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Schutzschaltung gegen Überlast und Kurzschluß
Schutzschaltung
gegen Überlast und Kurzschluß Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung gegen
Überlast und Kurzschluß für einen elektrischen Stromkreis mit einem in Serienschaltung
zum Lastkreis an einer Versorgungs-Spannung liegenden steuerbaren Halbleiter sowie
mit einer den Strom durch den steuerbaren Halbleiter messenden Überwachungsschaltung'
weiche bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes durch den gemessenen Strom
den steuerbaren Halbleiter sperrt und nach einer vorgegebenen Zeit wieder durchschaltet,
wobei diese Vorgänge sich wiederholen, so lange der gemessene Strom den Grenzwert
überschreitet Derartige elektronische Schalteinrichtungen mit einem steuerbaren
Halbleiter, vorzugsweise einem Transistor, werden in großem Umfang anstelle von
mechanischen Kontakten eingesetzt. Dabei ist jedoch bekannt, daß Halbleiter infolge
Überlastung durch einen unzulässig nohen Strom leicht zerstört werden können. Um
dies zu vermeiden, sind verschiedene Maßnahmen zum Schutz der Halbleiter gegen Überströme
entwickelt worden.
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Eine relativ einfache Maßnahme ist es dabei, in Reihe mit dem steuerbaren
Halbleiter, der den Lastkreis betätigt, eine Schmelzsicherung zu schalten Dies hat
jedoch den entscheidenden Nachteil, daß nach dem Auftreten einer Überlast oder eines
Kurzschlusses im Lastkreis die Sicherung zerstört ist und ausgewechselt werden muß.
Der hierfür erforderliche Zeitaufwand kann jedoch in vielen Fällen nicht akzeptiert
werden. Außerdem ist es oft schwierig,
die Sicherung an einem geeigneten
Montageplatz unterzubringen Bekannt ist auch die Möglichkeit einer Strombegrenzung
durch geeignete Beschaltung des steuerbaren Halbielters.
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Durch eine solche Strombegrenzung wird zwar verhindert, daß ein unzulässig
hoher Strom durch den steuerbaren Halbleiter fließen kann. Im Falle einer Überlast
oder eines Kurzschlusses im Lastkreis tritt jedoch an dem steuerbaren Halbleiter
eine hohe Verlustleistung auf, die nur durch geeignete große Kühlflächen abgeführt
werden kann. In den meisten Fällen ist die Anbringung einer großen Kühlfläche an
der Schalteinrichtung jedoch aus Platzgründen nicht möglich. Im wesentlichen wird
deshalb die Strombegrenzungsschaltung nur dann angewandt, wenn nur Lastströme von
wenigen mA auftreten.
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Bekannt ist ferner die Verwendung eines Kaltleiters, der in Reihe
mit dem steuerbaren Halbleiter in den Lastkreis eingeschaltet wird. Der Widerstand
des Kaltleiters im Normalzustand (Kaltwlderstand) muß dabei so hochohmig sein, daß
im Falle eines Kurzschlusses im Lastkreis kein unzulässig hoher Strom fließt. Dies
bedeutet jedoch, daß auch im Normalbetrleb an diesem Kaltleiter ein relativ hoher
Spannungsabfall auftritt der oft nicht in Kauf genommen werden kann. Darüber hinaus
wird zum Beispiel bei einem Dauerkurzschluß im Lastkreis der Kaltleiter direkt oder
indirekt aufgeheizt und damit sehr hochohmig.
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Nach Beseitigung des Kurzschlusses ist dann der Kaltleiter so hochohmig,
daß die Last nicht mehr eingeschaltet werden kann. In diesem Fall muß der Lastkreis
so lange abgeschaltet bleiben, bis der Kaltleiter abgekühlt ist und
seinen
Normalzustand, d.h. seinen Kaltwiderstand erreicht hat Die dadurch bedingte Betriebsunterbrechung
ist in vielen Fällen nicht akzeptabel.
