DE19538368C1 - Schutzschaltung für einen Lastwiderstand (Verbraucher) mit vorgeschaltetem Transistor - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Schutzschaltung nach der Gattung des Hauptanspruchs aus (US 4 661 879).

Aus der DE 38 01 776 A1 ist eine Schaltung zum Schutz eines an einer Kraftfahrzeug-Batterie angeschlossenen Verbrauchers, insbesondere eines Elektromotors, und eines diesem nachgeschalteten, als Schaltendstufe benutzten MOS- Feldeffekttransistors vor Überströmen bekannt, bei der an der Abtastklemme eines Komparators eine Spannung erscheint, die dem Stromfluß durch die Schaltendstufe proportional ist. Bei der Wahrnehmung einer übermäßigen Stromzunahme führt der Komparator der Torelektrode des MOS-Feldeffekttransistors ein Sperrsignal zur Unterbrechung des Stromflusses zu. Dieses Sperrsignal wird mit Hilfe eines Schalttransistors, der Bestandteil eines Verzögerungsgliedes ist, während der Zeitspanne des vom Elektromotor hervorgerufenen starken Anlaufstromes unterdrückt. Das Schalten der Schaltendstufe erfolgt durch die Anlegung einer Schaltspannung an die Torelektrode des MOS-Feldeffekttransistors. Der Spannungskomparator benötigt eine Spannungsversorgung und eine weitere Spannungsquelle zur Erzeugung einer Vergleichsspannung an der Eingangsklemme + des Spannungskomparators.

Aus der US 4 661 879 ist eine Überstromschutzschaltung bekannt, die einen ersten und einen zweiten Transistor sowie einen Integrator beinhaltet. Der erste Transistor dient der Steuerung eines Stromflusses von einer Spannungsquelle zu einer Last. Der zweite Transistor wird geschlossen, wenn ein Überstrom durch den ersten Transistor fließt. Der Überstrom wird dadurch detektiert, daß die Kollektor-Emitter-Spannung des ersten Transistors überwacht wird. In diesem Fall dient der zweite Transistor dazu, den Basisstrom für den ersten Transistor mit einer gewissen Verzögerungszeit, die durch ein Verzögerungsteil definiert ist, wodurch ein momentaner Überstrom unberücksichtigt bleibt, abzuzweigen.

Aus der DE 26 56 466 A1 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der der Emitter eines Leistungstransistors über einen ersten Widerstand mit dem Emitter eines zweiten Transistors verbunden ist. Der Steuereingang des zweiten Transistors ist ebenfalls mit dem Emitter des Leistungstransistors verbunden und der Kollektor des zweiten Transistors ist mit dem Steuereingang des Leistungstransistors verbunden. An den Steuereingang des Leistungstransistors ist über einen zweiten Widerstand außerdem ein Multivibrator und ein Operationsverstärker angeschlossen. Bei Kurzschluß oder Überstrom im Leistungstransistor führt der erste Widerstand in Verbindung mit dem zweiten Transistor durch Begrenzen der Basis-Emitter-Spannung des Leistungstransistors eine Strombegrenzung herbei, wodurch die Anstiegsgeschwindigkeit der Kristalltemperatur des Leistungstransistors begrenzt wird. Unter Verwendung des OP-Verstärkers und des Multivibrators wird der Leistungstransistor dann bei Erreichen der maximal zulässigen Kristalltemperatur gesperrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß die Schutzschaltung weniger Strom verbraucht, weniger Aufwand, weniger Platzbedarf und weniger Kosten erfordert und zudem schneller auf Überströme reagiert. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Durch Ausnutzung des Teilungsverhältnisses eines Spannungsteilers zur Abschaltung von Überströmen ergibt sich der Vorteil, daß ein genau definiertes Abschaltverhalten gegeben ist, das nahezu unabhängig vom Kennlinienfeld des zu schützenden ersten Transistors ist.

Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß durch Parallelschaltung des ersten Widerstandes des Spannungsteilers mit einem Kondensator die Schutzschaltung sich auch für Verbraucher eignet, die einen hohen Anlaufstrom erfordern, sei es für Elektromotoren oder für Verbraucher mit Parallelkapazität. Dadurch, daß der erste Transistor beim Einschalten der Schutzschaltung die volle Spannung der Spannungsquelle als maximale Steuerspannung erhält, kann der erforderliche Anlaufstrom eingestellt werden.

