DE19600792A1

DE19600792A1 - Kurzschlußfeste Treiberstufe

Info

Publication number: DE19600792A1
Application number: DE1996100792
Authority: DE
Inventors: Werner Fritsch
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 1997-07-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kurzschlußfeste Treiber stufe für eine Last, die in Reihe geschaltet ist mit der Schaltstrecke eines Ausgangstransistors.

Derartige Treiberstufen sollen so ausgelegt sein, daß eine Überlast durch Schwankungen in der Versorgungsspannung oder ein Kurzschluß des Lastwiderstandes nicht zu einer Zerstörung der Treiberstufe führt.

Die bisher bekannten Schaltungen sind sehr aufwendig.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Schaltung zu vereinfachen.

Dazu wird vorgeschlagen, daß parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors ein Spannungsteiler geschaltet ist, an dessen Mittelabgriff die Basis eines Eingangstransistors liegt, dessen Schaltzustand die Spannung an der Basis des Aus gangstransistors bestimmt.

Diese Anordnung gewährleistet, daß bei einer Überlast oder einem Kurzschluß die Schaltstrecke des Eingangstransistors niederohmig wird, so daß die Basisspannung des Ausgangstransi stors sinkt und dessen Schaltstrecke hochohmig wird.

Diese Änderung im Schaltzustand des Ausgangstransistors be wirkt aber keine Veränderung des Schaltzustandes des Eingangs transistors, so daß der Ausgangstransistor hochohmig bleibt.

Die Treiberstufe wird damit sicher vor einer zu hohen Lei stungsaufnahme bewahrt.

Weitere Ausgestaltungen der Treiberstufe sind in den Unter ansprüchen wiedergegeben.

Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens werden in den fol genden zwei Figuren zwei Schaltvarianten dargestellt. Dabei zeigt die

Fig. 1 eine Treiberstufe, bei der die Last unmittelbar an die Versorgungsspannung anschließt, während die

Fig. 2 eine Treiberstufe zeigt, bei der die Last an das Grund potential anschließt.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird der Lastwiderstand Rlast in Reihe geschaltet mit der Schaltstrecke (Kollektor-Emitter Strecke) eines Ausgangstransistors T2 und einem Abschlußwider stand R4. Der Abschlußwiderstand R4 ist im allgemeinen nieder ohmig, um die Leistungsaufnahme gering zu halten.

Parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2 ist ein Spannungsteiler geschaltet, der aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen R2 und R3 besteht. Der Gesamtwiderstand des Span nungsteilers ist hoch, wobei der Widerstand R2 größer ist als der Widerstand R3.

Der Mittenabgriff A ist an die Basis eines Eingangstransistors T1 gelegt, dessen Schaltstrecke in Reihe mit einem Vorwider stand R1 liegt. Der Emitter des Eingangstransistors T1 liegt am Grundpotential, während der Kollektor mit dem Vorwiderstand verbunden ist. An die andere Seite des Vorwiderstands R1 wird das Eingangssignal gelegt. Am Mittenabgriff B zwischen dem Vorwiderstand R1 und dem Eingangstransistor T1 liegt die Basis des Ausgangstransistors T2. Um die Schaltanordnung gegen kurz fristige Spannungsspitzen unsensibel zu machen, ist der Mit tenabgriff A über einen Kondensator C_tot an das Grundpotential gelegt.

Da der Widerstand R3 des Spannungsteilers und der Abschluß widerstand R4 niederohmig sind, liegt an der Basis des Ein gangstransistors T1 nur eine kleine Spannung an, was zur Folge hat, daß die Schaltstrecke des Eingangstransistors T1 hoch ohmig ist. Wird am Eingang ein Schaltsignal angelegt, so liegt am Mittenabgriff B nahezu die volle Spannung des Eingangssi gnals an, so daß der Ausgangstransistor T2 durchgeschaltet ist, also seine Schaltstrecke niederohmig ist. Am Lastwider stand Rlast liegt somit die volle Versorgungsspannung. Da der Strom über die Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2 ab fließt, fließt über den Spannungsteiler R2/R3 nur ein geringer Strom, so daß im Abgriffspunkt A weiterhin Grundpotential an liegt.

Wenn sich nun entweder die Versorgungsspannung Ub erhöht oder aber das Lastwiderstand Rlast kurzgeschlossen wird, so erhöht sich die Spannung am Abschlußwiderstand R4 und damit im Mit tenabgriff A. Dies hat zur Folge, daß die Schaltstrecke des Eingangstransistors T1 niederohmig wird und im Punkt B Grund potential wirksam wird. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2 hochohmig wird. Nun mehr fließt der größte Teil des Stroms über den parallel ge schalteten Spannungsteiler, wobei die Spannung im Punkt A be stimmt wird über den Spannungsabfall am Widerstand R3 und am Abschlußwiderstand R4.

