DE2154720C3 - Unterspannungs- und Uberlastschutzschaltungsanordnung - Google Patents

Description

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bestehender Überlastung wird am Ende des Impulses ander verbunden sind, wird nunmehr der weitere der Strom durch die Schaltungsanordnung wieder Transistor geöffnet. Es fließt ein Strom, die Anzeigeabgeschaitet. In dieser Schaitur.gsanordnung ist ein lampe leuchtet, und der Schalter wird betätigt.
Längstransistor eingeschaltet, der zusammen mit Bei einer Lasterhöhung wird eine größere Spaneinem Regelwerk den Stror.ifluß zu dem Lastwider- 5 nung abfallen. Da die Eingangsspannung bei dieser stand auf einen Schwellweit begrenzt. Pa allel zu Betrachtung konstant bleibt, kann sich nur der Spandem Transistor ist eine Lampe und ein Widerstand nungsabfall zwischen dem Emitter und dem Kollekgeschalto. Zwischen dem Widerstand und der Lampe tor des Längstransistors verringern. Sobald der Spanist eine Masseverbindung über eine Zenerdiode ge- nungsabfall so klein geworden ist, daß er geringer schaltet. Die Lampe leuchtet solange nicht auf, so- io ist als der Spannungsabfall zwischen dem Emitter lange am La-itwiderstand die gewünschte Spannung und der Basis des Längstransistors, so wird der anliegt. Wenn dagegen diese Spannung am Last- weitere Transistor geöffnet.

widerstand abgeschaltet wird, leuchtet die Lampe Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines

während der Dauer der Impulse kurzzeitig auf, so Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die

daß die Störung dadurch wirksam angezeigt wird 15 Zeichnung zeigt in

(deutsche Offenlegungsschrift 1 513 138). Fig. 1 eine Prinzipschaitung und in

Nachteil dieser Schaltungsanordnung ist, daß diese F i g. 2 die Prinzipschaltung im Zusammenwirken Schaltungsanordnung einen Impulsgenerator enthal- mit einer Spannungsstabilisierungsschaltung.
ten muß, der die Kontrollimpulse beim Abschalten An der Spannungsquelle ist der Emitter eines der Spannung über den Lastwiderstand erzeugt. Zum ao Transistors 1 (Längstransistor 1) angeschlossen. Der anderen sichert diese Schaltungsanordnung den Last- Kollektor des Transistors 1 ist zusammen mit dem widerstand nicht vor Unterspannung, das heißt, die Emitter eines Transistors 2 mit einem Lastwider-Schaltungsanordnung ist nicht geeignet, in einem stanü 3 verbunden. Die Basen der Transistoren 1 batteriebetriebenen Gerät eingesetzt zu werden. und 2 sind zusammen an einen die Vergleichsgröße

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine as der Schaltung zuführenden Eingang 4 gelegt. Eine Schaltungsanordnung zu finden, die Unterspannun- Lampe 5 ist in die Kollektorleitung des Transistors 2 gen und Überlastungen des Verbrauchers anzeigt geschaltet. Ein vor dem Lastwiderstand 3 geschalte- und/oder dann das Gerät abschaltet oder eine Zu- ter Widerstand 6 stellt ein die Spannung über den satzbatterie zuschaltet und die ferner ständig einsatz- Lastwiderstand 3 konstant haltendes Netzwerk dar. bereit ist, keinen zusätzlichen Strom beim Normal- 30 Die Transistoren 1 und 2 sind vom gleichen Leibetrieb braucht, für die kein teures Anzeigeinstrument tungstyp.

benötigt wird und die durch Ausfall des Anzeige- Die Bedingung für die Schaltung ist, daß über dem

mittels nicht in ihrer Funktion gestört ist. Lastwiderstand 3 eine einstellbare Spannung steht.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanord- Der Transistor 1 ist auf Durchgang geschaltet. Die nung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß 35 Eingangsspannung fällt nun über dem Transistor 1, dadurch gelöst, daß dem Längslransistor ein weiterer dem Widerstand 6 und dem Lastwiderstand 3 ab. Das Transistor so zugeschaltet ist, daß dessen Basis mit Potential an der Basis der Transistoren 1 und 2 wird der Basis des Längstransistors und daß dessen Emit- durch die vom Eingang 4 zugeführte Vergleichsgröße ter mit dem Kollektor des Längstransistors verbunden bestimmt. Der Spannungsabfall zwischen dem Verist, und daß in den Kollektorkreis des weiteren Trrn- 40 bindungspunkt der Basen und dem Verbindungssistors die Anzeigelampe und/oder eine Steuerung punkt des Kollektors des Transistors 1 mit dem Emiteines Schalters, durch die das Gerät abschaltbar oder ter des Transistors 2 ist bei normalem Betrieb so durch die eine Zusatzbatterie eitschaltbar ist, ge- ■ gepolt, daß der Transistor 2 gesperrt ist. Sinkt die schaltet ist. Eingangsspannung am Ende der Lebensdauer der

