Derartige Schutzschaltungen bringen mit fehierfreien Bauelementen einen ausreichenden Verpolschutz, d. h. einen Schutz der Bauelemente vor Über- lastung und Zerstörung bei verpolt angelegter Versorgungsspannung. Um einen wirkungsvollen Verpolschutz zu erhalten, ist es bekannt, in den Freilaufkreis einen zusätzlichen Leistungshalbleiter-Schalter einzuschalten. Dieser zusätzliche

Leistungshalbleiter-Schalter wird von der Ladungspumpe gesteuert und zwar so, dass dieser im normalen Betrieb im Freilaufkreis leitend ist, während es bei verpolter Versorgungsspannung den Stromfluss über die Freilaufdiode durch den nichtleitenden Zustand unterbricht.

Treten Unregelmässigkeiten in der Schaltung auf, die diesen Leistungshalbleiter- Schalter nicht in dieser Weise steuern, dann treten unkontrollierte Über- spannungen in der Schaltung auf, die zur Zerstörung von Bauelementen führen.

Als Folge dieses Defektes können Brände entstehen, die insbesondere beirn Einsatz der Schaltung in einem Kraftfahrzeug zum Fahrzeugbrand führen können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schutzschaltung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass Defekte an der Ladungspumpe oder des Verpolschutz- Halbleiterschalters, die zu einem nicht ordnungsgemäss funktionierenden Freilaufkreis führen, erkannt und Massnahmen zum Schutz der Bauelemente der Schaltung vor Zerstörung ergriffen werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelost, dass in dem Freilaufkreis aus Freilaufdiode und Verpolschutz-Halbleiterschalter oder in der Reihen- schaltung aus Verbraucher und Leistungshalbleiter-Endstufe eine Stelle auf eine Spannung oder einen Strom überwacht ist, die beim Nichtfunktionieren des Freilaufeskreises auftritt (ausfällt), und dass mit dieser Spannung oder diesem Stromausfall die Abschaltung der Ansteuerung der Leistungshalbleiter-Endstufe einleitbar ist.

Mit dieser Spannungs-oder Stromüberwachung wird das Nichtfunktionieren des Freilaufkreises-Spannungsanstieg über eine vorgegebenen Spannungs-oder Stromausfall-erkannt und die Ansteuerung der Leistungshalbleiter-Endstufe abgeschaltet, so daß die kritischen Bauelemente in der Schaltung sicher vor Überlastung geschützt sind. Die Leistungshalbleiter-Endstufe ist dann stets nichtleitend, d. h. hochohmig.

Nach einer Ausgestaltung erfolgt die Ansteuerung der Leistungshalbleiter- Endstufe dadurch, dass die Leistungshalbleiter-Endstufe über eine PWM- Steuerung ansteuerbar ist, und dass die (der) im Fehlerfall auftretende erhöhte Spannung oder Stromausfall im Freilaufkreis die PWM-Steuerung abschaltet.

Um einen absoluten Schutz gegen Zerstörung von Bauelementen zu erhaften, ist eine Ausgestaltung von Vorteil, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abschaltung der PWM-Steuerung in einer vorgegebenen Zeit gleich oder kleiner 10 ms nach dem Auftreten des Fehlerfalles erfolgt.

Ist am Verbindungspunkt zwischen Freilaufdiode und Verpolschutz-Halbleiter- schalter ein Pufferkondensator angeschaltet, um Rückwirkungen des getakteten Betriebs des Verbrauchers auf die Versorgungsspannung weitgehend zu elimi- nieren, wird die Spannung am Pufferkondensator auf einen Anstieg über einen vorgegebenen Wert erfasst. Die erhöhte Spannung am Pufferkondensator wird als Abschaltesignal an die PWM-Steuerung weitergeleitet. Dabei kann zur Vereinfachung der Abschaitung der PWM-Steuerung vorgesehen sein, dass die erhöhte Spannung am Pufferkondensator über einen Analog-Digital-Wandler als digitales Abschaltsignal an die PWM-Steuerung weiterleitbar ist.

