DE3324819A1

DE3324819A1 - Schaltungsanordnung mit einem eine last schaltenden, steuerbaren elektronischen bauelement

Info

Publication number: DE3324819A1
Application number: DE19833324819
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Krüger; Ulrich-Volker Dipl.-Ing. 4782 Erwitte Lange; Friedrich Dipl.-Ing. 5757 Wickede Neuhaus; Dieter 4780 Lippstadt Ramesohl; Christian 2800 Bremen Trowitzsch; Hans-Günter Dipl.-Ing. 4790 Paderborn Voß
Original assignee: Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1983-07-09
Filing date: 1983-07-09
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE3324819C2; GB8417505D0; GB2143095A; FR2548842A1; GB2143095B; GB8417237D0; FR2548842B1

Description

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Schaltungsanordnung mit einem eine Last schaltenden, steuerbaren elektronischen Bauelement.

Die Erfindung bezieht sich auf eine.Schaltungsanordnung mit einem eine Last schaltenden, steuerbaren elektronischen Bauelement, insbesondere einem Transistor, mit einer Spannungsquelle, mit einer Last und mit einer das Bauelement ansteuernden Steuereinrichtung. Eine derartige Schaltungsanordnung ist z. B. aus der DE-OS 31 35 805 bekanntgeworden. Sie kann insbesondere als sogenannte stromgeregelte Endstufe für elektromagnetische Verbraucher verwendet werden.

Die Erfindung hat zum Ziel, einen elektronischen Schalter für Gleichstrom zu schaffen, der über einen Steuereingang elektronisch angesteuert werden kann und der potentialgetrennte oder nicht potentialgetrennte Ohmsche, kapazitive, induktive und/ oder gemischte Lasten schalten kann, wobei eine aktive Überwachung des Lastkreises und eine Begrenzung des Laststromes auf einen höchstzulässigen Grenzwert gesichert sein soll. Zu diesem Zweck ist die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Feststellen einer Überlastung im Lastkreis vorgesehen ist, daß eine zweite Einrichtung zum periodischen Erzeugen von ELnschaltsignalen für das Bauelement vorgesehen und mit dieMom verbunden ist, und daß eine dritte Einrichtung vorgesehen iüt, die aufgrund von Signalen der Einrichtung zum Feststellen einer Überlastung im Lastkreis, die eine Überlastung anzeigen,

das Durchschalten der Einschaltsignale der zweiten Einrichtung verhindert. Es wird hierdurch erreicht, daß im Überlast- oder Kurzschlußfall bei eingeschalteter Last diese sofort abgeschaltet wird, und daß sie aber andererseits wieder eingeschaltet wird, falls die Störung durch Überlastung bzw. Kurzschluß nicht mehr vorliegt.

Weitere Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die aus den Zeichnungen hervorgehen, näher erläutert:

Figur 1 zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels,

Figur 2 zeigt das Prinzipschaltbild der gesamten Schaltungsanordnung; in den

Figuren 3 bis 8 sind die einzelnen Baugruppen des Prinzip-Schaltbilds gemäß Figur 2 im einzelnen dargestellt,

Figur 9 zeigt ein Diagramm der Steuersignale,

Figur 10 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, nämlich einen Umschalter anstelle eines Einschalters.

Wie aus Figur 1 hervorgeht, liegt eine Einrichtung 1 zum Feststellen einer Überlastung im Lastkreis mit der eigentlichen Last 5, z. B. einer elektrischen Heizung oder einem Gleichstrommotor, in Reihe. Weiter liegt im Lastkreis eine Schalteinrichtung 4, die den gesamten Lastkreis schaltet und die das steuerbare elektronische Bauelement enthält. Es ist weiter eine Einrichtung 2 vorgesehen, die periodisch Einschaltsignale für das elektronische Bauelement erzeugt und die mit der das Bauelement enthaltenen Schalteinrichtung 4 verbunden ist,