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Zur Vermeidung dieser geschilderten Nachteile wurden bereits Schutzschaltungen
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die unter dem Begriff getaktet berlastsicher
und kurzschlußfest" bekannt sind. Bei diesen getakteten Schutzschaltungen wird der
Strom im Lastkreis gemessen, beispieisweise über den Spannungsabfall an einem niederohmigen
Widerstand. Übersteigt der Strom einen eingestellten Grenzwert, wird der den Lastkreis
schaltende steuerbare Halbleiter abgesc.hltet. Nach einer bestimmten, ebenfalls
vorher eingestellten Zeit,wird der steuerbare Halbleiter dann wieder durchgeschaltet.
Übersteigt der Strom erneut den vorgegebenen Grenzwert, wird der Halbleiter sofort
wieder abgeschaltet. Dieser Vorgang wiederholt sich selbsttätig so lange, bis der
Strom im Lastkreis unterhalb des festgelegten Grenzwertes liegt, d.h. bis die Überlast
oder der Kurzschluß im Lastkreis beseitigt ist. Die Schaltung ist ohne besondere
Maßnahmen und ohne nennenswerte Betriebsunterbrechung sofort wieder arbeitsfähig.
Bekannte Schutzschaltungen dieser Art für elektronische Schalter sind beispielsweise
so ausgelegt, daß nach dem Überschreiten eines zulässigen Stromwertes von beispielsweise
o,2 Ampere abgeschaltet und nach einer Wartezeit von ca. 10 msec erneut eingeschaltet
wird Übersteigt der Stroh den Grenzwert immer noch, so wird nach ca. 0,2 msec wieder
abgeschaltet.
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Während der Dauer des Stromimpulses tritt am steuerbaren Halbleiter,
der den Lastkreis zuschaltet, eine relativ hohe Verlustleistung auf In der Phase,
in der abgeschaltet ist, tritt hingegen keine Verlustleistung auf. Werden
jedoch
die vorstehend beispielshalber genannten Zeitintervalle eingestellt, so beträgt
das Verhältnis von Stromimpuls zu Strompause 1 50, wobei die mittlere Verlustleistung
so gering ist, daß der Halbleiter auch ohne besondere Kühlflächen nicht unzulässig
hoch erwärmt wird Eine solche Schalteinrichtung ist nach spätestens 10 msec nach
Beseitigung der Überlast oder des Kurzschlusses wieder voll betriebsbereit, was
sich besonders dann günstig auswirkt, wenn nur ein kurzzeitiger Kurzschluß, wie
er bei Überprüfen einer Anlage als Meßkurzschluß auftreten kann, vorliegt.
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Diese bekannten, als "getaktet überlastsicher und kurzschlußfest"
bezeichneten Schutzschaltungen sind in der bisherigen Form jedoch nicht für alle
Fälle mit Vorteil einsetzbar. Wird beispielsweise im Lastkreis eine Glühlampe als
zu schaltende Last angeordnet, sc tritt im Augenblick des Zuschaltens ein unzulässig
hoher Strom auf der zur Abschaltung führt Dies ist durch den Kaltwiaerstand der
Lampe bedingt, der im Regelfall etwa nur 1/10 des Nennwiderstandes der Glühlampe
beträgt. Reichen dann die kurzen, nadelförmigen Stromimpulse beim Einschalten ne
steuerbaren Halbleiters nicht aus, den Glühfaden der Lampe aufzuheizen, wobei berücksichtigt
werden muß. daß in der relativ langen Abschaltphase der Glühfaden wieder abkühlt,
so kann die Lampe nicht eingeschaltet werden Ähnliche Verhältnisse liegen vor, wenn
im Lastkreis beispielsweise parallel zu dem Lastwiderstand ein Kondensator geschaltet
ist. Der Kondensator stellt im Augenblick des Einschaltens zunächst einen Lastkurzschluß
dar. Reichen in diesem Fall die Stromimpulse nicht aus,um den Kondensator aufzuladen
- wobei auch in diesem Fall berücksichtigt werden
muß, daß in der
Abschaltphase der Kondensator entladen wird - so kann der Lastkreis nicht ständig
zugeschaltet werden. Bei großen Leitungslängen im Lastkreis kann dieser Effekt bereits
durch die Leitungskapazität auftreten.