Als Vorteil ist auch anzusehen, daß nur eine Spannungsquelle zum Betrieb der erfindungsgemäßen Schutzschaltung benötigt wird, die mit Hilfe des ersten Schalters auch zum Schalten des ersten Transistors und damit des Laststroms verwendet wird, so daß keine separate Schaltspannung angelegt werden muß.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Umkehrung der Polarität der Spannungsquelle die Funktionsweise der Schaltung einfach durch Verwendung von Transistoren mit im Vergleich zu vorher inverser Polaritätsrichtung gewährleistet wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch angegebenen Schutzschaltung möglich.

Besonders vorteilhaft ist gemäß den Ansprüchen 2 bis 5 eine hohe Flexibilität bei der Verwendung des Typs für den ersten und den zweiten Transistor.

Ein weiterer Vorteil gemäß Anspruch 8 besteht darin, daß nach dem Einschalten die Steuerspannung des ersten Transistors auch nach Öffnen des ersten Schalters erhalten bleibt, so daß er als Tastschalter ausführbar ist.

Vorteilhaft gemäß Anspruch 8 ist auch, daß durch den dritten Transistor ein optimierter Überstromschutz möglich ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 bis 4 je ein Beispiel für eine Schutzschaltung für einen Lastwiderstand (Verbraucher) mit vorgeschaltetem Transistor und die Fig. 5 und 6 den Verlauf charakteristischer Spannungen bei Normalbetrieb und bei Kurzschluß.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 kennzeichnet 1 einen als p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistor ausgeführten ersten Transistor, dessen Source-Elektrode an den Plus-Pol 39 einer Gleichspannungsquelle 37 angeschlossen ist und dessen Drain- Elektrode über einen Hilfswiderstand 23 und einen Verbraucher 3 mit der Masseleitung als Bezugspotential verbunden ist. Der Gate-Eingang des p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistors 1 ist über den ersten Widerstand 7 eines ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 und einen ersten Schalter 13 mit dem Bezugspotential verbindbar und über den zweiten und den dritten Widerstand 9 und 11 an den Plus-Pol 39 der Gleichspanungsquelle 37 angeschlossen. Der erste Widerstand 7 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 weist einen Parallelzweig mit einem ersten Kondensator 15 auf. Mit dem Plus-Pol 39 der Gleichspannungsquelle 37 ist der Emitter eines als pnp-Bipolartransistors ausgeführten zweiten Transistors 5 verbunden, dessen Kollektor zwischen dem zweiten und dem dritten Widerstand 9 und 11 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 angeschlossen ist. Zwischen Basis und Emitter des pnp-Bipolartransistors 5 ist ein zweiter Kondensator 21 geschaltet. Die Basis des pnp- Bipolartransistors 5 ist außerdem über einen Vorwiderstand 17 zwischen dem Hilfswiderstand 23 und dem Verbraucher 3 angeschlossen.

Die Schutzschaltung arbeitet wie folgt:

1. Normalbetrieb

Bei einer insbesondere als Akkumulator ausgeführten Gleichspannungsquelle 37 beträgt die Batteriespannung U_B z. B. 10 Volt. Im ausgeschalteten Zustand der Schutzschaltung, d. h. solange der erste Schalter 13 geöffnet ist, entspricht die Gate-Spannung U_G zwischen der Gate-Elektrode des p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistors 1, und dem Bezugspotential nahezu der Batteriespannung U_B, so daß die Steuerspannung des p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistors 1 nicht ausreicht, den p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 zu schließen. Die MOS-Feldeffekttransistor-Spannung U_SD zwischen der Source- und der Drain-Elektrode des p-Kanal- MOS-Feldeffekttransistors 1 ist dann größer als die Schwellenspannung des pnp-Bipolartransistors 5, so daß der pnp-Bipolartransistor 5 leitet und den dritten Widerstand 11 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 kurzschließt und bei Verwendung eines sehr großen Vorwiderstandes 17 nur ein winziger Basisstrom durch den Verbraucher 3 fließen kann, der den Akkumulator nicht zu sehr belastet. Die am Verbraucher 3 liegende Ausgangs Spannung U_A ist dann nahezu Null.

