NL8004566A

NL8004566A - OVERLOAD PROTECTION AND OVERLOAD INDICATION CIRCUIT FOR A SPEAKER DEVICE.

Info

Publication number: NL8004566A
Application number: NL8004566A
Authority: NL
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1979-08-16
Filing date: 1980-08-12
Publication date: 1981-02-18
Also published as: DE2933010C2; IT8023857A0; IT1193977B; DE2933010A1

Description

*. - Λ A.C. 0186 T. Hommel 1*. - Λ A.C. 0186 T. Bumblebee 1

Overbelastingbeveiligings- en overbelastingsindicatiesdbakeling voor een luidsprekerinrichting.Overload protection and overload indicators for a loudspeaker arrangement.

De uitvinding heeft betrekking op een overbelastingsindicatie-schakeling voor een luidsprekerinrichting, welke parallel aan een luidsprekerinrichting op een audiofrequente wisselspanningsbron is aangesloten en voorzien is van een gelijkrichter voor audiofrequente 5 wisselspanningen, waarbij de gelijkgerichte audiofrequente wisselspanning een transistorschakeltrap stuurt, in de belastingsketen waarvan een relais met een rustcontact en een werkcontact en een daarmee parallel geschakelde condensator aanwezig is, en het rustcontact in een toevoerleiding van de audiofrequente wisselspannings-10 bron naar de luidsprekerinrichting is aangebracht. Een dergelijke overbelastingbeveiligingsschakeling is bekend (Duitse Auslegeschrift 2.624.252).The invention relates to an overload indication circuit for a loudspeaker device, which is connected in parallel to a loudspeaker device to an audio frequency AC voltage source and is provided with a rectifier for audio frequency AC voltages, the rectified audio frequency AC voltage driving a transistor switching stage, in the load circuit of which a relay with a rest contact and a working contact and a capacitor connected in parallel therewith, and the rest contact is arranged in a supply line from the audio-frequency alternating voltage source to the loudspeaker device. Such an overload protection circuit is known (German Auslegeschrift 2,624,252).

Omdat laagfrequente ver slakkers in toenemende mate met grotere uitgangsvermogens worden vervaardigd bestaat het gevaar dat slechts 15 voor geringe vermogens gedimensioneerde luidsprekerinrichtingen worden beschadigd wanneer er hogere vermogens aan toegevoerd warden. Omdat volgens de zogenaamde DIE-norm 45 500 de schijnbare weerstand van een luidsprekerinrichting constant wordt verondersteld is de amplitude van de aan de luidsprekerinrichting tbegevoerde audiofre-20 quente wisselspanning een maat voor het aan de luidsprekerinrichting toegevoerde vermogen.Since low-frequency attenuators are increasingly manufactured with higher output powers, there is a risk that only 15 low-power loudspeaker devices will be damaged if higher powers are supplied to them. Because, according to the so-called DIE standard 45 500, the apparent resistance of a loudspeaker device is assumed to be constant, the amplitude of the audio frequency AC voltage supplied to the loudspeaker device is a measure of the power supplied to the speaker device.

Bij de bekende overbelastingbeveiligingsschakeling wordt als aftaster voor de hoogte van het aan de luidspreferinrichting toegevoerde vermogen respectivelijk de amplitude van de toonfrequente 25 wisselspanning een zenerdiode gebruikt. Als de gelijkgerichte audiofrequente wisselspanning een waarde bereikt die overeenstemt met de doorbraakspanning van de zenerdiode dan wordt de transistor, die dienst doet als schakelaar voor de voedingsstroom van het relais geleidend. Het relais trekt aan en schakelt de luidsprekerinrichting 30 af.In the known overload protection circuit, a zener diode is used as a sensor for the height of the power supplied to the loudspeaker device and the amplitude of the tone frequency AC voltage, respectively. When the rectified audio frequency AC voltage reaches a value corresponding to the breakdown voltage of the Zener diode, the transistor, which acts as a switch for the relay's supply current, becomes conductive. The relay activates and switches off the loudspeaker device 30.

Bij de bekende overbelastingbeveiligingsschakeling kan daarom ook een kortstondige toevoer van een te hoge audiofrequente wisselspanning leiden tot afschakeling van de luidsprekerinrichting, ook als deze drempelwaardeoverschrijding nog geen gevaar oplevert voor 35 de luidsprekerinrichting.In the known overload protection circuit, therefore, a brief supply of an excessively high audio frequency alternating voltage can also lead to the loudspeaker device being switched off, even if this threshold value violation does not yet endanger the loudspeaker device.