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Eine unerwünschte Funktion der getakteten Schutzschaltungen kann auch
durch kurzzeitige Störspannungen hervorgerufen werden. Liegt der Strom im Lastkreis
ifl der Nähe des Grenzwertes, der zur Abschaltung führt, so reichen oft geringe
Störspannungen, die auf die Stromversorgung oder in die Leitungen zum Lastkreis
eingestreut werden aus. um eine - wenn auch kurzzeitige - Abschaltung der Last herbeizuführen
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzschaltung der eingangs genannten Art zu
schaffen, welche einen breiteren Anwendungsbereich als die bisherigen getakteten
Schutzschaltungen besitzt und welche insbesondere auch dann anwendbar ist, wenn
im Lastkreis eine Last vom Typ einer Glühlampe oder eines Kondensators geschaltet
ist, wobei sichergestellt sein soll, daß kurzzeitig auftretende Überiastimpulse
nicht zu einer vorzeitigen Abschaltung des Stromes im Lastkreis führen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer getakteten Schutzschaltung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß eine Hilfsschaltung
mit einem Hilfsschaltelement und einem zum steuerbaren Halbleiter parallel liegenden
weiteren Strompfad für den Lastkreis derart angeschaltet und dimensioniert ist,
daß der weitere Strompfad bei durchgeschaltetem steuerbarem Halbleiter nur einen
vernachlässigbaren Strom zum Lastkreis führt und daß das Hilfsschaltelement nach
dem
Sperren des steuerbaren Halbleiters den weiteren Strompfad
zumindest für eine vorgegebene Zeit an den Lastkreis angeschaltet hält.
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Bei der erfindungsgemäßen Schutzschaltung werden die Vorteile der
getakteten Schutzschaltung voll beibehalten, es wird jedoch mit wenigen zusätzlichen
Bauelementen ein weiterer Strompfad vorgesehen, über den nach einer jeweiligen Abschaltung
des steuerbaren Halbleiters zumindest ein gewisser Laststrom weiterfließen kann
und so unerwünschte Folgen einer vorzeitigen vollständigen Abschaltung des Lastkreises
vermeiden hilft. Damit erhält die erfindungsgemaße Schutzschaltung nahezu ideale
Eigenschaften in bezug auf Überlastsicherheit, Kurzschlußfestigkeit und Störunempfindlichkeit.
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Das Hilfsschaltelement ist zweckmäßigerweise ein Halbleiterschalter,
über den ein in dem weiteren Strompfad angeordneter, im Vergleich zum Strompfad
über den steuerbaren Halbleiter hochohmiger Widerstand mit dem Lastkreis verbindbar
ist. Der Widerstand in dem weiteren Strompfad sollte dabei zweckmäßigerweise einen
Widerstandswert aufweisen, der etwa um eine Zehnerpotenz höher liegt als der Widerstand
über den normalen Stromweg, der durch den steuerbaren Halbleiter führt Zweckmäßigerweise
wird für den Widerstand in dem weiteren Strompfad ein Kaltleiter verwendet, der
sich bei einem andauernden Kurzschluß im Lastkreis aufheizt und noch hochohmiger
wird. Dadurch kann auch in diesen Fällen die Verlustleistung der gesamten Schaltungsanordnung
auf einen geringen Wert begrenzt werden.
