DE2158564B2 - Schaltungsanordnung zum Schutz einer Baugruppe vor einer Überschreitung der zulässigen Betriebsgleichspannung, wobei der Betriebsgleichspannung eine Wechselspannung überlagert ist - Google Patents

Description

Wechselspannung einen hohen dynamischen Innenwiderstand hat und bei der der Einfluß der Stromverstärkung der Transistoren der Parallelstabilisierung auf die Speisespannungssiabilisierung weitgehend vermieden wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Schaltungsanordnung besteht darin, daß der an den NuIibezugspunkt angeschlossene Teil des Basisspannungsteilers ein als Diode im Sperrbetrieb geschalteter Trmsistor ist.

Hierdurch wird erreicht, daß die Stabilisierungseigenschaft der Schaltungsanordnung erst dann wirksam wird, '.venn eine Mindestspeisegleichspannung anliegt.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung -üt den für das Verständnis notwendigen Einzelheiten dar. Sie besteht im wesentlichen aus einem Ansteuernetzwerk mit Widerständen Rl, R 2, R3, R4 und einem TransistorTL, aus einer Parallelstabilisierungsanordnung mit Transistoren Γ 2, Γ 3 und 7*4, aus einem zusätzlichen Netzwerk mit einem Widerstand R 5, Transistoren ΓS und T 6 und einem als Z-Diode geschalteten Transistor D 3 sowie einem Siebkondensator Cj und einem Ausgleichswiderstand Rz. An den Punkten α und b liegt sowohl die die Speisegleichspannung und die die Wechselspannung (Signalspannung) zuführende Leitung als auch die Leitung zu einer Baugruppe B an, die erfmdungsgemäß gegen Überspannungen geschützt werden soll.

Dem Transistor TI der Parallelstabilisierungsanordnung muß zunächst ein von der unstabüisierten Speisegleichspannung Us abgeleiteter Steuerstrom Is zugeführt werden. Dieser Steuerstrom wird von dem Ansteuernetzwerk, welches aus den Widerständen Rl, R2, R3, R4 und dem Transistor Π besteht, geliefert. Dabei führt der zwischen den Punkten« und b liegende Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen Rl und R 2, über den Widerstand R3 dem Transistor Tl einen Basisstrom IbI zu, den dieser mit der Stromverstärkung B 4-1 vervielfacht als Emitterstrom /el abgibt. Den Kollektorstrom erhält der Transistor T1 dabei über den Transistor Γ 5. Der von dem Transistor Tl abgegebene Emitterstrom Ie 1 teilt sich nun auf in den Steuerstrom Is für den Transistor T 2 und in einen Strom Ir 4 der durch den parallel zu dem Transistor T 2 liegenden Widerstand R 4 fließt. An dem Widerstand R 4 liegt dabei stets eine Spannung von zweimal Übe (Übe = Basis-Emitter-Spannung). Die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Tl steuert die Basis des gleichartigen Transistors T 4 an, wobei anstelle einer direkten Verbindung zwischen Kollektor und Basis des Transistors TI (Diodenschaltung) zur Herabsetzung der Stromverstärkungswirkung der Transistoren Tl und Γ 4 der Transistaor T 3 vorgesehen ist. Das Verhältnis des Emitterstromes IeI zu dem gesteuerten Emitterstrom Ie 4 des Transistors Γ 4 wird durch das Verhältnis der Emitterflächen der beiden Transistoren bestimmt.

Das zusätzliche Netzwerk, bestehend aus den Widerständen R 5, T 5 und T 6, liefert eine konstante Kollektorspannung für die Transistoren Tl, T3 und

ίο Γ 4, wobei die Zündung des als Z-Diode in Sperrichtung geschalteten Transistors D 3 und damit die Ansteuerung des Transistors TS (Emitterfolger) erst dann erfolgt, wenn eine Mindest-Speisegleichspannung an der Schaltungsanordnung anliegt. Liegt