Zu einem Einschaltzeitpunkt t_E wird der erste Schalter 13 geschlossen und der erste Widerstand 7 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 durch den ersten Kondensator 15 kurzgeschlossen. Dadurch wird der Gate-Eingang des p-Kanal- MOS-Feldeffekttransistors 1 mit dem Bezugspotential verbunden. Die Gate-Spannung U_G geht gemäß Fig. 5 auf den Wert Null. Dadurch erhält der p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistor 1 schlagartig die Batteriespannung U_B betragsmäßig als Steuerspannung und schaltet durch, so daß der Verbraucherstrom und damit die Ausgangsspannung U_A sprunghaft ansteigt. Bei Verwendung eines entsprechend kleinen Hilfswiderstandes 23 erreicht die Ausgansspannung U_A nahezu den Wert der Batteriespannung U_B gemäß Fig. 5, so daß die Steuerspannung des pnp-Bipolartransistors 5 dessen Schwellenspannung unterschreitet und der pnp- Bipolartransistor 5 in den Sperrzustand übergeht. Dadurch ändert sich das Teilungsverhältnis des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11, so daß die Gate-Spannung U_G mit einer durch den ersten Kondensator 15 und die Widerstände des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 festgelegten ersten Zeitkonstanten τ₁ auf eine erste Betriebsspannung U₁ gemäß Fig. 5 einschwingt. Die erste Betriebsspannung U₁ ist dabei wie folgt gegeben:

dabei sind R₇ der erste Widerstand 7, R₉ der zweite Widerstand 9 und R₁₁ der dritte Widerstand 11 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11. Damit der p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistor 1 nach dem Einschalten geschlossen bleibt, müssen die Widerstände des Spannungsteilers 7, 9, 11 so dimensioniert sein, daß die Summe des zweiten und des dritten Widerstandes 9 und 11 sehr viel größer als der erste Widerstand 7 ist.

Beim Ausschalten durch Öffnen des ersten Schalters 13 nähert sich die Gate-Spannung U_G wieder der Batteriespannung U_B, so daß der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 sperrt und den Verbraucherstrom absenkt. Dadurch steigt die Steuerspannung des pnp-Bipolartransistors 5 über dessen Schwellenspannung an, so daß er wieder durchschaltet.

2. Kurzschluß vor dem Einschalten

Ist der Verbraucher 3 vor dem Einschalten kurzgeschlossen, so bleibt die Ausgangsspannung U_A auch nach dem Einschalten gleich Null. Wie im Normalbetrieb geht die Gate-Spannung U_G zum Einschaltzeitpunkt t_E auf Null zurück, so daß der p- Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 durchschaltet. Da die Ausgangsspannung U_A Null bleibt, bleibt der pnp- Bipolartransistor 5 geschlossen, so daß die Gate-Spannung U_G mit einer durch den ersten Kondensator 15 und den ersten und den zweiten Widerstand 7 und 9 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 festgelegten Zeitkonstante τ₂ auf eine zweite Betriebsspannung U₂ gemäß Fig. 6 einschwingt. Die zweite Betriebsspannung U₂ ist dabei wie folgt gegeben:

Die zweite Betriebsspannung U₂ muß so groß sein, daß der p- Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 wieder in den Sperrzustand übergeht. Dazu muß der erste Widerstand 7 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 hinreichend größer als der zweite Widerstand 9 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 sein.

Damit der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 möglichst schnell wieder sperrt und nicht durch die vom Kurzschlußstrom hervorgerufene Wärmeentwicklung geschädigt wird, muß die Zeitkonstante τ₂ genügend klein sein, was z. B. durch geeignete Dimensionierung des ersten Kondensators 15 erreicht wird.

Beim Ausschalten durch Öffnen des ersten Schalters 13 bleibt der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 gesperrt, und der pnp-Bipolartransistor 5 durchgeschaltet.

Wird der Kurzschluß im eingeschalteten Zustand der Schutzschaltung beseitigt, dann bleibt der p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistor 1 gesperrt und der pnp- Bipolartransistor 5 durchgeschaltet. Erst nachdem die während der Beiseitigung des Kurzschlusses eingeschaltet gebliebene Schutzschaltung abgeschaltet worden ist, kann die Schutzschaltung durch erneutes Einschalten durch den vom ersten Kondensator 15 bewirkten Kurzschluß des ersten Widerstands 7 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 wieder in normaler Funktion aktiviert werden.

