[go: up one dir, main page]

DE3500039C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3500039C2
DE3500039C2 DE19853500039 DE3500039A DE3500039C2 DE 3500039 C2 DE3500039 C2 DE 3500039C2 DE 19853500039 DE19853500039 DE 19853500039 DE 3500039 A DE3500039 A DE 3500039A DE 3500039 C2 DE3500039 C2 DE 3500039C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mosfet
resistor
bipolar transistor
current
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19853500039
Other languages
English (en)
Other versions
DE3500039A1 (de
Inventor
Ciro Harbor City Calif. Us Guajardo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDY Industries LLC
Original Assignee
Teledyne Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teledyne Industries Inc filed Critical Teledyne Industries Inc
Publication of DE3500039A1 publication Critical patent/DE3500039A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3500039C2 publication Critical patent/DE3500039C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for DC applications
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/78Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
    • H03K17/785Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled controlling field-effect transistor switches

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, des Anspruchs 2 oder des Anspruchs 3.
Derartige Anordnungen sind aus der DE-OS 32 43 467 bekannt. Diese Anordnungen erfordern die Verwendung von Verstärkern, die mit einer Betriebsspannung versorgt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaltungsanordnungen der eingangs genannten Art anzugeben, die mit einem möglichst geringen Energieaufwand betrieben werden können.
Lösungen dieser Aufgabe sind im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, des Anspruchs 2 bzw. des Anspruchs 3 angegeben.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung wird erreicht, daß die Schaltungsanordnung nur mit der Spannung betrieben werden kann, die an dem die Last enthaltenden Ausgangskreis zur Verfügung steht. Dadurch, daß auch eine Zeitverzögerungsschaltung vorhanden ist, kann erreicht werden, daß der zu schützende Transistor erst nach einer gewissen Zeitverzögerung in den stromleitenden Zustand gelangt, wodurch Einschaltprobleme vermieden werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild einer bekannten Schaltungsanordnung und
Fig. 2 bis 4 Ausführungsformen der Schaltungsanordnung der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung 10 mit zwei Eingängen 12, 14 und zwei Ausgängen 16, 18. Zwischen den Anschlüssen 12 und 14 ist ein Serienstromkreis aus zwei Licht emittierende Dioden 20 und 22 sowie ein Strombegrenzungselement, z. B. einen Widerstand 24 geschaltet.
Die LEDs 20 und 22 sind mit einer Photodiodenanordnung 26 gekoppelt, die positive und negative Ausgangsanschlüsse 30 und 32 hat. Die Anordnung 26 weist Photodioden 28 auf, die in Serie geschaltet sind und eine photovoltaische Spannungsquelle bilden.
Der positive Anschluß 30 der Anordnung 26 ist mit dem Gate 34 eines MOSFET 38 verbunden. Der negative Anschluß 32 der Anordnung 26 ist über einen Widerstand 33 mit der Source 36 des MOSFET 38 verbunden, und die Source bzw. Drain 40 und 36 des MOSFET 38 sind an die Ausgänge 16 und 18 angeschlossen.
Der MOSFET 38 wird durch eine Spannung mit einem ersten Pegel zwischen Gate und Source 34 und 36 in den leitenden Zustand vorgespannt. Wenn die Gater-Source-Spannung unter einem zweiten Spannungspegel liegt, wird der MOSFET 38 in einen nichtleitenden Zustand vorgespannt.
Die Arbeitsweise der Anordnung 10 ist folgende: Wenn von einer Spannungsquelle 42 mit in Reihe geschaltetem Schalter 44 ein Eingangssignal an die Eingänge 12 und 14 angelegt wird, erzeugen die LEDs 20 und 22 Licht. Dadurch erzeugt die Diodenanordnung 26 eine Spannung zwischen dem Gate 34 und der Source 36 des MOSFET 38. Der MOSFET 38 wird in den leitenden Zustand vorgespannt, wodurch ein Strompfad geringer Impedanz über den Ausgängen 16 und 18 entsteht. Wenn der MOSFET 38 stromleitend ist, wird Energie an eine Last 46 aus einer Energiequelle 48 eingespeist. Die Last 46 und die Quelle 48 sind parallel zu den Ausgängen 16 und 18 in Reihe geschaltet, wie die Fig. 1 zeigt. Wird ein Schalter 44 geöffnet, erzeugen die LEDs 20 und 22 kein Licht mehr. Infolgedessen fällt die durch die Anordnung 26 erzeugte Spannung auf Null, und der MOSFET 38 schaltet ab.
Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß sie leicht durch Stromüberlastungen im Ausgangskreis beschädigt werden kann. Im Falle eines in der Last 46 auftretenden Fehlers kann der Pegel des Stromes, der durch den MOSFET 38 fließt, den Nennstrom bei weitem übersteigen. Normalerweise ergibt dies den Ausfall bzw. die Zerstörung des MOSFET 38. Die Schaltung wird gegen solche Überlastungen in folgender Weise geschützt.