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DIe Ausgestaltung und Dimensionierung der Hilfsschaltung kann auf
verschiedene Weise geschehen. Dabei kommt es lediglich darauf an, daß die Hilfsschaltung
während des Normalbetriebs des Lastkreises, also bei durchgeschaltetem steuerbarem
Halbleiter, nur einen vernachlässigbaren Strom führt, also die Betriebsverhältnisse
der Schaltung praktisch nicht verändert, daß diese Hilfsschaltung aber im Augenblick
einer Uberlast d.h beim Abschalten des steuerbaren Halbleiters, zumindest für eine
gewisse Zeit, dem Lastkreis weiterhin Strom zuführt. Wie hoch dieser Strom sein
soll und wie lange er weitergeführt wird, hängt von den speziellen Gegebenheiten
eines Anwendungsfalles ab, Die Dimensionierung des hochohmigen Widerstandes in dem
zusatziichen Strompfad oder die Dimensionierung eines Zeitkreises für die Hilfsschaltung
kann vom Fachmann nach den jeweiligen Erfordernissen vorgenommen werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher erläutert, Es zeigt: Figur 1 eine Schaltungsanordnung mit einer
erfindungsgemäßen Hilfsschaltung, wobei das Hilfsschaltelement im Parallelkreis
zum steuerbaren Halbleiter angeordnet ist, Figur 2 eine Schaltungsanordnung mit
einer erfindungsgemäßen Hilfsschaltung, wobei das Hilfsschaltelement in Reihenschaltung
mit dem steuerbaren Halbleiter liegt
Die in Fig.1 dargestellte
Schaltungsanordnung wird über Anschlußpunkte 1 und 2 mit einer Spannung U versorgt.
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An den Ausgangs-Anschlußpunkten 3 und 4 ist eine Last RL angeschlossen;
der Anschlußpunkt 4 liegt dabei auf gleichem Potential wie der Anschlußpunkt 2.
Der Strom im Lastkreis fließt im zugeschal'eten Zustand vom Anschlußpunkt 1 über
die in Reihe geschalteten Widerstände 5 und 6 und die Emitter-Kollektor-Strecke
eines Transistors T1 zum Anschlußpunkt 3 des Lastkreises sowie über die Last RL
zum Anschlußpunkt 4. Der Lastkreis ist nur dann zugeschaltet, wenn der Transistor
T1 über eine Steuereinrichtung ST und einen Widerstand 7 mit Baslsstrom versorgt
wird. Die Steuereinrichtung ST kann im einfachsten Fall ein mechanischer Kontakt,
wie in Fig angedeutet, in anderen Fällen jedoch auch ein berührungslos betätigbarer
Transistoroszillator oder ein beliebiges anderes steuerbares Element mit entsprechenden
Eigenschaften sein, Der Strom durch den Transistor T1 wird über eine Überwachungsschaltung
nontrolliert, die im wesentlichen einen Transistor T2 enthält. Über diesen Transistor
T2 wird der Spoannungsabfall am Widerstnad 6 als Wert für den Strom im Lastkreis
abgegriffen Ist der Strom im Lastkreis klein, kann der Transistor T2 über den Spannungsabfall
am Widerstand 6 nicht durchgesteuert werden Bei einem bestinmten Grenzwert des Laststromes
ist jedoch der Spannungsabfall am Widerstand 6 so groß, daß in den Transistor T2
über den Widerstand 8 und die in Reihe geschaltete Diode 9 eln Basisstrom fließt.
Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 wird leitend und schließt den Widerstand
6 sowie die in Reihe geschaltete Basis-Emitter-Strecke des Transistors T1 kurz.
Der
Transistor T1 wird gesperrt und schaltet die Last RL ab.
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Im Moment des Abschaltens wird der Spannungsabfall am Widerstand 5
zu Null, und ein Kondensator 10, der vorher (unter Vernachlässigung der sich kompensierenden
Schwellenspannungen) auf den Spannungsabfall an den Widerständen 5 und 6 geladen
war, entlädt sich über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T2 und dem Reihenwiderstand
8 Der Transistor T2 bleibt so lange durcngesteuert, bis der Kondensator 10 entladen
ist. Bis dahin bleibt auch die Last RL abgeschaltet. Sofort nach der erfolgten Entladung
des Kondensators 10 sperrt der Transistor T2, und die Last wird über den Transistor
T1 wieder zugeschaltet Überschreitet der Spannungsabfall am Widerstand 6 den Grenzwert
immer noch, wird die Last erneut abgeschaltet. Dieser Taktbetrieb wird so lange
fortgesetzt, wie der Laststrom beim Zuschalten der Last als unzulässig hoher Strom
erkannt wird. Liegt der Laststrom unterhalb dieser Grenze, bleibt der Transistor
T ständig durchgeschaltet, sofern nicht über die Steuereinrichtung ST die gesamte
Schaltung außer Betrieb gesetzt wird. Um jedoch beim Abschalten des Transistors
T1 die eingangs erwähnten unerwünschten Folgen zu vermeiden, ist eine zusätzliche
Hilfsschaltung vorgesehen, die im wesentlichen aus einem weiteren Transistor T3,einem
Basiswiderstand 11 und einem Kondensator 20 einem Kollektorwiderstand RP besteht.
