DE2010208C3 - Vorrichtung zum Schutz elektrischer Schaltkreise - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der GB-PS 10 05 261 bekannt Bei dieser ist eine Zenerdiode in Reihe mit einem Widerstand zu einem gesteuerten Halbleiterschalter parallel geschaltet und mit den ϊ Anschlußklemmen des zu schützenden Schaltkreises verbunden. Wenn die Versorgungsspannung einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Impedanz dieser Vorrichtung niedrig und verhindert das weitere Ansteigen der Versorgungsspannung; gleichzeitig wird

iu eine den zu schützenden Kreis abschaltende Sicherung ausgelöst, wodurch jedoch bei Wegfall der Überspannung eine Rückkehr dieses Kreises in den normalen Betriebszustand verhindert wird. Aus der US-PS 32 96 498 ist eine Einrichtung zur Steuerung des

ι ^r> Pstriebes eines Relais bekannt durch die eine dauernde Erregung der Relaiswicklung auch dann möglich ist, wenn die Versorgungsspannung eine Wechselspannung ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

2>) Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß bei kurzzeitigem Oberschreiten der Versorgungsspannung der zu schützende Kreis nicht abgeschaltet sondern kontinuierlich weiterversorgt wird.

-Ti Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

ίο Die Vorrichtung kann unabhängig von dem zu schützenden Kreis parallel zu den Versorgungsspannungsanschlüssen geschaltet sein und unabhängig von einer gesonderten Energiequelle oder einer Hilfsschaltung betrieben werden, die bei Wegfall der Überspan-

i~> nung dem gesteuerten Halbleiterschalter eine derart niedrige Spannung zuführt daß dieser wieder in den gesperrten Zustand zurückkehrt. Die Vorrichtung kann leicht derart abgewandelt werden, daß ihr Innenwiderstand an den Innenwiderstand der Energiequelle oder

>» des zu schützenden Kreises angepaßt ist

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild, bei dem die Kurzzeit-

4*> schutzeinrichtung zwischen einer Energiequelle und einem zu schützenden Schaltkreis liegt,

F i g. 2 ein Schaltbild einer Kurzzeitschutzeinrichtung, F i g. 3 den Spannungsverlauf an der Einrichtung nach F i g. 1 und

w Fig.4 bis 12 Schaltbilder von Modifikationen der Grundschaltung nach F i g. 2.

Insbesondere in Fig. 1 ist eine Energiequelle 20 über ein Paar von Ausgangsleitungen 32 und 34 an einen elektrischen Schaltkreis 22 angeschlossen. Eine Kurz-

">> zeitschutzeinrichlung 24 ist direkt parallel zur Verbindung zwischen der Energiequelle 20 und dem geschützten Schaltkreis 22 gelegt.

Die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 ist eine in sich geschlossene Einheit mit Innencharakteristiken, die

w> selektiv durch die besonderen Innencharakteristiken und Anforderungen an die Energiequelle 20 und den geschützten elektrischen Schaltkreis 22 bestimmt werden. So können verschiedene Energiequellen 20 mit unterschiedlichen Charakteristiken mit verschiedenen

"· elektrischen Schaltkreisen 22 verwendet werden, und eine besondere Kurzzeitschutzeinrichtung 24 kann ausgewählt v/erden, um den notwendigen Schutz für den elektrischen Kreis zu liefern.

Ein Schaltkreis 26 for die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 ist in F i g, 2 dargestellt Eine Vielzahl von Piodsn D _l( D₂, D₃,... </<v ist in Reihe mit einem gesteuerten Gleichrichter SCR 1 zwischen positiven und negativen Klemmen 28 bzw. 30 des Schaltkreises 26 angeschlossen. Im Betrieb sind die positiven und negativen Klemmen 28,30 des Schaltkreises 26 an die jeweiligen positiven und negativen Ausgangsleitungen 32 bzw. 34 der in F i g. 1 ge7cigten Energiequelle 20 gelegt