zweckmäßigerweise über eine Einrichtung 6, die z. B. eine Treiberstufe sein kann. Ferner ist eine Einrichtung 3 vorgesehen, die mit der Einrichtung 1 zum Feststellen einer Überlastung verbunden ist und die aufgrund von Signalen dieser Einrichtung, die eine Überlastung, z. B. einen Kurzschluß, anzeigen, das Durchschalten der Signale der Einrichtung 2 zu dem zu schaltenden Bauelement in der Schalteinrichtung 4 verhindert, zweckmäßigerweise durch Eingriff in die Treiberstufe 6, wie in Figur 1 dargestellt. Es kann ferner, wie gestrichelt dargestellt, eine weitere Einrichtung 7 vorgesehen sein, die mit der Einrichtung 2 zum periodischen Erzeugen von Einschaltimpulsen verbunden ist und die das Steuersignal periodisch in die Einrichtung 3 einliest, die zweckmäßigerweise als Speicher ausgebildet ist, der das Steuersignal speichert und der bei Überlastung des Lastkreises zurückgesetzt wird.

Figur 2 zeigt ein vollständiges Schaltbild eines Ausführungsbeispiels, das im wesentlichen mit dem Blockschaltbild gemäß Figur 1 übereinstimmt. Die gesamte Schaltanordnung hat fünf Anschlüsse. An den mit + U und dem Erdungszeichen gekennzeichneten Klemmen liegt C'.e Versorgungsspannung, an der Klemme St eine Steuerspannung und an den Klemmen 9 und 11 der Lastkreis, soweit er außerhalb der Schaltungsanordnung liegt, d. h. also die Stromversorgung und die Last selber.

Die von der Klemme St in das Gerät führende Leitung L1 liegt über einen Widerstand R33 an einer Steuerleitung L2 und über einen Widerstand R34 an Masse. Mit der Steuerleitung L2 ist die Baugruppe 1, die der Einrichtung zum Feststellen einer Überlastung im Lastkreis entspricht, verbunden sowie die Baugruppe 2, die der Einrichtung zur periodischen Erzeugung von Einschaltsignalen (Taktgenerator) entspricht sowie die Baugruppe 7, die der Einrichtung entspricht, die das Steuersignal periodisch in den Speicher, entsprechend Baugruppe 3, einliest. Eine weitere Steuerleitung L3 verbindet den Ausgang

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S3 der Baugruppe 2 mit dem Eingang S3 der Baugruppe 7 sowie mit einem Eingang S3 der Baugruppe 6, die der Treiberstufe entspricht. Über eine Leitung IA sind ein Ausgang S4 der Baugruppe 1 mit einem Eingang S4 der Baugruppe 3 verbunden, über eine weitere Steuerleitung L5 der Ausgang S5 der Baugruppe 7 mit dem Eingang S5 der Baugruppe 3. Der Ausgang S6 der Baugruppe ist über eine Leitung L6 mit dem Eingang S6 der Baugruppe 6 verbunden. Von der Baugruppe 6 führen zwei Steuerleitungen L7 und L8 über entsprechende Aus- und Eingänge S7 und S8 zur Baugruppe 4, die der Schalteinrichtung entspricht, die das schaltende elektronische Bauelement enthält. Der Eingang S9 der Baugruppe 4 ist mit der äußeren Klemme 9 verbunden, während der Ausgang S10 der Baugruppe 4 über eine Leitung L10 mit dem Eingang S10 der Baugruppe 1 verbunden ist, deren Ausgang S11 wiederum mit der äußeren Klemme 11 verbunden ist.

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 ist nun wie folgt:

Ist die Signalleitung L1 nicht von außen beschaltet, so sorgt der Widerstand R34 dafür, daß die Signalleitung 1 und damit auch die Signalleitung 2 definiert den Wert logisch 0 annimmt. Der Widerstand R33 schützt die folgenden Schaltungsteile vor Spannungsspitzen auf der Signalleitung L1.

Nimmt die Signalleitung L1 infolge eines angelegten Signals den Wert logisch 1 an, so werden die Baugruppen 1, 2 und 7 aktiviert. Die Baugruppe 2 erzeugt nun ein Taktsignal, das über die Leitung L3 an die Baugruppen 6 und 7 weitergegeben wird. Das Steuersignal, das über die Leitung L6 von der Baugruppe 3 zur Baugruppe 6 übertragen wird, ist zunächst logisch 0 und verhindert damit eine Taktausgabe der Baugruppe 6 an die Baugruppe 4. Die Baugruppe 7 erzeugt infolge der Ansteuerung über die Leitung L3 auf der Leitung L5 einen kurzen Impuls, der an die Baugruppe 3 weitergegeben wird, die diesen Impuls

speichert, woraufhin ihr Ausgangssignal am Ausgang S6 auf logisch 1 geht und damit die Baugruppe 6 aktiviert. Die Baugruppe 6 liefert daraufhin das taktende Signal der Baugruppe 2 an die Baugruppe 4 weiter, wobei dies Signal einmal invertiert und einmal nicht invertiert über die Leitungen L7 und L8 weitergegeben wird.