Luidsprekerinrichtingen bezitten namelijk de eigenschap dat 8004566 * τ -2- de belastbaarheid een functie van de tijd is, dat wil zeggen dat luidsprekerinrichtingen kortstondig belast kunnen worden met een meervoud van het nominale vermogen. Wenselijk is derhalve een over-belastingbeveilingsschakeling, waarbij als kriterium voor het in 5 werking treden van de overbelastingbeveiliging niet alleen het aan de luidsprekerinrichting toegevoerde vermogen wordt gebruikt, maar ook de duur van het toegevoerde vermogen.Namely, loudspeaker devices have the property that the loadability is 8004566 * τ -2- as a function of time, that is, loudspeaker devices can be briefly loaded with a multiple of the nominal power. It is therefore desirable to have an overload protection circuit in which the criterion for triggering the overload protection is used not only the power supplied to the loudspeaker device, but also the duration of the power supplied.

De uitvinding heeft dan ook ten doel een dergelijke overbelas-tingbeveilingsschakeling te verschaffen welke bovendien middelen 10 bezit die nog vóór het bereiken van de belasting-tijd-grens aan de gebruiker door middel van optische indicatie signaleert dat de luidsprekerinrichting juist onder deze grens wordt bedreven en er dus afschakeling dreigt.The object of the invention is therefore to provide such an overload protection circuit, which additionally has means 10 which even before reaching the load-time limit indicate to the user by optical indication that the loudspeaker device is operated just below this limit and so there is a risk of shutdown.

Aan deze doelstelling wordt volgens de uitvinding voldaan door-15 dat tussen de audiofrequente wisselspanningsgelijkrichter en de transistorschakeltrap een waarderingsschakeling wordt aangebracht waarvan de uitgangsspanning afhankelijk is van het per tijdseenheid aan de luidsprekerinrichting toegevoerde vermogen en tussen de waar-deringschakeling en de transistorschakeltrap een stuurtrap wordt 20 aangebracht en aan de stuur- en schakeltrap elk stroombegrenzings-trappen worden toegevoegd.This object is achieved according to the invention by providing a rating circuit between the audio-frequency alternating current rectifier and the transistor switching stage, the output voltage of which depends on the power supplied to the loudspeaker device per unit time and a driver stage becomes between the rating circuit and the transistor switching stage. and current limiting stages are added to the control and switching stage.

De overbelastingeveiligingsschakeling volgens de uitvinding is zodanig uitgevoerd, dat de luidsprekerinrichting pas dan wordt afgeschakeld als de gemiddelde waarde van het aan de luidsprekerin-25 richting toegevoerde vermogen over een bepaalde periode die géL ijk is aan of groter is dan het muziekvermogen. De luidsprekerinrichting wordt zelfstandig weer ingeschakeld wanneer de gemiddelde waarde van het toegevoerde vermogen gedurende een bepaalde periode een vermogenswaarde vertoont onder het nominale vermogen.The overload protection circuit according to the invention is designed such that the loudspeaker device is only switched off when the average value of the power supplied to the loudspeaker device over a certain period is equal to or greater than the music power. The loudspeaker device is switched on again automatically when the average value of the supplied power shows a power value below the nominal power for a certain period of time.

50 De uitvinding wordt aan de hand van de figuren 1 tot en met 3 nader verklaard.The invention is explained in more detail with reference to Figures 1 to 3.

Fig. 1 toont een blokschema van de overbelastingbeveiligings-schakeling volgens de uitvinding.Fig. 1 shows a block diagram of the overload protection circuit according to the invention.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvorm van de schakeling volgens fig.Fig. 2 shows an embodiment of the circuit of FIG.

35 1.35 1.

Fig. 3 toont een andere uitvoeringsvorm van de schakeling volgens fig. 1.Fig. 3 shows another embodiment of the circuit of FIG. 1.