In die Basiszuleitung des Längstransistors kann 45 Batterien ab oder wird der Lastwiderstand 3 verrinvom Verbindungspunkt mit der Basis des weiteren gert, so muß ein größerer Eingangsstrom fließen, Transistors ein Widerstand oder eine Diode einge- wenn die Spannung über dem Lastwiderstand konschaltet werden. stant bleiben soll. Mit diesem größeren Eir.gangs-

Bei normalem Betrieb ist die Batteriespannung strom baut sich der Spannungsabfall zwischen dem größer als die an einer Last stehende Spannung. Die 50 Emitter und dem Kollektor des Transistors 1 ab. Der Lastspannung wird durch eine Regelschaltung ge- Spannungsabfall über der Emitter-Basis-Strecke des steuert. Der Längstransistor ist in Durchgangsrich- Transistors 1 bleibt nahezu konstant, das heißt, es tung geschaltet und stellt nur einen geringen Wider- verringert sich der Spannungsabfall über der Basisstand dar. Der Spannungsabfall zwischen dem Kollektor-Strecke des Transistors 1 und — weil die Emitter des Längstransistors und dem Verbindungs- 55 Basis bzw. der Emitter des Transistors 2 mit der punkt der Basen ist bei normalem Betrieb kleiner Basis bzw. dem Kollektor des Transistors 1 verbunals der Spannungsabfall zwischen dem Emitter des den sind — auch die Emitter-Basis-Spannung des Längstransistors und dem Verbindungspunkt d~s Transistors 2. Durch den Transistor 2 fließt dann ein Kollektors des Längstransistors und dem Emitter des Strom, wenn der Spannungsabfall über seiner Emitweiteren Transistors. Das bedeutet, der weitere Tran- 60 ter-Basis-Strecke nahezu Null ist bzw. wenn dieser sistor ist in Sperrichtung geschaltet. Sinkt die Bat- in Durchlaßrichtung gepolt ist. Das ist dann der Fall, teriespannung ab, so wird sie einmal den Wert wenn die Emitter-Kollektor-Spannung des Tranerreichen, bei dem der Potentialunterschied zwischen sistors 1 kleiner geworden ist als die Emitter-Basisdem Emitter und dem Kollektor des Längstransistors Spannung des Transistors 1. In diesem Fall fließt kleiner wird, als er zwischen dem Emitter und der 65 durch den Transistor 2 ein Strom, der die Lampe 5 Basis des gleichen Transistors ist. Da der Emitter des leuchten läßt. Damit wird angezeigt, daß die Einweiteren Transistors mit dem Kollektor des Längs- gangsspannung unter den zulässigen Grenzwert getransistors und die Basen der Transistoren mitein- sunken ist.

In Fig. 2 ist die beschriebene Prinzip- und Wirkschaltung in eine Unterspannungsschutzschaltung eingebaut. An den Eingang ist der Transistor 1 mit seinem Emitter angeschlossen. Der Emitter des Transistors 2 ist mit dem Kollektor des Transistors 1 verbunden. An die Basis des Transistors 1 ist eine Diode 7 angeschlossen. Die Diode 7 ist mit ihrem anderen Anschluß mit der Basis des Transistors! verbunden. In die Kollektorleitung des Transistors 2 ist die Lampe 5 eingeschaltet. Der Kollektor des Transistors 2 ist mit der Basis eines Transistors 8 verbunden. In die Kollektorleitung des Transistors 8 ist ein Relais 9, mit dem ein nicht gezeigter Schalter betätigt wird, eingeschaltet. Die Spannungsstabilisierungsschaltung für den Spannungsabfall über einen Motor 10, der dem Lastwiderstand 3 entspricht, besteht aus dem Transistor 1, einem Transistor 11. Dioden 12, einem Widerstand 13 und einer den an der Basis des Transistors 2 stehenden Vergleichswert liefernden, aus Widerständen 14,15 und 16 bestehenden Widerstandsanordnung. Der Widerstand 15 ist einstellbar und mit seinem Abgriff mit der Basis des Transistors 11 verbunden. Der Kollektor des Transistors 11 ist mit der Basis des Transistors 2 verbunden, das heißt, vom Transistor 11 wird der Vergleichswert an den Transistor 2 geliefert.
Diese Schaltung arbeitet nach dem Prinzip der bereits erläuterten Schaltung. Die Diode 7 dient zur Veränderung der Ansprechspannung für die erfindungsgeniäße Schaltungsanordnung. Beim Absinken der Eingangsspannung laufen die gleicher. Vorgänge

