DE102017123484A1

DE102017123484A1 - Overvoltage protection circuit

Info

Publication number: DE102017123484A1
Application number: DE102017123484.5A
Authority: DE
Inventors: Søren Winkler Rasmussen
Original assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Current assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Es wird eine Überspannungsschutzschaltung (1) beschrieben, die einen elektronischen Schalter (7) aufweist, der einen Versorgungsspannungsanschluss (2) und einen Verbraucheranschluss (3) verbindet, wobei der elektronische Schalter (7) einen Steueranschluss hat, der mit einer ersten Triggerschaltung (9) verbunden ist, wobei die erste Triggerschaltung (9) einen Transistor (10) aufweist, dessen Steuerelektrode mit einer Schwellwertanordnung (R1, D1) verbunden ist, die den Transistor (10) anschaltet, wenn eine Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss (2) einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Ein Verbraucher sollte gegen Überspannung mit einer einfachen Schaltung geschützt werden.
Zu diesem Zweck ist ein spannungsfühlender Anschluss (12) verschieden von dem Versorgungsspannungsanschluss (2) verbunden mit einer zweiten Triggerschaltung (11), wobei die zweite Triggerschaltung (11) mit der ersten Triggerschaltung (9) verbunden ist und den Transistor (10) steuert.

The invention relates to an overvoltage protection circuit (1) which has an electronic switch (7) which connects a supply voltage connection (2) and a load connection (3), the electronic switch (7) having a control connection which is connected to a first trigger circuit (9 ), wherein the first trigger circuit (9) comprises a transistor (10) whose control electrode is connected to a threshold arrangement (R1, D1) which turns on the transistor (10) when a voltage at the power supply terminal (2) is predetermined Value exceeds.
A consumer should be protected against overvoltage with a simple circuit.
For this purpose, a voltage-sensing terminal (12) is different from the supply voltage terminal (2) connected to a second trigger circuit (11), wherein the second trigger circuit (11) is connected to the first trigger circuit (9) and controls the transistor (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzschaltung, die einen elektronischen Schalter aufweist, der einen Versorgungsspannungsanschluss und einen Verbraucheranschluss verbindet, wobei der elektronische Schalter einen Steueranschluss aufweist, der mit einer ersten Triggerschaltung verbunden ist, wobei die erste Triggerschaltung einen Transistor aufweist, dessen Steuerelektrode mit einer Schwellwertanordnung verbunden ist, die den Transistor anschaltet, wenn eine Spannung an dem Versorgungsspannungsanschluss einen vorbestimmten Wert übersteigt.The present invention relates to an overvoltage protection circuit having an electronic switch connecting a supply voltage terminal and a load terminal, the electronic switch having a control terminal connected to a first trigger circuit, the first trigger circuit comprising a transistor whose control electrode is provided with a threshold arrangement which turns on the transistor when a voltage at the supply voltage terminal exceeds a predetermined value.

Eine derartige Überspannungsschutzschaltung ist beispielsweise aus DE 41 10 495 A1 oder DE 35 26 177 A1 bekannt.Such an overvoltage protection circuit is for example off DE 41 10 495 A1 or DE 35 26 177 A1 known.

Eine derartige Überspannungsschutzschaltung ist vorgesehen für die Verwendung in einem transportablen System, insbesondere einem Fahrzeug. Sie kann jedoch prinzipiell ebenfalls in anderen Systemen verwendet werden.Such an overvoltage protection circuit is intended for use in a transportable system, in particular a vehicle. However, it can also be used in principle in other systems.

Es ist eine allgemeine Anforderung für elektronische Schaltungen, dass sie einem gewissen Grad an Überspannung auf den Leistungsversorgungsleitungen widerstehen. Dies gilt insbesondere bei automobilen Systemen, wo der Hauptleistungsversorgungseingang zu irgendeinem besonderen Fahrzeugelektroniksystem verschiedene Überspannungs- und transiente Spannungsbedingungen tolerieren muss, einschließlich Lichtmaschinen-Überlast (load dump). Komponenten innerhalb des elektronischen Systems, die stromab der Hauptleistungsversorgung sind, sind dann von den schlimmsten der Leistungsversorgungsbedingungen geschützt. Solche Komponenten, wenn sie entfernt von dem Hauptelektronikmodul montiert sind, haben zusätzliche Leitungsfehlertoleranzanforderungen wegen ihrer Nähe zu dem Fahrzeugkabelbaum.It is a common requirement for electronic circuits to withstand a certain amount of overvoltage on the power supply lines. This is especially true in automotive systems where the main power supply input to any particular vehicle electronics system must tolerate various overvoltage and transient voltage conditions, including load dump. Components within the electronic system that are downstream of the main power supply are then protected from the worst of the power supply conditions. Such components, when mounted remotely from the main electronics module, have additional line fault tolerance requirements because of their proximity to the vehicle wiring harness.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, eine einfache Schaltung zu haben, die einen Verbraucher gegenüber Überspannung schützt.The object underlying the invention is to have a simple circuit that protects a consumer against overvoltage.