J5 diese Mindestspeisespannung an, dann fließt ein Strom über den Widerstand R 5 und den Transistor D 3, wobei der Innenwiderstand der Gesamtschaltungsanordnung nur unwesentlich erniedrigt wird. Durch den als Z-Diode geschalteten Transistor D 3 wird der Transistor TS angesteuert, der nun zunächst für die Transistoren 7*1 und 7*3 eine konstante Kollektorspannung liefert. Für den Transistor T 4 kann auf Grund des relativ hohen Widerstandes R 5 der Transistor T 5 (Emitterfolger) den notwendi-

»5 gen Kollektorstrom nicht aufbringen. Deshalb ist ein zusätzlicher Transistor T 6 eingeführt. Der Transistor T6 hat die gleiche Struktur we der Transistor TA. Damit ist auch die Kollektor-Emitter-Spannung des Transistors TA konstant. Der Transistor TA prägt dem Transistor T 6 den Emitterstrom ein. Dadurch wird vermieden, daß durch die Rückwirkung der Kollektor-Basis-Spannung des Transistors 7*6 der dynamische Innenwiderstand der Schallungsanordnung spürbar reduziert wird.

Zwischen den Punkten S undb der Schaltungsanordnung ist ein Siebkondensator Ci angeordnet. Mit Hilfe dieses Kondensators Cs wird verhindert, daß Anteile der der Speisegleichspannung überlagerten Wechselspannung (Signalspannung) über den Spannungsteiler R 1, R 2 und über den Widerstand R 3 auf die Basis des Transistors Π gelangen. Damit wird verhindert, daß die Wechselspannung einen unerwünschten Einfluß auf die Steuerung der Stabilisierung nehmen kann. Der Kondensator Ci wird extern an die Schaltungsanordnung angeschlossen, wenn diese in monolithisch integrierter Form ausgeführt wird.

Ein zusätzlicher ebenfalls externer Widerstand Rz, der parallel zu dem Siebkondensator Cj angeordnet

5ü ist, dient lediglich dazu, die Streuungen von Spannungen auszugleichen, die von den Toleranzen der Widerstände und den Schwellspannungen der Transistoren herrühren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

gerung aufgrund des vorgeschalteten Übertragers und Patentansprüche: der vorgeschalteten Gleichrichtung überhaupt mög lich wäre. Auf Grund der vorgenannten Art der Sta-

1. Schaltungsanordnung für eine zwischen bilisierung würde zumindest ein wesentlicher Teil der einer eine unstabilisierte Gleichspannung abge- S Wechselspannung (Signalspannung) verloren gehen, benden Spannungsquelle und einer Baugruppe Es sind weiterhin Schaltungsanordnungen beanzuordnende Parallelstabilisieningseinrichrung kannt, die zur Stabilisierung von Gleichspannungen zum Schutz der Baugruppe vor einer Überschrei- (deutsche Auslegeschrift 1513 319) eine Serientung der zulässigen Betriebsgleichspannung, wo- stabilisierung verwenden, wobei bei diesen Schalbei der Betriebsgleichspannung eine Wechsel- 10 tungsanordnungen - da an ihrem Eingang kein Überspannimg überlagert ist, dadurch gekenn- trager und keine Gleichrichtung vorgeschaltet ist zeichnet, daß der Spannungsquelle (Us), de- sowohl eine Gleichspannung als auch eine die ren einer Anschluß (y) Nullbezugspunkt der Gleichspannung überlagerte Wechselspannung anlie-Schaltungsanordnung ist, ein Ansteuernetzwerk gen kann. Diese Schaltungen haben jedoch ebenfalls nachgeschaltet ist, welches aus einem parallel zur 15 die Eigenschaft, daß sie grundsätzlich jede am Ein-Spannungsquelle angeordneten Spannungsteiler gang anliegende Spannung stabilisieren, d.h., daß mit wenigstens drei Anschlußpunkten, von denen auch hier eine einer am Eingang anliegenden Gleichzwei direkt mit der Spannungsquelle (Us) und spannung überlagerte Wechselspannung (Signalspaneiner über eine Reihenschaltung der Basis-Emit- nung) ebenfalls stabilisiert wird. Damit geht auch ter-Strecke eines ersten Transistors (7"1) und ao hier zumindest ein wesentlicher Teil der Wechseldessen Emitterwiderstandes (R 4) mit dem Null- spannung verloren. Außerdem besteht bei diesen bezugspunkt (y) verbunden ist, und weiterhin aus Schaltungsanordnungen noch der Nachteil, daß der der Anordnung eines Kondensators (Ci) zwi- Verstärkungsfaktor der Transistoren in die Stabilisieschen der Basis des ersten Transistors (T 1) und rung eingeht, wodurch ein weitgehend lineares Ver dem Nullbezugspunkt (y) besteht, und daß die- 35 hältnis zwischen Stabilisierung und Schwankun« der sem Ansteuernetzwerk die aus wenigstens drei Speisegleichspannung nicht erzielt wird *