ίο ab, die vorstehend erläutert sind. Wird jedoch die Last des Motors 10 vergrößert, so fällt über dem Motor 10 eine größere Spannung ab. Da die Eingangsspannung bei dieser Betrachtung konstant bleibt, muß notgedrungen ein geringerer Spannungsabfall über dem Transistor 1 stehen. Gleichzeitig wird aber der vom Transistor 11 an die Basis der Transistoren 1 und 2 abgegebene Strom erhöht. Die Potentialdifferenz zwischen der Basis des Transistors 2 und seinem Emitter wird abgebaut. Sobald

ao der Unterschied zwischen den Potentialen sich umkehrt, fließt durch den Transistor 2 ein Strom. Die Lampe 5 leuchtet auf, und das Relais 9 spricht an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

strument, obwohl es ständig mitläuft, nur dann Patentansprüche: gebraucht wird, wenn ein A.bsinken der Batterie spannung erfolgt.

1. Unterspannungs- und Überlastschutzschal- Es ist bekannt, das Instrument nicht nur zur Battungsanordnung, mit einer Anzeigelampe und 5 teriespannungsanzeige zu verwenden, sondern auch einem in eine Regelschaltung eingeschalteten zur Aussteueranzeige, das heißt eine Mehrfachaus-Längstransistor, über dessen Emitter-Kollektor- nutzung des Instruments vorzunehmen.

Strecke ein Teil der Eingangsspannung steht und Nachteil der Lösung ist, daß die Aussteueranzeige

dessen Basis durch eine Vergleichsspannung an- bei Phonogeräten gerade beim Aufzeichnen von

gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, io Signalen benötigt wird. Ein Absinken der Batterie-

daß dem Längstransistor (1) ein weiterer Tran- spannung unter den zulässigen Wert beim Aufzeich-

sistor (2) so zugeschaltet ist, daß dessen Basis mit neu zieht jedoch eine schlechte Aufzeichnungs-

der Basis des Längstransistors (1) und daß des- qualität nach sich. Deshalb ist beim Aufzeichnen

seil Emitter mit dem Kollektor des Längs- unbedingt eine Kontrolle notwendig, die jedoch nicht

transistors (1) verbunden ist, und daß in den 15 besteht.

KoUektorkreis des weiteren Transistors (2) die Um bei Phonogeräten das teure Instrument zur Anzeigelampe (5) und/oder eine Steuerung eines Spannungskontrolle einzusparen und auch beim Schalters (8; 9), durch die das Gerät abschaltbar Aufzeichnen eine Kontrolle über die Batteriespanoder durch die eine Zusatzbatterie einschaltbar nung zu erhalten, ist es bekannt, eine Anzeigelampe ist, geschaltet ist. 20 zu verwenden. Dazu wird vor den Antriebsmotor

2. Unterspannungs- und Überlastschutzschal- eine Spannungskonstanthalteschaltung geschaltet, tungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch Der Stelltransistor dieser Schaltung ist so geschaltet, gekennzeichnet, daß in die Basiszuleitung des daß eine Funktion der Schaltung gewährleistet ist, Längstransistors (1) vom Verbindungspunkt mit wenn die Kollektor-Emitter-Spannung größer als die der Basis des weiteren Transistors (2) ein Wider- 25 Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung ist. Die Kolstand oder eine Diode (7) eingeschaltet ist. lektor-Emitter-Strecke ist statt mit einem Widerstand

nunmehr mit der Anzeigelampe überbrückt. Die An-2:eigelampe leuchtet, solange die vorgenannte Bedingung erfüllt ist, das heißt, solange die Batteriespan-

30 nung genügend groß ist. Sinkt die Batteriespannung

unter den zulässigen Wert, so erlischt auch die An-2:eigelampe (deutsche Auslegeschrift 1 223 032).

