DE1463382A1

DE1463382A1 - Short-circuit-proof transistor stabilization circuit

Info

Publication number: DE1463382A1
Application number: DE19641463382
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Sodtke
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Opta GmbH
Priority date: 1964-09-02
Filing date: 1964-09-02
Publication date: 1969-03-27
Also published as: GB1110037A

Description

Anmelderins LOEWB QPTA AG, 1 Berlin 46, Teltowkanaletraöe 1-4 KurzBchluSeichere Tranaiator-StabilisierungaBchaltung Applicant LOEWB QPTA AG, 1 Berlin 46, Teltowkanaletraöe 1-4 short-circuit safe tranaiator stabilization switch-off

An Stromversorgungateile für Tranaietorgeräte, wie z.Bn Rundfunkempfangsgeräte, werden u.a. hohe Anforderungen an die Stabilität der Auegangsepannung bei schwankender Belastung gestellt. Zur Lösung dieser Aufgabe sind eine Vielzahl von elektronischen Hegel schaltungen mit Transistoren und mit einer Referenzspannungsquelle, s.Bo einer Zener-Diode, bekannt geworden. Derartige Schaltungen sind bei net»betriebenen Transietorgeräten zwischen ein Hetsgleichrichterteil und den eigentlichen Verbraucher eingefügt und kompensieren in Üblicher Weis· auch letsspannungsschwankungen· To power supply parts for tranaietor devices, such as radio receivers, Among other things, high requirements are placed on the stability of the output voltage under fluctuating loads. To solve this problem, a variety of electronic Hegel circuits with transistors and with a reference voltage source, s.Bo a Zener diode, became known. Such circuits are in net-operated transit gate devices between a rectifier part and the actual consumer inserted and compensate in the usual way also let voltage fluctuations

Eine bekannte Schaltung dieser Art weist einen in Serie alt dem BelastungsstroMkreia liegenden Leietungetraneiator auf, der sowohl durch Änderungen der Eingangsspannung als auoh der Auegangsepannung reglnd beeinflußt wird. Beispielsweise wirkt sich eine vergrößerte Belastung zunächst ale Verringerung der Ausgange spannung aus, die über einen parallel su den Auagange-A known circuit of this type has a line transformer connected in series with the load current, both by changing the input voltage and also by The output voltage is influenced in a regulating manner. For example, works An increased load is initially a reduction in the Output voltage, which via a parallel to the output

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klemmen liegenden Spannungsteiler die BaBisvorspannung eines Transistors derart verändert, dafi sich sein Emitter- und Kollektor strom Terringert und seine Kollektorspannung erhöbt. Diese Spannungserhöhung läßt die Basisspannung für einem «weiten Transistor negativer und somit dessen Kollektorstrom größer werden. Bas bewirkt wiederum eine negativ ansteigende Baalsspannung für den Leistungstransistor, wodurch sich der über ihn fließende Laststrom vergrößert, und awar in einem solchen Maße, daß die Ausgangsspannung annähernd konstant bleibt.clamp lying voltage divider the basic bias voltage of a The transistor changes in such a way that its emitter and collector change Strom Terringert and its collector voltage increased. This increase in tension widens the basic tension for one The transistor is more negative and therefore its collector current is greater will. Bas in turn causes a negatively increasing Baal tension for the power transistor, as a result of which the load current flowing through it increases, and awar in one Measure that the output voltage remains approximately constant.

Solche Schaltungen arbeiten im Bereich normaler Belastungsschwankungen einwandfrei. Tritt jedoch aus irgend einem Grunde an den Ausgangsklemmen ein Kur«Schluß auf, dann selgt es sich, daß der Längstransistor durch den unzulässig hohen Kureschluß-8trom stark gefährdet ist, denn auch bei Einschaltung einer handeleüblichen flinken Peinsicherung (Sohmelssicherung) oder eines Sicherungsautomaten in den Stromkreis, würde es wegen d es für diese Zwecke «u langsamen Änspreches for Sicherung «u einer Zerstörung des Transistor· kommen.Such circuits work perfectly in the range of normal load fluctuations. However, if for whatever reason a short circuit occurs at the output terminals, then it happens that the series transistor is severely endangered by the impermissibly high short-circuit current, because even if a commercially available nimble safety device (Sohmel safety device) or an automatic circuit breaker is switched on in the Circuit, the transistor would be destroyed because of the slow response for these purposes.