Die Weitergabe des Abschaltesignals vom Pufferkondensator kann nach einer Weiterbildung auch so erfolgen, dass die Spannung am Pufferkondensator über einen Spannungsteiler reduziert und erneut geglättet an den Analog-Digital- Wandler weiterleitbar ist.

Eine definierte Ansprechschwelle im Überwachungskreis wird nach einer Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Spannung am Pufferkondensator oder die reduzierte Spannung in einem Komparator mit einer vorgegebenen Referenz- spannung vergleichbar ist, und dass der Komparator ein digitales Abschaltsignal an die PWM-Steuerung weiterleitet, wenn die Spannung am Pufferkondensator oder die reduzierte Spannung übersteigt.

Die Abschaltung der PWM-Steuerung iässt sich dann sicher ausführen, wenn die Ausgestaltung so vorgenommen wird, dass der Komparator mit einem Selbst- schaltkreis versehen ist, der den Abschaltzustand aufrechterhält, und dass der stabile Abschaltzustand des Komparators mittels eines dem Komparator von der PWM-Steuerung zuführbaren Rückstellsignal aufhebbar ist. Das Rückstellsignal ist erforderlich, um die Schaltung nach Behebung des Defektes wieder betriebs- bereit zu schalten.

Eine gleichwertige Spannungsüberwachung (assit sich dadurch erreichen, dass die Drain-Ground-Spannung der Leistungshalbleiter-Endstufe in Low-Side- Schaltung überwacht ist, dass die Drain-Ground-Spannung in einen Komparator mit einer vorgegebenen Referenzspannung vergleichbar ist, dass der Komparator ein digitales Abschaltesignal an die PWM-Steuerung abgibt, wenn die Drain- Ground-Spannung die Referenzspannung übersteigt, und dass mit dem Ab-

schaltesignal die Ansteuerung der Leistungshalbleiter-Endstufe unterbindbar und die Referenzspannung für den Komparator unwirksam schaltbar ist. Mit dieser Schutzschaltung ist auch die Leistungshalbleiter-Endstufe eindeutig mit in den Schutz einbezogen.

Eine einfache Spannungsüberwachung ergibt sich dadurch, dass der Freilaufkreis auf Ausfall des getakteten Freilaufstromes überwacht ist.

Die Erfindung wird anhand von mehreren, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Schutzschaltung mit Überwachung der Spannung am Puffer- kondensator und analogem Abschaltesignal, Fig. 2 eine Schutzschaltung mit Überwachung der Spannung arn Puffer- kondensator und Vergleich mit einer vorgegebenen Referenz- spannung zum Ableiten eiens digitalen Abschaltesignals, Fig. 3 eine Schutzschaltung ähnlich der nach Fig. 3 mit zu-sätzlichem Setbsthaftekreis und Rückstellsignal und Fig. 4 eine Schutzschaltung mit Überwachung der Drain-Ground-Span- nung an der Leistungshalbleiter-Endstufe.

Wie Fig. 1 zeigt, speist die Gleichstrom-Versorgungsspannung Ubatt eine PWM- Steuerung PWM-St und eine Ladungspumpe LP, sowie eine Reihenschaltung aus

Leistungshalbleiter-Endstufe T1 und einem Motor als induktiver Verbraucher M, der z. B. ein Gebläse antreibt. In Abhängigkeit von einem vorgebbaren Sollwert Soll steuert die PWM-Steuerung PWM-St das Gate der Leistungshalbleiter- Endstufe T1 mit pulsweitenmodulierten Steuersignalen im Taktbetrieb. In den Pausen der Steuersignale ist die Leistungshalbleiter-Endstufe T1 hochohmig und die am Motor auftretende Abschaltespannung wird im Frei-laufkreis abgebaut, der dem Motor parallel geschaltet ist und eine Reihen-schaltung aus Frei- laufdiode D1 und zusätzlichem Verpolschutz-Halbleiterschalter T2 besteht.

