Sicherungen haben die Aufgabe, daß eine weitere Energiezufuhr in ein fehlerhaftes Schaltungsteil verhindert werden soll. In Schaltungsanordnungen wie beispielsweise DC-DC-Umrichtern, bei denen eine Eingangsspannung in weitere geregelte Spannungen umgewandelt wird, ist besonders darauf zu achten, daß bei fehlerhaften Schaltungsteilen diese von der Eingangsspannung zu trennen sind, um Folgefehler wie z. B. eine Überhitzung oder einen Brand zu vermeiden. In einem System, in welchem mehrere solche Umrichter an einer Versorgungsleitung angeschaltet sind, muß auf eventuell vorkommende Kurzschlüsse im Eingangskreis dieser Umrichter geachtet werden. Da bei Kurzschlüssen sehr große Ströme fließen (bis zu mehreren hundert Ampere), kann eine Systemspannung für die Zeitspanne, bis eine Sicherung anspricht, stark beeinflußt werden. Dies kann auch zu Spannungseinbrüchen auf den Ausgängen der anderen Umrichter führen, die von der gleichen Systemspannung versorgt werden. Ein Datenverlust und Neustarts wären die Folge. Um dies zu verhindern, wird jeder Umrichter mit eigenen, von der Systemspannung beispielsweise mit einer Diode entkoppelten Kondensatoren ausgestattet. Bei Ausfall kann, aufgrund der gespeicherten Energie in den Kondensatoren, eine Versorgung eines Verbrauchers noch einige Zeit aufrecht erhalten werden. Um einen Betrieb ohne Spannungseinbrüche zu ermöglichen, muß die Kapazität der Kondensatoren groß genug sein, um vorkommende Spannungseinbrüche bei der Versorgungsspannung zu überbrücken. Die Dauer der kurzschlußbedingten Einbrüche hängt unmittelbar vom Typ der verwendeten Sicherung ab. Je länger die Auslösezeit ist, desto größere Kapazitäten müssen parallel zu den Eingängen der Verbraucher vorgesehen werden.Fuses have the task of providing additional energyin a faulty circuit part is to be prevented. InCircuit arrangements such as DC-DC converters,where an input voltage in further regulated voltagegen is converted, special care must be taken to ensure that atdefective circuit parts this from the input voltageare to be separated in order to avoid subsequent errors such. B. overheatingor to avoid a fire. In a system in whichseveral such inverters on one supply lineare switched on, any short circuits that may occur in theInput circuit of these inverters. Because in shortvery large currents flow (up to several hundredAmps), a system voltage for the period of time until eine fuse responds, be strongly influenced. This canalso to voltage drops on the outputs of the other Umlead judges who are supplied by the same system voltagewill. This would result in data loss and restarts. AroundTo prevent this, each converter has its own, from theSystem voltage decoupled with a diode, for exampleCapacitors. In the event of failure, due tostored energy in the capacitors, a supplyof a consumer can be maintained for some time.To enable operation without voltage drops,the capacitance of the capacitors must be large enough to occurvoltage drops in the supply voltagebridges. The duration of the short-circuit-induced drops dependsdepends directly on the type of fuse used. The longerthe trip time is, the larger capacities have to be in parallellel be provided to the entrances of consumers.
In der Vergangenheit wurden bevorzugt Schmelzsicherungen verwendet, da diese schneller als Automatensicherungen auslösen.In the past, fuses were preferredturns because these trigger faster than automatic fuses.