In Abwesenheit von Spannungsstößen befindet sich der Gleichrichter SCRX in nichtleitendem oder »Aus«-Zustand. Um den gesteuerten Gleichrichter SCRi zu triggern, wenn ein Spannungsstoß an den positiven und negativen Klemmen 28,30 auftritt ist eine Zenerdiode ZNR 1 in Reihe zu Widerständen R 1 und R 2 zwischen die Klemmen 28 und 30 parallel zu den Dioden D ι bis Dn und dem gesteuerten Gleichrichter SCR 1 gelegt Die Zenerdiode ZNR1 ist in Sperrichtung vorgespannt, indem ihre Kathode an die positive Klemme 28 angeschlossen ist Die Gatterzuführung 35 des gesteuerten Gleichrichters SCR! ist an die Verbindung zwischen den Widerständen R 1 und R 2 angeschlossen. Die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZNR 1 und die Widerstandswerte der Widerstände R 1 und R 2 sind so gewählt, daß die Zenerdiode leitend wird, wenn die Spannung zwischen den positiven und negativen Klemmen 28,30 eine bestimmte vorgewählte Schwellwertspannung überschreitet Wird die Zenerdiode ZNR 1 leitend, so wird die am Widerstand R 2 entstehende Spannung an das Gatter 35 des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 gelegt wodurch der Gleichrichter in den leitenden Zustand gesteuert wird.

Die Schwellwertspannung, die zwischen den positiven und negativen Klemmen 28, 30 des Schaltkreises 26 auftreten muß, bevor die Zenerdiode ZNR 1 leitend wird, wird normalerweise mit einem Wert oberhalb der normalen Ausgangsspannung der Energiequelle 20, jedoch unterhalb der maximalen Spannung gewählt, die an den geschützten Schaltkreis 22 ohne Schaden angelegt werfen kann.

Ist die Ausgangsspannung der Energiequelle 20 wenigstens gleich oder größer als die gewählte Schwellwertspannung, so wird der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 in den leitenden Zustand gesteuert. Strom von der positiven Klemme 28 fließt über die Reihenschaltung der Dioden D, bis D_n und den gesteuerten Gleichrichter SCR i, und die Spannung, die zwischen den positiven und negativen Klemmen 28, 30 auftritt, ist die Summe der Vorwärtsspannungsabfälle der Dioden und des gesteuerten Gleichrichters. Diese Spannung wird im folgenden als »Klernmspannung« bezeichnet.

Der Spannungssprung oberhalb der Klemmspannung muß notwendigerweise als Spannungsabfall an dem Innenwiderstand der Energiequelle 20 auftreten. So wird die Größe des Stroms, der durch die Dioden D ι bis Dn und den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 fließen kann, zum größten Teil durch den Innenv/iderstand der Energiequelle 20 bestimmt. Die Stromarbeitscharakteristiken der Dioden D \ bis Dn und der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 sollten entsprechend gewählt werden. Auf jeden Fall soll darauf hingewiesen werden, daß die zwischen den positiven und negativen Klemmen 28,30 des Schaltkreises 26 auftretende Spannung, wenn der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 getriggert wird, nicht wesentlich über die Klemmspannung steigen kann, die durch die Vorwärtsspjifnungsabfälle der Dioden D \ bis D/v und den gesteuerten Gleichrichter SCR i bestimmt ist

Eine Eigenschaft des gesteuerten Gleichrichters (Siliziumgleichrichter), beispielsweise des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 ist, daß dieser, wenn er einmal gezündet worden ist, im leitenden Zustand verbleibt selbst dann, wenn die Zündspannung beseitigt wurde; er kehrt erst dann in seinen nichtleitenden Zustand zurück, wenn der Strom durch die Anoden-Kathoden-Verbindung des gesteuerten Gleichrichters unter eine bestimmte Höhe gebracht wird. Nach der Ausführungsform des in F i g. 2 gezeigten Schaltkreises 26 wird der Strom durch den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 wirksam unter den Haltestrom gebracht indem ein Vorspannungspotential in Reihe mit dem Gleichrichter geliefert wird, welches aus der Summe der Vorwärtsspannungsabfälle der Dioden D₁ bis Dn besteht. Indem eine ausreichende Anzahl von Dioden D\ bis Dn gewählt wird, übersteigt das Vorspannungspotential an den Dioden und der Vorwärtsspannungsabfall an dem gesteuerten Gleichrichter SCR 1 r^e normale Ausgangsspannung der Energiequelle 20. Daher nimmt, während der fallende Spannungsstoß sich einem Niveau gleich dem der Summe aus den Vorwärtsspannungsabfällen an den Dioden D ι bis Dn und dem gesteuerten

->> Gleichrichter SCR 1 nähert der Strom durch die Dioden und den gesteuerten Gleichrichter ab, bis er das Haltestromniveau für den gesteuerten Gleichrichter erreicht Der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 wird dann in den nichtleitenden Zustand gesteuert.

