DE1291019B

DE1291019B - Transistorschutzschaltung

Info

Publication number: DE1291019B
Application number: DEF41338A
Authority: DE
Inventors: Dickhardt Rolf
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1963-11-23
Filing date: 1963-11-23
Publication date: 1969-03-20
Also published as: GB1068096A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Schutze eines den Strom in einem von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Verbraucher stabilisierenden Transistor gegen überspannungen, dessen Emitter-Kollektor-Strecke mit dem Verbraucher in Reihe geschaltet ist, mittels eines weiteren Transistors, dessen Emitter-Kollektor-Strecke ebenfalls in Reihe mit dem Verbraucher geschaltet ist und deren Widerstand über dessen Basis derart steuerbar ist, daß die Spannung am zu schützenden Transistor herabgesetzt wird.
Bei einer bekannten Schaltungsanordnung sind die beiden Pole einer Gleichspannungsquelle über Kabel, über einen Lastwiderstand und über eine Stromstabilisierungsschaltung miteinander verbunden. Als Gleichspannungsquelle kann insbesondere eine Netzgleichrichterschaltung dienen, die aus einem Netztransformator, einem Gleichrichter und aus Siebgliedern gebildet wird. Wenn sich der Widerstand des Kabels und/oder des Lastwiderstandes ändert (z. B. in Abhängigkeit von der Temperatur), dann ändert sich auch die Gleichspannung am Eingang der Stromstabilisierungsschaltung. Derartige Spannungsänderungen können derart hoch sein, daß sie einen der Transistoren der Stromstabilisierungsschaltung zerstören. Es wäre denkbar, die Spannung der Gleichspannungsquelle zu erniedrigen, um damit auch die gegebenenfalls auftretenden Spannungsänderungen zu reduzieren. Die Spannung der Gleichspannungsquelle ist jedoch im Hinblick auf die zu erzielende Siebung und im Hinblick auf die übertragungseigenschaften der Leitung auf einen bestimmten optimalen Wert festgelegt. Es wäre daher nachteilig und würde einen erhöhten technischen Aufwand bedeuten, wenn man von diesem optimalen Wert der Spannung abginge.
Es ist ferner eine Kurzschlußschaltung für Transistor-Netzgeräte bekannt, bei der in Reihe mit dem die Ausgangsspannung stabilisierenden Transistor und dem Lastwiderstand ein Begrenzungs-Transistor mit Vorwiderstand geschaltet ist. Bei dieser bekannten Schutzschaltung wird der stabilisierende Transistor über seine Basis derart gesteuert, daß die Ausgangsspannung von Schwankungen des Lastwiderstandes und der Eingangsspannung unabhängig ist. Die Basis des Begrenzungs-Transistors ist einerseits über einen Widerstand mit dem Emitter des stabilisierenden Transistors und andererseits über eine Diode mit einem Pol der Eingangsspannung verbunden. Der Vorwiderstand wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß bei Strömen unterhalb des zulässigen Grenzwertes der an der Diode auftretende Spannungsabfall größer als der am Vorwiderstand auftretende Spannungsabfall ist, wodurch das Emitterpotential des Begrenzungs-Transistors gegenüber dem Basispotential positiv und somit dieser stromdurchlässig wird. Wächst nun der dem Netzgerät entnommene Strom an, so verringert sich das Emitterpotential des Begrenzungs-Transistors gegenüber dem Basispotential, so daß dieser Transistor zunehmend gesperrt wird und der dem Netzgerät entnommene Strom einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten kann. Um bei einem fortdauernden Kurzschluß eine Überlastung dieses Begrenzungs-Transistors zu vermeiden, ist eine Sicherung vorgesehen, die auf Grund ihrer trägen Charakteristik nach einer gewissen Zeit anspricht und den Kurzschlußstrom abschaltet. Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Transistor-Schutzschaltung anzugeben, bei welcher der den Strom in einem Verbraucher stabilisierende Transistor dadurch gegen Überspannungen geschützt wird, daß das Potential zwischen Verbraucher und zu schützendem Transistor herabgesetzt wird, so daß letzterer nicht mehr gefährdet ist.
Zu diesem Zweck ist bei der eingangs geschilderten Schaltungsanordnung zum Schutze eines Transistors gegen Überspannungen erfindungsgemäß die Emitter-Kollektor-Strecke des weiteren Transistors zwischen dem zu schützenden Transistor und dem Verbraucher eingeschaltet, wobei die Basis des weiteren Transistors einerseits über einen ersten ohmschen Widerstand und den Verbraucher mit dem einen Pol der Gleichspanungsquelle und andererseits über einen zweiten ohmschen Widerstand und einen weiteren Widerstand mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß mit sehr geringem technischem Aufwand spannungsmäßige Überschläge und Überlastungen des stabilisierenden Transistors wirkungsvoll verhindert werden.
Bei einer Spannungsstabilisierschaltung mit einem Transistor ist es zwar schon bekannt, dessen Basis über einen Spannungsteiler, bestehend aus einem Widerstand und einer Zenerdiode als Referenzelement, an die speisende Gleichspannungsquelle anzuschließen. Diese bekannte Schaltung dient aber lediglich zur Stabilisierung der Ausgangsspannung mittels eines Transistors.
Demgegenüber soll mit dem weiteren Transistor der erfindungsgemäßen Schutzschaltung und dem in besonderer Weise an seine Basis angeschlossenen Spannungsteiler eine Herabsetzung des Potentials zwischen Verbraucher und zu schützendem Transistor, beispielsweise im Verhältnis 2:1, erreicht werden, so daß dieser Transistor bei auftretenden Überspannungen nicht mehr gefährdet ist.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Die Figur zeigt eine Gleichrichteranordnung 14, bestehend aus dem Netztransformator 17, den Dioden 18 bis 21 (der Type SSi 3), dem Ladekondensator 23 (50 [,F), dem Siebwiderstand 24 (270 Ohm) und dem Siebkondensator 25 (50 RF), sowie eine an sich bekannte Stromstabilisierungsschaltung 16 mit einem Transistor 27 (ASZ 18), einem Widerstand 28 (22 Ohm) und einer Regelschaltungsanordnung 29. Zwischen Gleichrichteranordnung 14 und Stromstabilisierungsschaltung 16 ist eine über die Kabeladern 13 und 15 angeschlossene Fokussierspule 12 geschaltet. Im Schaltungspunkt 30 wird eine Regelspannung abgenommen und der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 27 über die Regelschaltungsanordnung 29 derart gesteuert, daß durch die Fokussierspule 12 ein konstanter Strom fließt.