Automatensicherungen werden heute jedoch aus servicetechnischer Sicht bevorzugt in Schaltungsanordnungen verwendet. Die Automatensicherungen bringen jedoch den Nachteil mit sich, daß sie eine längere Auslösezeit aufweisen und dadurch mit größeren Kondensatoren ausgestattet werden müßten. Dies kann jedoch aus Platz- und Kostengründen nicht umgesetzt werden.However, automatic fuses are now made from service technologysher view preferably used in circuit arrangements. TheHowever, automatic fuses have the disadvantage thatthat they have a longer release time and therefore withlarger capacitors would have to be equipped. This canhowever, due to space and cost reasons, are not implemented.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Schaltungsanordnung einer elektronischen Sicherung anzugeben.The invention has for its object another scarfto specify an electronic fuse arrangement.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4.The solution to the problem results from the characteristics of PaClaims 1 and 4.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß diese störunempfindlich ist und zu keinen Fehlabschaltungen bei kurzzeitigen Spannungsschwankungen in der Versorgungsspannung kommt. Darüber hinaus bringt die Erfindung den Vorteil mit sich, daß auf größere Kondensatoren verzichtet werden kann. Die Erfindung bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die Sicherung mit wenigen Komponenten gebildet und sehr kostengünstig ist.The invention has the advantage that it is disturbingis insensitive and to no false shutdowns for shortearly voltage fluctuations in the supply voltageis coming. The invention also has the advantagethemselves that larger capacitors can be dispensed with.The invention has the further advantage that theFuse formed with few components and very expensiveis cheap.
Die Erfindung bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß der Schalttransistor nicht überlastet wird.The invention has the further advantage that theSwitching transistor is not overloaded.
Weitere Besonderheiten sind in den Unteransprüchen angegeben.Further special features are specified in the subclaims.
Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden näheren Erläuterung zu einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen ersichtlich.Further special features of the invention will become apparent from the followinging detailed explanation of an embodimentvisible from drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer elektronischen Sicherung,Fig. 1 tion a schematic diagram of an electronic Siche,
Fig. 2 eine schaltungstechnische Ausgestaltung undFig. 2 shows a circuit design and
Fig. 3 Spannungs- bzw. Stromkennlinien.Fig. 3 voltage or current characteristics.
Am Schaltelement M1 z. B. einem MOSFET Schalttransistor kann die Spannung zwischen Drain und Source, bei Strombegrenzung abgegriffen werden. Da in dieser Zeit der Strom durch den Schalttransistor M1 konstant ist, ist die Drain-Source-Spannung ein direktes Abbild der momentanen Verlustleistung am Schalttransistor M1. Durch Integration der Transistorspannung ab einem wählbaren Schwellwert, erhält man ein Signal, das der Verlustenergie entspricht. Aus den bekannten Safe Operation Area SOAR-Diagrammen (z. B. Siemens Datenbuch SIPMOS-Leistungstransistoren, 93/94, Seite 641) ist für jeden Schalttransistor die maximal zulässige Energie zu entnehmen bis dieser zerstört wird (Leistung × maximal zulässige Zeit).At the switching element M1 z. B. a MOSFET switching transistorthe voltage between drain and source, with current limitationbe tapped. Since the current through theSwitching transistor M1 is constant, is the drain-source spana direct representation of the current power loss onSwitching transistor M1. By integrating the transistor voltagefrom a selectable threshold, you get a signal thatcorresponds to the energy loss. From the well-known Safe Operation area SOAR diagrams (e.g. Siemens data book SIPMOS-Power transistors, 93/94, page 641) is for everyoneSwitching transistor to take the maximum permissible energyuntil it is destroyed (power × maximum permissible time).
