DE2538423B2

DE2538423B2 - Protective circuit for push-pull B amplifiers with two operating voltages connected to reference potential

Info

Publication number: DE2538423B2
Application number: DE19752538423
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 3000 Hannover Karbowski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2538423C3; DE2538423A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltungsanordnung für Gegentakt-B-Verstärker mit zwei gegen Bezugspotential geschalteten Betriebsspannungen und mit zwei als Konstantstromquellen betriebenen Transistoren, deren konstante Vorspannungen durch Spannungsteilung aus der Betriebsspannung gewonnen werden, wobei die erste Konstantstromquelle einen Differenzverstärker speist und die zweite Konstantstromquelle der Arbeitswiderstand einer dem Differenzverstärker nachgeschalteten Treiberstufte istThe invention relates to a protective circuit arrangement for push-pull B amplifiers with two against Reference potential switched operating voltages and with two transistors operated as constant current sources, their constant biases obtained by dividing the voltage from the operating voltage the first constant current source feeding a differential amplifier and the second constant current source is the working resistance of a driver stage connected downstream of the differential amplifier

Solche Gegentakt-B-Verstärker mit zwei gegen Bezugspotential geschalteten Betriebsspannungen (DE-OS 24 58 880) werden bekanntlich verwendet, wenn auf einen Koppelkondensator zwischen dem Ausgang des Verstärkers und dem anzuschließenden Lautsprecher verzichtet werden soll. Bei einem solchen Verstärker sind beispielweise als Schutz gegen zu hohe Ströme der positive und der negative Pol der Betriebsspannung über je eine Sicherung mit den Versorgungsleitungen des Verstärkers verbunden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verwendung der Sicherungen als Schutzmaßnahme nicht ausreichend ist Bei Ausfall einer Hälfte der Betriebsspannung, z. B. infolge des Ausfalls einer der beiden Sicherungen oder auch infolge eines defekten Netzteiles zur Erzeugung der Betriebsspannungen, können nämlich wegen der anderen noch vorhandenen Hälfte der Betriebsspannung große Ströme durch einen der beiden Endtransistoren fließen, die dadurch zerstört werden können.Such push-pull B amplifiers with two operating voltages connected to reference potential (DE-OS 24 58 880) are known to be used when a coupling capacitor between the Output of the amplifier and the loudspeaker to be connected should be dispensed with. With one of these For example, amplifiers are used as protection against excessively high currents at the positive and negative poles of the Operating voltage connected to the amplifier's supply lines via a fuse each. It However, it has been shown that the use of the fuses as a protective measure is not sufficient If one half of the operating voltage fails, e.g. B. as a result of the failure of one of the two fuses or also as a result of a defective power supply unit to generate the operating voltages, namely because of the other remaining half of the operating voltage large currents through one of the two output transistors flow that can be destroyed by it.

s Außerdem kann der dabei auftretende Dauergleichstrom zur Zerstörung des angeschlossenen Lautsprechers führen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Zerstörung der Endstufentransistoren bei dem oben vorausgesetzten Gegentakt-B-VerUärker zus In addition, the resulting continuous direct current can destroy the connected loudspeaker to lead. The invention is based on the object such a destruction of the output stage transistors in the push-pull B amplifier assumed above

ίο vermeiden.ίο avoid.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung.
Durch das vorgesehene Abschalten der Vorspannun-The object is achieved by the invention specified in the characterizing part of claim 1.
The intended disconnection of the preload

