DE2059739C3 - Schaltung zum Schutz eines Verstärkers vor Überlastung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Schutz eines Verstärkers vor Überlastung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Schaltung ist durch die US-PS 34 48 394 bekannt. Bei dieser Schaltung wird der Verstärker bei Überlastung durch ein zu großes Eingangssignal dadurch geschützt, daß parallel zu den Stromversorgungsklemmen einer Verstärker-Vorstufe ein Thyristor geschaltet ist, dessen Steuerelektrode über einen Transistor an einen Widerstand angeschlossen ist, durch den ein Teil des die Endstufe gefährdenden Stromes fließt. Bei dieser Schaltung muß der Thyristor so ausgelegt sein, daß er den gesamten Betriebsstrom der genannten Verstärker-Vorstufe kurzschließen kann. Dies bedeutet, daß ein relativ teures Bauelement erforderlich ist.

Es ist auch bekannt (DT-PS 11 68 492), mittels einer Schutzschaltung das Eingangssignal des Verstärkers <x> kurzzuschließen. Diese bekannte Schaltung verwendet hierzu einen als Schalter betriebenen Transistor, der von einer Vergleichsschaltung über eine monosiabüe Schaltung angesteuert wird, so daß das Eingangssignal bei Überlastung jeweils kurzzeitig abgeschwächt wird. ⁶S Für einen Schutz bei einer dauernden Betriebsstörung ist diese Schaltung nicht geeignet. Bei einer solchen dauernden Überlastung wird deshalb der Verstärker bekanntlich durch eine Zusatzschaltung z.B. mittels eines Hilfsrelais ganz abgeschaltet. Die Zusatzschaltung und das Hilfsrelais bedeuten jedoch einen erheblichen zusätzlichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltung zu schatten, die den Verstärker bei Überlastung schnell und dauerhaft schützt und mit einem geringen Aufwand billig hergestellt werden kann.

Die Erfindung bezieht sich auf die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wiedergegebene Schaltung. Die vorstehend genannte Aufgabe wird bei einer solchen Schaltung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gegenüber der aus der US-PS 34 48 394 bekannten Anordnung benötigt die anmeldungsgemäße Schaltungsanordnung nur einen etwa für den Strom im Signalweg bemessenen Thyristor.

Die Verwendung eines Thyristors zur Unterdrückung des Eingangssignals eines Verstärkers hat gegenüber dem Stand der Technik nach der DT-PS 11 68 492 den Vorteil, daß der Thyristor einen Schalttransistor mit einer vorgeschalteten bistabilen Schaltung ersetzt. Wird der Thyristor gezündet und fließt aufgrund der Dimensionierung der Schaltung durch den Arbeitswiderstand einer vorhergehenden Stufe oder durch einen zusätzlichen Widerstand ein ausreichend großer Strom durch den Thyristor, so schließt der Thyristor das Eingangssignal des gefährdeten Verstärkers so lange kurz, bis der Verstärker ganz ausgeschaltet wird. Da der Verstärker bei einer Betriebsstörung kein Ausgangssignal mehr hat, wird die Bedienungsperson auf den Fehler aufmerksam gemacht.

Da die Erfindung schon bei der Verwendung eines Thyristors und zweier, eventuell im Verstärker schon vorhandener Widerstände sicher arbeitet, ist sie insbesondere dort vorteilhaft, wo der Aufwand der Schutzschaltung sehr gering sein muß.

Die Erfindung wird an Hand von drei Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltung mit einem in Reihe zu der Last liegenden Widerstand,

Fig.2 eine Schaltung, bei der die Speiseleitung des Verstärkers mit dem Verbindungspunkt von Last und Widerstand verbunden ist und

Fig.3 eine Schaltung mit einem dem Thyristor vorgeschalteten Verstärkertransistor.

Der in F i g. i abgebildete Verstärker besteht aus einem Vorverstärker 1 und einer Endstufe 2, deren Belastung aus dem Lautsprecher 3 und dem dazu in Reihe liegenden Widerstand 4. Der Vorverstärker 1 und die Endstufe 2 sind an die Betriebsspannung 5 angeschlossen. Die Kopplung zwischen dem Vorverstärker 1 und der Endstufe 2 kann in beliebiger Weise erfolgen. Die Ankopplung des Lautsprechers 3 an die z. B. im Gegentakt-B-Betrieb arbeitende Endstufe 2 erfolgt in bekannter Weise über den Kondensator 7.

Bei der soweit bekannten Schaltung ist die Verbindungsleitung 6 zwischen dem Vorverstärker 1 und der Endstufe 2 über den Thyristor 8 mit dem Bezugspotential (Masse) verbunden. Die Steuerelektrode des Thyristors 8 ist mit dem Verbindungspunkt der Last 3 mit dem Widerstand 4 verbunden.

Der Widerstand 4 ist so dimensioniert, daß im normalen, ungestörten Betrieb des Verstärkers der Spannungsabfall, den der Laststrom an diesem Wider-

stand hervorruft, so klein ist, daß der Thyristor 8 gesperrt ist, das Eingangssignal der Endstufe 2 allso nicht beeinflußt wird.

Steigt bei einer Betriebsstörung, z. B. bei einem Kurzschluß der Lautsprecheranschlüsse, der Laststrom über einen von der Größe des Widerstandes 4 und der Zündsteuerspannung des Thyristors 8 bestimmten Wert an, so wird der Thyristor 8 gezündet und damit das Eingangssignal auf der Leitung 6 gegen das Bezugspotential kurzgeschlossen. Da die Verlustleistung der Endstufe 2 von der Größe des Eingangssignals; auf der Leitung 6 abhängt, derart, daß die Verlustleistung mit kleiner werdendem Eingangssignal geringer wird, wird deshalb in dem genannten Fall der erhöhte Laststrom praktisch zu NuIL Damit ist die Gefahr einer Zerstörung der Endstufe 2 durch den erhöhten Laststrom beseitigt.