Liegen die beiden Taktsignale an den Eingängen S7 und S8 der Baugruppe 4, so wird diese Baugruppe mit dem in ihr enthaltenen elektronischen Bauelement durchgeschaltet, d. h. also, der Laststrom beginnt zu fließen, das Steuersignal an der Klemme St hat also die Schaltungsanordnung durchgeschaltet und damit den Laststrom eingeschaltet.

Liegt der Laststrom innerhalb eines zulässigen Bereichs, so tritt am Ausgang S4 der Baugruppe 1 das Signal logisch 0 auf und die Baugruppe 3 bleibt unbeeinflußt. Im Falle des Überschreitens eines vorgegebenen Wertes des Laststromes, d. h. also im Überlast- bzw. Kurzschlußfall, spricht die Baugruppe an und erzeugt das Signal logisch 1, das über die Signalleitung L4 die als Speicher ε-isgebildete Baugruppe 3 zurücksetzt. Dies hat zur Folge, daß sofort auch das Ausgangssignal der Baugruppe 3 an der Klemme S6 umgekehrt wird und damit die Baugruppe 6, die als Treiberstufe arbeitet, sperrt. Damit wird verhindert, daß Taktimpulse an die Baugruppe 4 gelangen. Die Baugruppe 4 unterbricht sofort den Laststromkreis und schaltet so die Last ab. Das in der Baugruppe 4 enthaltene schaltende elektronische Bauelement, z. B. ein Transistor, wird in so kurzer Zeit abgeschaltet, daß seine Zerstörung, insbesondere

durch Erwärmung, vermieden wird. ■

Da die Signalleitung L2 weiterhin das Steuersignal überträgt, arbeiten die Baugruppen 2 und 7 weiter, d. h. also, über die Steuerleitung L5 wird alsbald ein neuer Impuls auf die Baugruppe 3 übertragen und setzt den Speicher neu, womit, wie

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zuvor beschrieben, der Einschaltvorgang erneut eingeleitet wird. Ist der Störfall noch gegeben, so wird der Speicher 3 von der Baugruppe 1 her sofort zurückgesetzt, die Last also sofort wieder ausgeschaltet, ehe das in der Baugruppe 4 enthaltene elektronische Bauelement durch Überlastung gestört werden kann. Ist die Überlastung des Lastkreises dagegen inzwischen beseitigt (z. B. ein einen Kurzschluß verursachendes Werkzeug wieder weggenommen), so bleibt die Last eingeschaltet.

Die gesamte Schaltanordnung gemäß Figur 2 tastet also im Überlast- oder KurzSchlußfall periodisch die Last ganz kurzzeitig · auf, so daß erreicht wird, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem der Überlast- oder KurzSchlußfall wieder beseitigt ist, die Last erneut für Dauer eingeschaltet wird.

Wird das Steuersignal an der Klemme St wieder weggenommen, so werden über die Steuerleitung L2 die Baugruppen 1, 2 und 7 gesperrt. Es wird kein periodisches Einschaltsignal (Taktsignal) mehr erzeugt. Die Last wird abgeschaltet.

Die Feststellung des Überlastfalles kann z. B. durch Messung des Laststromes aber auch durch Messung des Spannungsabfalls an der Last oder auch des Spannungsabfalls an dem schaltenden Bauelement erfolgen. In Figur 3 ist eine Stromabfrage dargestellt, die z. B. anstelle der Baugruppe 1 gemäß Figur 2 eingesetzt werden kann. Es werden die gleichen Bezeichnungen für die Anschlüsse verwendet. Es kann also einfach das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 an der vorgesehenen Stelle in die Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 eingesetzt werden, und es können entsprechend die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 4 bis 8 an den entsprechenden Stellen eingesetzt werden,· und es werden alle diese Teile miteinander korrespondierend arbeiten. Selbstverständlich können auch teilweise andere Baugruppen eingesetzt werden, wie z. B. eine Spannungsabfrage anstelle einer Stromabfrage, wobei teilweise diese neuen Baugruppen ohne weitere Veränderung der anderen Baugruppen einfach alter-

nativ eingsetzt werden können, während manche alternativen Baugruppen leichte Modifikationen der mit ihnen korrespondierenden Baugruppen erforderlich machen.