Diese Aufgabe wird mit einer Überspannungsschutzschaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein spannungsfühlender Anschluss verschieden von dem Versorgungsspannungsanschluss mit einer zweiten Triggerschaltung verbunden ist, wobei die zweite Triggerschaltung mit der ersten Triggerschaltung verbunden ist und den Transistor steuert.This object is achieved with an overvoltage protection circuit of the type mentioned above in that a voltage-sensing terminal is different from the supply voltage terminal connected to a second trigger circuit, wherein the second trigger circuit is connected to the first trigger circuit and controls the transistor.

In einer derartigen Überspannungsschutzschaltung ist es möglich, den Verbraucher, der mit dem Verbraucheranschluss verbunden ist, vor einer Überspannung zu schützen, die an dem Versorgungsspannungsanschluss auftritt. Eine derartige Überspannung kann beispielsweise durch eine Überlast oder eine Trennung von der Batterie und/oder der Lichtmaschine des Fahrzeugs verursacht sein. Weiterhin ist die Schaltung in der Lage, den Verbraucher, der mit dem Verbraucheranschluss verbunden ist, vor einer Überspannung zu schützen, die an einem Punkt stromab des Verbraucheranschlusses erscheint, vorausgesetzt, dass diese Spannung durch den spannungsfühlenden Anschluss erfasst wird. Der spannungsfühlende Anschluss ist in der Lage, eine Spannung, die von der Versorgungsspannung verschieden ist, zu erfassen, die dem Versorgungsspannungsanschluss zugeführt wird. Die Anzahl der Komponenten, die zusätzlich notwendig sind, ist jedoch stark begrenzt.In such an overvoltage protection circuit, it is possible to protect the load connected to the load terminal from an overvoltage occurring at the supply voltage terminal. Such an overvoltage may be caused for example by an overload or a disconnection from the battery and / or the alternator of the vehicle. Furthermore, the circuit is capable of protecting the load connected to the load terminal from an overvoltage appearing at a point downstream of the load terminal, provided that this voltage is detected by the voltage sensing terminal. The voltage-sensing terminal is capable of detecting a voltage other than the supply voltage supplied to the supply voltage terminal. However, the number of components that are additionally necessary is very limited.

Überspannungsschutz von mobilen Elektroniken wird oft in verschiedenen Abschnitten der elektronischen Schaltungsanordnungen benötigt. Überlastimpulse haben eine sehr hohe Energie und können die Leistungsversorgungsschaltung und andere Schaltungen, die mit der Leistungsversorgung verbunden sind, zerstören. Ein Hochspannungsschalter wird benötigt, um die Schaltung vor dem Hochenergieimpuls zu schützen.Surge protection of mobile electronics is often needed in various sections of the electronic circuitry. Overload pulses have a very high energy and can destroy the power supply circuit and other circuits connected to the power supply. A high voltage switch is needed to protect the circuit from the high energy pulse.

Ein Fehler in der Leistungsversorgungsschaltung kann alle die Elektroniken zerstören, die durch die Leistungsversorgung angetrieben sind, und derselbe Hochspannungsschalttransistor kann verwendet werden, um die Schaltungen zu schützen, die von der Leitungsversorgung versorgt werden. Dies erspart es, einen getrennten Leistungsausschalter zu integrieren, was Kosten vermindert und Leistungsverluste in einem extra Schalter.A fault in the power supply circuit may destroy all the electronics powered by the power supply, and the same high voltage switching transistor may be used to protect the circuits powered by the power supply. This eliminates the need to integrate a separate power cut-off, reducing costs and power losses in an extra switch.

Verschiedene Ausgangsversorgungen können mit demselben Hochspannungsschalter geschützt werden, der ohnehin benötigt wird für den Hochspannungsimpulsschutz. Alles, was notwendig ist, ist eine kompakte Niederstrom- und niederpreisige Zener Diode, Widerstand und Transistor für jede Spannungsversorgung, die geschützt werden muss.Different output supplies can be protected with the same high voltage switch that is needed anyway for high voltage pulse protection. All that is needed is a compact low-current and low-cost Zener diode, resistor and transistor for every power supply that needs to be protected.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die erste Triggerschaltung eine Durchbruchsdiode in Reihe mit einem Widerstand auf, der mit dem Steueranschluss des Transistors verbunden ist. Die Durchbruchsdiode, beispielsweise eine Zener Diode, blockiert einen Strom, bis eine an die Zener Diode angelegte Spannung einen Schwellwert überschreitet, der für jede Zener Diode definiert ist. Sobald die Spannung den Schwellwert überschreitet, wird die Zener Diode leitend und als eine Konsequenz wird der Transistor leitend, so dass der elektronische Schalter betätigt wird, um geschlossen zu werden. Der elektronische Schalter kann beispielsweise durch einen Transistor gebildet sein. Der Transistor kann ein bi-polar Transistor sein oder er kann ein Feldeffekttransistor sein.In one embodiment of the invention, the first trigger circuit has a breakdown diode in series with a resistor connected to the control terminal of the transistor. The breakdown diode, such as a Zener diode, blocks current until a voltage applied to the Zener diode exceeds a threshold defined for each Zener diode. As soon as the voltage exceeds the threshold, the zener diode becomes conductive and, as a consequence, the transistor becomes conductive so that the electronic switch is actuated to be closed. The electronic switch can be formed for example by a transistor. The transistor can be a bi-polar Be transistor or he may be a field effect transistor.

In einer Ausführungsform ist die zweite Triggerschaltung mit einem Punkt zwischen der Durchbruchsdiode und dem Widerstand verbunden. Dementsprechend wird die zweite Triggerschaltung verwendet zum Ausschalten des elektronischen Schalters, indem sie wieder dieselben Teile verwendet, die bereits in der ersten Triggerschaltung verfügbar sind.In one embodiment, the second trigger circuit is connected to a point between the breakdown diode and the resistor. Accordingly, the second trigger circuit is used to turn off the electronic switch by again using the same parts already available in the first trigger circuit.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Triggerschaltung einen zweiten Transistor zwischen der ersten Triggerschaltung und einem Masseanschluss auf, wobei ein Steueranschluss des zweiten Transistors mit einer zweiten Schwellwertanordnung verbunden ist, die den zweiten Transistor anschaltet, wenn eine Spannung an dem spannungsfühlenden Anschluss einen vorbestimmten zweiten Wert überschreitet. Die zweite Schwellwertanordnung ist prinzipiell ähnlich zu der ersten Schwellwertanordnung mit einem Unterschied, dass der Schwellwert der zweiten Schwellwertanordnung von dem Schwellwert der ersten Schwellwertanordnung verschieden ist. Deswegen schaltet die zweite Triggerschaltung den elektronischen Schalter aus, wenn ein entsprechender Überspannungswert an dem spannungsfühlenden Anschluss auftritt.In one embodiment of the invention, the second trigger circuit comprises a second transistor between the first trigger circuit and a ground terminal, wherein a control terminal of the second transistor is connected to a second threshold arrangement which turns on the second transistor when a voltage at the voltage sensing terminal is a predetermined second one Value exceeds. The second threshold arrangement is in principle similar to the first threshold arrangement, with a difference that the threshold value of the second threshold arrangement is different from the threshold value of the first threshold arrangement. Therefore, the second trigger circuit turns off the electronic switch when a corresponding overvoltage value occurs at the voltage sensing terminal.

In einer Ausführungsform der Erfindung unterbricht der zweite Transistor eine Verbindung zwischen dem spannungsfühlenden Anschluss und dem Masseanschluss, solange eine Spannung an dem spannungsfühlenden Anschluss unterhalb des zweiten Schwellwerts ist. Der zweite Transistor kann als ein „normal geschlossener“ Transistor betrachtet werden, der nur geöffnet wird, wenn die Spannung an dem spannungsfühlenden Anschluss den zweiten Wert überschreitet. In diesem Fall wird der zweite Transistor leitend, wobei er den ersten Transistor aktiviert, der seinerseits den elektronischen Schalter ausschaltet.In one embodiment of the invention, the second transistor interrupts a connection between the voltage sensing terminal and the ground terminal as long as a voltage at the voltage sensing terminal is below the second threshold. The second transistor may be considered as a "normally closed" transistor which is opened only when the voltage at the voltage sense terminal exceeds the second value. In this case, the second transistor becomes conductive, activating the first transistor, which in turn turns off the electronic switch.

In einer Ausführungsform ist der zweite Transistor von einem komplementären Typ zu einem Typ des ersten Transistors. Wenn beispielsweise der erste Transistor ein PNP-Transistor ist, dann ist der zweite Transistor ein NPN-Transistor.In one embodiment, the second transistor is of a complementary type to a type of the first transistor. For example, if the first transistor is a PNP transistor, then the second transistor is an NPN transistor.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Triggerschaltung eine zweite Durchbruchsdiode in Reihe mit einem zweiten Widerstand auf. Die Funktion der Reihenschaltung der zweiten Durchbruchsdiode, beispielsweise Zener Diode, und Widerstand ist dieselbe wie in der ersten Triggerschaltung.In one embodiment of the invention, the second trigger circuit has a second breakdown diode in series with a second resistor. The function of the series connection of the second breakdown diode, for example Zener diode, and resistor is the same as in the first trigger circuit.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Anordnung einer Überspannungsschutzschaltung, einer Spannungsverminderungsschaltung, die mit einem Verbraucheranschluss der Überspannungsschaltung verbunden ist, und einem Verbraucher, der mit einem Ausgangsanschluss der Spannungsverminderungsschaltung verbunden ist, wobei der Ausgangsanschluss der Spannungsverminderungsschaltung mit einem spannungsfühlenden Anschluss verbunden ist.The invention also relates to an arrangement of an overvoltage protection circuit, a voltage reduction circuit connected to a load terminal of the overvoltage circuit, and a load connected to an output terminal of the voltage reduction circuit, the output terminal of the voltage reduction circuit being connected to a voltage sensing terminal.

In einer derartigen Anordnung kann eine Überspannung, die durch einen Defekt der spannungsvermindernden Schaltung verursacht wird, erfasst und ebenfalls abgeschaltet werden. Wenn ein derartiger Defekt auftritt, würde die normale Versorgungsspannung zu dem Verbraucher geleitet werden, der jedoch nur die Fähigkeit hat, die niedrigere Spannung auszuhalten, die durch die Spannungsverminderungsschaltung erzeugt wird. Eine derartige Überspannung kann nun vermieden werden, da die Überspannung an den spannungsfühlenden Anschluss angelegt wird und an die zweite Triggerschaltung, die ihrerseits den elektronischen Schalter ausschalten wird.In such an arrangement, an overvoltage caused by a defect of the voltage-reducing circuit can be detected and also turned off. If such a defect occurs, the normal supply voltage would be directed to the load, but only having the ability to withstand the lower voltage generated by the voltage reduction circuit. Such an overvoltage can now be avoided since the overvoltage is applied to the voltage-sensing terminal and to the second trigger circuit, which in turn will turn off the electronic switch.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, worin:

die einzige Fig. eine Überspannungsschutzschaltung zeigt.

An embodiment of the invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which:

the only Fig. Shows an overvoltage protection circuit.

Eine Überspannungsschutzschaltung 1 weist einen Versorgungsspannungsanschluss 2 auf. Wenn eine derartige Überspannungsschutzschaltung 1 in einem automotiven System verwendet wird, ist der Versorgungsspannungsanschluss normalerweise mit einer Batterie eines Fahrzeugs und zur gleichen Zeit mit einem Generator verbunden. Normalerweise ist die Spannung, die an dem Versorgungsspannungsanschluss anliegt, um 12V herum. Während einer Überlast (load dump) kann die Spannung jedoch plötzlich auf 200V ansteigen, was für elektronische Komponenten gefährlich ist, die mit dem Versorgungsspannungsanschluss 2 verbunden sind.An overvoltage protection circuit 1 has a supply voltage connection 2 on. When such a surge protection circuit 1 is used in an automotive system, the supply voltage connection is normally connected to a battery of a vehicle and at the same time to a generator. Normally, the voltage applied to the supply voltage terminal is around 12V. However, during a load dump, the voltage can suddenly rise to 200V, which is dangerous for electronic components that are connected to the supply voltage terminal 2 are connected.

Die Schaltung 1 weist einen Verbraucheranschluss 3 auf. Eine Spannungsverminderungsschaltung 4 ist mit dem Verbraucheranschluss 3 verbunden. Die Spannungsverminderungsschaltung 4 kann in Form eines Schaltnetzteils (SMPS) sein, das die Versorgungsspannung von beispielsweise 12V in eine niedrigere Spannung von 3,3V vermindert. Ein Ausgang 5 der Spannungsverminderungsschaltung 4 ist mit einem Verbraucher 6 verbunden. Der Verbraucher 6 muss vor einer Überspannung geschützt werden, die an dem Versorgungsspannungsanschluss 2 auftaucht. Weiterhin muss der Verbraucher vor einer Spannung geschützt werden, die die oben erwähnten 3,3V (plus einem Toleranzbereich) überschreitet, die erzeugt werden könnte, wenn die Spannungsverminderungsschaltung 4 defekt wird.The circuit 1 has a consumer connection 3 on. A voltage reduction circuit 4 is with the consumer connection 3 connected. The voltage reduction circuit 4 may be in the form of a switched mode power supply (SMPS) which reduces the supply voltage from, for example, 12V to a lower voltage of 3.3V. An exit 5 the voltage reduction circuit 4 is with a consumer 6 connected. The consumer 6 must be protected against an overvoltage at the supply voltage connection 2 shows up. Furthermore, the load must be protected from a voltage that exceeds the above-mentioned 3.3V (plus a tolerance range) that could be generated when the voltage reduction circuit 4 becomes defective.

Zu diesem Zweck weist die Schaltung 1 einen elektronischen Schalter 7 in Form eines PNP-Transistors auf. Der Emitter des elektronischen Schalters 7 ist mit dem Versorgungsspannungsanschluss 2 verbunden. Der Kollektor des Schalters 7 ist mit dem Verbraucheranschluss 3 verbunden. Die Basis des Schalters 7 ist mit einem Masseanschluss 8 über einen Widerstand R1 verbunden. For this purpose, the circuit 1 an electronic switch 7 in the form of a PNP transistor. The emitter of the electronic switch 7 is with the supply voltage connection 2 connected. The collector of the switch 7 is with the consumer connection 3 connected. The base of the switch 7 is with a ground connection 8th about a resistance R1 connected.

Weiterhin weist die Überspannungsschutzschaltung 1 eine erste Triggerschaltung 9 auf. Die erste Triggerschaltung 9 weist einen Transistor 10 auf, der ebenfalls in Form eines PNP-Transistors ist. Der Emitter des Transistors 10 ist mit dem Versorgungsspannungsanschluss 2 verbunden. Der Kollektor des Transistors 10 ist mit der Basis des elektronischen Schalters 7 verbunden. Die Basis des Transistors 10 ist mit einer Reihenschaltung eines Widerstands R2 und einer Durchbruchdiode D1, beispielsweise einer Zener Diode, verbunden, die ihrerseits mit dem Masseanschluss 8 verbunden ist. Die Durchbruchdiode D1 hat eine Durchbruchspannung von 39V, was bedeutet, dass die erste Triggerschaltung 9 leitend wird, wenn die Spannung an dem Versorgungsspannungsanschluss 2 einen Wert von 40V überschreitet. Der Spannungsabfall an dem Transistor 10 und an dem Widerstand R2 ist in diesem Fall berücksichtigt.Furthermore, the overvoltage protection circuit 1 a first trigger circuit 9 on. The first trigger circuit 9 has a transistor 10 on, which is also in the form of a PNP transistor. The emitter of the transistor 10 is with the supply voltage connection 2 connected. The collector of the transistor 10 is with the base of the electronic switch 7 connected. The base of the transistor 10 is with a series connection of a resistor R2 and a breakdown diode D1 , For example, a Zener diode, connected in turn to the ground terminal 8th connected is. The breakdown diode D1 has a breakdown voltage of 39V, which means that the first trigger circuit 9 becomes conductive when the voltage at the supply voltage terminal 2 exceeds a value of 40V. The voltage drop across the transistor 10 and at the resistance R2 is taken into account in this case.

Wenn die erste Triggerschaltung 9 leitend wird, erhöht der Strom, der durch den zweiten Widerstand R2 fließt, die Spannung an der Basis des ersten Transistors 10, so dass der erste Transistor 10 leitend wird. Der Strom durch den ersten Transistor 10 fließt durch den ersten Widerstand R1, so dass die Spannung an der Basis des elektronischen Schalters 7 ansteigt. Dementsprechend wird der elektronische Schalter 7 geschlossen und eine Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungsanschluss 2 und dem Verbraucheranschluss 3 ist unterbrochen, so dass die Spannungsverminderungsschaltung 4 und der Verbraucher 6 vor einer Überspannung geschützt sind, die an dem Versorgungsspannungsanschluss 2 auftritt.When the first trigger circuit 9 becomes conductive, the current increased by the second resistor R2 flows, the voltage at the base of the first transistor 10 so that the first transistor 10 becomes conductive. The current through the first transistor 10 flows through the first resistor R1 , so that the voltage at the base of the electronic switch 7 increases. Accordingly, the electronic switch 7 closed and a connection between the supply voltage connection 2 and the consumer connection 3 is interrupted so that the voltage reduction circuit 4 and the consumer 6 are protected from an overvoltage at the supply voltage terminal 2 occurs.

Eine zweite Triggerschaltung 11 ist vorgesehen, die mit einem spannungsfühlenden Anschluss 12 verbunden ist. Der spannungsfühlende Anschluss 12 ist mit dem Ausgang der Spannungsverminderungsschaltung 4 verbunden.A second trigger circuit 11 is provided, which with a voltage-sensing connection 12 connected is. The voltage-sensing connection 12 is at the output of the voltage reduction circuit 4 connected.

Die zweite Triggerschaltung 11 weist zwischen dem spannungsfühlenden Anschluss 12 und dem Masseanschluss 8 eine Reihenschaltung einer zweiten Durchbruchdiode D2, eines dritten Widerstands R3 und einen Basis-Emitter-Pfad eines zweiten Transistors 13 auf. Die zweite Durchbruchdiode D2 kann ebenfalls eine Zener Diode sein, die jedoch eine niedrigere Durchbruchspannung von beispielsweise 3,3V hat.The second trigger circuit 11 points between the voltage-sensing connection 12 and the ground connection 8th a series connection of a second breakdown diode D2 , a third resistance R3 and a base-emitter path of a second transistor 13 on. The second breakdown diode D2 may also be a zener diode, but has a lower breakdown voltage of, for example, 3.3V.

Der Kollektor des zweiten Transistors 13 ist mit einem Punkt 14 zwischen dem zweiten Widerstand R2 und der ersten Durchbruchdiode D1 verbunden. The collector of the second transistor 13 is with a point 14 between the second resistor R2 and the first breakdown diode D1 connected.

Wenn an dem spannungsfühlenden Anschluss 12 eine Spannung erscheint, die höher ist, als die Durchbruchspannung der zweiten Durchbruchdiode D2 (plus den Spannungsabfall an dem dritten Widerstand R3 und dem Spannungsabfall an dem zweiten Transistor 13), wird der zweite Transistor 13 leitend. Wenn die Durchbruchspannung nicht erreicht wird, ist der zweite Transistor 13 nicht leitend.If at the voltage-sensing connection 12 a voltage appears higher than the breakdown voltage of the second breakdown diode D2 (plus the voltage drop across the third resistor R3 and the voltage drop across the second transistor 13 ), becomes the second transistor 13 conductive. If the breakdown voltage is not reached, the second transistor is 13 not conductive.

Wenn der zweite Transistor 13 leitend ist, richtet er einen Strompfad durch den zweiten Widerstand R2 ein, so dass der erste Transistor 10 ebenfalls leitend wird, wobei er einen Stromfluss durch den ersten Widerstand R1 erlaubt, der, wie oben erläutert, die Spannung an der Basis des elektronischen Schalters 7 erhöht, um den Schalter 7 auszuschalten.If the second transistor 13 is conductive, it directs a current path through the second resistor R2 one, so the first transistor 10 also becomes conductive, passing a current through the first resistor R1 allows, as explained above, the voltage at the base of the electronic switch 7 raised to the switch 7 off.

Dementsprechend ist die Überspannungsschutzschaltung nicht nur in der Lage, den Verbraucher vor einer Überspannung an dem Spannungsversorgungsanschluss 2 zu schützen, sondern auch vor einer Überspannung, die durch eine Fehlfunktion der Spannungsverminderungsschaltung 4 verursacht wird.Accordingly, the overvoltage protection circuit is not only able to protect the load from overvoltage at the power supply terminal 2 but also from an overvoltage caused by a malfunction of the voltage reduction circuit 4 is caused.