Der Transistor T3 bildet dabei mit dem Widerstand RP praktisch einen Parallelzweig
zum Transistor T1 mit den im Emitterkreis vorgesehenen Widerständen 5 und 6. Mit
der Hilfsschaltung gemäß Fig.1 wird die oben beschriebene Funktion der getaktet
kurzschlußfesten Schaltung nicht verändert. Der Emitter des Transistors
T3
ist mit dem Anschlußpunkt 1 verbunden, und der Kollektor des Transistors T3 ist
über den Widerstand RP an den Anschlußpunkt 3 geschaltet. Die Basis des Transistors
T3 liegt über dem Widerstand 11 direkt an der Steuereinrichtung ST, und zwar an
dem Punkt, an den auch der Widerstand 7 geführt ist, Wird über die Steuereinrichtung
ST der Transistor Tl durchgesteuert und damit der Strom im Lastkreis eingeschaltet,
so wird gleichzeitig auch der Transistor T3 durchgesteuert. Ein nennenswerter Strom
fließt jedoch normalerweise nicht über den Widerstand RP zur Last da dieser Widerstand
RP zweckmässigerweise wesentlichen hochohmiger dimensioniert ist als die Reihenschaltung
der Widerstände 5 und 6,, In der Regel ist der Widerstand RP etwa eine Zehnerpotenz
nochohmiger als die genannte Reihenschaltung.
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Tritt nun beim Betrieb des Lastkreises eine Überlastung auf, wird
der Transistor T1 in der beschriebenen Weise von der Überwachungseinrichtung mit
dem Transistor T2 abgeschaltet. Der Transistor T3 bleibt jedoch auch in diesem Fall
durchgeschaltet, und nun wird die Last über die Kollektor-Emltter-Strecke des Transistors
T3 und den Reihenwiderstand RP mit Strom versorgt. Da der Lastkreis in diesem Moment
sehr niederohmig ist, kann in diesem Zeitpunkt auch über den hochohmigen Widerstand
RP genügend Strom zur Last fließen. Der Transistor T1 führt völlig unabhängig von
der Hilfsschaltung seinen Taktbetrieb in der oben beschriebenen Weise so lange durch,
bis im Lastkreis
oder genauer, in dem durch den Transistor T1 fließenden
Stromzweig ein Strom festgestelt wird, der unter dem Grenzwert liegt. Erst dann
bleibt der Transistor T1 ständig durchgeschaltet, und die Hilfsschaltung über den
Transistor T3 und den Widerstand RP wird praktisch wieder stromlos. Durch die Hilfsschaltung
ist jedoch sichergestellt, daß die Last auch dann weiter mit Strom versorgr wird,
wenn der Transistor T1 aufgrund von Überstrom im Lastkreis abgeschaltet hat, Damit
bei dauernder Überlast oder bei dauerndem Kurzschluß im Lastkreis keine unzulässig
hohe Verlustleistung am Widerstand RP auftritt, wird für diesen Widerstand zweckmäßigerweise
ein Kaltleiter eingesetzt, Die Tatsache, daß der Widerstand RP dann nach längerer
Zeit sehr hochohmig wird, stört insofern nicht, als die kurzzeitigen Überlaststdße,
die mit der Hilfsschaltung aufgefangen werden soilen, bis dahin längst nicht mehr
wirksam sind. Beispielsweise ist bis dahin eine Glühlampe im Lastkreis längst aufgeheizt,
oder ein parallel zur Last geschalteter Kondensator ist längst geladen. Nach Unterschreitung
des Grenzwertes des Stroms im Lastkreis schaltet der Transistor T1 ohnehin wieder
dauernd durch, womit die Hilfsschaitung praktisch stromlos wird und der Kaltleiter
wieder Zelt zum Abkühlen findet Andererseits ist jedoch sichergestellt, daß ein
kurzzeitiger Störimpuls, der den Transistor T1 abschaltet, nicht sofort zum völligen
Abschalten des Laststromes führt, da die Hilfsschaltung den Strom im Lastkreis übernimmt.