Das Potential am Punkt A bleibt damit hoch, so daß der Ein gangstransistor durchgeschaltet und Ausgangstransistor nieder ohmig bleibt.

Die Fig. 2 zeigt eine entsprechende Schaltanordnung, bei der der Lastwiderstand unmittelbar mit dem Grundpotential verbun den ist und der Emitter des Ausgangstransistors T2 über den Abschlußwiderstand R4 mit der Versorgungsspannung verbunden ist.

Parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors ist wieder um ein Spannungsteiler geschaltet, wobei der hochohmige Wider stand R2 wiederum unmittelbar mit dem Lastwiderstand verbunden ist. Der Abgriffspunkt A des Spannungsteilers R2/R3 ist mit der Basis des Eingangstransistors T1 verbunden. Die Schalt strecke dieses Transistors verbindet die Versorgungsspannung mit der Basis des Ausgangstransistors T2. Parallel zur Schalt strecke des Eingangstransistors ist ein Schutzwiderstand R13 geschaltet. In Reihe mit der Schaltstrecke des Eingangstransi stors T1 ist ein Vorwiderstand R1 und die Schaltstrecke eines Vortransistors T3 geschaltet.

Ist am Eingang ein Spannungssignal angelegt, so ist die Schaltstrecke des Vortransistors T3 niederohmig, so daß an der Basis des Ausgangstransistors T2 ein niedriges Potential an liegt, bei dem die Schaltstrecke des Transistors T2 nieder ohmig ist. Der Lastwiderstand liegt damit an der Versorgungs spannung an. Wird nun die Last kurzgeschlossen, so liegt im Punkt A Grundpotential an, mit der Folge, daß der Eingangs transistor T1 niederohmig wird. Dies hat zur Folge, daß das Potential an der Basis des Ausgangstransistors steigt, wodurch dessen Schaltstrecke hochohmig wird, d. h. der Versorgungsspan nung wiederum ein Widerstand entgegengesetzt wird. Der größere Teil des Stroms fließt nun über den Spannungsteiler parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2. Der Spannungs teiler R2/R3 ist so bemessen, daß der Eingangstransistor T1 niederohmig und damit der Ausgangstransitor T2 hochohmig bleibt.

Insbesondere bezogen auf die Schaltung nach Fig. 1 kann somit zusammenfassend gesagt werden, daß die Besonderheit der Schal tung darin besteht, daß parallel zur Schaltstrecke des Aus gangstransistors T2 ein Spannungsteiler R2/R3 geschaltet ist, dessen Mittenabgriffspunkt A an die Basis eines Eingangstran sistors gelegt wird, dessen Schaltzustand die Spannung an der Basis des Ausgangstransistors T2 bestimmt. Wird der Lastwider stand kurzgeschlossen, so erhöht sich die Spannung im Punkt A, was zur Folge hat, daß die Schaltstrecke des Eingangstransi stors niederohmig und damit die Schaltstrecke des Ausgangs transistors hochohmig wird. Der Strom fließt nun über den Spannungsteiler R2/R3, wodurch das Potential im Punkt A aber nicht wesentlich verändert wird, so daß der Schaltzustand der Transistoren beibehalten bleibt.

Die Schaltung nach Fig. 2 entspricht in ihrer Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Last R_last unmittelbar an der Versorgungsspannung anschließt. Die Schal tung ist daher "spiegelbildlich" zur Schaltung nach Fig. 1 aufgebaut.

Claims

1. Kurzschlußfeste Treiberstufe für eine Last (Rlast), die in Reihe geschaltet ist mit der Schaltstrecke eines Ausgangs transistors (T2), dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Schaltstrecke des Eingangstransistors (T2) ein Spannungs teiler (R3/R4) vorgesehen ist, dessen Mittenabgriff (A) an die Basis eines Eingangstransistors (T1) gelegt ist, dessen Schaltzustand die Spannung an der Basis des Ausgangstransi stors (T2) bestimmt.

2. Treiberstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler so groß ist, daß er bei einem kurzge schlossenen Lastwiderstand die Stromaufnahme der Treiber stufe in ausreichender Weise begrenzt.

3. Treiberstufe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des Spannungsteilers, der an der Versor gungsspannung liegt, einen größeren Widerstand aufweist als der andere Widerstand des Spannungsteilers.

4. Treiberstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Schaltstrecke des Eingangs transistors (T1) in Reihe liegt mit einem Vorwiderstand (R1), wobei der Mittenabgriff (B) an die Basis des Aus gangstransistors gelegt ist.

5. Treiberstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mittenabgriffspunkt (A) ein Kondensator anschließt.