Dieser Verpolschutz-Halbleiterschalter T2 wird durch die Ladungspumpe LP zumindest in den stromlosen Abschnitten der Leistungshalbleiter-Endstufe T1 leitend gesteuert, so dass der Freilaufstrom fliessen kann. Wird die Ver- sorungsspannung Ubatt verpolt angelegt, dann steuert die Ladungspumpe LP den Verpolschutz-Halbleiterschalter T2 in den nichtleitenden Zustand, so dass dieser einen ungewollten Stromfluss über die Freilaufdiode D1 verhindert. Die Schutzschaltungen nach Fig. 2 bis Fig. 4 arbeiten in gleicher Weise, so dass bei diesen nur noch die Unterschiede zur Schutzschaltung nach Fig. 1 herausgestellt werden.

An dem Verbindungspunkt zwischen dem Verpolschutz-Halbleiterschalter T2 und der Freilaufdiode D1 ist ein Pufferkondensator C1 angeschaltet, an dem bei fehlerhafter Funktion des Freilaufkreises-Ladungspumpe LP oder Verpolschutz- Halbleiterschalter T2 defekt-die Spannung unkontrolliert über einen vor- gegebenen Betriebswert ansteigen kann. Die Spannung am Pufferkondensator C1 wird über einen Spannungsteiler aus den Widerständen R1 und R2 reduziert und über einen weiteren Kondensator C2 noch einmal geglättet. Die so ab- gegriffene Spannung wird einem Analog-Digital-Wandier in der PWM-Steuerung

PWM-St zugeführt, der beim Uberschreiten eines vorgegebenen Spannungs- wertes, der ein Nichtfunktionieren des Freilaufkreises zufolge hat, ein digitales Abschaltesignal für die PWM-Steuerung PWM-St abgibt. Damit wird die An- steuerung der Leistungshalbleiter-Endstufe T1 unterbunden, so dass der weitere Spannungsanstieg an dem Pufferkondensator C1 beendet wird und alle Bau- elemente der Schaltung vor Überlastung und Zerstörung geschützt sind.

Bei der Schutzschaltung nach Fig. 2 wird die reduzierte Spannung am Kondensator C2 einem Komparator V zugeführt, der diese mit einer am Spanungsteiier aus den Widerständen R3 und R4 abgegriffenen Referenz- spannung vergleicht, und ein digitales Abschaltesignal an eine Schaltstufe S der PWM-Steuerung PWM-St abgibt, wenn die Spannung am Kondensator C2 die Referenzspannung am Kondensator C3 übersteigt. Der Widerstand R7 am Aus- gang des Komparators V dient zur Ableitung des digitalen Abschaltesignales, wenn sich das Potential am Ausgang des Komparators V ändert.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist am Komparator V zusätzlich ein Selbstschaltekreis vorgegeben, der die Dioden D2 und D3 aufweist und vom Spannungsleiter und den Widerständen R3 und R4 gespeist wird. Sobald der Komparator V in den Schaltzustand übergeht, der das Übersteigen der Referenz- spannung anzeigt, bleibt der Schaltzustand des Komparators V aufrechterhalten, bis aus der PWM-Steuerung PWM-St ein Rückstellsignal r dem Komparator zuge- führt wird. Dies kann nach Behebung des Fehlers in der gesamten Schaltung erfolgen.

Schliesslich zeigt Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Drain-Ground- Spannung der in Low-Side-Schaltung betriebenen Leistungshalbleiter-Enstufe T1 als N-Kanal-MOS-FET überwacht ist. Diese Spannung wird an einem Spannungs- teiler aus den Widerständen R5 und R6 reduziert abgegriffen und einem Kondensator C4 zugeführt. Die Spannung am Kondensator C4 wird wie die Referenzspannung am Kondensator C5, die am Spannungsteiler aus den Widerständen R8 und R9 und dem Halbleiterschalter T3 abgegriffen wird, dem Komparator V zugeführt. Über den Widerstand R11 wird der Halbleiterschalter T3 vom PWM-Steuersignal der PWM-Steuerung PWM-St gesteuert. Die Refe- renzspannung liegt über den Widerstand R10 am Kondensator C5. Tritt am Ausgang des Komparators V das digitale Abschaltesignal auf, dann unterbricht die Schaltstufe S in der PWM-Steuerung PWM-St die Aussteuerung der Leis- tungshalbleiter-Endstufe T1 und steuert über den Halbleiterschalter T3 die Referenzspannung so, dass der Komperator V kein digitales Abschaltesignal mehr abgibt.