DE2538423C3

DE2538423C3 - Protective circuit arrangement for push-pull B amplifier with two operating voltages switched to reference potential

Info

Publication number: DE2538423C3
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: 1980-02-14
Also published as: DE2538423B2; DE2538423A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schulzschaltungsanordnung 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 ist.The invention relates to a Schulz circuit arrangement for push-pull B amplifiers with two operating voltages connected to reference potential and with two transistors operated as constant current sources, their constant bias voltages by voltage division can be obtained from the operating voltage, the first constant current source being a The differential amplifier feeds and the second constant current source feeds the load resistance of one of the differential amplifiers downstream driver stage is.

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. 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-Verstärker zuSuch 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. In addition, the resulting continuous direct current lead to the destruction of the connected loudspeaker. 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 Vorspannungen 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 Endstufen-The object is achieved by the invention specified in the characterizing part of claim 1.
By switching off the bias voltages, the constant current sources become ineffective, so that they can no longer supply any current for driving the output stage transistors, even if half of the operating voltage is still effective. As a result of the lack of power supply, the output stage

2« transistoren nicht mehr zerstört werden.2 «transistors can no longer be destroyed.

Vorteilhafte Weilerbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous hamlets of the invention are described in the subclaims.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehendThe invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing

2^r> näher erläutert. Der dargestellte Gegentakt-B-Verstärker enthält eine durch die beiden Transistoren T2, 7"3 gebildeten Differenzverstärker mit Eingangsklemmen 8 und 9, fine Treiberstufe T5 und zwei Endstufentransistoren T6, T7, die einen Lautsprecher L speisen. Die2 ^r > explained in more detail. The push-pull B amplifier shown contains a differential amplifier formed by the two transistors T2, 7 "3 with input terminals 8 and 9, a driver stage T5 and two output stage transistors T6, T7 which feed a loudspeaker L. The

ι» Eingangskleinme 9 ist zum Zwecke einer Gegenkopplung über den Widerstand 15 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der limitier der beiden Endstufen transistoren 7"6 und 7"7 verbunden. Die Spannungsversorgung erfolgt durch die gegen dem auf 0 Voltι »Input small 9 is for the purpose of a negative feedback Via the resistor 15 to the common connection point, the limiters of the two output stages transistors 7 "6 and 7" 7 connected. The power supply takes place through the against that to 0 volts

f) liegenden Bezugspotential geschalteten Betriebsspannungen + Un und — Uli. Der positive Pol +Un der Betriebsspannung ist über eine Sicherung .SVl mit dem Kollektor des Endstufentransistors 7"6 und der einen Versorgungsleitung H und der negative Pol — Un der Betriebsspannung ist über eine Sicherung Si2 mit dem Kollektor des Endstufentransistors 7 7 und der anderen Versorgungsleitung 12 verbunden. Eine erste Konstantstromquelle 7"1 ist zur Einspeisung eines Stromes für den Differenzverstärker 7"2. Ti vorgesehen, währendf) the reference potential of the switched operating voltages + Un and - Uli. The positive pole + Un of the operating voltage is via a fuse .SVl to the collector of the output stage transistor 7 "6 and the one supply line H and the negative pole - Un of the operating voltage is via a fuse Si2 to the collector of the output stage transistor 7 7 and the other supply line 12. A first constant current source 7 "1 is provided for feeding in a current for the differential amplifier 7" 2. Ti , during

4¹) eine /weite Konsiantsiromquclle T 4 in der Kollektorleitung der Treiberstufe T5 angeordnet ist. Die beiden Konstantstromquellen sind durch Transistoren Tl, Γ4 gebildet, die mit jeweils konstanter Vorspannung betrieben werden. Die konstante Vorspannung wird4 ¹ ) a / wide Konsiantsiromquclle T 4 is arranged in the collector line of the driver stage T5. The two constant current sources are formed by transistors Tl, Γ4, which are each operated with a constant bias voltage. The constant bias becomes

V) durch Dioden 1, 2 bzw. 4, 5 erzeugt, die in Reihe mit je einen Widerstand 3,6 geschaltet sind. V) generated by diodes 1, 2 or 4, 5, which are connected in series with a resistor 3,6.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei nachfolgend zunächst angenommen, daß der Punkt 10, mit dem die beiden Widerstände 3, 6 verbunden sind, galvanischFor a better understanding of the invention, see below initially assumed that the point 10, to which the two resistors 3, 6 are connected, galvanically