ω Vorzugsweise wird die Summe der Vorwärtsspannungsabfälle an den Dioden D₁ bis Dn und dem gesteuerten Gleichrichter SCR 1 oder der Klemmspannung so gewählt, daß sie geringfügig über der normalen Ausgangsspannung der Energiequelle 20 liegt Hier-

r> durch soll sichergestellt werden, daß die Ausgangsspannung der Energiequelle 20 immer ausreichend unter die Klemmspannung abfällt, damit der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 zum Kommutieren gebracht '.vird.
Die Arbeitsweise des Schaltkreises 26 für die

■ι» Kurzzeitschutzeinrichtung 24 ist graphisch in F i g. 3 dargestellt, in der die Ausgangsspannung der Energiequelle 20 (in durchgezogenen Linien dargestellt) als Funktion der Zeit T aufgetragen ist. Die normale Ausgangsspannung V₀ ist konstant bis auf den überla-

■*'» gerten Spannungsstoß (durch die gestrichelt dargestellte Kurve angedeutet). Die Schwellwertspannung Vr ist mit einer gestrichelten Bezugslinie oberhalb des Niveaus der Ausgangsspannung V₀ angegeben, und das ebenfalls gestrichelt angedeutete Niveau der Klemmen spannung V_c befindet sich zwischen dem Niveau der Schwellwertspannung VV und dem der Ausgangsspannung V₀.

Die Ausgangsspannung ist konstant bis zum Zeitpunkt t_n wo ein Spannungsstoß oder Spannungssprung

"·"> angenommen wird, der sich der normalen Ausgangsspannung Vo überlagert. Die Ausgangsspannung steigt ziemlich steil entsprechend dem Spannungssprung an, bis die Schwellwertspannung Vt erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der gesteuerte Gleichrichter SCR 1

h" gezündet Die Ausgangsspannung überschreitet geringfügig die Schwellwertspannung Vt aufgrufjd der Tatsache, daß eine kurze Zeil erforderlich ist, um den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 einzuschalten. Ist der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 eingeschaltet, so wird ' die Ausgangsspannung schnell auf das Niveau der Klemmspannung V_cetwa zum Zeitpunkt 11 gebracht.

Die Ausgangsspannung verbleibt dann im wesentlichen auf dem Wert der Klemmsnannunp K. über dem

größten Teil des Restes des SpannungsstoBes. Fällt die Spannungsstoßspannung auf das Niveau der Klemmspannung V_rzu einem Zeitpunkt 12, so wird der Strom durch die Dioden D \ bis Ds und den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 unter den Haltestrom für den > gesteuerten Gleichrichter reduziert, und der gesteuerte Gleichrichter wird in seinen nichtleitenden Zustand rückgestellt. Die Ausgangsspannung fällt dann auf das normale Niveau der Ausgangsspannung V₀.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die besonde- κ ren Spannungsv.erte für die Schwellwertspannung Vt, die Klemmspannung V, und die Ausgangsspannung V_n für den Schaltkreis 26 durch die Charakteristiken der besonderen Komponenten im Kreis festgelegt werden. Wiederum werden diese Spannungswerte entsprechend den Einzelcharakteristiken der Energiequelle 20 und des geschützten elektrischen Schaltkreises 22 gewählt. Weiterhin werden die Ströme, welche die Dioden D \ bis Dn und der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 in der Lage sein muß zu führen, zum Teil durch die Ausgangsspan- ' nung V_n der Energiequelle 20 und dessen Innenwiderstand bestimmt.

Um die Schwellwertspannung V₇- einstellen zu können, kann ein Schaltkreis 36 nach F i g. 4 verwendet werden. Beim Schaltkreis 36 nach F i g. 4 ist der feste Widerstand Ri nach F i g. 2 ei^izt durch einen einst^baren Widerstand /?3. In jeder Hinsicht ist der Schaltkreis 36 nach F i ₆. -1 gleich dem Set·"¹'.¹·--;·; iö nach Fi g. 2. Da die Schwellwertspannung Vr bestimmt wird durch die Durchbruchspannung der Zenerdiode ■ ZNR 1 und die Widerstandswerte der Widerstände Rl und R3, kann die Schwellwertspannung durch Verändern des Widerstandswertes des Widerstandes /?3 eingestellt werden.