Ein siliziumgesteuerter Gleichrichter 50 ist parallel zur Diodenanordnung 26 geschaltet. Der Gateanschluß des SCR 50 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 52 mit dem Gate 36 des MOSFET 38 verbunden.
Da der Widerstand 33 in Serie mit der Last 46 geschaltet ist, ist die am Widerstand 33 auftretende Spannung proportional dem durch die Last 46 und damit durch den MOSFET 38 fließenden Strom. Die am Widerstand 33 auftretende Spannung wird an das Gate des SCR 50 angelegt. Wenn diese Spannung die Einschaltspannung des SCR 50 übersteigt, wird letzterer in den stromleitenden Zustand getriggert, wodurch die durch die Diodenanordnung 26 erzeugte Spannung nebengeschlossen wird.
Wenn der Schalter 44 geschlossen ist, erzeugt die Anordnung 26 eine Vorspannung, die den MOSFET 38 in den stromleitenden Zustand vorspannt, so daß Strom aus der Speisequelle 48 in die Last 46 fließt. Unter normalen Bedingungen liegt die Größe des durch die Last 46 fließenden Stromes innerhalb des Stromnennwertes des MOSFET 38. Der Wert des Widerstandes 33 ist so gewählt, daß unter diesem normalen Zustand die an dem Widerstand 33 anliegende Spannung kleiner ist als die Einschaltspannung des SCR 50. Entsprechend bleibt der SCR 50 im nichtleitenden Zustand. Im Falle einer Stromüberlast, wie sie beispielsweise durch einen Fehler oder einen Kurzschluß in der Last 46 verursacht wird, nimmt der durch den MOSFET 38 fließende Strom rasch zu, ebenso die an dem Widerstand 33 auftretende Spannung. Wenn die Spannung die Einschaltspannung des SCR 50 erreich hat, schaltet sie in den stromleitenden Zustand. Hierdurch wird der MOSFET 38 unverzüglich in den nichtleitenden Zustand geschaltet, wodurch der Laststromfluß beendet wird. Der Wert des Widerstandes 33 ist so gewählt, daß der SCR 50 nicht triggert, wenn Strom normalen Wertes durch den MOSFET 38 fließt, jedoch triggert, wenn die Größe des durch den MOSFET 38 fließenden Stromes zu hoch ist. Dieser zu hohe Stromwert wird so gewählt, daß er den MOSFET 38 während des kurzen Zeitintervalle, das erforderlich ist, damit der SCR stromleitend wird und den MOSFET 38 abschaltet, nicht zerstört.
Nachdem ein Überlastzustand aufgetreten ist, kann die Anordnung 10 durch Öffnen des Schalters 44 in den normalen Betrieb rückgesetzt werden. Dieser Vorgang beendet den Stromfluß aus der Diodenanordnung 26, und deshalb kann der SCR 50 in den nichtleitenden Zustand zurückkehren. Der Strom 10 ist nunmehr rückgesetzt und in der Lage, wieder auf normale Überlaststrombedingungen anzusprechen, während der MOSFET 38 gegen Beschädigung durch Stromüberlastung geschützt ist.
Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung 60 nach der Erfindung, die nicht den SCR 50 und die Widerstände 33 und 52 der Fig. 1 für den Überlastschutz verwendet. Weitere Unterschiede sind folgende. Zwischen dem Anschluß 30 der Anordnung 26 und dem Gate 34 des MOSFET 38 ist eine Diode 62 geschaltet, die so orientiert ist, daß sie einen Stromfluß zum Gate 34 ermöglicht. Ein bipolarer PNP-Transistor 64 ist mit seinem Emitter an das Gate 34 gelegt, sein Kollektor ist mit der Source 36 des MOSFET 38 verbunden, und seine Basis liegt an dem Anschluß 30 der Anordnung 26. Ein Widerstand 66 ist an die Anschlüsse 30 und 32 der Anordnung 26 gelegt. Der PNP-Transistor 64 wird zwischen Emitter und Kollektor in seinen stromleitenden Zustand vorgespannt, wenn die Anordnung 26 keine Spannung erzeugt. Umgekehrt wird der Transistor 64 in einen nichtleitenden Zustand vorgespannt, wenn die Anordnung 26 Strom erzeugt. Der Transistor 64 wirkt in der Weise, daß er die Abschaltzeit des MOSFET 38 dadurch beschleunigt, daß ein Entladungspfad für einen Kondensator 74 geschaffen wird.
Die Schaltung 60 schützt gegen Stromüberlastung in folgender Weise: Ein bipolarer NPN-Transistor 68 ist mit seinem Kollektor an das Gate 34 des MOSFET 38 gelegt, und sein Emitter ist mit dem Gate 36 des MOSFET 38 verbunden. Ein Sperrschicht-FET bzw. JFET 70 ist mit seiner Drain an die Basis des Transistors 68 gelegt. Die Source des JFET 70 ist mit dem Gate 36 des MOSFET 38 verbunden. Ein Widerstand 72 ist zwischen das Gate des JFET 70 und das des MOSFET 39 und der Kondensator 74 ist zwischen das Gate und die Source des JFET 70 geschaltet. Ein Widerstand 76 ist zwischen die Source des MOSFET 38 und die des JFET 70 geschaltet.