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Die Tatsache, daß der Widerstand RP auch im Kaltzustand relativ hochohmig
ist, stört ebenfalls nicht, da beim Normalbetrieb des Lastkreises an dem Widerstand
RP keine nennenswerte Spannung abfällt. Wird andererseits über die Steuereinrichtung
ST der Laststromkreis abgeschaltet, so fließt selbstverständlich auch über die Hilfsschaltung
kein Strom mehr in den Lastkreis, da damit auch die Hilfsschaltung abgeschaltet
ist.
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Fig.2 zeigt eine etwas abgewandelte Schaltungsanordnung, wobei der
als Hilfsschaltelement dienende Transistor T3 in Reihenschaltung mit dem Transistor
T1 liegt Soweit die Bauelemente in Fig. 2 die gleiche Funktion wie in Fig*1 ausüben,
sind sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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So ist auch in Fig. 2 ein steuerbarer Halbleiter T1 zum Durchschalten
des Lastkreises, ein Transistor T2 in einer Überwachungsschaltung und ein Transistor
T3 mit einem Widerstand RP in einer Hilfsschaltung vorgesehen.
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Die Last ist wieder mit RL bzeichnet, und die Steuereinrichtung ST
funktioniert wie in Fig. 1.
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Werden durch Betätigung der Steuereinrichtung ST der Transistor Tl
über den Basiswiderstand 13 und gleichzeitig der Transistor T3 über den Basiswiderstand
14 mit Basisstrom versorgt, so schalten die beider. mit den Emitter--Kollektor-Strecken
in Reihe geschalteten Transistoren durch, Zwischen dem Kollektor des Transistors
T1 und dem Emitter des Transistors T3 ist ein niederohmiger Widerstand 15 geschaltet.
Der Laststrom fließt also vom Anschlußpunkt 1 über den Transistor T1,
den
Widerstand 15 und den Transistor T3 zum Anschlußpunkt 3 fur die Last RLe die mit
Ihrem anderen Pol am Patential des Anschlußpunktes 4 liegt. In diesem Betriebszustand
fließt über den Widerstand RP in einem Parallelkreiszur Reihenschaltung aus dem
Transistor T1 und dem Widerstand 15 praktisch Kein Strom, da dieser Widerstand erheblich
hochohmiger ausgelegt ist als der Widerstand 15.
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Bei diesem Betriebszustand ist der Kondensator 16, der mit einem Pol
direkt an den Kollektor des Transistors T1 und mit dem anderen Pol an den von der
Basis des Transistors T3 abgewndten Punkt des Widerstandes 14 geschaltet ist auf
eine Spannung aufgeladen, die dem Spannungsabfall an den Widerständen 15 und 14
entspricht. Die Schwellenspannung des Transistors T3 wird hierbei vernachlässigt.
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Parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T1 ist die
Emitter-Basis-Strecke des Transistors T2 in Reihe mit dem Widerstand 17 geschaltet.
Der Emitter des Transistors T2 ist mit dem Emitter des Transistors T1 verbunden.
Der Kollektor des Transistors T2 ist mit dem einen Pol der Steuereinrichtung ST
verbunden, an den auch die Widerstände 13 und 14 angeschaltet sind.
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Steigt nun der Strom im Lastkreis an, erhöht sich auch der Spannungsabfall
am Emitter-Kollektor des Transistors T1 Überschreitet dieser Spannungsabfall und
damit der Strom im Lastkreis ein bestimmtes Maß, so steuer der Transistor T2 durch
und schaltet beiden Transistoren T1 und T3 den Basisstrom ab, der über die Steuereinrichtung
ST zugeschaltet ist. Der Transistor T1 schaltet sofort ab,
während
der Transistor T3 noch so lange durchgeschaltet bleibt, bis der Kondensator 16 mindestens
um den Betrag des ursprünglichen Spannungsabfalls am Widerstand 15 entladen ist.