Die insoweit erläuterte Schutzschaltung ermöglicht auch eine Abschaltung, d. h. eine Sperrung des p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistors 1, wenn die Fehlfunktion, gegen, welche der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 und der Verbraucher 3 geschützt werden soll, in einem zu hohen Stromverbrauch aufgrund eines relativ geringen Widerstandes des Verbrauchers 3 zustandekommt. Beim Schließen des ersten Schalters 13 zum Einschaltzeitpunkt t_E springt dann die Ausgangsspannung U_A auf eine dritte Betriebsspannung, die kleiner als die Batteriespannung U_B ist. Ist die Differenz zwischen der Batteriespannung U_B und der dritten Betriebsspannung größer als die Schwellenspannung des pnp- Bipolartransistors 5, dann bleibt der pnp-Bipolartransistor 5 leitend und die Gate-Spannung U_G schwingt auf die zweite Betriebsspannung U₂, die zum Sperren des p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistor 1 führt, ein. Die Ausgangsspannung U_A geht dann gegen Null.

Ist die Differenz zwischen der Batteriespannung U_B und der dritten Betriebsspannung kleiner als die Schwellenspannung des pnp-Bipolartransistors 5, dann sperrt der pnp- Bipolartransistor 5 und die Schutzschaltung arbeitet im Normalbetrieb.

3. Kurzschluß nach dem Einschalten

Wird der Verbraucher 3 im eingeschalteten Zustand der im Normalbetrieb arbeitenden Schutzschaltung kurzgeschlossen, dann geht die Ausgangs Spannung U_A auf Null zurück und der pnp-Bipolartransistor 5 schaltet durch. Dadurch wird der dritte Widerstand 1,1 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 kurzgeschlossen, so daß aufgrund des geänderten Teilungsverhältnisses des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 die Gate-Spannung U_G den Wert der zweiten Betriebsspannung U₂ annimmt und der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 sperrt. Auf diese Weise wird der Kurzschlußstrom abgeschaltet.

Tritt nach dem Einschalten im Normalbetrieb kein Kurzschluß, sondern ein zu hoher Stromverbrauch im Verbraucher 3 durch Abnahme seines Widerstandes auf, so daß die Differenz zwischen der Batteriespannung U_B und der Ausgangs Spannung U_A die Schwellenspannung des pnp-Bipolartransistors 5 überschreitet, dann geht der pnp-Bipolartransistor 5 in den leitenden Zustand über und ändert das Teilungsverhältnis des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 so, daß die Gate-Spannung U_G den Wert der zweiten Betriebsspannung U₂ annimmt und der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 sperrt. Auf diese Weise wird der Überstrom abgeschaltet.

Die Funktion des Hilfswiderstandes 23 besteht darin, für ein definierteres Abschalten von Überströmen zu sorgen und die Abhängigkeit von Bauteiltoleranzen des ersten Transistors 1 zu reduzieren.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung eignet sich auch für Verbraucher 3, die einen hohen Anlaufstrom erfordern, sei es für Elektromotoren oder für Verbraucher mit Parallelkapazität. Dadurch daß der p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistor 1 beim Einschalten der Schutzschaltung die Batterieschaltung U_B als maximale Steuerspannung erhält, kann der erforderliche Anlaufstrom eingestellt werden.

Damit der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 nicht durch die vom Anlaufstrom hervorgerufene Wärmeentwicklung geschädigt wird, muß auch die Zeitkonstante τ₁ genügend klein sein, wozu wiederum die Dimensionierung des ersten Kondensators 15 von Bedeutung ist.

Der zweite Kondensator 21 stellt zusammen mit dem Vorwiderstand 17 ein Verzögerungsglied dar, das die Aufgabe hat, den Schaltvorgang vom gesperrten in den leitenden Zustand des pnp-Bipolartransistors 5 zu verzögern. Dies spielt dann eine Rolle, wenn dem Verbraucher 3 ein weiterer Verbraucher mit Parallelkapazität oder ein Elektromotor im eingeschalteten Zustand der Schutzschaltung parallelgeschaltet wird. Der durch die Parallelkapazität bedingte, kurzfristig auftretende Spannungsrückgang am Verbraucher 3 führt dann nicht zum Durchschalten des pnp- Bipolartransistors 5, wenn die durch die Dimensionierung des Verzögerungsgliedes festgelegte Zeitkonstante genügend groß ist.