Sine gewisse Sicherheit ergibt ein Widerstand in Serie mit dem Leistungstransistora jedoch vergrößert er den Innenwiderstand der Speisespannungsquelle und führt außerdem stt einem unerwünschten Leistungsverlust.A resistance in series with results in a certain certainty the power transistor, however, it increases the internal resistance the supply voltage source and also leads stt a unwanted loss of performance.

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Ss sind auch als Überlastungschuta wirkende Strombegrenzer-3ehaltungen mit Halbleiterbauelementen bekannt, wie z« B, eine sogenannte elektronische Sicherung mit einem Transistor-Haitivibrator als extrem schnell arbeitendem Schalter»Ss are also current limiter settings that act as overload protection known with semiconductor components, such as, for example, a so-called electronic fuse with a transistor semi-vibrator as an extremely fast working switch »

Die bekannten Maßnahmen sum Schutz gegen Überlastungen erfordern aber in jedem Falle einen Mehraufwand von mindestens einem oder sogar mehreren Transistoren und mindestens einer Diode.The known measures sum require protection against overloads but in any case an additional expense of at least one or even more transistors and at least one diode.

Erfindungsgemäß ist eine kurzschluBeichere Transietorschaltung zum Stabilisieren einer mit der Belastung schwankenden Gleichspannung dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Ausgangsklemmen der Schaltung in bekannter Weise ein ohmscher Spannungsteiler liegt und eine davon abgeleitete Teilspannung über eine erste Irans ist or stufe und eine zweite Transistorstufe entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps einen in Serie zum Belastungestromkreis geschalteten Leistungstransistor vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der erste Transistor regelnd beeinflußt. According to the invention is a short-circuit protected transit gate circuit for stabilizing a DC voltage which fluctuates with the load, characterized in that in parallel with the output terminals the circuit is in a known manner an ohmic voltage divider and a partial voltage derived therefrom via a first Iran is or stage and a second transistor stage is opposite Conductivity type one in series with the load circuit switched power transistor of the same conductivity type as the first transistor regulating influenced.

Eine Stabilisierungsschaltung nach der Erfindung benötigt alao keine zusätzlichen Bauelemente für den überlastungsschutz und stellt somit eine optimale Vereinfachung des bisherigen Schaltungsaufwandes dar, Es hat sich gezeigt, daß sich die Schaltung mit besonderem Vorteil bei transistorisierten Sundfunkgeräten mit transformatorloser Qegentaktendstufe anwende» läßt, die einem Endstufen-Betriebsstrom impulsartlgen Charakters »it Spltsenetromen bis zu 6 A und darüber aufnehmen.,A stabilization circuit according to the invention is also required no additional components for overload protection and thus represents an optimal simplification of the previous circuit complexity It has been shown that the circuit is particularly advantageous in transistorized sound radios with a transformerless dual-phase output stage that lets you Output stage operating current of a pulse-type character with split-end electrons take up to 6 A and above.,

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Di e Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltungrfbeiepieles näher erläutert.The invention is illustrated by means of one in the drawing Circuit example explained in more detail.