ii gen werden die Konstantstromquellen unwirksam, so daß sie keinen Strom mehr für die Ansteuerung der Endstufentransistoren liefern können, auch wenn noch eine Hälfte der Betriebsspannung wirksam ist Infolge der fehlenden Stromeinspeisung können die Endstufentransistoren nicht mehr zerstört werden.ii gen the constant current sources become ineffective, see above that they can no longer supply current for the control of the output stage transistors, even if still half of the operating voltage is effective can no longer be destroyed.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert Der dargestellte Gegentakt-B-Verstärker enthält eine durch die beiden Transistoren 72, T3 gebildeten Differejizverstärker mit Eingangsklemmen 8 und 9, eine Treiberstufe T5 und zwei Endstufentransistoren T6, TT, die einen Lautsprecher L speisen. Die Eingangsklemme 9 ist zum Zwecke einer Gegenkopplung über den Widerstand 15 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Emitter der beiden Endstufentransistoren 76 und 77 verbunden. Die Spannungsversorgung erfolgt durch die gegen dem auf OVoIt liegenden Bezugspotential geschalteten Betriebsspannungen + Ub und — Ub- Der positive Pol + Ub der Betriebsspannung ist über eine Sicherung Si 1 mit dem Kollektor des Endstufentransistors 76 und der einen Versorgungsleitung 11 und der negative Pol — Ub der Betriebsspannung ist über eine Sicherung 5/2 mit dem Kollektor des Endstmfentransistors 77 und der anderen Versorgungsleitung 12 verbunden. Eine erste Konstantstromquelle 71 ist zur Einspeisung eines Stromes für den Differenzverstärker 72, 73 vorgesehen, während eine zweite Konstantstromquelle 74 in der Kollektorleitung der Treiberstufe 75 angeordnet ist Die beiden Konstantstromquellen sind durch Transistoren 71, 74 gebildet, die mit jeweils konstanter Vorspannung betrieben werden. Die konstante Vorspannung wird durch Dioden 1,2 bzw. 4,5 erzeugt die in Reihe mit je einen Widerstand 3,6 geschaltet sind.The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiment shown in the drawing. The push-pull B amplifier shown contains a differential amplifier formed by the two transistors 72, T3 with input terminals 8 and 9, a driver stage T5 and two output stage transistors T6, TT, Feed speaker L. For the purpose of negative feedback, the input terminal 9 is connected via the resistor 15 to the common connection point of the emitters of the two output stage transistors 76 and 77. The voltage is supplied by the operating voltages + Ub and - Ub- connected to the reference potential on OVoIt. The positive pole + Ub of the operating voltage is connected to the collector of the output stage transistor 76 and the one supply line 11 and the negative pole - Ub the via a fuse Si 1 The operating voltage is connected to the collector of the terminal transistor 77 and the other supply line 12 via a fuse 5/2. A first constant current source 71 is provided to feed a current for the differential amplifier 72, 73, while a second constant current source 74 is arranged in the collector line of the driver stage 75.The two constant current sources are formed by transistors 71, 74, which are operated with a constant bias voltage. The constant bias voltage is generated by diodes 1, 2 and 4, respectively, which are connected in series with a resistor 3, 6 each.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei nachfolgend zunächst angenommen, daß der Punkt 10, mit dem die beiden Widerstände 3,6 verbunden sind, galvanisch über die Leitung 12 mit der negativen Betriebsspannungshälfte — Ub verbunden sei. Es hat sich gezeigt, daß dann bei Ausfall einer der beiden Hälften der Betriebsspannung (z. B. wegen Ausfallens einer der beiden Sicherungen SH, Si 2) die Endstufentransistoren 76, 77 zerstört werden können. Wird z. B. die untere Hälfte - Ub der Betriebsspannung zu 0 Volt, sind zwar die Transistoren 72, 73 ohne Kollektorspannung, jedoch bleiben die Vorspannungen der Konstantstromquellen 71 und 74 erhalten. Dadurch steigt die Spannung am Kollektor von 74, d. h. an der Basis von 76 bis annähernd auf + Ub, wodurch 76 vollständig durchgesteuert wird. Dadurch fließt durch den oberen Transistor 76 ein Strom, der im wesentlichen nur durchFor a better understanding of the invention it is initially assumed below that point 10, to which the two resistors 3, 6 are connected, is galvanically connected via line 12 to the negative operating voltage half - Ub. It has been shown that if one of the two halves of the operating voltage fails (for example due to failure of one of the two fuses SH, Si 2), the output stage transistors 76, 77 can be destroyed. Is z. B. the lower half - Ub of the operating voltage to 0 volts, the transistors 72, 73 are indeed without collector voltage, but the bias voltages of the constant current sources 71 and 74 are retained. As a result, the voltage at the collector of 74, that is to say at the base of 76, rises to approximately + Ub, as a result of which 76 is completely turned on. As a result, a current flows through the upper transistor 76, which is essentially only through

den Lautsprecher L begrenzt wird und der den Transistor 7*6 zerstören kann, da die für Spitzenbelastung ausgelegte träge Sicherung S/l entweder gar nicht oder nicht sofort anspricht Dieser relativ große Strom fließt unabhängig davon, ob der Verstärker angesteuert wird oder nicht Ähnlich fließt ein relativ großer Strom durch den Endstufentransistor 7*7, wenn die obere Hälfte + Lfeder Betriebsspannung ausfällt und der Verstärker angesteuert wird.the loudspeaker L is limited and which can destroy the transistor 7 * 6, since the slow fuse S / l designed for peak loads either does not respond at all or does not respond immediately. This relatively large current flows regardless of whether the amplifier is being controlled or not Relatively large current through the output stage transistor 7 * 7 when the upper half + Lspring of the operating voltage fails and the amplifier is activated.