Der zweite Kondensator 21 führt allerdings im Falle eines Überstroms nach dem Einschalten auch zu einer verzögerten Abschaltung des Überstroms. Deshalb darf die durch die Dimensionierung des Verzögerungsgliedes festgelegte Zeitkonstante auch nicht zu groß sein.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schutzschaltung. Dabei ist der erste Schalter 13 als Tastschalter ausgeführt. Zwischen dem zweiten und dem dritten Widerstand 9 und 11 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 ist ein Begrenzungswiderstand 25 angeschlossen und über einen als npn-Bipolartransistor ausgeführten dritten Transistor 27 mit dem Bezugspotential verbunden. Die Basis des npn-Bipolartransistors 27 ist über einen Schutzwiderstand 41 mit einer Steuerung 29 verbunden, die von der am Verbraucher 3 liegenden Ausgangsspannung U_A versorgt wird und die außerdem zwischen dem ersten Widerstand 7 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 und den ersten Schalter 13 angeschlossen ist.

Im ausgeschalteten Zustand der Schutzschaltung erhält die Steuerung 29 nahezu keine Versorgungsspannung und gibt ein Low-Signal auf die Basis npn-Bipolartransistors 27, so daß er sperrt. Nach dem Einschalten der Schutzschaltung durch den Tastschalter 13 gibt die Steuerung im Normalbetrieb ein High-Signal auf die Basis des npn-Bipolartransistors 27, so daß er leitet und bei Loslassen des Tastschalters 13 die Verbindung der Gate-Elektrode des p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistors 1 mit dem Bezugspotential und damit den eingeschalteten Zustand der Schutzschaltung aufrechterhält. Die Schutzschaltung funktioniert ansonsten wie oben beschrieben, wobei der Begrenzungswiderstand 25 sehr viel kleiner als der dritte Widerstand 11 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 sein muß, damit der p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistor 1 im Normalbetrieb nach dem Einschalten geschlossen bleibt. Nach erneutem Betätigen des Tastschalters 13 gibt die Steuerung 29 wieder ein Low-Signal auf die Basis des npn-Bipolartransistors 27, so daß er sperrt und die Schutzschaltung ausschaltet.

Da als Versorgungsspannung der Steuerung 29 die Ausgangsspannung U_A dient, wird sie bei entsprechenden Überströmen im Verbraucher 3 so weit absinken, daß die Steuerung 29 nur noch ein Low-Signal zum Sperren des dritten Transistors 27 abgeben kann, so daß bei gelöstem ersten Schalter 13 eine zusätzliche Möglichkeit zum Sperren des p- Kanal-MOS-Feldeffekttransistor 1 gegeben ist. Deshalb ergibt sich bei diesem Ausführungsbeispiel ein optimierter Überstromschutz, der nicht vorhanden wäre, wenn man z. B. die Batteriespannung U_B als Versorgungsspannung der Steuerung 29 verwenden würde.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der erste Schalter 13 ebenfalls als Tastschalter ausgeführt und zwischen dem zweiten und dem dritten Widerstand 9 und 11 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 ist der Begrenzungswiderstand 25 angeschlossen, der über den npn- Bipolartransistor 27 mit dem Bezugspotential verbunden ist. Einem aus einem ersten und einem zweiten Widerstand 31 und 33 bestehenden zweiten Spannungsteiler ist die am Verbraucher 3 liegende Ausgangsspannung U_A zugeführt. Die Mittelanzapfung des zweiten Spannungsteilers 31, 33 ist an der Basis des npn-Bipolartransistors 27 angeschlossen und über einen ebenfalls als Tastschalter ausgeführten Schalter 35 mit dem Bezugspotential verbindbar.

Im ausgeschalteten Zustand der Schutzschaltung ist die Ausgangsspannung U_A und damit die Steuerspannung des npn- Bipolartransistors 27 nahezu Null, so daß er sperrt. Nach dem Einschalten der Schutzschaltung und bei ausreichend hoher Ausgangsspannung U_A schaltet der npn-Bipolartransistor 27 durch, so daß bei Loslassen des ersten Schalters 13 die Verbindung der Gate-Elektrode des p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistors 1 mit dem Bezugspotential und damit der eingeschaltete Zustand der Schutzschaltung erhalten bleibt. Zusätzlich zu der bereits beschriebenen Funktionsweise der Schutzschaltung findet in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ein optimierter Schutz vor Überströmen im Verbraucher statt, indem bei entsprechend niedriger Ausgangsspannung U_A der npn-Bipolartransistor 27 sperrt und so bei gelöstem ersten Schalter 13 eine zusätzliche Möglichkeit zum Sperren des p-Kanal-MOS- Feldeffekttransistors 1 gegeben ist.

