DE1083355B

DE1083355B - Protection device for a transistor-controlled power supply with constant output voltage

Info

Publication number: DE1083355B
Application number: DET16244A
Authority: DE
Inventors: Erich Bischoff
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1959-02-06
Filing date: 1959-02-06
Publication date: 1960-06-15
Also published as: JPS368370B1

Description

Schutzeinrichtung für ein durch einen Transistor gesteuertes Netzgerät mit konstanter Ausgangsspannung Die Erfindung bezieht sich auf ein bekanntes Netzgerät, welches eine konstante Gleichspannung dadurch liefert, daß ein in Reihe zur Speisespannung liegender Transistor an seiner Basis über einen verstärkenden Transistor von der Differenz eines Teiles der Ausgangsspannung und einer konstanten Bezugsspannung im Sinne einer Konstanthaltung der Ausgangsspannung gesteuert wird. Bei einem Kurzschluß der Ausgangsspannung eines solchen Netzgerätes besteht die Gefahr, daß der erwähnte, gesteuerte Transistor infolge zu starker Strombelastung zerstört wird. Die Erfindung gibt eine Schutzeinrichtung für den Transistor an.Protective device for a power supply unit controlled by a transistor with constant output voltage The invention relates to a known power supply unit, which supplies a constant DC voltage by having one in series with the supply voltage lying transistor at its base via an amplifying transistor from the Difference of part of the output voltage and a constant reference voltage is controlled in the sense of keeping the output voltage constant. In the event of a short circuit the output voltage of such a power supply, there is a risk that the mentioned, controlled transistor is destroyed as a result of excessive current load. The invention specifies a protective device for the transistor.

Erfindungsgemäß wird der gesteuerte Reihentransistor des oben beschriebenen Netzgerätes vor einer Überlastung bei einem vollständigen oder näherungsweisen Kurzschluß der Ausgangsspannung dadurch geschützt, daß die Änderung der Ausgangsspannung bei einem Kurzschluß der Ausgangsspannung über eine oder mehrere Hilfstransistoren- die Basisvorspannung des gesteuerten Transistors im Sinne einer Unterdrückung des Kurzschlußstromes beeinflußt.According to the invention, the controlled series transistor becomes the one described above Power supply against overload in the event of a complete or approximate short circuit the output voltage protected by the change in the output voltage at a short circuit of the output voltage via one or more auxiliary transistors the base bias of the controlled transistor in the sense of suppressing the Short-circuit current influenced.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung.The drawing shows exemplary embodiments of the invention.

In Fig. 1 ist rechts von der strichpunktierten Linie die Schaltung des bekannten geregelten Netzgerätes und links davon die erfindungsgemäße Schutzschaltung dargestellt. Die Basis des Reihentransistors T2 wird von der am Widerstand R1 liegenden Spannung im Sinne einer Konstanthaltung der Ausgangsspannung U2 gesteuert. -Sie wird von einem verstärkenden Transistor T1 geliefert, dessen Basis von der Differenz eines Teiles der Ausgangsspannung U2 am Abgriff des Spannungsteilers R3 und der konstanten Bezugsspannung an der Zenerdiode D1 beeinflußt wird. Die Zenerdiode liegt über den Widerstand R2 an der Spannung U2.In Fig. 1, the circuit is to the right of the dash-dotted line of the known regulated power supply and to the left of it the protective circuit according to the invention shown. The base of the series transistor T2 is connected to the resistor R1 Voltage controlled in the sense of keeping the output voltage U2 constant. -She is supplied by an amplifying transistor T1, whose base depends on the difference a part of the output voltage U2 at the tap of the voltage divider R3 and the constant reference voltage at the Zener diode D1 is influenced. The zener diode is on via the resistor R2 to the voltage U2.