Es hat sich herausgestellt, daß für bestimmte ■ Anwendungsfälle es wünschenswert ist. die Dioden D, bis D\ und den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 direkt an die Energiequelle zu legen, den Spannungsstoß jedoch an entfernter Stelle zu ermitteln, beispielsweise am Ausgang eines Spannungsreglers. Für diese Anwen- >■ dungsfälle kann ein Schaltkreis 38, wie in F i g. 5 dargestellt. Verwendung finden. Arbeitsweise und Komponententeile sind die gleichen wie beim Schaltkreis 26 der F i g. 2; der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 wird jedoch nur dann getriggert, wenn die zwischen ■ einer Fernmeßklerf.me 40 und der negativen Klemme 30 des Schaltkreises 38 auftretende Spannung die Schwellwertspannung VVerreicht.

Während die Einschaltzeit eines gesteuerten Gleichrichters, beispielsweise des Gleichrichters SCR 1. ' gewöhnlich kurz ist. können die Einschaltzetten der Dioden D \ bis Ds in einigen Fällen beachtlich langer sein. Für Stöße mit sehr kurzer Steigzeit in der Nähe von lOOOV/sec kann der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 mit dem Einschalten beginnen, der Kurzzeit- '> schutzeffekt des Schaltkreises 26 der F i g. 2 wird aber erst dann wirksam, wenn die Dioden D1 bis Ds auch leitend werden. Für Stöße mit schneller Steigzeit kann die Stoßspannung auf ein Niveau wesentlich höher als die Schwellwertspannung Vt steigen, bevor die Dioden ' D: bis Ds leitend werden. Da hierdurch der Zweck der Kurzzeitschutzeinrichtung 24 in Fortfall käme, können bei Anwendungsfällen, wo sehr schnelle Kurzzeitstöße auftreten. Schaltkreise wie ein Schaltkreis 42 nach F i g 6 verwendet werden.

Beim Schaltkreis 42 ist ein Kondensator CI parallel zu den Dioden D ι bis Ds gelegt Tritt ein Stoß mit kurzer Steigzeit zwischen den positiven und negativen Klemmen 28, 30 auf und wird der gesteuert« Gleichrichter SCR I eingeschaltet, so ist der Wider stand zwischen der positiven Klemme 28 und der Anodi des gesteuerten Gleichrichters nahezu kurzgeschlossen d. h., die Ausgangsspannung V_n und der Spannungsslot werden durch den gesteuerten Gleichrichter SCR : kurzgeschlossen, bis die Dioden D\ bis Ds leiten« werden.

Die Hinzufügung des Kondensators CI sorgt aucl für eine gesteigerte Kommutierung des gesteuerte! Gleichrichters SCRi. Wenn die StoUspannung auf di< Klemmspanniing V_r abfällt, beginnen die Dioden D, bi Ds und der gesteuerte Gleichrichter SCR 1 mit den Abschalten. Ohne den Kondensator Cl würde di< Spannung an den Dioden D 1 bis Ds schnell auf der Wert Null abfallen. Da jedoch die Dioden D, bis D: nichtleitend werden, fehlt dem Kondensator Cl de Entladeweg, und die am Konder>^ci'"r verbleibend« spannung spannt den gesteuerten Gleichrichter SCR 1 wirksam in Gegenrichtung während der Abscha^|(/ei vor, was 711 ever gesteigerten Kommutierung führt.

Für Anwendungsfälle mit einer relativ hoher Ausgangsspannung V,, von der Energiequelle Λ» wire ein großer Kondensator Cl benötigt. Für solche Falls hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Schaltkreis 4^ nach Fig. 7 zu verwenden. Beim Schaltkreis 44 ist eir Kondp_;3ator C2 zwiscnen der Kathode der D¹^c D,- und einer Lwischenverbindung zwischen einem benach harten Paar von Dioden angeschlossen. Die Spannungs teilerwirkung der in Reihe geschalteten Dioden D \ b'v Ds führt dazu, daß eine niedrigere Spa, .ng an der Kondensator C2 gelegt wird, so dall dessen geforderte Nennspannungen und Nennströme gesenkt werder können und seine Abmessungen vermindert werder können.