Transistoren (72, 73, 74) bestehende Parallel- Die Aufgabe der Erfindung soll darin bestehen

stabilisierungsanordnung nachgeschaltet ist, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die eine anliewelche über einen Steuerpunkt (V) mit dem gende Speisegleichspannung weitgehend stabilisiert Emitter des ersten Transistors (T 1) verbunden 30 und einen vorbestimmten oberen Wert nicht überist, und daß weiterhin zur Gewinnung einer kon- schreiten läßt, wobei eine dieser Speisegleichspan stanten Kollektorspannung für die Stabilisie- nung überlagerte Wechselspannung (Signalspan nuns) rungsanordnung ein aus mindestens zwei weite- weder mit wesentlichen Verlusten behaftet ist noch ™ ^{in Em}'"erschaltung ^betriebenen Transistoren Einfluß auf die Steuerung der Stabilisierung hat und (i s, 1 b) bestehendes Zusatznetzwerk vorgese- 35 wobei die Stabilisierung der Speisegleichspannune rrV^Si' ' ^{emef der wdteren} Transistoren linear zu deren Schwankungen erfolgt.

(i 5) des Zusatznetzwerkes mit seiner Basis an Dies wird dadurch erreicht, daß der Spannunes

^e'?,fⁿn · ^SP^annun§^sq^uelle (Us) parallel geschal- quelle, deren einer Anschluß Nullbezugspunkt der teten Basisspannungstdler angeschlossen ist. Schaltungsanordnung ist, ein Ansteuernetzwerk nach-

™ £™'^eI?^tobJi^Me™gseiiirichtung nach An- 40 geschaltet ist, welches aus einem parallel zur SnandenNuibeV^n . f ^ke"^nzeich"^et' ^daß der an nungsquelle angeordneten Spannungsteiler mit wenigden Nullbezugspunkt fv) angeschlossene Teil des stens drei Anschlußpunkten, von denen zwei direkt

Is Diode im Sperrbe- mit der Spannungsquelle und einer über eine Reihen-(^{D 3})^ist· schaltung mit der Basis-Emitter-Strecke eines ersten

45 Transistors und dessen Emitterwiderstandes mit dem Nullbezugspunkt verbunden ist, und weiterhin aus der Anordnung eines Kondensators zwischen der Basis des ersten Transistors und dem Nullbezugs-

Die FrfinH.,™ K»_t ·«♦ ■ · ,_ ^{punkt besteht}> ^U!*d daß diesem Ansteuernetzwerk

staWlisSrte &ifn *™ T^ ⁶T' ^{eine un}- ⁵° ^{eme aus} ***&■* drei Transistoren bestehende p£ SÄT"^{6 gebe}fⁿ!^pannUngS- allelstabilisk^ nachgeschaltet ist, welche üSr stSliemn^fnri π^^{Ρρε a}f^uordnende Parallel- einen Steuerpult mit dem Emitter des ersten Tran vor eme^XSieT⁸ "T ^SchT ^ ¹³^PP^{6 sis}^ verbunden ist, und daß weiterhin zur Gewkvor einer Überschreitung der zulassen Rotri^. _{nung einer konstanten} Kollektorspannung fflTdfc