Der Widerstand 76 liefert ein Vorspannsignal an die Basis des Transistors 68, das proportional der Spannung ist, die an der Drain und dem Gate 40 und 36 des MOSFET 38 auftritt. Diese Spannung ist ein Maß für den durch den MOSFET 38 fließenden Strom, weil der MOSFET 38, wenn er seinen stromleitenden Zustand einnimmt, als Widerstand mit sehr geringem Widerstandswert wirkt und deshalb der Spannungsabfall über Drain und Gate proportional dem durch den MOSFET 38 fließenden Strom ist.
Fließt Strom normaler Größe durch den MOSFET 38, ist die Spannung am MOSFET kleiner als die Basis-Emitter-Einschaltspannung des Transistors 68. Es wird somit eine zu geringe Vorspannung an die Basis des Transistors 68 über den Widerstand 76 angelegt, um den Transistor 68 in den stromleitenden Zustand zu bringen. Unter Stromüberlastbedingungen jedoch nimmt die Spannung, die an der Source 40 im Vergleich zum Quellenanschluß 36 auftritt, wesentlich zu. Wenn die Spannung die Basis-Emitter-Einschaltspannung des Transistors 68 überschreitet, wird der Transistor stromleitend. Er shuntet dann die Spannung der Anordnung 26 und bewirkt, daß der MOSFET 38 abgeschaltet wird. Dieser Abschaltvorgang ist regenerativ, weil dann, wenn der Transistor 68 stromleitend zu werden beginnt, der MOSFET 38 abzuschalten beginnt; damit steigt die Spannung am Anschluß 40 erheblich an. Dieser Spannungsanstieg führt der Basis des Transistors 68 zusätzlichen Strom zu und bringt den Transistor weiter in den stromleitenden Zustand. Das Resultat ist, das der MOSFET 38 im Falle einer Stromüberlast rasch abschaltet.
Wenn der MOSFET 38 den nichtleitenden Zustand einnimmt, entweder, weil der Schalter 44 offen ist, oder weil eine Stromüberlastung aufgetreten ist, ist die Spannung an der Drain 40 im wesentlichen die Spannung der Energiequelle 48. Diese Spannung reicht aus, um den Transistor 68 im stromleitenden Zustand zu halten, wodurch die Anordnung 26 daran gehindert wird, eine Vorspannung zu erzeugen, um den MOSFET 38 wieder einzuschalten.
Wie zuvor beschrieben, erzeugt die Anordnung 26 bei offenem Schalter 44 keine Spannung, und der PNP-Transistor 64 ist stromleitend. Dieser stromleitende Zustand des Transistors 64 bewirkt eine Entladung des Kondensators 74 über den Widerstand 72. Ist der Kondensator 74 vollständig entladen, wird der JFET 70 stromleitend und verhindert, daß der Transistor stromleitend wird. Wird der Schalter 44 geschlossen, wirkt die Spannung der Anordnung 26 in der Weise, daß der Kondensator 74 über den Widerstand 72 geladen wird. Der Transistor 68 wird daran gehindert, in den stromleitenden Zustand zu gelangen, bis der Kondensator 74 sich auf die Abschaltspannung des JFET 70 aufgeladen hat.
Der Widerstand 72 und der Kondensator 74 bilden eine Zeitverzögerungsschaltung, die verhindert, daß der Transistor 68 stromleitend wird, bevor der MOSFET 38 in den stromleitenden Zustand geschaltet hat. Unterstellt man, daß der Laststrom zum MOSFET 38 innerhalb des normalen Bereiches liegt, wenn der MOSFET 38 vollständig stromleitend ist, ist die Spannung an ihm nicht ausreichend groß, um den Transistor 68 einzuschalten. Wie vorstehend beschrieben, kann der Transistor 68 jedoch unter zu hohen Laststrombedingungen in den stromleitenden Zustand gebracht werden.
Nachdem ein Überlastzustand eingetreten ist, wird der Stromkreis durch Öffnen des Schalters 44 rückgesetzt, was über den Transistor 64 bewirkt, daß sich der Kondensator 74 entlädt, wodurch die Zeitverzögerungsschaltung rückgesetzt wird und die Anordnung 60 wieder normal auf das nachfolgende Schließen des Schalters 44 anspricht.
Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung 80 nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese hat einen zweiten MOSFET 82 und einen Widerstand 84 anstelle des JFET 70. Der MOSFET 82 ist zwischen den Widerstand 76 und die Basis des Transistors 68 geschaltet, wobei die Drain des MOSFET 82 mit dem Widerstand 76 und das Gate mit der Basis des Transistors 60 verbunden ist. Das Gate des MOSFET 82 ist mit der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 72 und dem Kondensator 74 verbunden. Der Widerstand 84 ist zwischen die Basis und den Emitter des Transistors 68 geschaltet.