Die beschriebene Funktion wird im Normalfall durch die Schutzschaltung, die die Transistoren T3 und T4 enthält, nicht beeinträchtigt. Der Transistor T4 ist über den Widerstand R4 von der negativen Ausgangsspannung U, voll geöffnet, also leitend gemacht. Dadurch ist seine yKollektorspannung soweit heruntergesetzt, daß der Transistor T3, der am Emitter über den Spannungsteiler R., RD geeignet vorgespannt ist, gesperrt wird. Werden nun die Ausgangsklemmen durch einen Kurzschluß verbunden, bricht die Ausgangsspannung U2 zusammen. Damit wird der vorher leitende Transistor T4 gesperrt, und der Transistor T3 wird über den Widerstand R; von der Eingangsspannung U1 bis auf seine Restspannung geöffnet, wodurch am unteren Ende des Widerstandes R1 eine starke positive Spannung gegenüber seinem oberen Ende entsteht, die den Reihentransistor T2 der Regelschalteng praktisch sperrt. Dieser Zustand der Schaltung bleibt auch nach Aufhebung des Kurzschlusses erhalten, da der Transistor T4 über den gesperrten Transistor T2 und über R4 nicht wieder geöffnet werden kann.The function described is normally ensured by the protective circuit, which contains the transistors T3 and T4, is not affected. The transistor T4 is fully open via the resistor R4 from the negative output voltage U, so made conductive. As a result, its ycollector voltage is reduced to such an extent that that the transistor T3, which is suitably biased at the emitter via the voltage divider R., RD is blocked. If the output terminals are now connected by a short circuit, the output voltage U2 collapses. This becomes the transistor that was previously conductive T4 blocked, and the transistor T3 is through the resistor R; from the input voltage U1 opened up to its residual voltage, whereby at the lower end of the resistor R1 creates a strong positive voltage across its upper end which causes the Series transistor T2 of the control circuit practically blocks. This state of the circuit is retained even after the short circuit has been removed, since transistor T4 is over the blocked transistor T2 and cannot be reopened via R4.

Durch Betätigung der Taste Tal wird der Transistor T4 über den Widerstand R8 von der Eingangsspannung wieder geöffnet, wodurch der Ausgangszustand wieder hergestellt wird.By pressing the Tal key, the transistor T4 is opened again by the input voltage via the resistor R8, whereby the initial state is restored.

In Fig. 2 wird durch Vorspannung des Emitters von T4 über den Spannungsteiler R9, Rio erreicht, daß die Schutzschaltung schon anspricht, wenn U2 eine mit R9, Rio gegebene Schwellenspannung unterschreitet. Mit dieser Schaltung erreicht man also, daß die Schutzschaltung auch anspricht, wenn U2 durch eine extreme Belastung nur zum Teil zusammenbricht. Darüber hinaus erzielt man in dieser Schaltung eine höhere Abschaltgeschwindigkeit.In Fig. 2, biasing the emitter of T4 across the voltage divider R9, Rio achieves that the protective circuit responds when U2 has one with R9, Rio falls below the given threshold voltage. With this circuit you can achieve so that the protective circuit responds when U2 is exposed to an extreme load only partially collapses. In addition, this circuit achieves a higher shutdown speed.

Da T4 im Normalfall leitend sein muß, muß entsprechend der Emitterspannung an Rio auch das Basispotential von T4 durch den Widerstand Ril angehoben werden. Der Kondensator C1 ist vorgesehen, um die Emittervorspannung von T4 während des Abschaltvorganges festzuhalten.Since T4 must normally be conductive, it must correspond to the emitter voltage at Rio the base potential of T4 can also be raised by the resistor Ril. Capacitor C1 is provided to reduce the emitter bias of T4 during the To record the shutdown process.