Zoals blijkt uit fig. 1 is de luidsprekerinrichting L met de aansluitingen A en B aangesloten op de uitgangsklemmen van een laag-40 frequente versterker. In een toevoerleiding van de aansluitingen 8004566 -3- r naar de luidsprekerinrichting L is het rustcontact r vaas het relais aangebracht. De overbelastingbeveiligingsschakeling wordt gevoed door de gelijkrichter Gl, die parallel aan de luidsprekerinrichting L met de aansluitklemmen A en B is verbonden en die de audiofrequente 5 wisselspanning gelijkricht. De gelijkgerichte audiofrequente wisselspanning wordt enerzijds toegevoerd aan de stuur- en indicatietrap en de schakeltrap met de telkens bijbehorende stroom begrenzings-trappen 1 en 2 en wordt anderzijds toegevoerd aan de waarderings-schakeling. De waarderingsschakeling test welk vermogen per tijds-10 eenheid aan deluidsprekrinrichting wordt toegevoerd. Zolang dit vermogen tijdens een bepaalde tijdsduur het toelaatbare vermogen niet overschrijdt, zolang worden de overige trappen bedrijfsgereed gehouden. Ze komen pas in werking wanneer het toelaatbare vermogen gedurende een bepaalde tijdsduur wordt overschreden.As shown in Fig. 1, the loudspeaker device L with the terminals A and B is connected to the output terminals of a low-40 frequency amplifier. In the supply line of the connections 8004566 -3- r to the loudspeaker device L, the rest contact r vase the relay is arranged. The overload protection circuit is powered by the rectifier G1, which is connected in parallel to the loudspeaker device L to the terminals A and B and which rectifies the audio frequency AC voltage. The rectified audio-frequency alternating voltage is supplied on the one hand to the control and display stage and the switching stage with the respective current limiting stages 1 and 2 and on the other side to the rating circuit. The rating circuit tests which power is supplied to the loudspeaker per unit of time. As long as this power does not exceed the permissible power during a certain period of time, as long as the other stages are kept ready for operation. They only come into effect when the permissible power is exceeded for a certain period of time.

15 Fig. 2 toont een concrete schakeling van de in fig. 1 getoonde principeschakeling. Bij dit uitvoeringsvoorbeeld bestaat de waarde-ringsschakeling uit een schakelinrichting met gedefinieerde laad-en ontlaadtijden, welke samengesteld is uit de bouwstenen R1, R2, R3, B4, R5, C1, D1, D2, T3 (basis-emitter) en R7· De gedefiniesrde 20 laadtijd wordt bepaald door R2, R5, R4> R5 en 01. De gedifinieerde ontlaadt!jd wordt bepaald door R1, R2, R3, R4> R5> C1, D1, D2, T3 en R7. De loperpositie van R4 heeft tot en met het werkzaam worden van de stuur- erischakeltrap geen invloed op de laad- en ontlaadtijden. Zij dient er slechts voor om de op de loper optredende spanning aan 25 te passen aan toleranties in de bouwstenen en aan luidsprekerinrich-tingen van verschillende belastbaarheid.FIG. 2 shows a concrete circuit of the principle circuit shown in FIG. 1. In this exemplary embodiment, the evaluation circuit consists of a switching device with defined charge and discharge times, which is composed of the building blocks R1, R2, R3, B4, R5, C1, D1, D2, T3 (base emitter) and R7 · De The defined loading time is determined by R2, R5, R4> R5 and 01. The defined discharge time is determined by R1, R2, R3, R4> R5> C1, D1, D2, T3 and R7. The runner position of R4 does not affect the charging and discharging times up to the activation of the control switch stage. It only serves to adapt the voltage occurring on the runner to tolerances in the building blocks and to loudspeaker devices of different load capacity.

De stroombegrenzing 1 bestaat uit R1, D1, D2, T3 en R7. De stuur- en indicatietrap bestaat uit R6, D3» D4> LD, T2, ZD, T3 en R7 terwijl bij de stroombegrenzing 2 en de schakeltrap R6, D3, D4, R7> 30 R8, R9, D1 en D3 in werking treden. De condensator 02, parallel ge schakeld aan het relais dient ervoor het klapperen van het relais bij lage audiofrequenties te verhinderen.The current limit 1 consists of R1, D1, D2, T3 and R7. The control and display stage consists of R6, D3 »D4> LD, T2, ZD, T3 and R7, while current limiting 2 and switching stage R6, D3, D4, R7> 30 activate R8, R9, D1 and D3. The capacitor 02, connected in parallel to the relay, serves to prevent chattering of the relay at low audio frequencies.

