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Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines integrierten Spännungsreglers
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines integrierten
Spannungsreglers in einem elektronisch stabilisierten Netzgerät, wobei der integrierte
Spannungsregler eine Strombegrenzungsschaltung mit einem Transistor-enthält, welcher
den regelbaren Längstransistor steuert.
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Zur Vermeidung einer Beschädigung des eine Strombegrenzung enthaltenden
integrierten Spannungs reglers in eine elektronisch stabilisierten Netzgerät ist
es zweckmäßig, eine schnellwirkende Schutzschaltung vorzusehen. Die Strombegrenzungsschaltung
des integrierten Spannungsreglers läßt zwar den Strom über einen bestimmten, unschädlichen
Wert nicht ansteigen, jedoch kann die bei einem Kurzschluß der Ausgangsspannung
am integrierten Spannungsregler entstehende Verlustleistung erhebliche Werte annehmen
und im ungünstigen Falle zuseiner Zerstörung führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzschaltung für einen integrierten
Spannungsregler anzugeben, welche bei Auftreten von Überlastungen den integrierten
Spannungsregler sofort abschaltet, so daß keine erhöhte Beanspruchung oder Gefährdung
des integrierten Spannungsreglers yerursacht wird, und bei Beseitigung der Überlastung
die Abschaltung des integrierten Spannungsreglers selbsttatig wieder aufhebt.
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Erfindungsgemäß ist an die Verbindungsstelle vom Strom- -begrenzungstransistor
und Längstransistor der Ausgang eines -elektronischen Schalters angeschlossen, welcher
von der Ausgangsspannung des integrierten Spannungsreglers gesteuert wird und bei
Unterschreiten eines bestimmten Wertes dieser Ausgangsspannung den Langstransistor
in den sperrenden Zustand schaltet; ferner ist ein Impulsgenerator vorgesehen, welcher
im normalen Betriebszustand des integrierten Spannungsreglers abgeschaltet ist,
bei Überlast durch den elektronischen Schalter eingeschaltet wird und dabei Tastimpulse
abgibt, welche den integrierten Spannungsregler über den elektronischen Schalen
so lange Kurzzeitig in den Normalbe'triebszustand-schalten bis. die überlast beseitigt
ist, so daß der integrierte Spannungsregler sofort danach wieder~eingeschaltet ist.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet für den integrierten
Spannungsregler in einem elektronisch stabilisierten Netzgerät einen Ùberlastungsschutz,
der mit Sicherheit innerhalb sehr kurzer Zeit anspricht und eine Wiedereinschaltung
des integrierten Spannungsreglers selbsttätig bewirkt, sobald die Belastung auf
einen ungefährlichen Wert gesunken ist.
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Zweckmäßigerweise besteht der elektronische Schalter aus zwei Transistoren
in Emitterschaltung, wobei der erste Transistor mit seiner Basis an den Ausgangsspannungsteiler
und mit seinem Kollektor an die Basis des zweiten Transistors angeschlossen-ist,
dessen Kollektor an die Verbindungsstelle von Stronibegrenzungstransistor und Längs:transistor
angeschlossen ist. Mit diesem elektronischen Schalter ist eine genaue Einstellung
des höchstzulässigen Schwellwertes ..iöglich, -bei dessen ÜDerschreiten die sofortige
Abschaltung des integrierten Spannungs reglers erfolgt.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der
Impulsgenerator aus einem Unijunction-Transistor mit einem zwischen dessen Emitter
und Basislangeordneten Kondensator, wobei dessen Emitter und Basis 2 über Widerstände
an die uhgeregelte Eingangsspannung angeschlossen sind, und der Emitter des Unijunction-Transistors
über einen Kondensator mit der Basis des zweiten Transistors des elektronischen
Schalters verbunden ist. Dieser relativ einfach aufgebaute Impulsgenerator wird
erst in Betrieb gesetzt, wenn der integrierte Spannungsregler durch den elektronischen
Schalter abgeschaltet wurde, da erst dann eine ausreichende Betriebsspannung für
den Impulsgenerator zur Verfügung steht. Die vom Impulsgenerator erzeugten Tastimpulse
bewirken uber den elektronischen Schalter kurzzeitige Wiedereinschaltungen des integrierten
Spannungsreglers.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn zwischen-Basis und Emitter des zweiten
Transistors des elektronischen Schalters ein Kondensator angeordnet ist Mit diesem
Kondensator wird die Zeit zum Aufladen einer eventuell am Ausgang des elektronischen
Netzgerätes vorhandene kapazitive Last, die kurzzeitig eine Uberlast darstellen
könnte, überbruckt.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in der Figur dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung
notwendigen Teile eingezeichnet sind.