Die Unterdrückung bzw. der Kurzschluß des Eingangssignals bleibt so lange bestehen, wie durch den Thyristor 8 ein Strom fließt, der größer als der sogenannte Haltestrom des Thyristors 8 ist. Dieser Haltestrom fließt bei einer galvanischen Verbindung des Thyristors 8 mit der letzten Stufe des Vorverstärkers 1 z. B. durch den Arbeitswiderstand 9 der letzten Stufe dieses Vorverstärkers. Anderenfalls ist ein gestrichelt eingezeichneter Widerstand 10 vorgesehen.

Durch diese Maßnahme, nämlich die Aufrechterhaltung eines Stromes durch den Thyristor 8, der gröEer ist als dessen Haltestrom, wirkt die Schutzschaltung wie eine bistabile Schaltung.

Die Unterdrückung des Eingangssignals der Endstufe 2 wird erst dann aufgehoben, wenn der Verstärker abgeschaltet oder der Strom durch den Thyristor 8 unterbrochen wird. Bei einem Rundfunkempfänger mit der erfindungsgemäßen Schhaltung weiß der Benutzer, daß das Ausbleiben der Sprache oder Musik auf eine Überlastung des Verstärkers schließen läßt. Er schaltet deshalb das Gerät aus. Handelt es sich bei der Überlastung um die Wirkung eines kurzzeitigen Fehlers, so arbeitet der Verstärker nach dem Wiedereinschalten normal; handelt es sich dagegen um einen dauerhaften Fehler, so schließt der Thyristor 8 beim Wiedereinschalten des Verstärkers das Eingangssignal der Endstufe sogleich wieder kurz. Der Verstärker ist also bei einem in der Endstufe wirksam werdenden Fehler ausreichend gegen Überlastung geschützt.

Die Fig.2 zeigt ein weiteres Beispiel für die Anwendung der Erfindung. Die Schaltung in Fig. 2 entspricht in bezug auf den Aufbau des Verstärkers der Schaltung nach Fig. 1. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Funktionen in Fig. 1 und in Fig.2. Der Unterschied zwischen der Schaltung nach Fig. 2 und der Schaltung nach F i g. 1 besteht darin, daß die Speiseleitung 11 der Endstufe 2 in Fig.2 nicht wie in F i g. 1 mit dem Bezugspotential verbunden ist, sondern mit dem Verbindungspunkt des Lautsprechers 3 mit dem Widerstand 4 verbunden ist. Was den durch den Lautsprecher 3 fließenden Laststrom betrifft, so arbeitet diese Schaltung genauso wie die Schaltung nach Fig. 1. Da in F i g. 2 auch der Betriebsstrom der Endstufe 2 durch den Widerstand 4 fließt, spricht die durch den Thyristor 8 gebildete Schutzschaltung auch bei einer unerwünschten Erhöhung dieses Betriebsstromes an.

Da sich die Größe des in Reihe zu der Last liegenden Widerstandes 4 aus der Zündsteuerspannung des Thyristors 8 und der Größe des Laststromes ergibt, seine Größe also einen Mindestwert haben muß, bedeutet dieser Widerstand 4 eine geringfügige Verminderung des Wirkungsgrades des Verstärkers. Um den Widerstand vernachlässigbar klein machen zu können, ist es deshalb vorteilhaft, zwischen den Widerstand 4 und den Thyristor 8 einen Verstärkertransistor zu schalten. Eine Schaltung mit einem solchen Verstärkertransistor zeigt die F i g. 3. Die in dieser Figur dargestellte Schaltung verhält sich sinngemäß wie die Schaltung nach F i g. 2. Die durch den Einbau des Verstärkertransistors 12 bedingte Umpolung des Thyristors 8 hat keinen Einfluß auf das Prinzip der Funktionsweise. Da die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 12 kleiner ist als die Mindest-Zündsteuerspannung des Thyristors 8, kann der Widerstand 4 in diesem Fall um einen entsprechenden Betrag kleiner als in F i g. 2 dimensioniert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Schutz e, ,es Wechselstrom-Verstärkers vor Überlastung, dessen Verlustleistung von der Größe des Eingangssignals und des Lastwiderstandes abhängig ist, mit einem Thyristor, der mit dem einen Hauptanschluß an ein Bezugspotential des Wechselstrom-Verstärkers angeschlossen ist, der für den Fall, daß der bei ι ο Überlastung zunehmende und den Verstärker gefährdende Strom einen höchstzulässigen Wert übersteigt, das Eingangssignal des Verstärkers unterdrückt, und dessen Steuerelektrode an einen Widerstand angeschlossen ist, durch den wenigstens ein Teil des zunehmenden Stromes fließt, d a durch gekennzeichnet, daß der andere Hauptanschluß des Thyristors (8) erstens an den das Eingangssignal des Verstärkers führenden Signalweg (6) und zweitens (8) über einen weiteren Widerstand (9,10) an eine Gleichspannungsquelle (5) angeschlossen ist, wobei der weitere Widerstand (9, 10) so bemessen und die Polarität der Gleichspannungsquelle so gewählt ist, daß der durch den Thyristor (8) fließende Strom den Haltestrom des Thyristors (8) nicht unterschreitet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (4) in Reihe zu der vorzugsweise aus einem Lautsprecher (3) bestehenden Last liegt und an den einen Pol ( —) der Betriebsspannung angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Speiseleitung (11) des Verstärkers mit dem Verbindungspunkt von Last und Widerstand (4) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Widerstand von dem Arbeitswiderstand (9) einer vorgeschalteten Verstärkerstufe (1) gebildet ist.

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