Durch die Anhebung der Potentiale an Emitter und Basis von T4 wird auch das zugehörige Kollektorpotential angehoben, so daß der Transistor T3, der mit seinen Potentialen durch die Regelschaltung festgelegt ist in der in Fig. 1 gezeichneten Weise nicht mehr gesperrt werden könnte. Um das doch zu erreichen, ist in Abb. 2 die Zenerdiode D2 vorgesehen, die im Normalfall bei leitendem Transistor T4 gesperrt ist, womit dann die Spannung am Wider.-stand R12 so klein ist, daß T3 sicher gesperrt wird. Wird bei Ansprechen der Schutzschaltung der Transistor T4 gesperrt, so steigt dessen Kollektorspannung bis zum Öffnen von D-2 bei Erreichen der Zener-. Spannung, wodurch dann die Spannung. an R12 so weit steigt; daß T3 voll äufgesteuert wird.By increasing the potentials at the emitter and base of T4, also raised the associated collector potential, so that the transistor T3, the with its potentials is determined by the control circuit in FIG. 1 drawn way could no longer be locked. In order to achieve that the Zener diode D2 is provided in Fig. 2, which is normally the case when the transistor is conducting T4 is blocked, which means that the voltage at the resistor was R12 so is small that T3 is safely blocked. Is when the protective circuit responds the transistor T4 blocked, its collector voltage increases until the opening of D-2 when reaching the Zener. Tension, which then creates tension. on R12 so far increases; that T3 is fully controlled.

Die Auslösung der Abschaltung erfolgt wie zuvor über die Taste Tal.The switch-off is triggered as before using the Tal key.

In Fig. 3 ist die Schaltung nach Fig. 2 den Erfordernissen eines Nefzversorgungsgerätes angepaßt, bei dem die Ausgangsspannung in einem größeren Bereich verändert werden kann. Die Feineinstellung der Ausgangsspannung U2 erfolgt in bekannter Weise durch Änderung des Abgriffes von R3 (Fig.2), während die Grobeinstellung durch stufenweise Änderung von U1 erfolgt. Zur angenäherten Konstanthaltung der Aussteuerung des Transistors T4 im Bereich der über R4 zugeführten variablen Ausgangsspannung ist für R11 ein Heißleiter verwendet. Die Widerstände R13 und R14 sind zur Begrenzung der Basisströme bestimmt.In Fig. 3, the circuit of Fig. 2 is the requirements of a Nefzversorgungsgerätes adapted in which the output voltage can be changed in a larger range can. The output voltage U2 is fine-tuned in a known manner Change of the tap of R3 (Fig. 2), while the coarse adjustment by stepwise Change of U1 takes place. To keep the modulation of the transistor more or less constant T4 in the range of the variable output voltage supplied via R4 is on for R11 Thermistor used. The resistors R13 and R14 are to limit the base currents certainly.

In allen drei Schaltungen können zwischen die Transistoren Ti und T2 in bekannter Weise weitere Transistoren geschaltet werden, wenn der starke Basisstrom von T2 nicht direkt von T1 gesteuert werden kann.In all three circuits, between the transistors Ti and T2 further transistors are switched in a known manner when the strong base current from T2 cannot be controlled directly from T1.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Protection device for a power supply unit, which is a constant DC voltage is supplied by the fact that a Transistor at its base via an amplifying transistor from the difference a part of the output voltage and a constant reference voltage g in the sense of a _constants of the output voltage is controlled, characterized in that the controlled series transistor (T2). before overloading at a full or approximate short circuit of the output voltage is protected in that the change_der output voltage in the event of a short circuit in the output voltage one or more auxiliary transistors (T4, T3) the base bias of the controlled Transistor (T2) influenced in the sense of a suppression of the short-circuit current (Fig. 1 to 3).

2. Protection device according to claim 1, characterized in that in the shunt to the series connection of the amplifying transistor (T1) and the reference voltage source (Dl) an auxiliary transistor (T3) is located, which in normal operation is thereby non-conductive is that its base via a further auxiliary transistor, which is conductive during normal operation (T4) receives a corresponding bias voltage, the base of the further auxiliary transistor (T4) connected to that pole (-) of the output voltage via a resistor (R4) is, -an which the controlled transistor (T2) is located, so that in the event of a short circuit of the Output voltage of the further auxiliary transistor (T4) becomes non-conductive and thereby makes the first auxiliary transistor (T.) conductive, thereby biasing the base of the controlled transistor (T2) is changed so second that the. Short circuit current is suppressed (Fig.1).

3. Protection circuit according to claim 2, characterized by a Zener diode (D2) between the two auxiliary transistors (Fig.2 and 3). Documents considered: French Patent No. 1169 849; Telefunken Zeitung, September 1958, p. 172; Electronic Rundschau, 1958, p. 343; Electronie Engineering, February 1957, p. 95.