Durch Hinzufügen des MOSFET 82 wird ein Ableitstrompfad zwischen den Ausgängen 16 und 18 beseitigt, der durch den Widerstand 76 verursacht wird. Aus Fig. 2 ergibt sich, daß dann, wenn der MOSFET 38 den nichtleitenden Zustand einnimmt, der Ableitstrompfad über den Widerstand 76 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 68 besteht. Dieser Pfad bewirkt, daß ein geringer Strom durch die Last 46 fließt, wenn der MOSFET 38 nicht stromleitend ist. Bei bestimmten Anwendungsfällen ist dieser Ableitstrom unerwünscht.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird der MOSFET 82 in den stromleitenden Zustand vorgespannt, wenn eine Spannung am Kondensator 74 auftritt. Diese Kondensatorspannung wird durch die Anordnung 26 über den Widerstand 72 erzielt. Ist der Schalter 44 offen und der MOSFET 38 nicht stromleitend, steht keine Spannung am Kondensator 74 an, und damit ist der MOSFET 82 nicht stromleitend. Unter dieser Bedingung fließt kein Strom durch den Widerstand 76, so daß das Ableitstromproblem verringert wird. Wenn der Schalter 44 geschlossen ist, lädt die Spannung an der Anordnung 25 den Kondensator 74 auf, bis der MOSFET 82 in den stromleitenden Zustand schaltet. Wie vorstehend beschrieben, werden der Widerstand 72 und der Kondensator 74 so gewählt, daß der MOSFET 82 nicht stromleitend zu werden beginnt, bis der MOSFET 38 vollständig in den stromleitenden Zustand geschaltet ist. Nimmt der MOSFET 82 den stromleitenden Zustand ein, wird die Spannung am MOSFET 38 auf die Basis des Transistors 68 über die Widerstände 76 und 84 gegeben. Der Wert des Widerstandes 84 kann so gewählt werden, daß der Pegel der Stromüberlastung eingestellt werden kann, bei der der Transistor 68 in den stromleitenden Zustand schaltet.
Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung 90 nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen ähnlich der Anordnung 80 ist, jedoch einen MOSFET 92 in Verbindung mit dem MOSFET 38 verwendet, um eine in zwei Richtungen erfolgende Leitung des Stromes durch die Ausgänge 16 und 18 zu erzielen. Der MOSFET 92 ist mit seinem Gate mit dem Gate 36 des MOSFET 38, und die Drain des MOSFET 92 ist mit dem Ausgang 18 verbunden. Das Gate des MOSFET 92 ist mit dem Gate 34 des MOSFET 38 verbunden. Es sind Dioden 94 und 96 vorgesehen; die Anode der Diode 94 ist mit dem Ausgang 16 und die Anode der Diode 96 mit dem Ausgang 18 verbunden. Die Kathoden der Dioden 94 und 96 sind miteinander und mit dem Widerstand 76 verbunden.
Die MOSFETs 38 und 92 ergeben einen Zweirichtungs-Strompfad zwischen den Ausgängen 16 und 18, so daß die Last 46 von einer Wechselstromquelle 97 betrieben werden kann. Die Spannung an der Anordnung 26 dient dazu, die beiden MOSFETs gleichzeitig zu steuern. Die Dioden 94 und 96 erfassen über den Widerstand 76 den Strom, der entweder durch den MOSFET 38 oder den MOSFET 92 fließt. Wenn ein Stromüberlastzustand auftritt, wird dies unabhängig von der Richtung des Stromflusses über die Dioden 94 und 96 sowie den Widerstand 76 festgestellt, und zwar durch eine Erhöhung der Spannung, die entweder am MOSFET 38 oder am MOSFET 92 ansteht, je nach der Richtung des Überlaststromes, der durch die Ausgänge 16 und 18 fließt. In jedem Fall wird der Transistor 68 in den stromleitenden Zustand geschaltet und schaltet beide MOSFETs 38 und 92 ab. Wie bei der Anordnung 80 wird der Anordnung 90 durch Öffnen des Schalters 44 rückgesetzt.