Ein Hallsensor HS wird dadurch eingeschaltet, daß an dem Eingang S2 das Signal logisch 1 geschaltet wird. Der Hallsensor HS ist in einem magnetischen Kreis angeordnet, dessen Fluß vom Laststrom zwischen den Anschlüssen S10 und S11 abhängt, z. B. mit Hilfe einer vom Laststrom durchflossenen Spule. Durch geeignete Dimensionierung wird erreicht, daß von einem bestimmten, als Überlaststrom definierten Strom ab der Hallsensor schaltet und am Ausgang S4 das gewünschte Signal abgibt. Die Diode D2 dient beim Abschalten der Last zum Vernichten der Energie des magnetischen Kreises.

In Figur 4 ist die Baugruppe 4 dargestellt, welche die eigentliche Schalteinrichtung mit dem Schaltelement enthält. Als Schaltelement wird ein Leistungstransistor verwendet, der im Ausführungsbeispiel als N-Kanal-enhancement-MOS-Leistungstransistor FET1 ausgebildet ist. Auf der Schaltseite ist er durch eine Zenerdiode D2 gegen Spannungsspitzen geschützt. Da ein Transistor von diesem Typ eine Steuerspannung benötigt, die deutlich über der Schaltamplitude von logischen Gattern liegt, die an einer C-HOS- oder TTL-Versorgung betrieben werden, ist eine Spannungsvervielfacherschaltung erforderlich. Sie wird aus den Kapazitäten C10 und C11 und den Dioden D6, D7 und D9 gebildet. Durch die gegenphasige Ansteuerung an den Anschlüssen S7 und S8 sind nur zwei Kapazitäten erforderlich. Zweckmäßigerweise wird der in der Vervielfacherschaltung benötigte Siebkondensator von der Gate-Source-Kapazität des Transistors FET1 gebildet. Es wird erreicht, daß durch das Ausnutzen der Energien von zwei Steuersignalen der Transistor FET1 sehr schnell eingeschaltet werden kann.

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Auch der Abschaltvorgang wird beschleunigt, insbesondere damit im Falle einer Überlastung, insbesondere bei Kurzschluß, keine überlastung des Schalttransistors FET1 eintritt. Hierzu dienen die Diode D8, der Widerstand R5 und der Transistor FET4, der ebenfalls als N-Kanal-enhanceraent-MOS-Kleinsignaltransistor ausgebildet ist. Beim Auftasten der Schalteinrichtung 4 mit den beiden Taktsignalen an den Anschlüssen S7 und S8 sperren die negativen Impulse des Signals 8 über die Diode D8 den Transistor FET4, der damit einen schnellen Einschaltvorgang gestattet. Beim Abschalten der Taktsignale geht der Transistor FET4 sofort in den leitenden Zustand über, da über den Widerstand R5 sein Gate aufgeschaltet wird. Die Gate-Source-Ladung des Transistors FET1 fließt schnell über den Transistor FET4 ab, was ein schnelles Abschalten bewirkt.

Die Zenerdiode D3 zwischen Gate- und Source-Anschluß des Transistors FET1 bewirkt, daß der impulsförmige Maximalstrom der Lastseite auf einen zulässigen Wert begrenzt wird. Die Zenerspannung der Zenerdiode D3 weist einen Wert auf, der identisch ist mit der Gate-Source-Spannung des Transistors FET1, bei der der Maximalstrom noch nicht überschritten ist.

In Figur 5 ist die Baugruppe 2 dargestellt, welche periodisch Einsehaltsignale erzeugt, welche also als Taktgenerator arbeitet. Die Baugruppe 2 wird aus einem Ringoszillator mit den Gattern G24, G25 und G26 gebildet sowie einem Gatter G23 zur Pufferung. Der Ausgang dieses Gatters bildet das Ausgangssignal am Signalausgang S3. Die Baugruppe 2 erzeugt nur dann Impulse, wenn am Signaleingang S2 das Signal logisch 1 liegt, also nur dann, wenn das äußere Steuersignal den Befehl zum Schalten der Schaltanordnung gibt.