InFig. 1 ist das Prinzipschaltbild der elektronischen Sicherung wiedergegeben. Die wesentlichen im Prinzipschaltbild dargestellten Einheiten sind eine Einheit zur Hilfsspannungserzeugung HV, ein Stromregler SR (erste Auswerteeinheit), ein Integrierer INT (zweite Auswerteeinheit), ein Komparator K (zweite Auswerteeinheit) und ein Fehler-FlipFlop FF. Eine Einrichtung zur Hilfsspannungsversorgung HV versorgt alle zur Realisierung der Schaltungsanordnung nötigen Bauelemente mit einer geregelten Spannung Vhilf. Die erste Auswerteeinheit SR versucht durch Messen des IST-Stromes (meßbar über die Spannung am Widerstand Shunt) einen voreingestellten Sollstrom einzustellen. Dieser Stromregler SR steuert im Normalbetrieb, in welchem der Strom deutlich niedriger wie der voreingestellte Sollstrom ist, den Schalttransistor M1 z. B. einen MOSFET, voll leitend. In Fällen, in denen der Strom durch den Widerstand SHUNT den Sollwert zu überschreiten versucht, wird dieser auf den Sollwert begrenzt. Der Schalttransistor M1 wird von einem Pullup-Widerstand R5 (Fig. 2) leitend gesteuert und vom Stromregler SR bei Bedarf weniger leitend gesteuert. Im Kurzschlußfall wird der Schalttransistor M1 so angesteuert, daß der Eingangsstrom des Umrichters auf den Sollstrom begrenzt wird. Ein Fehler-FlipFlop FF, das bei der Inbetriebnahme des Umrichters (anlegen der Systemspannung) definiert in einem HIGH-Zustand (High-Potential am Ausgang) gebracht wird, ist über Entkoppeldioden D2, D3 mit dem Pullup-Widerstand R5 des MOSFET M1 verbunden. Im Fehlerfall, d. h. bei einem Kurzschluß, wird das Fehler-FlipFlop FF getriggert und die Spannung Vgate wird bleibend zu null. Der Stromfluß durch den MOSFET M1 wird damit unterbrochen. Das Fehler-FlipFlop FF kann durch kurzzeitiges Wegnehmen der Systemspannung wieder gesetzt werden. Liegt bei einer Inbetriebnahme bereits der Kurzschluß vor, wird das Fehler-FLipFlop FF nach kurzer Zeit getriggert und der MOSFET M1 abgeschaltet.InFig. 1 the basic circuit diagram of the electronic fuse is shown tion. The main units shown in the basic circuit diagram are a unit for auxiliary voltage generation HV, a current regulator SR (first evaluation unit), an integrator INT (second evaluation unit), a comparator K (second evaluation unit) and an error flip-flop FF. A device for the auxiliary voltage supply HV supplies all the components necessary for realizing the circuit arrangement with a regulated voltage Vhil . The first evaluation unit SR tries to set a preset target current by measuring the actual current (measurable via the voltage at the resistor shunt). This current controller SR controls in normal operation, in which the current is significantly lower than the preset target current, the switching transistor M1 z. B. a MOSFET, fully conductive. In cases where the current through the resistor SHUNT tries to exceed the setpoint, this is limited to the setpoint. The switching transistor M1 is controlled by a pull-up resistor R5 (FIG. 2) and controlled less by the current regulator SR if required. In the event of a short circuit, the switching transistor M1 is driven so that the input current of the converter is limited to the target current. A fault flip-flop FF, which is brought into a HIGH state (high potential at the output) when the converter is started up (application of the system voltage), is connected to the pull-up resistor R5 of the MOSFET M1 via decoupling diodes D2, D3 . In the event of an error, ie in the event of a short circuit, the error flip-flop FF is triggered and the voltage Vgate remains permanently at zero. The current flow through the MOSFET M1 is thus interrupted. The error flip-flop FF can be reset by briefly removing the system voltage. If there is already a short circuit during commissioning, the error FLipFlop FF is triggered after a short time and the MOSFET M1 is switched off.
Im wesentlichen gibt es zwei unterschiedliche Fälle, bei denen erhöhte Eingangsströme auftreten bzw. in denen die Strombegrenzung aktiv wird. Zum einen ist dies der Kurzschluß (inFig. 1 und 2 durch einen Schalter S symbolisiert) und zum anderen ist dies das Laden der Kondensatoren CSP1 und CSP2. Eine Abschaltung soll nur bei Kurzschluß erfolgen.There are essentially two different cases in which increased input currents occur or in which the current limitation becomes active. On the one hand this is the short circuit (symbolized by a switch S inFIGS. 1 and 2) and on the other hand this is the charging of the capacitors CSP1 and CSP2 . A shutdown should only occur in the event of a short circuit.