Betätigt man im eingeschalteten Zustand der Schutzschaltung den zweiten Schalter 35, so wird die Basis des npn- Bipolartransistors 27 mit dem Bezugspotential verbunden und der npn-Bipolartransistor 27 sperrt. Bei gelöstem ersten Schalter 13 schaltet dann die Schutzschaltung aus.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzschaltung ist dem Steuereingang des dritten Transistors 27 ein vorzugsweise als RC-Glied ausgebildetes Verzögerungsglied vorgeschaltet, um zu verhindern, daß der dritte Transistor 27 gesperrt wird, wenn dem Verbraucher 3 ein weiterer Verbraucher mit Parallelkapazität oder ein Elektromotor parallelgeschaltet wird.

In weiteren Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Schutzschaltung kann der erste Transistor 1 ein pnp- Bipolartransistor sein, der zweite Transistor 5 ein p-Kanal- MOS-Feldeffekttransistor und der dritte Transistor 27 ein n- Kanal-MOS-Feldeffekttransistor. Verwendet man für den ersten Transistor 1 einen Bipolartransistor, dann empfiehlt es sich, dem ersten Kondensator 15 im Parallelzweig des ersten Widerstandes 7 des ersten Spannungsteilers 7, 9, 11 einen Basisvorwiderstand 19 zum Schutz des ersten Transistors 1 beim Einschalten und zur Erzielung einer geeigneten Einschwingzeit, insbesondere für Verbraucher, die einen hohen Anlaufstrom benötigen, gemäß Fig. 4 vorzuschalten.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung funktioniert auch bei Umkehrung der Polarität der Batteriespannung U_B, wenn Transistoren mit im Vergleich zu vorher inverser Polaritätsrichtung verwendet werden.

Claims (10)

1. Schaltung zum Schutz eines an eine Spannungsquelle (37) angeschlossenen ersten Transistors (1) und eines diesem nachgeschaltenen Verbrauchers (3) vor Überstrom, wobei der erste Transistor (1) mit seinem Steuereingang einerseits über einen ersten Widerstand (7) und einen ersten Schalter (13) mit Masse und andererseits über mindestens einen weiteren Widerstand (11) mit der Spannungsquelle verbindbar ist und der erste Widerstand (7) einen Parallelzweig mit einem ersten Kondensator (15) aufweist, und mit einem zweiten Transistor (5), dessen Steuereingang zwischen dem Ausgang des ersten Transistors (1) und dem Verbraucher (3) angeschlossen und dessen Steuerstrecke so angeordnet ist, daß das Teilungsverhältnis des aus den Widerständen (7, 11) gebildeten Spannungsteilers in Abhängigkeit von der Steuergröße des zweiten Transistors (5) änderbar ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (5) ein Bipolartransistor ist und daß zwischen dessen Steuereingang und dem Verbraucher (3) ein Vorwiderstand (17) geschaltet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (5) ein Feldeffekttransistor ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (1) ein Feldeffekttransistor ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (1) ein Bipolartransistor ist und der erste Widerstand (7) in seinem Parallelzweig einen Basisvorwiderstand (19) aufweist.

6. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kondensator (21) der Steuerspannung des zweiten Transistors (5) parallel geschaltet ist und daß zwischen dem Steuereingang des zweiten Transistors (5) und dem Verbraucher (3) ein Vorwiderstand (17) geschaltet ist.

7. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des ersten Transistors (1) und dem Verbraucher (3) ein Hilfswiderstand (23) geschaltet ist.

8. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (13) ein Tastschalter ist, daß eine Anzapfung des ersten Spannungsteilers (7, 11), die nicht mit der Spannung der Spannungsquelle (37) verbunden ist, über einen Begrenzungswiderstand (25) und einen dritten Transistor (27) mit Masse verbunden ist und daß der dritte Transistor (27) in Abhängigkeit der Betätigung des ersten Schalters (13) schaltet.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (13) mit einer Steuerung (29) verbunden ist, die dem Steuereingang des dritten Transistors (27) ein Steuersignal zuführt.

10. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung am Verbraucher (3) einem zweiten Spannungsteiler (31, 33) zugeführt ist, dessen Mittelanzapfung am Steuereingang des dritten Transistors (27) angeschlossen ist und über einen zweiten Schalter (35) mit Masse verbindbar ist.