In Figur 6 ist die Baugruppe 6 (die Treiberstufe) dargestellt. Sie besteht aus den beiden Gattern G16 und G17, die in der dargestellten Weise miteinander verbunden sind. Liegt das

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Signal am Signaleingang S6 auf logisch 1, so werden die Gatter geöffnet, und das Taktsignal am Steuereingang S3 wird auf den

Signalausgang S7 invertiert und auf den Signalausgang S8 nicht invertiert durchgeschaltet. Es werden also zwei gegenphasige Taktsignale erzeugt, die als Ansteuersignal für die Baugruppe dienen. Liegt das Signal am Steuereingang So auf logisch 0, so werden keine Impulse durchgelassen.

In Figur 7 ist die Baugruppe 7 dargestellt, die einen Frequenzteiler darstellt. Der Teiler enthält zwei Zählstufen Z31 und Z32. Er teilt das Signal, das an seinem Signaleingang S3 steht, d. h. also, das Signal, das vom Taktgenerator der Baugruppe 2 geliefert wird. Die Periodendauer dieses heruntergeteilten Signals wird so eingestellt, daß sie im Überlast- oder Kurzschlußfall der Zeit entspricht, die zwischen zwei Auftastimpulsen vergeht. Die Zeit ist wählbar, indem ein geeigneter Teilerausgang verwendet wird. Da ein normaler Binärzähler Ausgangssignale mit 50 % Einschaltdauer erzeugt,· wird die Impulsbreite des Ausgangssignals gekürzt, indem über die Gatter G27, G28, G29 und G30 ein Reset-Signal für den Teiler erzeugt wird. Die Impulsbreite wird ebp^falls durch Wahl eines entsprechenden Zählerausgangs eingestellt. Die Gatter G30 und G29 dienen zur Verzögerung des Reset-Signals.

Figur 8 zeigt die Baugruppe 3, die als Speicher ausgebildet ist. Sie besteht im wesentlichen aus den Gattern G18 bis G22. Das aus den Gattern G18 und G19 gebildete "R~-"s^-Flipflop wird gesetzt, wenn ein kurzer positiver Impuls am Signaleingang S5 auftritt und über das Gatter G22 auf das Flipflop gegeben wird.

Der Ausgang des Gatters G19 bildet das Ausgangssignal am Signalausgang S6. Das Gatter G20 dient dazu zu verhindern, daß während der Zeit, in der der Impuls, der vom Signaleingang S5 kommt, anliegt, eine Signalinformation der Baugruppe 1 an das R-S-Flipflop gelangen kann. Während dieser Zeit wird die Stromabfrage nicht beachtet. Auf diese Weise werden Lar;timpulse beim Einschalten ausgeblendet. Dien sotzt voraus, Ίηβ die

Impulsbreite an dor Signalleitung L5 nicht so groß gewählt wird, daß (3er Scn.-ilttransistor FET1 gefährdet wird.

Unmittelbar nach dem Impuls auf der Signalleitung L5 wird über die Gatter G20 und G21 die Stromabfrage aktiviert. Der aus den Gattern G18 und G19 gebildete "R-l-T-Flipflop wird im Überlastungsfall über die Signalleitung IA zurückgesetzt. Dies führt dann, wie beschrieben, zum Abschalten des Schalttransistors FET1.

Wie ersichtlich, sind alle Bauelementekombinationen so gewählt, daß möglichst nicht nur einzelne Baugruppen, sondern die gesamte Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 als integrierte Schaltung ausgebildet werden kann. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die zunächst recht aufwendig erscheinende Schaltungsanordnung dennoch wirtschaftlich herzustellen und damit einen elektronischen Schalter zu schaffen, der ein elektromagnetisches Relais mit allen seinen Vorteilen ersetzen kann und zusätzlich die Vorteile elektronischer Bauelemente aufweist.