Sowohl beim Schaltkreis 42 als auch beim Schaltkrei: 44 (Fig. 6 und 7) wird, wenn die Kondensatoren Ci oder C2 auf ein Spannungsniveau gleich der Summe dei Vorwärtsspannunpsabfälle der Dioden gebracht sind, ar die der Kondensator angeschlossci ist. der Kondensa tor dann gegen eine weitere Entladung blockiert Während bei vielen Anwendungsfällen die Restspan nung keinerlei Konsequenz hat, ist es für gewisse kritische Anwendungsfälle wünschenswert, daß die Spannung an den Kondensatoren Cl oder C2 auf NuI vermindert wird, nachdem die Kurzzeitschutzeinrich tung 24 ihren Arbeitszyklus abgeschlossen hat. Hierzu kann ein in F i g. 8 dargestellter Schaltkreis 4€ Verwendung finden. Der Schaltkreis 46 nach F i g. S umfaßt einen Widerstand /?4 parallel zum Kondensator Cl oder C2 nach Fig. 7. Der Kondensator Cl hat einen zusätzlichen Entladeweg durch den Widerstand /?4, so daß die Spannung am Kondensator Cl auf Null entladen werden kann, nachdem der Stoß aufgehört hat.

Eine Eigenschaft eines gesteuerten Gleichrichters (Halbleitergleichrichters) besteht darin, daß der gesteuerte Gleichrichter eingeschaltet wird, wenn die Größe der Spannur.gsänderung, bezogen auf die Zeit, an dem Anoden-Kathoden-Übergang einen bestimmten Wert überschreitet Unter diesen Bedingungen wird der gesteuerte Gleichrichter in Abwesenheit einer Triggerspannung und trotz der Tatsache eingeschaltet, daß die an den Anoden-Kathoden-Obergang gelegte Maximalspannung kleiner als die Nennspitzenspannung des Gleichrichters ist

Für gewöhnliche Fälle kann dieser Vorgang außer acht gelassen werden, da die gewöhnlich auftretenden Spannungsstöße sich nicht dem Nennspannungsanstieg

nähern, der erforderlich ist, um den gesteuerten Gleichrichter zu zünden. Bei manchen Anwendungsfällen jedoch kann die Größe des Spannungsanstiegs der auftretenden Stöße den bemessenen Wert des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 nach F i g. 2 überschreiben. Treten solche Stöße auf, so könnte der gesteuerte Gleiii.iriehter SCR 1 eingeschaltet werden, obwohl der Stoß auf die Ausgangsspannung V_n der Energiequelle 20 nicht die Schwellwertspannung W erreicht, die normalerweise erforderlich ist, um den Gleichrichter zu iriggern.

Wenn solch ein spontanes Triggern des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 unerwünscht ist, kann ein Schaltkreis 48, wie er in P i g. 9 dargestellt ist, verwendet werden, um den Gleichrichter daran zu hindern, durch solche Stöße mit kurzer Steigzeit getriggert zu werden. Der Schaltkreis 48 nach F i g. 9 umfaßt einen Kondensator C 4, der von der Anode zur Kathode des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 gelegt ist. Der Kondensator C4 hindert die an der Verbindung zwischen Anode und Kathode herrschende Spannung des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 daran, sich schnell genug zu ändern, um den Gleichrichter einzuschalten.

Wenn der in F i g. 2 gezeigte Schaltkreis 26 bei einer Energiequelle 20 und einem geschützten elektrischen Schaltkreis 22 verwendet werden soll, bei dem die an der Atisgangsspannung V_n auftretenden Stöße dazu neigen, eine ziemlich schnelle Steigzeit zu haben, so kann es wünschenswert sein, noch einen weiteren Schaltkreis 50 zu verwenden, der in F i g. 10 dargestellt ist. Der Schaltkreis 50 nach Fig. 10 umfaßt den Kondensator Cl, der parallel zu den Dioden D ι bis Dn wie beim Schaltkreis 42 der Fig. 6 gelegt ist, um die Einschaltzeit am gesteuerten Gleichrichter SCR 1 zusammen mit dem Kondensator C4 zu vermindern,

genauso wie beim Schaltkreis 48 der F i g. 9, wobei die Parallelschaltung zur Anoden-Kathoden-Verbindung des gesteuerten Gleichrichters erfolgt, um zu verhindern, daß der Gleichrichter durch sehr schnelle Steigzeitstöße getriggert wird, die nicht über eine Schwellwertspannung Vrsteigen.