Für bestimmte Anwendungsfälle der Anordnungen 80 und 90 ist es erwünscht, einen Widerstand in die Leitung 100 zwischen dem Gate 94 und dem Kollektor des Transistors 68 sowie einen Kondensator parallel zum Widerstand 72 zuschalten. Diese beiden zusätzlichen Bauteile stellen ein Filter dar, das das Auftreten von parasitären Schwingungen verhindert, insbes., wenn diese Anordnungen bei niedrigen Temperaturen verwendet werden. Bei anderen Anwendungsfällen kann der Widerstand 84 ganz oder teilweise durch einen Thermistor ersetzt werden, der einen negativen Temperaturkoeffizienten hat. Der Effekt dieses Austausches ist, Temperaturschwankungen der Bauteile zu kompensieren, so daß die Größe des Überlaststromes, bei der die Stromkreise abschalten, über einen weiten Temperaturbereich relativ gut konstant gehalten wird.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zum Schutz eines MOSFETs gegen Stromüberlastung in einem Ausgangskreis, mit dem der MOSFET über seine DRAIN- und SOURCE-Elektroden verbunden ist, mit einer Vorspannungseinrichtung, die mit den GATE- und SOURCE- Elektroden des MOSFET verbunden ist und diesen in Abhängigkeit von einem Eingangssignal in den leitenden Zustand vorspannt, mit einer Detektoreinrichtung, die den Pegel des durch den MOSFET fließenden Stroms ermittelt, und mit einer Überbrückungseinrichtung, die einen bipolaren Transistor aufweist, dessen Kollektor mit der GATE-Elektrode des MOSFET verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des bipolaren Transistors (68) der Überbrückungseinrichtung mit der SOURCE-Elektrode (36) des MOSFET (38) verbunden ist, daß die Detektoreinrichtung einen Widerstand (76) aufweist, der zwischen die DRAIN-Elektrode (40) des MOSFET (38) und die Basis des bipolaren Transistors (68) geschaltet ist, und daß der Stromfluß durch diesen Widerstand (76) zur Basis des bipolaren Transistors (68) durch eine Verzögerungseinrichtung verzögert wird, die einen JFET (70) aufweist, dessen DRAIN-Elektrode mit der Basis des bipolaren Transistors (68), dessen SOURCE- Elektrode mit dem Emitter des bipolaren Transistors und dessen GATE-Elektrode über einen Widerstand (72) mit der GATE-Elektrode (34) des MOSFET (38) verbunden ist, sowie einen Kondensator (74), der zwischen die GATE- und SOURCE-Elektroden des JFET (70) geschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung zum Schutz des MOSFETs gegen Stromüberlastung in einem Ausgangskreis, mit dem der MOSFET über seine DRAIN- und SOURCE-Elektroden verbunden ist, mit einer Vorspannungseinrichtung, die mit den GATE- und SOURCE-Elektroden des MOSFET verbunden ist und diesen in Abhängigkeit von einem Eingangssignal in den leitenden Zustand vorspannt, mit einer Detektoreinrichtung, die den Pegel des durch den MOSFET fließenden Stroms ermittelt, und mit einer Überbrückungseinrichtung, die einen bipolaren Transistor aufweist, dessen Kollektor mit der GATE-Elektrode des MOSFET verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des bipolaren Transistors (68) der Überbrückungseinrichtung mit der SOURCE-Elektrode (36) des MOSFET (38) verbunden ist, daß die Detektor-Einrichtung einen Widerstand (76) aufweist, der zwischen die DRAIN-Elektrode (40) des MOSFET (38) und die Basis des bipolaren Transistors (68) geschaltet ist, und daß der Stromfluß durch diesen Widerstand (76) zur Basis des bipolaren Transistors (68) durch eine Verzögerungseinrichtung verzögert wird, die einen weiteren MOSFET (82) aufweist, der zwischen den ersten Widerstand (76) und die Basis des bipolaren Transistors (68) geschaltet ist, sowie einen dritten Widerstand (72) in Reihe mit einem Kondensator (74), die zwischen die GATE-Elektrode (34) und die SOURCE-Elektrode (36) des einen MOSFET (38) geschaltet sind und deren Verbindungspunkt mit der GATE-Elektrode des zweiten MOSFET (82) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung zum Schutz eines MOSFETs gegen Stromüberlastung in einem Ausgangskreis, mit dem der MOSFET über seine DRAIN- und SOURCE-Elektroden verbunden ist, mit einer Vorspannungseinrichtung, die mit den GATE- und SOURCE-Elektroden des MOSFET verbunden ist und diesen in Abhängigkeit von einem Eingangssignal in den leitenden Zustand vorspannt, mit einer Detektoreinrichtung, die den Pegel des durch den MOSFET fließenden Stroms ermittelt, und mit einer Überbrückungseinrichtung, die einen bipolaren Transistor aufweist, dessen Kollektor mit der GATE-Elektrode des MOSFET verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des bipolaren Transistors (68) der Überbrückungseinrichtung mit der SOURCE-Elektrode (36) des MOSFETs (38) verbunden, daß die Detektoreinrichtung einen ersten Widerstand (76) aufweist, bei der zwischen die Basis des bipolaren Transistors (68) und die verbundenen Kathoden zweier gegensinnig in Reihe geschalteter und parallel zum Ausgangskreis liegender Dioden (94, 96) geschaltet ist, daß der Stromfluß durch den ersten Widerstand (76) zur Basis des bipolaren Transistors (68) durch eine Verzögerungseinrichtung verzögert wird, die einen weiteren MOSFET (82) aufweist, der zwischen den ersten Widerstand (76) und die Basis des bipolaren Transistors (68) geschaltet ist, sowie einen dritten Widerstand (72) in Reihe mit einem Kondensator (74), die zwischen die GATE-Elektrode (34) und die SOURCE-Elektrode (36) des einen MOSFETs (38) geschaltet sind und deren Verbindungspunkt mit der GATE-Elektrode des weiteren MOSFETs (82) verbunden ist, und daß mit der SOURCE-Elektrode (36) und der GATE-Elektrode (34) die SOURCE-Elektrode bzw. GATE-Elektrode eines zusätzlichen MOSFETs (92) verbunden ist, dessen DRAIN-Elektrode mit dem Ausgangskreis verbunden ist.