Wie aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen hervorgeht, ist die gesamte Schaltungsanordnung, insbesondere auch als Vorbedingung für eine leichte Integration, konsequent in nur einer Art von Gattern, nämlich NAND-Gattern aufgebaut. Selbstverständlich können auch andere Gatter in entsprechender Verknüpfung verwendet werden. Es können auch zumindest Teile der Schaltungsanordnung so aufgebaut werden, daß sich eine Programmierbarkeit ergibt, z. B. durch Wahl der passenden Ausgänge der Zähler Z31 und Z32.

Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung besteht darin, daß sie teilweise unter Verwendung von Mikroprozessoren verwirklicht werden kann und auch daß bei der Verwendung von Mikroprozessoren für andere Steuerungsaufgaben das so geschaffene elektronische Relais von diesen mit angesteuert werden kann. Es lassen sich somit, insbesondere in der Kraft-

fahrzeugtechnik, verhältnismäßig komplexe Steuerungen vereinfacht aufbauen, indem die Leistungsstufe in die eigentlichen Steuerungsstufen mit einbezogen wird.

In Figur-9 ist ein Diagramm der Steuersignale und des Laststromes dargestellt, wie es verschiedenen Einsehaltzuständen des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2 unter Verwendung der Baugruppen gemäß Figur 3 bis Figur 8 entspricht. Es sind jeweils die Spannungszustände H und L auf den Steuerleitungen L1 bis L9 und der Lastleitung L10 über der Zeit dargestellt. Der Zeitpunkt ti entspricht dem EinsehaltZeitpunkt. Im Zeitpunkt t2 ist der Speicher gesetzt. Im Zeitpunkt t3 ist der Laststrom eingeschaltet. Im Zeitpunkt t4 wird vom Sensor ein Kurzschluß gemeldet. Im Zeitpunkt t5 erfolgt ein Neustart. Im Zeitpunkt t6 erfolgt eine Sensormeldung. Im Zeitpunkt t7 wird wegen des noch vorhandenen Kurzschlusses das Einschalten des Laststromes weiter verhindert. Im Zeitpunkt t8 wird festgestellt, daß der Kurzschluß nicht mehr vorhanden ist, woraufhin im Zeitpunkt t9 der Laststrom wieder eingeschaltet ist.

In Figur 10 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, nämlich eine als Umschalter arbeitende Schaltungsanordnung. Für gleiche bzw. gleich wirkende Baugruppen, wird zwecks Vereinfachung in Figur 10 dieselbe Wahl von Bezugszeichen wie in Figur 2 getroffen. Es ist demzufolge wiederum eine Uberlast-Uberwachungsvorrichtung 1 vorhanden, ein Einschaltimpuls erzeugender Taktgenerator 2, ein Speicher 3 und ein Nadelimpulsgeber 7. Es sind aber zwei Schalteinheiten 4 und 4' und zwei Treiberstufen 6 und 6' vorhanden. Hinzu kommt eine Umschaltvorrichtung U, die mit ihren Ausgängen über Leitungen L3¹ bzw. L3¹' auf die Treiberstufen 6 bzw. 6' einwirkt, während sie ihrerseits über die Leitung L3 von dem Taktgenerator 2 beaufschlagt wird und einem mit Sei bezeichneten Steuereingang unterliegt, der einen Select-Eingang darstellt und die Einschaltung der einen bzw. der anderen Schalteinrichtung 4 bzw.

4' ermöglicht. Von dem Speicher 3 her wird über die Steuerleitung LG oin enable-Signal in die Umschalteinrichtung U gegeben, das in ähnlicher Weiße, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2, durch Zurücksetzen des Speichers 3 von der Uberwachungüeinrichtung 1 her gelöscht werden kann und damit den jeweils eingeschalteten Laststromkreis unterbricht.