In diesem Betr'ebszustand wird der Lastkreis über den Widerstand RP weiter mit Strom
versorgt.
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Ist der Kondensator 16 genügend weit entladen, schaltet auch der Transistor
T3 ab. Im gleichen Moment wird dann auch der Spannungsabfall am Transistor T1 zu
Null. Der Transistor T2 sperrt und die beiden Transistoren T1 und T3 werden erneut
durchgeschaltet r Tritt erneut Überstrom auf, so setzt der gleiche Anlauf wie vorstehend
beschrieben, ein. Liegt kein Überstrom mehr vor, so bleiben die beiden Transistoren
T1 und T3 ständig durchgeschaltet, bis eine Abschaltung des Laststromes über die
Steuereinrichtung ST erfolgt.
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Auch bei der Schaltung nach Fig.2 liegt bei Überstrom oder Kurzschluß
im Lastkreis ein Taktbetrieb vor. Es werden jedoch hier die an sich langen Strompausen
nach dem Abschalten des Transistors T1 durch die Hilfsschaltung so überbrückt, daß
nur extrem kurze Stromunterbrechungen auftreten. Eine Überlastung der Transistoren
ist dabei nicht zu befürchten. Um lange Stromflußzeiten über die Hilfsschaltung
mit dem Transistor T3 und dem Widerstand RP zu erreichen, wird eine geeignete Dimensionierung
der Widerstände 15 und 14 sowie des Kondensators 16 vorgenommen. Insbesondere ist
es zweckmäßig, den Widerstand 14 sehr hochohmig auszubilden, um eine lange Entladezeit
des Kondensators 16 zu erreichen. Besonders hochohmig kann dieser Widerstand 14
dann ausgelegt werden,
wenn der Transistor T3 als Darlington-Transistor
geschaltet ist Für den Widerstand RP im Parallelkreis wird auch bei dieser Ausführungsform
zweckmäßigerweise ein Kaltleiter vorgesehen. Bei Dauerkurzschluß im Lastkreis heizt
sich der Kaltleiter auf und wird hochohmig.
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Dadurch wird auch n diesem Betriebszustand die Verlustieistung der
gesamten Schaltungsanordnung auf einen geringen Wert begrenzt. Bei Beseitigung des
Kurzschlusses im Lastkreis ist de Schaltung sofort wieder betriebsbereit, da der
Laststrom von den Transistoren T1 und T3 übernommen wird. Der Widerstand RP ist
dann praktisch kurzgeschlossen und kann abkühlen.
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Zur besseren Einstellung des Ansprechpunktes für den Überstrom kann
parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Transistors T2 ein Widerstand 18 geschaltet
werden.
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Um eine eventuell gewünschte Ansprechverzögerung des Transistors T2
zu erreichen, kann dem Widerstand 18 auch ein Kondensator 19 parallel geschaltet
werden.
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Auch mit der Schutzschaltung gemäß Fig.2 wird die gestellte Aufgabe
gelöst. So sind auch in diesem Fall Lastkreise mit Glühlampe oder mit parallel geschalteten
Kondensatoren einsetzbar. Bei einem Störimpuls, der an sich zu einer Åbschaltung
fuhren wurde, tritt durch die Anwendung der Hilfsschaltung in der Last keine nennenswerte
Stromunterbrechung auf.
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Die Kondensatoren 20 in Fig. 1 beziehungsweise 16 in Fig.2, die jeweils
den Transistor T3 für eine vorgegebene Zeit verzögert abschalten, bringen noch den
überraschenenden Vorteil, daß bei einem prellenden Verhaiten der Steuereinrichtung
ST diese Prellschaltungen praktisch nicht an die
Last weitergegeben
werden, ohne daß dadurch das sofortige Abschalten des Transistors T1, wie es insbesondere
beim Auftreten von Überstrom erforderlich ist, negativ beeinflußt wird