DE19853500039 1984-07-05 1985-01-03 Gegen stromueberlast geschuetztes festkoerperrelais Granted DE3500039A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/627,808 US4581540A (en) 1984-03-16 1984-07-05 Current overload protected solid state relay

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3500039A1 DE3500039A1 (de) 1986-01-16
DE3500039C2 true DE3500039C2 (de) 1988-03-03

Family

ID=24516217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853500039 Granted DE3500039A1 (de) 1984-07-05 1985-01-03 Gegen stromueberlast geschuetztes festkoerperrelais

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4581540A (de)
JP (1) JPH0654866B2 (de)
DE (1) DE3500039A1 (de)
FR (1) FR2567340B1 (de)
GB (1) GB2161337B (de)
IL (1) IL74400A0 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3827730C1 (de) * 1988-08-16 1989-12-28 Hella Kg Hueck & Co, 4780 Lippstadt, De

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8321549D0 (en) * 1983-08-10 1983-09-14 British Telecomm Electronic switch
JPS61224726A (ja) * 1985-03-29 1986-10-06 Nec Corp 双方向スイツチ
CH664303A5 (de) * 1985-04-03 1988-02-29 Balzers Hochvakuum Haltevorrichtung fuer targets fuer kathodenzerstaeubung.
JPS6258709A (ja) * 1985-09-06 1987-03-14 Alps Electric Co Ltd トランジスタ保護回路
DE3705177A1 (de) * 1987-02-06 1987-06-25 Siemens Ag Elektronische sicherung
JPS63152317U (de) * 1987-03-27 1988-10-06
US4799126A (en) * 1987-04-16 1989-01-17 Navistar International Transportation Corp. Overload protection for D.C. circuits
US4906858A (en) * 1987-11-13 1990-03-06 Honeywell Inc. Controlled switching circuit
US4812943A (en) * 1987-12-24 1989-03-14 Sundstrand Corp. Current fault protection system
EP0354435B1 (de) * 1988-08-12 1995-12-20 Hitachi, Ltd. Treiberschaltung für Transistor mit isoliertem Gate; und deren Verwendung in einem Schalterkreis, einer Stromschalteinrichtung, und einem Induktionsmotorsystem
US4924344A (en) * 1989-02-27 1990-05-08 Teledyne Industries, Inc. Circuitry for protection against electromotively-induced voltage transients in solid state relay circuits
US4931778A (en) * 1989-02-27 1990-06-05 Teledyne Industries, Inc. Circuitry for indicating the presence of an overload or short circuit in solid state relay circuits
US4916572A (en) * 1989-02-27 1990-04-10 Teledyne Industries, Inc. Circuitry for protecting against load voltage transients in solid state relay circuits
JPH02266712A (ja) * 1989-04-07 1990-10-31 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
US4924343A (en) * 1989-04-17 1990-05-08 Sermed Incorporated Solid state optical relay
US5136280A (en) * 1989-05-15 1992-08-04 Teledyne Industries, Inc. Switch status indicator and self tester
US5006949A (en) * 1990-04-30 1991-04-09 Teledyne Industries, Inc. Temperature compensated overload trip level solid state relay
DE69311921T2 (de) * 1992-02-03 1998-01-29 Philips Electronics Nv Anordnung zum Ein- und Ausschalten eines Leistungstransistors
IT1264619B1 (it) * 1992-06-18 1996-10-04 Int Rectifier Corp Metodo e dispositivo per la protezione da corto circuiti di dispositivi a transistore di potenza
US5347169A (en) * 1992-09-08 1994-09-13 Preslar Donald R Inductive load dump circuit
EP0687067A3 (de) * 1994-06-06 1997-11-19 Eaton Corporation Kurzschlussschutz für eine isolierte Leistungs-MOSFET-Ausgangsstufe
US5457591A (en) * 1995-01-12 1995-10-10 Loral Federal Systems Company Current overload protection circuit
US5606482A (en) * 1995-04-14 1997-02-25 Lucent Technologies Inc. Solid state circuit breaker
DE19745040C2 (de) * 1997-02-10 2003-03-27 Daimler Chrysler Ag Anordnung und Verfahren zum Messen einer Temperatur
FR2791144B1 (fr) * 1999-03-19 2001-11-30 Sextant Avionique Dispositif de surveillance de la circulation d'un courant sensiblement continu dans une charge et procede pour la mise en oeuvre de ce dispositif
JP3845261B2 (ja) * 2001-02-28 2006-11-15 矢崎総業株式会社 自動車用電気負荷駆動制御装置
US7369385B2 (en) * 2002-07-09 2008-05-06 Analog Devices, Inc. Overload limiting circuit
US20100019829A1 (en) * 2008-07-28 2010-01-28 Cegnar Erik J Turn on-off power circuit for digital systems
US7965485B2 (en) * 2009-06-12 2011-06-21 Ferraz Shawmut S.A. Circuit protection device for photovoltaic systems
EP2384091A1 (de) * 2010-04-21 2011-11-02 Osram AG Stromversorgungsschaltung für Lichtquellen, z.B Systemen mit Lichtdioden
WO2011154674A2 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 Safe Energy Cell Limited Detection circuits
ITPZ20100003A1 (it) * 2010-08-24 2012-02-25 Aspek Srl Current limiter auto off transistor (claot).