'S") über die Leitung 12 mit der negativen Betriebsspannungshälfte — Un verbunden sei. Es hat sich gezeigt, daß dann bei Ausfall einer der beiden Hälften der Betriebsspannung (z. B. wegen Ausfallens einer der beiden Sicherungen Si 1, 5/2) die Endstufentransistoren'S ") via line 12 to the negative operating voltage half - Un . It has been shown that if one of the two halves of the operating voltage fails (e.g. due to failure of one of the two fuses Si 1, 5/2) the output stage transistors

bo T6, T7 zerstört werden können. Wird z. B. die untere Hälfte -Ub der Betriebsspannung zu 0 Volt, sind zwar die Transistoren T2, T3 ohne Kollcktorspannung. jedoch bleiben die Vorspannungen der Konstantstromquellen Tl und T4 erhalten. Dadurch steigt diebo T6, T7 can be destroyed. Is z. B. the lower half -Ub of the operating voltage to 0 volts, although the transistors T2, T3 are without collector voltage. however, the bias voltages of the constant current sources T1 and T4 are retained. This increases the

h^r' Spannung am Kollektor von T4, d. h. an der Basis von /6 bis annähernd auf + Un, wodurch T6 vollständig dgrehgesteuert wird. Dadurch fließt durch den oberen Transistor Td ein Strom, der im wesentlichen nur durchh ^r 'voltage at the collector of T4, ie at the base of / 6 to approximately + Un, whereby T6 is completely controlled by rotation. As a result, a current flows through the upper transistor Td , which is essentially only through

den Lautsprecher L begrenzt wird und der den Transistor T6 zerstören kann, da die für Spitzenbelastung ausgelegte träge Sicherung Si 1 entweder gar nicht oder nicht sofort anspricht. Dieser relativ große Strom fließt unabhängig davon, ob der Verstärker angesteuert wird oder nicht. Ähnlica fließt ein relativ großer Strom durch den Endstufentransistor TT, wenn die obere Hälfte + Under Betriebsspannung ausfällt und der Verstärker angesteuert wird.the loudspeaker L is limited and which can destroy the transistor T6, since the slow fuse Si 1 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. Similarly, a relatively large current flows through the output stage transistor TT when the upper half + Under operating voltage fails and the amplifier is activated.

Die Gefahr der Zerstörung der Endstufentransistoren Γ6 und TT wird bei Anwendung der Erfindung durch eine Hilfsschaltung 7 vermieden, welche die Stromquellen Tl und TA, 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 — Un der Betriebsspannung verbunden. Die Zenerdiode ist also zur Erzeugung der Vorspannung der Transistoren TX und T4 mit herangezogen. Die Zenerspannung der Zenerdiode Zist in vorteilhafter Weise etwas größer als die Hälfte iV2der 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 eine Spannung unterhalb der Zenerspannung ab, können die Transistoren 7"1 und T4 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, 7~4 gebildeten Konstantstrcmquellen sind also unwirksam. Der gesperrte Transistor TA kann deshalb bei Ausfall der unteren Hälfte — Ub 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 TT vermieden, wenn die obere Hälfte + Under Betriebsspannung ausfällt.The risk of destroying the output stage transistors Γ6 and TT is avoided when using the invention by an auxiliary circuit 7, which makes the current sources T1 and TA ineffective in the event of the described failure of half of the operating voltage or when the operating voltage drops below a predetermined value. 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 connection line 12 with the lower half - connected to the operating voltage Un. The Zener diode is also used to generate the bias voltage of the transistors TX and T4. The Zener voltage of the Zener diode Z is advantageously selected to be somewhat greater than half iV2 of the maximum operating voltage that occurs. In the case of undisturbed operation, point 10 is therefore approximately at 0 volts. If half of the operating voltage fails or drops to a voltage below the Zener voltage, the transistors 7 "1 and T4 can no longer supply any current because their bias voltages are no longer applicable. This is because current no longer flows through the Zener diode Z and therefore no voltage drop occurs at diodes 1, 2 or 4, 5. The constant current sources formed by the two transistors Ti, 7 ~ 4 are therefore ineffective. The blocked transistor TA can therefore not generate any current if the lower half - Ub of the operating voltage fails feed into the output stage transistor 7 "6, which is now also blocked. Using the Zener diode Z also prevents the lower output stage transistor TT from being destroyed if the upper half + Under 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. B. Schmitt-Trigger, anzuwenden. Mittels des Schmitt-Triggers könnte bcispielsv/eise die jeweilige Vorspannung der Transistoren Tt und 7"4 abgeschaltet werden, wenn eine Hälfte der Betriebsspannung ausfällt bzw. unterhalb einesThe invention is not restricted to the exemplary embodiment described. It is also conceivable, instead of the auxiliary circuit 7 shown, other voltage-sensitive circuits, e.g. B. Schmitt trigger to apply. By means of the Schmitt trigger, the respective bias voltage of the transistors Tt and 7 "4 could, for example, be switched off if one half of the operating voltage fails or is below one

j·-- vorbestimmten Wertes absinkt.j · - the predetermined value decreases.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent 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 arbeil resistance of a dem Differential amplifier downstream driver stage, characterized in that part of the voltage divider is an auxiliary circuit (7) which tests the operating voltage and which switches off the bias voltages and thus the constant current sources (Ti, T4) when the operating voltage (-Ub, + Ub) is below a; given value decreases.

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 is de-energized power.

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

4. Protection circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the anode of the Zener diode (Z) is connected to the negative pole (-Un) of the operating voltage.

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