Funktionsweise wird durch diese zusätzlichen Schaltmittel nicht gestört
und erfolgt wie schon beschrieben. Jedoch kann ein am Steuereingang E anstehendes
hohes Störpotential nicht mehr zu Störungen führen. Bei negativer Störspannung wird
der Gleichrichter G2, bei positiver Störspannung der Gleichrichter G
1 gesperrt. Beide Gleichrichter sind entsprechend der maximal auftretenden
Störspannung .ausgewählt und besitzen eine höhere zulässige Sperrspannung als die
der Basis-Emitter-Strecke. Es ist selbstverständlich möglich, in analoger Weise
einen n-p-n-Transistor zu betreiben oder die Schaltzustände- des Transistors T dem
Schaltzustand des Steuerschalters S umgekehrt zuzuordnen. In diesen Fällen müssen
die Spannungsquelle U und die Gleichrichter G 1 und G 2 entgegengesetzt gerichtet
geschaltet sein. Weiterhin lassen sich auch entsprechende Schaltungen mit anderen
elektronischen Schaltern, z. B. Röhren, denken.These undesirable effects are prevented by the circuit arrangement shown in FIG. 2, which is similar to the arrangement shown in FIG. Here, however, a rectifier G 1 is inserted between the resistors W 2 and W 3 and a further rectifier G 2 is inserted between the resistor W 3 and the control electrode E ', with a resistor W 4 between the control electrode E' and that of the voltage source U facing connection of the resistor W 1 is located. The normal functioning is not disturbed by these additional switching means and takes place as already described. However, a high interference potential at control input E can no longer lead to interference. If the interference voltage is negative, the rectifier G2 is blocked, and if the interference voltage is positive, the rectifier G 1 is blocked. Both rectifiers are selected according to the maximum interference voltage that occurs and have a higher permissible reverse voltage than that of the base-emitter path. It is of course possible to operate an npn transistor in an analogous manner or to assign the switching status of the transistor T to the switching status of the control switch S in reverse. In these cases, the voltage source U and the rectifiers G 1 and G 2 must be connected in opposite directions. Furthermore, corresponding circuits with other electronic switches, e.g. B. tubes, think.