Der Widerstand der Fokussierspule 12 ist temperaturabhängig und kann beispielsweise kurz nach dem Anschalten 1575 Ohm betragen und später im betriebswarmen Zustand auf 1840 Ohm ansteigen. Die an den Klemmen 32 und 33 anliegende Wechselspannung kann zwischen 190 und 240 V schwanken. Die Widerstände der Kabeladern 13 und 15 sind von deren Länge abhängig. Wegen der sich ändernden

Widerstände der Fokussierspule 12 sowie der Kabel-

adern 13 und 15 und auf Grund der sich ändernden

Wechselspannung (an den Klemmen 32 und 33) kön-

nen im Schaltungspunkt 9 Spannungsänderungen auf-

treten, die zli einer Gefährdung des Transistors 2%

führen können.

Zur Vermeidung der Gefährdung sind erfindungs-

gemäß der Transistor 6 und die Widerstände R1

und R,, vorgesehen. Die Emitter-Kollektor-Strecke

dieses Transistors 6 wirkt wie ein Widerstand, dessen

Betrag über die Basis gesteuert wird. Die Potentiale

(liezog

41 en auf Masse) am Schaltungspunkt 9 und am

Schai'tüngspunkt 10 verhalten sieh wie die Summe

der Beträge der Widerstände R1 und R., zurr Betra-

des Widerstandes R.,. Der Widerstand -der Elnitter-

X.ollel-@tor-Strecläe des Transistors 6 ist dabei von den

uni Transistor anliegenden Spannungen abhängig.

Bei relativ hohen Spannungen ist dieser Widerstand

relativ groß, wogegen er bei relativ niedrigen Span-

nungen relativ klein ist. Der Transistor 69 lind die

Widerstände R1 und R" bewirken somit eine derartige

Spannungsteilung (z. B. im Verhältnis 2. 1), daß der

Transistor 2'7 nicht mehr durch LJberspannungen ge-

fährdet ist.

Die Gleichrichteranordnung 14, die Transistor-

stromstabilisierungsschaltung 16, der Transistor 6

lind die Widerstände R1 und R;, sind im Gehäuse

eines Betriebsgerätes untergebracht und sind über

die Kabeladern 13 und 15 mit einer Fernsehkamera

(nicht dargestellt) verbunden, innerhalb der die Fo-

kussierspule 12 angeordnet ist.

An Stelle der Fokussierspule 12 wäre auch irgend-

ein anderer Lastwiderstand denkbar. Die erfindungs-

gemäße Schaltungsanordnung ist somit in allen jenen

Fällen mit Vorteil anwendbar, wo in einem ersten

Bereich eines Stromkreises eine relativ hohe Span-

nung (aus irgendwelchen Gründen) verfügbar sein

soll, wogegen in einem zweiten Bereich dieses Strom-

kreises eine Transistorschaltung verwendet werden

soll, die vor Überspannungen zu schützen ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Schutze eines den Strom in einem von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Verbraucher stabilisierenden Tran- sistor gegen Überspannungen, dessen Einitter- Kollektor-Strecke finit dem Verbraucher in Reihe geschaltet ist, mittels eines weiteren Transistors, dessen Emitler-Kollektor-Strecke ebenfalls in Reihe mit dem Verbraucher geschaltet ist und deren Widerstand über dessen Basis derart steuer- bar ist, daß die Spannung am zu schützenden Transistor herabgesetzt wird, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t, daß die Emitter-Kollektor- Strecke des weiteren Transistors (6) zwischen dem zu schützenden Transistor (2'7) und dem Verbraucher (12) eingeschaltet ist und daß die Basis des weiteren Transistors (6) einerseits über einen ersten ohmschen Widerstand (R) und den Verbraucher (12) mit dem einen Pol (4) der Gleichspannungsquelle (14) und andererseits über einen zweiten olamschen Widerstand (R..,) und einen weiteren Widerstand (28) mit dem anderen Pol (3) der Gleichspannungsquelle (14) ver- bunden ist. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, daß der Verbraucher eine innerhalb einer Fernsehkamera angeordnete Fo- kussierspule (12) ist, die über eine erste Kabel- ader (13) an den einen Pol (4) der Gleich- spannungsquelle (14) und über eine zweite Kabel- ader (15) an den weiteren Transistor (G) an- geschlossen ist.