WO2014142842A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Schneider Electric USA, Inc. Supply regulation circuit with energy efficient digital control
CN103647540A (zh) * 2013-12-26 2014-03-19 周芸 固态宽电压隔离型直流继电器
US9559680B2 (en) * 2014-02-06 2017-01-31 Keithley Instruments, Inc. Isolated high speed switch
EP3453091B1 (de) 2016-05-07 2024-07-31 Intelesol, LLC Festkörperschutzschalter für leitungsstörung
US11050236B2 (en) 2016-05-12 2021-06-29 Intelesol, Llc Solid-state line disturbance circuit interrupter
WO2018075726A1 (en) 2016-10-20 2018-04-26 Intelesol, Llc Building automation system
CN114280359B (zh) 2016-10-28 2024-08-23 因特莱索有限责任公司 具有控制的负载识别ac电源及方法
EP3533140B1 (de) 2016-10-28 2024-06-05 Intelesol, LLC Hocheffizienter wechselstrom-direkt-zu-gleichstrom-extraktionsumrichter und verfahren
RU2693925C1 (ru) * 2018-04-10 2019-07-05 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Устройство защиты от перегрузки по току
US11056981B2 (en) 2018-07-07 2021-07-06 Intelesol, Llc Method and apparatus for signal extraction with sample and hold and release
US11671029B2 (en) 2018-07-07 2023-06-06 Intelesol, Llc AC to DC converters
US11581725B2 (en) 2018-07-07 2023-02-14 Intelesol, Llc Solid-state power interrupters
US11205011B2 (en) 2018-09-27 2021-12-21 Amber Solutions, Inc. Privacy and the management of permissions
US11334388B2 (en) 2018-09-27 2022-05-17 Amber Solutions, Inc. Infrastructure support to enhance resource-constrained device capabilities
US10985548B2 (en) 2018-10-01 2021-04-20 Intelesol, Llc Circuit interrupter with optical connection
US11349296B2 (en) 2018-10-01 2022-05-31 Intelesol, Llc Solid-state circuit interrupters
US11342735B2 (en) 2018-10-11 2022-05-24 Intelesol, Llc Solid-state line disturbance circuit interrupter
US10834792B2 (en) 2018-12-17 2020-11-10 Intelesol, Llc AC-driven light-emitting diode systems
US11422520B2 (en) 2019-04-08 2022-08-23 Intelesol, Llc Building automation system
US11336199B2 (en) 2019-04-09 2022-05-17 Intelesol, Llc Load identifying AC power supply with control and methods
US11342151B2 (en) 2019-05-18 2022-05-24 Amber Solutions, Inc. Intelligent circuit breakers with visual indicators to provide operational status
EP4088125A4 (de) 2020-01-21 2024-03-06 Amber Semiconductor, Inc. Intelligente schaltungsunterbrechung
WO2021183172A1 (en) 2020-03-09 2021-09-16 Intelesol, Llc Ac to dc converter
US12231056B2 (en) 2020-03-09 2025-02-18 Intelesol, Llc Integrated energy supply system and methods to provide regulated AC and low voltage DC
GB2597738A (en) 2020-07-31 2022-02-09 Aptiv Tech Ltd A method and switching circuit for connecting and disconnecting current to a load having inductance
EP4197086A4 (de) 2020-08-11 2024-09-04 Amber Semiconductor, Inc. Intelligentes energiequellenüberwachungs- und auswahlsteuersystem
US12113525B2 (en) 2021-09-30 2024-10-08 Amber Semiconductor, Inc. Intelligent electrical switches
US12348028B2 (en) 2021-10-22 2025-07-01 Amber Semiconductor, Inc. Multi-output programmable power manager
US12362646B2 (en) 2022-01-26 2025-07-15 Amber Semiconductor, Inc. Controlling AC power to inductive loads

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2318490A1 (de) * 1973-04-12 1974-10-31 Sick Optik Elektronik Erwin Impulsuebertragungsanordnung
AT358650B (de) * 1977-07-14 1980-09-25 Kapsch Telephon Telegraph Schutzschaltung gegen ueberlastung eines tran- sistorschalters
GB2020504B (en) * 1978-05-05 1982-06-09 Lucas Industries Ltd Transistor protection circuits
US4227098A (en) * 1979-02-21 1980-10-07 General Electric Company Solid state relay
JPS55136720A (en) * 1979-04-11 1980-10-24 Nec Corp Solidstate alternating current switch
US4390790A (en) * 1979-08-09 1983-06-28 Theta-J Corporation Solid state optically coupled electrical power switch
US4363068A (en) * 1980-08-18 1982-12-07 Sundstrand Corporation Power FET short circuit protection
DE3032888A1 (de) * 1980-09-01 1982-03-18 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schutzschaltung fuer einen schalttransistor
DE3034927C2 (de) * 1980-09-16 1983-09-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zum Schutz eines Leistungs-MOSFET gegen Überlastung