Die Gefahr der Zerstörung der Endstufentransistoren 7*6 und 7*7 wird bei Anwendung der Erfindung durch eine Hilfsschaltung 7 vermieden, welche die Stromquellen 7*1 und 7*4 bei dem beschriebenen Ausfall einer Hälfte der Betriebsspannung oder auch bei Absinken der Betriebsspannung unterhalb eines vorbestimmten Wertes unwirksam macht Die Hilfsschaltung 7 enthält eine Zenerdiode Z mit einem in Reihe geschalteten Schutzwiderstand R, der mit dem Punkt 10 verbunden ist. Die Anode der Zenerdiode Z ist über die Verbindungsleitung 12 mit der unteren Hälfte — Ub der Betriebsspannung verbunden. Die Zenerdiode ist also zur Erzeugung der Vorspannung der Transistoren Ti und 7*4 mit herangezogen. Die Zenerspannung der Zenerdiode Z ist in vorteilhafter Weise etwas größer als die Hälfte £V2 der maximal auftretenden Betriebsspannung gewählt Im ungestörten Betriebsfall liegt also der Punkt 10 etwa auf 0 Volt Fällt nun eine Hälfte der Betriebsspannung aus oder sinkt auf fine Spannung unterhalb der Zenerspannung ab, können die Transistoren Ti und TA keinen Strom mehr liefern, da ihre Vorspannungen entfallen sind. Dies liegt daran, daß durch die Zenerdiode Z kein Strom mehr fließt und deshalb auch kein Spannungsabfall an den Dioden 1,2 bzw. 4,5 auftritt Die durch die beiden Transistoren Ti, T4 gebildeten Konstantstromquellen sind also unwirksam. Der gesperrte Transistor TA kann deshalb bei Ausfall der unteren Hälfte — U_B der Betriebsspannung keinen Strom in den Endstufentransistor 7*6 einspeisen, der nun ebenfalls gesperrt ist Durch die Verwendung der Zenerdiode Z wird auch eine Zerstörung des unteren Endstufentransistors 7"7 vermieden, wenn die obere Hälfte + Lfeder Betriebsspannung ausfalltThe risk of destroying the output stage transistors 7 * 6 and 7 * 7 is avoided when using the invention by an auxiliary circuit 7, which the current sources 7 * 1 and 7 * 4 in the described failure of one half of the operating voltage or when the operating voltage drops below one The auxiliary circuit 7 contains a Zener diode Z with a series-connected protective resistor R which is connected to the point 10. The anode of the Zener diode Z is connected via the connecting line 12 to the lower half - Ub of the operating voltage. The Zener diode is also used to generate the bias voltage of the transistors Ti and 7 * 4. The zener voltage of the zener diode Z is advantageously selected to be slightly greater than half £ V2 of the maximum operating voltage that occurs. the transistors Ti and TA can no longer supply current, since their bias voltages are no longer applicable. This is due to the fact that no more current flows through the Zener diode Z and therefore no voltage drop occurs at the diodes 1, 2 and 4, respectively. The constant current sources formed by the two transistors Ti, T4 are therefore ineffective. Off transistor TA can, therefore, in case of failure of the lower half - feeding the operating voltage no current in the output stage transistor 7 * 6, which is now also locked U _B By using the Zener diode Z, a destruction of the lower output transistor 7 "7 can be avoided if the upper half + spring operating voltage fails

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt Es ist auch denkbar, anstelle der gezeigten Hilfsschaltung 7 andere spannungsempfindliche Schaltungen, z. ^. Schmitt-Trigger, anzuwenden. Mittels des Schmitt Triggers könnte beispielsweise die jeweilige Vorspannung der Transistoren 7*1 und TA abgeschaltet werden, wenn eine Hälfte der Betriebsspannung ausfällt bzw. unterhalb eines vorbestimmten Wertes absinktThe invention is not limited to the exemplary embodiment described. Instead of the auxiliary circuit 7 shown, it is also conceivable to use other voltage-sensitive circuits, e.g. ^. Schmitt trigger to be used. By means of the Schmitt trigger, for example, the respective bias voltage of the transistors 7 * 1 and TA could be switched off if one half of the operating voltage fails or falls below a predetermined value

1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1.Protective circuit arrangement for push-pull B amplifier with two operating voltages connected to reference potential and with two transistors operated as constant current sources, whose constant bias voltages are obtained from the operating voltage via a voltage divider, the first constant current source feeding a differential amplifier and the second constant current source feeding the load resistance of a dem The differential amplifier downstream of the driver stage is characterized in that part of the voltage divider is an auxiliary circuit (7) which tests the operating voltage and switches off the bias voltages and thus the constant current sources (Tt, 74) when the operating voltage (- U & + Ub) is below a predetermined value sinks

2. Protection circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the auxiliary circuit (7) below a predetermined operating voltage becomes current-impermeable and thus the voltage divider de-energizes

3. Protection circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the auxiliary circuit (7) consists of a Zener diode (Z) and a series resistor (R) and between the positive and negative pole of the operating voltage (- Ub, + Ub) in series with one each Resistor (6, 3) and two diodes (1, 2; 4, 5) each are connected, at which the constant bias voltages are tapped.

4. Schuü: circuit arrangement according to claim 3, characterized in ^that the anode of the Zener diode (Z) is connected to the negative pole (- Ub) of the operating voltage i «\

5. Protection circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the Zener voltage of the Zener diode (Z) is slightly greater than half of the total operating voltage (- Ua, + Us)