Die Schaltungsanordnung muß so dimensioniert sein, daß bei einem Ladevorgang (worst case ist dabei die höchste Eingangsspannung) die Abschaltgrenze nicht erreicht wird. Das heißt, daß beim Laden der Safe Operating Area SOAR des MOSFET Transistors M1 nicht verlassen wird.The circuit arrangement must be dimensioned so that ata loading process (worst case is the highest inputvoltage) the switch-off limit is not reached. This means,that when loading the Safe Operating Area SOAR of the MOSFET Transistor M1 is not left.
Im Kurzschlußfall erfolgt eine Abschaltung sobald der eingestellte Potentialwert am Komparator K erreicht ist.In the event of a short circuit, the device is switched off as soon as the onset potential value at the comparator K is reached.
InFig. 2 ist eine schaltungstechnische Realisierung wiedergegeben. Das Hilfsspannungsmodul HV versorgt die in der Schaltungsanordnung vorgesehenen Schaltungskomponenten z. B. OP1, . . . , OP4 mit einer Betriebsspannung. Diese Betriebsspannung wird beispielsweise durch eine Z-Diode Z1 vorgegeben. Im störungsfreien Betrieb wird der Steuereingang des Schalttransistors M1, der in dieser Schaltung als MOSFET ausgebildet ist vom Pluspotential der Versorgungs-Spannungsquelle (UBAT) über den Widerstand R1 und R5 (Pull-up Widerstand angesteuert. Der Schalttransistor M1 wird durchgesteuert. Die Widerstände R2 und R3 bilden einen Referenzspannungsteiler für den Operationsverstärker OP1. Am Minuseingang des Operations verstärkers liegt die Potentialspannung die an dem Widerstand SHUNT und dem Widerstand R4 abfällt an. Fließt im Fehlerfall ein erhöhter Strom über den Widerstand SHUNT so wird durch den Operationsverstärker OP1 und über die Diode D1 die Spannung VGate am Steuereingang des Schalttransistor M1 verringert. Der Strom durch den Schalttransistor M1 wird dadurch reduziert. Der Kondensator C3 der den Steuereingang mit dem Sourceanschluß des Schalttransistors M1 verbindet, soll bei einem Steckvorgang ein Durchschalten von M1 aufgrund der Millerkapazität im Schalttransistors M1 verhindern. Der Kondensator C2 ist ein Regelelement für den Stromregler SR. Das Fehler-FlipFlop FF nimmt am Ausgang FF-OK nach der Einschaltphase einen Highzustand an. Ein Rücksetzen des Fehler-FlipFlops FF findet nur dann statt wenn am Ausgang des Operationsverstärkers OP3 Low-Potenial anliegt(Kurzschluß ist erkannt worden). Gleichzeitig wird über die Diode D3 an den Steuereingang des Schaltransistors M1 ein Low-Potential angelegt. Der Operationsverstärker OP2 hält sich über den Widerstand R9 selbst auf Low-Potential.InFig. 2 is a circuit implementation is given again. The auxiliary voltage module HV supplies the circuit components provided in the circuit arrangement, for. B. OP1,. . . , OP4 with an operating voltage. This operating voltage is predetermined, for example, by a Zener diode Z1. In trouble-free operation, the control input of the switching transistor M1, which is designed in this circuit as a MOSFET, is driven by the plus potential of the supply voltage source (UBAT) via the resistors R1 and R5 (pull-up resistor). The switching transistor M1 is turned on Resistors R2 and R3 form a reference voltage divider for the operational amplifier OP1. At the negative input of the operational amplifier there is the potential voltage which drops across the resistor SHUNT and the resistor R4 Via the diode D1, the voltage VGate at the control input of the switching transistor M1 is reduced. The current through the switching transistor M1 is thereby reduced. The capacitor C3, which connects the control input to the source terminal of the switching transistor M1, is intended to switch M1 on during a plug-in operation the miller capacity in the switch Prevent transistor M1. The capacitor C2 is a control element for the current regulator SR. The error flip-flop FF assumes a high state at the FF-OK output after the switch-on phase. The error flip-flop FF is only reset if there is low potential at the output of the operational amplifier OP3 (short circuit has been detected). At the same time, a low potential is applied via the diode D3 to the control input of the switching transistor M1. The operational amplifier OP2 keeps itself at low potential via the resistor R9.
Die Schaltungseinheit INT integriert die am Schalttransistor M1 abfallende Spannung (der Spannungsabfall am Widerstand SHUNT ist vernachlässigbar klein). Ein Spannungsabfall am Schalttransistor M1 tritt nur dann auf, wenn dieser über den Operationsverstärker OP1 im Strombegrenzungsfall angesteuert wird. Damit das Schaltungsmodul INT erst ab einen vorgebbaren Spannungswert zum Aufintegieren beginnt wird dieser am Minuseingang des Operationsverstärkers OP4 über den Widerstand R13, R12 eingestellt. Aufgrund dieser Referenzspannung integriert der Integrierer (ein nicht invertierender Integrierer) erst, wenn die Stromregelung der ersten Auswerteeinheit anspricht. Dieser Zeitpunkt liegt dann vor, wenn die über den Widerstand R15 (Spannungsteiler R16, R15) abfallende Spannung größer ist als die Referenzspannung an R13. Durch den Komparator K kann die maximale zulässige Energie die im Strombegrenzungsfall am Schalttransistor M1 umgesetzt werden darf begrenzt werden. Durch einen am Pluseingang des Komparators K angeordneten Spannungsteiler R10, R11 wird hierzu ein Span nungswert eingestellt. Am Minuseingang des Komparators K wird die Istspannung des Integrators INT angelegt. Sobald der Spannungswert am Ausgang des Integrierens INT den am Pluseingang anliegenden Spannungswert überschreitet, liegt am Ausgang des Komparators ein Low-Potential. Dieses Low-Potential triggert einerseits das Fehler-FlipFlop FF und legt das Low-Potential über die Diode D4, D2 an den Steuereingang des Schalttransistors M1.The circuit unit INT integrates the on the switching transistorM1 falling voltage (the voltage drop across the resistorSHUNT is negligibly small). A voltage drop onSwitching transistor M1 only occurs when it is connected to theOperational amplifier OP1 controlled in the event of a current limitationbecomes. So that the circuit module INT only from a specifiableVoltage value for integrating begins at the minusinput of the operational amplifier OP4 via the resistorR13, R12 set. Due to this reference voltage intethe integrator (a non-inverting integrator)only when the current control of the first evaluation unit is onspeaks. This time is when the over theResistor R15 (voltage divider R16, R15) falling voltageis greater than the reference voltage at R13. Through the comparator K can the maximum allowable energy in the Strombelimit case on switching transistor M1 may be implementedbe limited. By a at the plus input of the comparator Karranged voltage divider R10, R11 becomes a chip for this value set. At the minus input of the comparator Kthe actual voltage of the integrator INT is applied. Once theVoltage value at the output of integrating INT at the plusvoltage exceeds the current value, is due to the offthe comparator has a low potential. This low potentialtriggers the error flip-flop FF and sets the lowPotential via the diode D4, D2 to the control input of theSwitching transistor M1.
Das in der Hauptzuführung des DC-DC Umrichters angeordnete Filter, bestehend aus einer verkoppelten Drossel L1, L2 und einem vor- und nachgeschalteten Kondensator CSP1, CSP2, hat im wesentlichen die Aufgabe, Impulsströme aufzufangen. Die zwischen dem Schalttransistor M1 und der Induktivität L2 angeordneten Entkoppeldiode ED soll eine Entladung der Kondensatoren CSP1, CSP2 bei einem Spannungseinbruch der Systemspannung (UBAT) verhindern. Das Laden der Kondensatoren CSP1, CSP2 führt nicht zur Abschaltung. Die Drossel zwischen CSP1 und CSP2, welche mit diesen einen Schwingkreis bildet, beeinträchtigt nicht die Funktion der elektronischen Sicherung.The filter arranged in the main feed of the DC-DC converter, consisting of a coupled choke L1, L2 and a upstream and downstream capacitor CSP1, CSP2, essentially has the task of collecting pulse currents. The decoupling diode ED arranged between the switching transistor M1 and the inductor L2 is intended to prevent discharge of the capacitors CSP1, CSP2 in the event of a voltage drop in the system voltage (UBAT). Charging the capacitors CSP1, CSP2 does not lead to a shutdown. The choke between CSP1 and CSP2 , which forms an oscillating circuit with these, does not impair the function of the electronic fuse.