US4423341A (en) * 1981-01-02 1983-12-27 Sperry Corporation Fast switching field effect transistor driver circuit
JPS57178735U (de) * 1981-05-08 1982-11-12
DE3121754C1 (de) * 1981-06-01 1982-12-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Leistungsschalter mit einem Feldeffekttransistor
DE3132257C2 (de) * 1981-08-14 1983-10-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Überlastungsschutzschaltung für einen Feldeffekttransistor
DE3202319A1 (de) * 1982-01-26 1983-07-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schutzschaltung fuer einen leistungstransistor
EP0090280A3 (de) * 1982-03-25 1986-03-19 Nissan Motor Co., Ltd. Integrierte Halbleiterschaltung und Herstellungsverfahren
JPS58178632A (ja) * 1982-04-13 1983-10-19 Nissan Motor Co Ltd スイツチ回路
US4429339A (en) * 1982-06-21 1984-01-31 Eaton Corporation AC Transistor switch with overcurrent protection
US4487457A (en) * 1982-09-28 1984-12-11 Eaton Corporation Gating circuit for combining series and parallel connected FETs
US4453193A (en) * 1982-10-12 1984-06-05 General Electric Company Overcurrent protection for push-pull circuits
EP0107137B1 (de) * 1982-10-12 1986-10-01 Nissan Motor Co., Ltd. Halbleiterschalter mit Überstromschutz
DE3243467C2 (de) * 1982-11-24 1986-02-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum Schutz eines Schalttransistors
US4493002A (en) * 1983-02-28 1985-01-08 Westinghouse Electric Corp. Electronic circuit breaker
US4509102A (en) * 1983-03-08 1985-04-02 Canadian Patents & Dev. Limited Voltage controlled current switch with short circuit protection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3827730C1 (de) * 1988-08-16 1989-12-28 Hella Kg Hueck & Co, 4780 Lippstadt, De

Also Published As

Publication number Publication date
US4581540A (en) 1986-04-08
GB2161337A (en) 1986-01-08
JPS6126321A (ja) 1986-02-05
FR2567340A1 (fr) 1986-01-10
GB2161337B (en) 1989-07-12
GB8507477D0 (en) 1985-05-01
JPH0654866B2 (ja) 1994-07-20
DE3500039A1 (de) 1986-01-16
FR2567340B1 (fr) 1994-07-08
IL74400A0 (en) 1985-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3500039C2 (de)
EP0423885B1 (de) Stromversorgungseinrichtung mit Einschaltstrombegrenzungsschaltung
EP0272514B1 (de) Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung und zum Überspannungsschutz bei getakteten Stromversorgungsgeräten
DE2638178C2 (de) Schutzvorrichtung für integrierte Schaltungen gegen Überspannungen
DE69308112T2 (de) Leistungshalbleiter mit Strombegrenzung
DE69508644T2 (de) Halbleiter-Leistungsmodul und -Leistungswandlervorrichtung
DE69318705T2 (de) Kurzschlussbegrenzende schutzvorrichtung
DE69514459T2 (de) Schutzschalter und Spannungsbegrenzungsschaltung
DE69530131T2 (de) Schutzanordnung für eine aktive Fernsprechsleitungsschnittstellenschaltung
DE69219583T2 (de) Überstromschutzvorrichtung
DE3104015A1 (de) Ueberstromschutzanordnung fuer einen halbleiterschalter
DE3216833A1 (de) Schutzschaltung fuer einen schalttransistor
DE2504648A1 (de) Einrichtung zum verhindern von ueberstrom oder ueberspannung
DE1072714B (de) Stromversorgungsschutzschaltung
DE69222831T2 (de) Stromversorgungssystem mit Serien-Schutzschaltung
DE2753869C2 (de) Meßwertgeber
DE1513409A1 (de) Strombegrenzungsschaltung
DE69218602T2 (de) Schutzeinrichtung für schaltung
EP0524425B1 (de) Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung und zum Überspannungsschutz bei getakteten Stromversorgungsgeräten
DE1137795B (de) Elektrisches Schutzrelais
DE3115214A1 (de) Schaltungsanordnung zum schutze eines elektronischen zweidraht-wechselstromschalters gegen ueberlastung
DE3536447C2 (de) Kurzschluß- und überlastfeste Transistorausgangsstufe
EP0177779B1 (de) Schaltungsanordnung mit einer Speiseschaltung zur Speisung eines Lastwiderstandes
EP0009225A1 (de) Schutzbeschaltung
DE2545919A1 (de) Zweipoliges, beruehrungslos wirkendes wechselspannungsschaltgeraet

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: HANSMANN, A., DIPL.-WIRTSCH.-ING. VOGESER, W., DIP

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee