Eine derartige Verpol-Schutzschaltung ist nötig, da die elektronischen Kompo- neten des Ansteuer-IC mit der Ladungspumpe und des Leistungsendschalters bei falscher Polung der Versorgungsspannung zerstört werden können.

Bekannt ist die Einschleifung einer Diode in einen VersorgungsanschiulS der Ver- sorgungsspannung. Diese Diode muß an die Leistung des Leistungsendschalters angepaßt sein und verursacht einen zusätzlichen Leistungsveriust. Wird die Ver- sorgungsspannung mit falscher Polarität angeiegt, dann wird die Diode in Sperr- richtung beaufschlagt und verhindert so einen Stromfluß über den Ansteuer-IC und die Leistungsendstufe.

Zwischen die Versorgungsanschlüsse ist auch schon die Reihenschaltung aus einer Diode und der Wicklung eines Abschaltrelais geschaltet worden. Dabei ist die Diode so eingeschleift, daß sie bei falscher Polung der Versorgungsspan- nung leitend wird, so daR der Ansprechstrom für das Relais fließen kann. Über Relaiskontakte wird die Verbindung zum Ansteuer-IC und zum Leistungsend- schalter unterbrochen. Nachteilig bei dieser Verpol-Schutzschaltung ist der Platz- bedarf und die Erschütterungsempfindlichkeit des Relais. Dies ist insbesondere für einen raumsparenden Aufbau einer elektronischen Leistungsendstufe zur Ver- sorgung von Verbrauchern in Kraftfahrzeugen unannehmbar.

Es ist eine elektronische Verpol-Schutzschaltung bekannt, bei der in den Plus- Versorgungsanschluß der Versorgungsspannung zwei N-Kanal-Power-FETs mit ihren Source-Drain-Strecken in Reihe geschaltet sind, wobei die Source- Anschlüsse miteinander verbunden sind. Der eine Drain-Anschluß ist am Plus- Versorgungsanschluß und der andere Drain-Anschluß führt zu Ansteuer-IC und zur Leistungsendstufe weiter. Die Gate-Anschlüsse der beiden N-Kanal-Power- FETs sind parallelgeschaltet und werden vom Ausgang einer Ladungspumpe an- gesteuert. Diese Verpol-Schutzschaltung benötigt zwei teuere N-Kanal-Power- FETs und bringt immerhin noch zweimal Verlustleistung in Durchschaltrichtung.

Bei falsch gepolter Versorgungsspannung wird jedoch stets einer der N-Kanal- Power-FETs gesperrt, um die Ansteuerschaltung und die Leistungsendstufe zu schützen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verpol-Schutzschaltung der eingangs erwähn- ten Art mit wenigen platzsparenden Elementen so auszulegen, daß sie kosten- günstig ist und mit geringerem Leistungsverlust einen eindeutigen Verpolschutz garantiert.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in den Pius-Ver- sorgungsanschluf3 der Versorgungsspannung ein einziger N-Kanal-Power-FET mit seiner Source-Drain-Strecke eingeschleift ist, wobei der Source-Anschluß (S) mit dem Plus-VersorgungsanschluR verbunden ist, daß der Gate-Anschluß des N- Kanal-Power-FET mit dem Kollektor eines PNP-Transistors verbunden ist, der zu- sätzlich über einen Strombegrenzungswiderstand am Ausgang der Ansteuer- schaltung angeschaltet ist und daß der Emitter des PNP-Transistors über eine bei falsch angelegter Versorgungsspannung leitende Diode an dem Plus-Versor- gungsanschluß und die Basis des PNP-Transistors über einen Basiswiderstand an dem Minus (Masse)-Versorgungsanschluß der Versorgungspannung angeschaltet sind.

Diese Verpol-Schutzschaltung erfordert nur einen einzigen N-Kanal-Power-FET, der bei richtig angelegter Versorgungsspannung voll durchsteuert und sehr kleine Verlustleistung aufweist. Mit dem PNP-Transistor, der Diode und dem Basis- widerstand, d. h. mit drei Kleinsignalbauelementen, wird der zweite teuere N-Ka- nal-Power-FET ersetzt und bei falscher Polung der Versorgungsspannung eine eindeutige Sperrung des in den Plus-Versorgungsanschluß eingeschleiften N- Kanal-Power-FET erreicht. Dies ist nicht nur kostenmäßig als auch platzbedarfs- mäßig (flächenmäßig) ein Vorteil gegenüber der bekannten Verpol-Schutzschal- tung mit zwei N-Kanal-Power-FETs sondern auch in technischer Hinsicht, z. B. kieinerer Spannungsabfall.

Die Ansteuerschaltung ist nach einer weiteren Ausgestaltung mit Ladungspumpe als IC ausgebildet.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- spiels näher erläutert.

Die Versorgungsspannung Vs wird mit dem Pluspol an den Plus-Versorgungsan- schluß + und mit dem Minus (Masse) pol an den Minus-Versorgungsanschluß- angeschaltet. In den Plus-Versorgungsanschluß + ist ein N-Kanal-Power-FET T2 mit seiner Source-Drain-Strecke S-D eingeschleift, wobei der Source-Anschluß S mit dem Plus-Versorgungsanschluß + verbunden ist und an dem Drain-An- schluß D die Ansteuerschaltung AST-IC und die Leistungsendstufe LEST aus- geschaltet sind. Der Minus-Versorgungsanschluß-ist glatt durchgeschaltet und führt direkt zur Ansteuerschaltung AST-IC und zur Leistungsendstufe LEST, die nach Leistungsbedarf als einfache Schaltstufe, als Halbbrücken-oder Voll- Brückenschaltung ausgelegt sein kann.

Der N-Kanal-Power-FET T2 muß in Durchlaßrichtung an die erforderliche Lei- stung der Leistungsendstufe LEST angepaßt sein. Die Aussteuerung des N- Kanal-Power-FET T2 ist ausreichend, damit dieser in Durchlaßrichtung nur wenige Verlustleistung erzeugt.

Wird jedoch die Versorgungsspannung Vs mit falscher Poiarität an die Versor- gungsanschlüsse angelegt, dann unterbleibt die Ansteuerung des N-Kanal-Po- wer-FET T2. Ist die Ansteuerschaltung AST-IC mit einer Ladungsmpumpe LP als IC ausgebildet, dann steht der Ausgang A der Ansteuerschaltung AST-IC über Parasitärdioden PD1 und PD2 mit den Versorgungsleitungen in Verbindung.

Um den Stromfluß in umgekehrter Richtung zu unterbinden, wird der N-Kanal- Power-FET T2 bei falsch angelegter Versorgungsspannung Vs gesperrt. Dazu ist

ein PNP-Transistor T1 vorgesehen, der leitend wird und den Gate-Anschluß G des N-Kanal-Power-FET T2 jüber die Diode D1 an Source legt, so dass der N- Kanal-Power-FET T2 ausgeschaltet wird.

Der Emitter E des PNP-Transistors T1 steht über die in dieser Richtung leitende Diode D1 mit dem Minus-Potential am Plus-Versorgungsanschluß + in Verbin- dung, so daß der PNP-Transistor T1 leitend wird und den Gate-Anschluß G des N-Kanal-Power-FET T2 über die Diode D1 Source legt. Es kann daher kein Strom in Gegenrichtung zur Ansteuerschaltung AST-IC und zur Leistungsend- stufe LEST über den N-Kanal-Power-FET T2 mehr fließen, so daß ein eindeutiger Verpolschutz gegeben ist. Die Diode D1 ist auch erforderlich, weil die zulässige negative Sperrspannung des PNP-Transistors T1 von der Basis B zum Emitter E meist kleiner ist ais die erforderliche Versorgungsspannung Vs, die angelegt wird.

Ohne die Diode D1, den PNP-Transistor T1 und den Basiswiderstand R1 würde die Parasitärdiode PD2 nach Masse leitend werden und den Gate-Anschluß G des N-Kanal-Power-FET T2 leitend ansteuern, so dag die Verpolschutzfunktion nicht gegeben wäre. Durch die Einführung dieser drei Kleinsignalbauelemente wird dieser Mange ! behoben. Der Wegfall des sonst erforderlichen zweiten N-Ka- nal-Power-FET wird zwar durch die Einführung dieser drei Elemente erkauft. Dies ist aber sowohl kostenmäßig als auch ftächenbedarfsmäßig sowie auch tech- nisch zu bevorzugen.