Xn der Zeichnung sind mit 1, 1¹ die Wechselstrom-Anschluß- · klemmen eines Gleichrichters 2 in Brückenschaltung bezeichnete Parallel zu seinen GleichstromklemmeÄ 3 t 3' liegt ein Ladekondensator 4, 2s„B. ein Elektrolyt-Kondensator«. Die negative Gleichntrcmklemme 3 führt an den Kollektoranschluß eines Leiatungstransistors 6, dessen Emitter-Kollektorstrecke in Serie zvm Belastungsstrosikreis geschaltet ist η Brail el zu den Ausgangs- bzw- Verbraucherklemmen 7, 7' ist ein Spannungsteiler aus chmschen Widerständen 8 und 9 vorgesehen, dessen Abgriffpunkt 10 mit der Basiselektrode 11 eines Yerstärker-TransiBtors ^2 verbünde» ist, Während sich die Emitterelektrode 13 des Transistors 12 auf dem Potential eines Abgriff punktes H eines parallel zu den Ausgangsklemmen liegenden Spannungsteilers aus einer als Referenzspannungsquelle wirkenden Zener-Diode 15 und einem Widerstand 16 befindet, steht 8tti:\e Kollektorelektrode mit der Basiselektrode 17 eines zweiten Verstärker-Transistors 18 in Verbindung. Die Basiselektrode 17 und die Emitterelektrode 19 überbrückt ein Widerstand, 2Oo Io Gegensatz su den Transistoren 5, 1?! vom pnp-Typ findet als Transistor 18 eine npn-Ausführung Verwndung.In the drawing, 1, 1 ¹ denotes the AC connection terminals of a rectifier 2 in a bridge circuit. A charging capacitor 4, 2s "B. an electrolytic capacitor «. The negative DC terminal 3 leads to the collector connection of a conduction transistor 6, the emitter-collector path of which is connected in series with the load circuit η Brail el to the output or consumer terminals 7, 7 ', a voltage divider made of chemical resistors 8 and 9 is provided, the tap point 10 of which connected to the base electrode 11 of a Yerstärker TransiBtors ^ 2 », while the emitter electrode 13 of the transistor 12 is at the potential of a tap point H of a voltage divider parallel to the output terminals, consisting of a Zener diode 15 acting as a reference voltage source and a resistor 16 , 8tti: \ e collector electrode is connected to the base electrode 17 of a second amplifier transistor 18. The base electrode 17 and the emitter electrode 19 are bridged by a resistor, 2Oo Io as opposed to the transistors 5, 1 ?! of the PNP type, an NPN version is used as the transistor 18.

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Ycn der Emitterelektrode i9 führt eine Vrtrbindungsleitung an das Potential der CHeichrichterklenoae 3 bzw, der Kollektorelektrode 5 des Transistors 6. Die Kollektorelektrode des Transistors 18 und die Basiselektrode des Transistors sind gleichfalls miteinander verbunden, Λΐηά außerdem überbrückt ein Widerstand 22 die Kollektor- und Basiselektrode des JVansi stora 6.Ycn the emitter electrode i9 leads a Vrtrbindungsleitung to the potential of the CHeichrichterklenoae 3 or, the collector electrode 5 of the transistor 6. The collector electrode of the transistor 18 and the base electrode of the transistor are also connected to each other, Λΐηά also a resistor 22 bridges the collector and base electrodes of the JVansi stora 6.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltung ist folgendermaßen:The operation of the circuit described above is as follows:

Bei normalen Belastungsschwankungem durch einen an die Klemmen 7, 7* angeschlossenem Verbraucher geschieht folgendes. Geht iran beispielsweise davon aus, daß die Belastung ansteigt, so vermindert sich die Spannung an den Spannungsteilern 8, 9 und 15t *&t wobei sich das Potential des Punktes ,4 wegen des konstanten Spannungsabfg.Ha an der Zener-Diode 15 stärker in positiver Richtung verschiebt als das Potential dee Abgriffpunkteβ 10. Dadurch steigt der Kollektorstrom des Transistors 12 an und Infolge des dadurch erhöhten Spannungsabfalls am Widerstand 20 wird die Spannung an der Basiselektrode 17 des Transistors 18 positiver. Dm der Transistor 18 vom npn-Typ ist, erhöht sioh mit positiv werdender Baalβvorspannung sein Kollektor- und felttentrom.With normal load fluctuations caused by a consumer connected to terminals 7, 7 *, the following happens. If Iran assumes, for example, that the load increases, the voltage at the voltage dividers 8, 9 and 15t * & t decreases, with the potential of point, 4 increasing in the positive direction because of the constant voltage drop Ha at the Zener diode 15 shifts than the potential dee tapping points. As a result, the collector current of the transistor 12 increases and as a result of the resulting increased voltage drop across the resistor 20, the voltage across the base electrode 17 of the transistor 18 becomes more positive. Since the transistor 18 is of the npn type, its collector and felttent current increases as the Baal bias voltage becomes positive.

The resulting higher voltage drop across the resistor

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erhöht die Basis-Smitterspannung des Transistors δ, so daß aIch der über dess Transistor 6 fließende Strom -yergrößert und.tei der erhöhten Belastung der Schaltung eine konstante Ausgangsspannung an den Klemmen 7, 7' aufrechterhalten wird.increases the base-emitter voltage of the transistor δ, so that The current flowing through the transistor 6 increases und.tei the increased load on the circuit a constant Output voltage at terminals 7, 7 'is maintained.