Auch dieses Ausführungsbeispiel kann als integrierter Schaltkreis ausgebildet werden. Es können auf diese und ähnliche Weise verschiedene Abwandlungen der Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 bzw. überhaupt des Grundprinzips der Erfindung geschaffen werden, worin ein weiterer Vorteil zu sehen ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit einem eine Last schaltenden, ' steuerbaren elektronischen Bauelement, insbesondere einem Transistor, mit einer Spannungsquelle·, mit einer Last und mit einer das Bauelement ansteuernden Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (1) zum Feststellen einer Überlastung im Lastkreis vorgesehen ist, daß eine zweite Einrichtung (2) zum periodischen Erzeugen von EinschaltSignalen für das Bauelement (FET1) vorgesehen und mit diesem verbunden ist, und daß eine dritte Einrichtung (3) vorgesehen ist, die aufgrund von Signalen der Einrichtung (1) zum Feststellen einer Überlastung im Lastkreis, die eine Überlastung anzeigen, das Durchschalten der Einschaltsignale der zweiten Einrichtung (2) verhindert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Einrichtung (2) zum periodischen Erzeugen von" Einschaltsignalen und dem Bauelement (FET 1) eine Treiberstufe (6) geschaltet ist, und daß die Einrichtung (3), die das Durchschalten der Einschaltsignale der Einrichtung (2) verhindert, an die Treiberstufe (6) angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberstufe (6) eine logische Verknüpfung ist oder enthält, die nur bei gleichzeitigem Vorliegen von Signalen der Einrichtung (2) und der Einrichtung (3) ein Signal weiterleitet.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) als Speicher ausgebildet ist oder einen Speicher enthält, der das Steuersignal speichert und an das Bauelement (FET1) weitergibt, und der bei Überlastung des Lastkreises durch die Einrichtung (1) zurückgesetzt wird.

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5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Einrichtung (7) vorgesehen ist, die das Steuersignal periodisch in den Speicher (3) einliest.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) von der Einrichtung (2) gespeist wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) als Teiler ausgebildet ist, der das Taktsignal der Einrichtung (2) teilt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) als zweistufiger Teiler ausgebildet ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) Gatter enthält, die ein reset-Signal erzeugen, das die Impulsbreite des Ausgangssignals kürzt. ·

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1) die Spannung über eine das Bauelement (FET1) enthaltende Schalteinrichtung (4) messen kann.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1) die Spannung über der Last (5) messen kann.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1) den Strom im Laststromkreis messen kann.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1) einen Hallsensor (HS) enthält, der dem Magnetfeld des Laststroms ausgesetzt ist.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hallsensor (HS) im Lastkreis eines Transistors (FET15) liegt, der vom Steuersignal eingeschaltet wird.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet) daß das Bauelement (FET1) ein Transistor, vorzugsweise ein Feldeffekt-Transistor, ist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein spannungsbegrenzendes elektronisches Bauteil an Gate und Source des Feldeffekt-Transistors (FET1) gelegt ist.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenkopplungs-Widerstand in der Emitter- bzw. Source-Leitung des Transistors (FET1) angeordnet ist.

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerstrecke des Transistors (FET1) über eine Gleichrichterschaltung, insbesondere eine Spannungsvervielfacherschaltung, eine Wechselspannungsquelle gelegt ist.

19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberstufe (6) als Wechselspannungsquelle ausgebildet ist.

20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung so ausgebildet ist, daß die· Gate-Source-Kapazität des Leistungs-Feldeffekt-Transistors (FET1) ihren Siebkondensator bildet.

21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Halbleiterschalter so geschaltet sind, daß sie gegenphasige Wechselspannungen erzeugen.

22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß drei Dioden (D6, D7, D9) und zwei Kondensatoren (C10, C11') die Spannungsvervielfacherschaltung bilden.

23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schalteinrichtungen (4, 4¹) vorgesehen sind, die über einen vorzugsweise elektronischen Umschalter (U) betätigt werden können.

24. Schaltungsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalteinrichtungen (4, 4') je eine Treiberstufe (6, 6') besitzen, die an das Umschaltelement (U) angeschlossen sind, das mit dem Impulsgeber (2), dem Speicher (3) und einer Steuerleitung (L3) verbunden ist. _;

25. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glei-hstromwiderstand parallel zur Gate-Source-Kapazität geschaltet ist, der so dimensioniert ist, daß über ihn die Entlastung der Gate-Source-Kapazität in ausreichend kurzer Zeit oei Abschalten der Steuerwechselspannung erfolgt.

26. Schaltungsanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromwiderstand ein Halbleiterschaltelement ist.

27. Schaltungsanordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromwiderstand ein Feldeffekt-Transistor (FET2) ist.

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28. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Schaltungsanordnung als NAND-Gattern aufgebaut sind.

29. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Schaltungsanordnung als integrierter Schaltkreis ausgebildet sind.

30. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung so dimensioniert ist, daß Mikroprozessorausgänge als Steuerwechselspannung liefernde Quellen eingesetzt werden können.