Nachteil dieser Schaltung ist, daß die Anzeige-

Die Erfindung betrifft eine Unterspannungs- und lampe ständig leuchtet und dadurch ein zusätzlicher Uberlastschutzschaltungsanordnung, nrit einer An- 35 Strom gebraucht wird, das heißt, daß die Batterie zeigelampe und einem in eine Regelschaltung ein- <;usätzlich belastet wird. Weiterhin ist diese Schaltung geschalteten Längstransistor, über dessen Emittev- nur theoretisch einsetzbar, denn die Überspannung Kollektor-Strecke ein Teil der Eingangsspannung über die KoHektor-Emitter-Sättigungsspannung übersteht und dessen Basis durch eine Vergleichsspan- ntreicht einen Bereich von 0,5 bis 5 V, das heißt, nung angesteuert ist. 40 innerhalb dieses Bereichs soll die Lampe leuchten

Bei batteriegespeisten elektrischen Geräten ist die und beim Unterschreiten des Bereichs schlagartig Betriebsdauer von der Lebensdauer der Batterien erlöschen. Solche Lampen sind bisher unbekannt, abhängig. Batterien entladen sich jedoch nicht schlag- Hinzu kommt noch die Störanfälligkeit von normalen artig am Ende ihrer Lebensdauer, sondern die Balte- Glühlampen. Fällt die Glühlampe aus, so ist die riespannung sinkt langsam ab. Dieser Vorgang stört 45 gesamte Spannungsversorgungsschaltung nicht mehr im allgemeinen bei batteriegespeisten elektrischen funktionsfähig.

Geräten, insbesondere bei Kofferempfangsgeräten, Die genannten Schaltungen sind nur Vorrichtun-

nicht. Sobald die Batteriespannung so weit gesunken gen zum Anzeigen einer ausreichenden Batterieist, daß sie für den Betrieb nicht mehr ausreicht, spannung. Einen selbsttätigen Schutz vor Untermacht sich das an der geringen Leistung und der 50 spannungen geben sie nicht. Weiterhin wird keine schlechten Qualität des abgegebenen Signals bemerk- Information über eine Überlastung des Verbrauchers bar. Die Batterie wird nunmehr ausgewechselt. Da gegeben. Bei Phonogeräten wird die Qualität der eine Unterspannung sich nur auf die Leistung und Aufzeichnung und der Wiedergabe nicht nur von der die Quautät des abgegebenen Signals, nicht aber auf Batteriespannung bestimmt, sondern auch von der die Bauelemente selbst auswirkt, wurde eine Unter- ;>5 Leistung, die der Motor aufbringen muß. Ist der spannufigsschutzschaltung bei batteriegetriebenen Motor überlastet, so wird nicht die Nenndrehzahl Geräten bisher nicht für notwendig erachtet. erreicht, die Qualität sinkt. Die beschriebenen An-

Natürlich gibt es auch Batteriegeräte, bei denen Ordnungen zeigen nur die Größe der Batteriespanzumindest eine Kontrolle der Batteriespannung er- nung an.

folgen muß, ζ. B. bei tragbaren Kurzwellensendern 60 Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung zum oder Phonogeräten. Ein Absinken der Batteriespan- Schutz eines Lastwiderstands bekannt, bei dem der nung schränkt die Reichweite des Gerätes ein oder Lastwiderstand gegen Überlastung dadurch geschützt beeinflußt die Qualität beim Aufzeichnen von Sen- wird, daß der ihn durchfließende Strom abgeschaltet düngen stark. Die Kontrolle der Batteriespannung wird. Zur Kontrolle, ob die Überlastung noch beerfolgt bei diesen Geräten durch ein Meßinstrument. «5 steht, wird der den Lastwiderstand durchfließende Nachteil dieser Lösung ist, daß das Meßinstrument Strom mittels Impulsen kurzzeitig angeschaltet, teuer ist, daß ein Ablesen erfolgen muß, bevor die Besteht die Überlastung nicht mehr, fließt der Strom Störungen beseitigt werden können, und daß das In- ungehindert durch den Lastwiderstand. Bei noch