Es ist auch möglich, dritte, vierte, usw. Triggerschaltungen ähnlich zu der zweiten Triggerschaltung 11, die in der Fig. gezeigt ist, zu verwenden. Jede der anderen Triggerschaltungen kann eine andere Schwellwertspannung für die Durchbruchdiode haben, um die elektronische Schaltung 7 bei Erscheinen einer Überspannung an dem jeweiligen spannungsfühlenden Anschluss auszuschalten, die dem spannungsfühlenden Anschluss 12 der zweiten Triggerschaltung 11 entspricht.It is also possible to use third, fourth, etc. trigger circuits similar to the second trigger circuit 11 shown in the figure to use. Each of the other trigger circuits may have a different threshold voltage for the breakdown diode to the electronic circuit 7 if an overvoltage appears, switch off at the respective voltage-sensing connection which is the voltage-sensing connection 12 the second trigger circuit 11 equivalent.

Weiterhin kann der Spannungsversorgungsanschluss 2 mit einem Masseanschluss über ein transientes Schutzelement 15 verbunden werden. Die Überspannungsschutzschaltung kann in einem automotiven System verwendet werden, in dem der Verbraucher beispielsweise ein Lenkhandradwinkelsensor ist.Furthermore, the power supply connection 2 with a ground connection via a transient protective element 15 get connected. The overvoltage protection circuit may be used in an automotive system in which the consumer is, for example, a steering handwheel angle sensor.

Die gezeigte Schaltung hat den Vorteil, dass der Verbraucher 6 nicht nur vor Überspannungen geschützt ist, die an dem Versorgungsspannungsanschluss 2 erscheinen, sondern auch vor Überspannungen, die durch die Spannungsverminderungsschaltung 4 erzeugt werden.The circuit shown has the advantage that the consumer 6 not only protected against overvoltages connected to the supply voltage connection 2 but also against surges caused by the voltage reduction circuit 4 be generated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4110495 A1 [0002]
DE 3526177 A1 [0002]

Claims

Overvoltage protection circuit (1) comprising an electronic switch (7) connecting a supply voltage terminal (2) and a load terminal (3), the electronic switch (7) having a control terminal connected to a first trigger circuit (9), wherein the first trigger circuit (9) comprises a transistor (10) whose control electrode with a threshold array (R1, D1) is connected, which turns on the transistor (10) when a voltage at the supply voltage terminal (2) exceeds a predetermined value, characterized characterized in that a voltage sensing terminal (12) different from the supply voltage terminal (2) is connected to a second trigger circuit (11), the second trigger circuit (11) being connected to the first trigger circuit (9) and controlling the transistor (10).

Switching to Claim 1 characterized in that the first trigger circuit (9) comprises a breakdown diode (D1) in series with a resistor (R2) connected to the control terminal of the transistor (10).

Switching to Claim 1 or 2 , characterized in that the second trigger circuit (11) is connected to a point (14) between the breakdown diode (D1) and the resistor (R2).

Switching to one of the Claims 1 to 3 characterized in that the second trigger circuit comprises a second transistor (13) between the first trigger circuit (9) and a ground terminal (8), a control terminal of the second transistor (3) being connected to a second threshold arrangement (D2, R3), which turns on the second transistor (13) when a voltage at the voltage sensing terminal (12) exceeds a predetermined second value.

Switching to Claim 4 characterized in that the second transistor (13) breaks a connection between the voltage sensing terminal (12) and the ground terminal (8) as long as a voltage at the voltage sensing terminal (12) is below the second value.

Switching to Claim 4 or 5 characterized in that the second transistor (13) is of a type complementary to a type of the first transistor (10).

Switching to one of the Claims 4 to 6 , characterized in that the second trigger circuit (11) comprises a second breakdown diode (D2) in series with a third resistor (R3).

Arrangement of an overvoltage protection circuit (1), a voltage reduction circuit (4) connected to a load terminal (3) of the overvoltage protection circuit (1), and a load (6) connected to an output terminal of the voltage reduction circuit (4), characterized in that the output terminal of the voltage reduction circuit (4) is connected to the voltage-sensing terminal (12).