De overbelastingbeveilings- en overbelastingindicatieschakelingiB werkt als volgt: 35 Als het aan de luidsprekerinrichting toegevoerde vermogen voort durend groter is dan het nominale vermogen van de luidsprekerinrichting, dan bereikt na een bepaalde tijd het spanningsverschil tussen de gelijkgerichte audiofrequente wisselspanning + = en de van de loper van R4 afgenomen gelijkspanning een waarde waarbij T2 ge-40 leidend begint te worden. De strom in de tak waarin de lichtgevende 8004566 -4-The overload protection and overload indication circuit iB operates as follows: 35 If the power supplied to the speaker device is continuously greater than the rated power of the speaker device, the voltage difference between the rectified audio frequency AC + + and that of the runner of R4 DC voltage decreased a value at which T2-40 begins to take lead. The strom in the branch in which the luminous 8004566 -4-

# I# I

diode is geplaatst, die bepaald wordt door de coliectorstroom van T3, neemt een waarde aan, waarbij de lichtgevende diode begint op te lichten. Dit is een optisch waarschuwingssignaal voor het feit, dat het met de belastbaarheid van de luidsprekerinrichting overeen-5 stemmende vermogen nu is bereikt en dat afschakeling van de luidsprekerinrichting dreigt indien het vermogen verder wordt vergroot.diode, which is determined by the colictor current of T3, takes on a value at which the light emitting diode starts to light up. This is an optical warning signal for the fact that the power corresponding to the load capacity of the loudspeaker device has now been reached and that the loudspeaker device threatens to switch off if the power is further increased.

Wordt het vermogen verder vergroot en gedurende bepaalde tijd in stand gehouden dan wordt T2 volledig geleidend . Daardoor bereid de spanning op de basis van T1 een waarde waarbij T1 in geleiding 10 wordt gestuurd. Daarmee stijgt ook de spanning over het relais tot een waarde van bijvoorbeeld 18 7, waarbij dit relais aantrekt en de luidsprekerinrichting van de klemmen A en B afschakelt. Tegelijkertijd wordt het werkcontact a gesloten, waardoor een shunt over de relaistak wordt ingeschakeld. Als gevolg van de lastafschakeling 15 vindt een spanningsverhouding van ϋ^= plaats, waardoor de spanning over het relais stijgt tot de houdspanning van bijvoorbeeld 24 Y.If the power is further increased and maintained for a certain time, T2 becomes fully conductive. Therefore, the voltage on the base of T1 prepares a value at which T1 is guided in conduction 10. This also increases the voltage across the relay to a value of, for example, 18 7, whereby this relay picks up and the loudspeaker arrangement of terminals A and B is switched off. At the same time, the working contact a is closed, enabling a shunt across the relay branch. As a result of the load disconnection 15, a voltage ratio of ϋ ^ = takes place, as a result of which the voltage across the relay rises to the holding voltage of, for example, 24 Y.

De houdspanning die evenredig is met de collectorstroom van T1 blijft over een groot gebied van constant. Een deel van de stroom wordt door de shunttak overgenomen.The holding voltage proportional to the collector current of T1 remains constant over a wide range. Part of the flow is taken over by the shunt branch.

20 Pas wanneer het aan de luidsprekerinrichting toegevoerde ver mogen gedurende bepaalde tijdsduur zeer veel kleiner is dan het nominale vermogen en daardoor de spanning over het relais is gedaald tot een lage waarde van bijvoorbeeld 12 Y, dan valt het relais af en wordt de luidsprekerinrichting weer met de klemmen A en B verbonden. 25 De schakeling volgens fig. 3 verschilt van de in fig. 2 ge toonde schakeling doordat vóór R2 de diode D5 is geplaatst. De diode D5 ontkoppelt het daarvoor liggende deel van de schakeling nauwkeuriger als dit bij de schakeling volgens fig. 2 mogelijk is, waardoor de gedfinieerde ontlaadtijden voor C1 beter gerealiseerd kunnen wor-30 den. Bij deze sehakelinrichting wordt in de waarderingsschakeling de gemiddelde waarde van de gelijkgerichte laagfrequente spanning gewonnen.20 Only when the power supplied to the loudspeaker device for a certain period of time is very much less than the nominal power and as a result the voltage across the relay has fallen to a low value of, for example, 12 Y, does the relay drop out and the loudspeaker device terminals A and B are connected. The circuit according to Fig. 3 differs from the circuit shown in Fig. 2 in that the diode D5 is placed in front of R2. The diode D5 decouples the preceding part of the circuit more accurately if this is possible with the circuit according to Fig. 2, so that the defined discharge times for C1 can be better realized. In this switching device, the average value of the rectified low-frequency voltage is obtained in the rating circuit.

(conclusies) 8004566(conclusions) 8004566

Claims

2. Circuit according to claim 1, characterized in that an indication stage is integrated in the control stage. 8004566