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Dem integrierten Spannungsregler 1 wird über die Eingangsklemmen 2,
3 die zu regelnde Spannung Ui zugeführt. An den Ausgangsklemmen 4, 6 ist die geregelte
Spannung U2 abnehmbar. Der integrierte Spannungsregler 1 enthält in bekannter Weise
eine Referenzspannungsquelle 7 und einen von der Ausgangsspannung U2 gesteuerten
Regelspannüngsverstärker 8,
welcher den Längstransistor 9 im Sinne
einer Konstanthaltung der Ausgangsspannung U2 steuert. Außerdem ist bei dem integrierten
Spannungsregler 1 eine Strombegrenzerschaltung mit einem Transistor 11 vorgesehen,
welcher von dem durch den Laststrom 1L erzeugten Spannungsabfall über dem Widerstand
12 gesteuert wird. -Erreicht dieser Spannungsabfall einen bestimmten Wert (z.B.
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ca. 0,7 V) setzt die mit dem Widerstand 12 einstellbare Strombegrenzung
des integrierten Spannungsreglers 1 ein, und die Ausgangsspannung U2 beginnt abzufallen.
Ab einem bestimmten Wert des Spannungsabfalls (ca. 2 V) wird der erste Transistor
13 des elektronischen Schalters 14, der im normalen Betriebszustand leitend ist,
in den sperrenden Zustand und der zweite Transistor 16 des elektronischen Schalters
14, der im normalen Betriebszustand gesperrt ist durch Spannungsanderungen über
den Widerständen 17, 18 in den leitenden Zustand versetzt. Der nun über den Widerstand
19 fließende Kollektorstrom des Transistors 16 bewirkt ein Absinken des Potentials
am Verbindungspunkt 21 von Strombegrenzungstransistor 11 und Längstransistor 9 und
damit die Abschaltung des integrierten Spannungsreglers 1. Der Abschaltspannungswert
ist mit den Widerständen 22, 23, 24, 26 einstellbar.
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Zur selbsttätigen Wiedereinschaltung des integrierten Spannungsreglers
1 ist ein Tastinipulse erzeugender Impulsgenerator 27 vorgesehen, welcher aus einemUnijunction-Transistor
23, einem Kondensator 29 und Widerständen 31, 32 besteht. Der Ilrpulsgenerator 27
wird erst dann in Betrieb gesetzt, wenn der integrierte Spannungsregler 1 abgeschaltet
ist, da nun infolge der Sperrung des Transistors 13 des elektronischen Schalters
14 am Widerstand 32 eine für den Transistor 28 ausreichende Betriebsspannung zur
Verfügung .steht. Die vom Impulsgenerator 27 abgegebenen Tast impulse gelangen über
den Kondensator 33 an die Basis von TranslstorM
und sperren diesen
kurzzeitig, wodurch ebenso kurzzeitig die Abschaltung des integrierten Spannungsreglers
1 aufgehoben wird. Sobald die Überlast beseitigt ist, bleibt der integrierte Spannungsregler
1 eingeschaltet. Dadurch wird der Transistor 13 leitend und schaltet den Impulsgenerator'
27 ab.
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Der-Kondensator 34 des elektronischen Schalters 14 dient zur Verlängerung
des Sperrzustandes des Transistors 16, damit auch bei kapazitiver Last, die kurzzeitig
eine Überlast darstellen könnte, ein Einschalten bzw. Wiedereinschalten ohne weiteres
möglich ist.