Im Falle einer Verringerung der Belastung kehren sich die Verhältnisse in analoger Weise um.If the load is reduced, the situation is reversed in an analogous manner.

Bei dem für die erfindungsgemäfie Schaltung wichtigen Tall des Kurzschlusses der Ausgangsklemmen 7, 7' spielen sich folgende Vorgänge ab:With the important for the circuit according to the invention Tall des Short circuit of the output terminals 7, 7 ', the following processes take place:

Die Spannung an den Klemmen 7» 7* bzw, am Spannungsteiler 8, 9 bricht ^o11ig zusammen. Sie Basievorspannung für den Transistor 12 ist gleich Fullο Folglich ist der Tranaistor 12 gesperrt USd der Basis-Steuerstrom für den Transistor 18 ebenfalls gleich Hull, Damit werden im Bruchteil einer Sekunde, z,Br etwa innerhalb einiger Mikroeekunden, die Transistoren 18 und 6 stromlos, und es kann über den Transistor 6 kein KurBschluQstrom fließen. Der Sperrsustand des Transistors 6 bleibt solange erhalten wie der Kurssohlufi besteht. Wird der Kurssohluß der Klemmen 7* 7¹ sohliefllioh wieder aufgehoben, so arbeitet die Stabilisierungesohaltung in der normalen Weise welter. Bin den Transistor 6 überbrückender Widerstand 23 hat einen etäiAg fließenden Vorstrom nur Folge, der nach einem KurKschlufi ein »ohnelles Wiedereinschalten· auch bei ▼oller Belastung der 3tabU4ti^rumgsschaltung suHLBt.The voltage at terminals 7 »7 * or at the voltage divider 8, 9 breaks down ^ o11ig. The base bias voltage for transistor 12 is equal to full o As a result, transistor 12 is blocked USd the base control current for transistor 18 is also equal to Hull, so that transistors 18 and 6 are de-energized in a fraction of a second, e.g. within a few microseconds, and no short-circuit current can flow through the transistor 6. The blocking state of the transistor 6 is maintained as long as the course subsists. If the course bottom of the terminals 7 * 7 ^{1 is} canceled again, the stabilization hold works in the normal way. The resistor 23 bridging the transistor 6 only has a steady flow of bias current which, after a short circuit, causes it to be switched on again without delay, even when the table circuit is under full load.

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Wird die vorstehend beschriebene kurzechluQsichere Stabilisierungsschal trag bei transistorisierten Sundfunkgeräten mit einer traneformatorlosen Gegentaktendstufe angewendet, so empfiehlt es sich, den Ausgangsklemmen 7, 7' einen Kondensator 24 parallel zu schalten. Ib oberen Bereich der zu τerstarkenden Hiederfrequents nimmt näalich sonst der Innenwiderstand der Stabilieierungssohaltung zu.Will be the short-term safe stabilization scarf described above Wear applied to transistorized radio devices with a transformerless push-pull output stage, so it is advisable to connect a capacitor to the output terminals 7, 7 ' 24 to be connected in parallel. Ib upper area of the to be strengthened Otherwise the internal resistance decreases at low frequencies the Stabilieierungssohaltung to.

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Claims

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-8- patent claims t

(T) Transit torso posture that is safe from short-shoots to stabilize a DC voltage fluctuating with the load, in particular for the supply of news-related devices, daduroh marked, that parallel to the output terminals (7 »7 ') the Circuit in a known way an ohasoher voltage divider (8, 9) and a rope tension derived therefrom a first Transietorstufe (12) and a controversial fransistorstufe (18) opposite conductivity type a »in series sun ^ power transistor (6) switched by same type of conductivity as the first transistor (12) regulating influenced.

2 «transit gate circuit according to claim 1, characterized by that the power transmission (6) and the transistor of the first Booster stage (12) of pnp type and the transistor of the second The amplifier stage (18) is of the npn type

3. transistor circuit according to claim 1, characterized daduroh, -dafl the length transformer (6) is bridged by a resistor (23) via which a gate current that is lower than the load current flows.

4. Traneistorsohaltung according to claim 1 for a transistorized Fret radio old traneforeatorless push-pull power amplifier, dadureh marked that parallel to the starting class »the device a capacitor (24) is provided.

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