Die Kurzzeitschutzeinrichtung 24 kann auch bei Wechselströmen verwendet werden, indem der Schaltkreis 26 nach F i g. 2 in eine Vollweg-Gleichrichterbrükke 52 eingeschaltet wird, wie in Fig. 11 dargestellt, wobei Brückendioden D_A. D_n, D₁ und Dy verwendet werden. Die Arbeitsweise des Schaltkreises 26 ist die gleiche wie oben mit Bezug auf F i g. 2 beschrieben, die Vollweg-Gleichrichterbrücke 52 ist jedoch bei jedem Halbwellenzyklus der Wechselspannung in Tätigkeit.

Ein modifizierter Schaltkreis 54 für eine Kurzzeitschutzeinrichtung 24 zur Verwendung bei Energiequel-

ich L\i mit TT ciiiactruiuiii ιλι mi ι ig. ii uaigcMcni. in den Schaltkreis 54 sind zwei Richtungs-Halbleitereinrichtungen eingebaut, die analog dem gesteuerten Gleichrichter und der Zenerdiode sind, welche in den Gleichstromkreisen nach Fig. 2 und 4 bis 10 gezeigt sind. Ein TRIAC wird anstelle des gesteuerten Gleichrichters SCR 1 des Schaltkreises 26 nach Fig. 2 und ein DIAC DB 1 wird anstelle der Zenerdiode ZNR 1 verwendet. Der DIAC liegt in einer Reihenschaltung mit den Widerständen R 5 und R 6, um das Triggersignal an die Gatterelektrode des TRIAC zu legen. Ein zweiter DIAC DBl oder ein Strang solcher DIACs ersetzt die Reihe von Dioden D, bis D/vdes des Schaltkreises 26.

Die Arbeitsweise des modifizierten Schaltkreises 54 der F i g. 12 ist ähnlich der Arbeitsweise des Schaltkreises 26 der F i g. 2, die Spannung an den Klemmen 56,58 des Schaltkreises kann aber von der einen oder anderen Polarität sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Schutz elektrischer Schaltkreise gegen Spannungsstöße mit einem zwischen die Anschlußklemmen des Schaltkreises geschalteten, den Anoden-Kathoden-Weg eines gesteuerten Halbleiterschalters enthaltenden Kreis, bei dem die Steuerelektrode des Halbleiterschalters an eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem eine vorbestimmte Schwellwertspannung aufweisenden, normalerweise nicht leitenden Element angeschlossen ist, und mit einer in Reihe zu dem Halbleiterschalter geschalteten Vorspannungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsvorrichtung aus mehreren Dioden (D\... D_n) besteht, daß die Summe der Vorwärtsspannungsabfälle an diesen Dioden (Di...D_n) und dem Halbleiterschalter (SCR X) nahezu gleich oder kleiner als die Schwellwertspannung (Vj) ist und der Kreis bei leitendem Halbleiterschalter (SCR X) eine solche Impedanz aufweist, daß die Größe des Potentials zwischen den Anschlußklemmen (28, 30; 56,58) an einem Klemmpotential (Klemmspannung Vc) liegt, das größer als die Normalspannung (V₀) ist, und daß die Schwellwertspannung (Vi) größer als die Normalspannung (V₀) und nicht kleiner als das Klemmpotential (Klemmspannung V_c) ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Vielzahl \n Reihe geschalteter Dioden (D₁... D_n) ein Kondensator CCl) parallel geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Teil der in Reihe geschalteten Dioden (D, ... D_n) ein Kondensator (CX) parallel geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kondensator (CX) ein Widerstand (h 4) parallel geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Anoden-Kathoden-Weg des Halbleiterschalters (SCR X) ein Kondensator CC4) gelegt ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Vielzahl von Dioden (D \... D_n) ein erster Kondensator (CX) parallel gelegt ist und ein zweiter Kondensator CC4) parallel zum Anoden-Kathoden-Weg des Halbleiterschalters (SCR X) geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kondensator CCl) lediglich einen Teil der Vielzahl der Dioden (D₁... D_n) überbrückt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsvorrichtung aus wenigstens einem DIAC (DB 2) besteht, der in Reihe mil einem TRIAC geschaltet ist, dessen Gatterelektrode an eine Reihenschaltung eines Widerstandes (R 5) mit einem DIAC (DB 1) gelegt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemmen einer Vollweg-Gleichrichterbrücke (32) an oder parallel zu dieser Vorrichtung gelegt sind.