In den Signalverläufen3a bis3l sind Spannungsverläufe bzw. Stromverläufe der inFig. 1, 2 dargestellten Schaltungsanordnung wiedergegeben. Anhand der dargestellten Verläufe soll die Funktion der elektronischen Sicherung veranschaulicht werden.In the waveforms3 a to3 voltage waveforms or current waveforms of the Schaltungsanord shown inFig. 1, 2, l are given voltage. The function of the electronic fuse is to be illustrated using the curves shown.
In den Diagrammen3a,3d,3g,3j ist die Systemspannung (UBAT) und die Spannung Vdrain am Drainanschluß des Schalttransistors M1 wiedergegeben.In the diagrams3 a,3 d,3 g,3 j, the system voltage (UBAT) and the voltage Vdrain at the drain of the switching transistor M1 are shown.
In den Diagrammen3b,3e,3h,3k ist der Strom durch den Widerstand SHUNT und durch den Widerstand RMESS aufgezeichnet. In den Diagrammen3c,3f,3i,3l sind die Spannungsverläufe am Ausgang des Integrierers Vint,lgnd, die Vergleichsspannung am Komparator Vkomp,lgnd und die Ausgangsspannung am Fehler-Flipflop wiedergegeben.The diagrams3 b,3 e,3 h,3 k show the current through the resistor SHUNT and through the resistor RMESS. The diagrams3 c,3 f,3 i,3 l show the voltage profiles at the output of the integrator Vint, lgnd, the comparison voltage at the comparator Vkomp, lgnd and the output voltage at the error flip-flop.
In den Signalverläufen3a,3b und3c ist der Ladenvorgang der Kondensatoren CSP1, CSP2 beim Einschalten der Systemspannung wiedergegeben.In the waveforms3 a,3 b and3 c the loading operation of the capacitors CSP1, CSP2 which is given when switching on the system voltage.
Kurz nach dem Einschalten der Systemspannung VEIN beginnt die Strombegrenzungsregelung die Kondensatoren CSP1 und CSP2 definiert mit I(SHUNT) zu laden. Dies führt-zu einem Abfall der Drain-Spannung am MOSFET. Der Umrichter ist in dieser Zeit als inaktiv angenommen (I(RMESS)=0). Die durch den Integrator INT integrierte Spannung überschreitet nicht den am Komparator vorgegebenen Vergleichswert. Das Ausgangssignal des Fehler-FlipFlops(V(FF-OK, LGND)) wird während des Hochlaufs nicht rückgesetzt. Es erfolgt keine Abschaltung.Shortly after switching on the system voltage VEIN, the current limit control begins to charge the capacitors CSP1 and CSP2 with I (SHUNT). This leads to a drop in the drain voltage at the MOSFET. During this time, the converter is assumed to be inactive (I (RMESS) = 0). The voltage integrated by the integrator INT does not exceed the comparison value specified on the comparator. The output signal of the error flip-flop (V (FF-OK, LGND)) is not reset during startup. There is no shutdown.
In den Signalverläufen3d bis3f ist ein Einbruch der Versorgungsspannung und ein erneuter Ladevorgang dargestellt. Der Umrichter sei aktiv und benötige eine konstante Ausgangsleistung. Wenn die Systemspannung einbricht, kann der Verbraucher (Umrichter) weiter betrieben werden. Die Spannung an den Kondensatoren CSP1 und CSP2 (z. B. Elkos) beginnt zu sinken (3d), dabei nimmt der Eingangsstrom des Umrichters zu, je kleiner die Spannung wird (konstante Leistung). Wenn eine untere Spannungsgrenze erreicht ist, schaltet der Umrichter ab (I(RMESS)=0) (3e). Wenn die Systemspannung wiederkehrt beginnt im wesentlichen der gleiche Vorgang wie er in den Signalläufen3a,3b,3c dargestellt ist. Der einzige Unterschied ist jedoch, daß die Kondensatoren nun mit einem um den Umrichterstrom reduzierten Strom geladen werden und damit die Spannung an den Kondensatoren weniger steil ansteigt. Auch in diesem Fall bleibt die Belastung des Schalttransistors M1 unter einem vorgegebenen Grenzwert. Der Schalttransistor M1 wird nicht gesperrt.In the waveforms3 d to3 f, a dip in the supply voltage and a new charging process is shown. The converter is active and needs a constant output power. If the system voltage drops, the consumer (converter) can continue to be operated. The voltage at the capacitors CSP1 and CSP2 (e.g. electrolytic capacitors) begins to decrease (3 d), the input current of the converter increases the lower the voltage (constant power). If a lower voltage limit is reached, the converter switches off (I (RMESS) = 0) (3 e). When the system voltage returns, essentially the same process begins as it is shown in the signal runs3 a,3 b,3 c. The only difference, however, is that the capacitors are now charged with a current reduced by the current around the converter and the voltage across the capacitors rises less steeply. In this case too, the load on the switching transistor M1 remains below a predetermined limit value. The switching transistor M1 is not blocked.
In den Signalverläufen3g bis3i sind die Strom und Spannungsverläufe während eines Kurzschlusses wiedergegeben. Mit Hilfe des dargestellten Schalters S wird ein 100 m Ohm Kurzschluß erzeugt. Der Kurzschlußstrom ist am Strom I(RMESS) direkt meßbar. Durch die schnelle Strombegrenzungsregelung fließt über den MOSFET, bis auf eine kurze Stromspitze, nur ein Begrenzungsstrom. Nachdem die Drain-Spannung am MOSFET gar nicht oder nur geringfügig abnimmt, läuft die Spannung am Integrierer rasch auf einen Ansprechwert hoch. Das Fehler-FlipFlop wird getriggert (V(FF-OK, LGND). Am Ausgang des Kippgliedes liegt LOW-Potential. Es kommt zur Abschaltung des Schalttransistors.The current and voltage profiles during a short circuit are shown in the signal profiles3 g to3 i. With the help of the switch S shown, a 100 m ohm short circuit is generated. The short-circuit current can be measured directly at the current I (RMESS). Due to the fast current limit control, only a limit current flows through the MOSFET except for a short current peak. After the drain voltage at the MOSFET does not decrease at all or only slightly, the voltage at the integrator quickly increases to a response value. The error flip-flop is triggered (V (FF-OK, LGND). There is LOW potential at the output of the flip-flop. The switching transistor is switched off.
In den Signalverläufen3j bis3l ist ein Kurzschluß bei einem Steckvorgang wiedergegeben. Der Spannungsabfall zwischen Source und Drain hält unvermindert an, die Spannung wird rasch aufintegriert. Der Komparator schaltet bei Erreichen des Vergleichswertes auf Low-Potential und triggert das Fehler-FlipFlop FF. Der Transistor M1 wird abgeschaltet.A short circuit during a plug-in process is reproduced in the signal curves3 j to3 l. The voltage drop between source and drain continues unabated, the voltage is quickly integrated. When the comparison value is reached, the comparator switches to low potential and triggers the error flip-flop FF. The transistor M1 is switched off.
Systeme, in denen alle Umrichter mit einer wie oben beschriebenen Sicherung ausgestattet sind, benötigen keine zusätzliche Überbrückungszeit. Dies wirkt sich positiv auf Kosten und Volumenbedarf der Umrichter aus.Systems in which all inverters are described as abovefuses are not requiredbridging time. This has a positive effect on costs andVolume requirement of the converter.
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