DE1168973B

DE1168973B - Circuit arrangement for overload protection of transistors in transistor amplifier stages

Info

Publication number: DE1168973B
Application number: DES76054A
Authority: DE
Inventors: Hans Ratschitzky
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-09-29
Filing date: 1961-09-29
Publication date: 1964-04-30
Also published as: SE311539B; BE623080A

Description

Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz von Transistoren bei Transistorverstärkerstufen Die Erfindung betrifft eine Transistorverstärkerstufe mit als überlastungsschutz wirkender Begrenzerschaltung, bei der die Emitter-Kollektor-Strecke eines Schutztransistors derart in Reihe zu einer der beiden von der Gleichstromquelle kommenden Stromversorgungsleitungen der Transistorverstärkerstufe geschaltet ist, daß der Kollektor des Schutztransistors mit dem von der Gleichstromquelle kommenden und der Emitter mit dem zur Transistorstufe führenden Ende der einen Versorgungsleitung verbunden sind, und bei der ein Gleichrichter, dessen Ausgangsspannung proportional zur Ausgangswechselspannung der Transistorverstärkerstufe ist, mit dem einen Pol seines Ausgangs an die Basis des Schutztransistors geführt ist.Circuit arrangement for overload protection of transistors in transistor amplifier stages The invention relates to a transistor amplifier stage as overload protection acting limiter circuit in which the emitter-collector path of a protective transistor so in series with one of the two power supply lines coming from the direct current source the transistor amplifier stage is connected that the collector of the protection transistor with the one coming from the direct current source and the emitter with the one going to the transistor stage leading end of a supply line are connected, and at which a rectifier, its output voltage proportional to the output alternating voltage of the transistor amplifier stage is, with one pole of its output to the base of the protective transistor is.

Es sind bereits Begrenzerschaltungen bekannt, in denen durch geeignete Maßnahmen der Strom in einer Transistorverstärkerstufe auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt wird.Limiter circuits are already known in which suitable Measures the current in a transistor amplifier stage to a maximum allowable Value is limited.

In F i g. 1 ist die bekannte Schaltung eines selektiven Transistorverstärkers mit einer Endstufe in Gegentakt-B-Betrieb dargestellt, wie er vorzugsweise bei Trägerstromquellen zur Speisung von Vielkanal-Trägerfrequenzsystemen verwendet wird. Die an der Wicklung 1 am Ausgangsübertrager 2 des Verstärkers 'anstehende Teilwechselspannung wird durch den Gleichrichter 3 gleichgerichtet, mittels Ladekondensator 4 geglättet und über die Zenerdiode 5 als versteilerndes Glied der Basis-Emitter-Strecke des Trantistors 6 der Eingangsstufe zugeleitet. Dadurch ist die Ausgangsamplitude des Verstärkers selbsttätig geregelt, so daß sie in gewissen Grenzen unabhängig ist vom Lastwiderstand des Verstärkers, von Schwankungen seiner Versorgungsspannung und der Aussteuerung der Eingangsstufe. Da die selbsttätige Regelung den Endverstärker bei Kurzschluß so weit aussteuern würde, wie es der Verstärkungsreserve der Vorstufe entspricht, muß man die Aussteuerung der Endstufe definiert begrenzen, um die Transistoren 7, 8 der Endstufe zu schützen. Durch den Widerstand 9 in der Kollektorleitung des Transistors 6 der Vorstufe kann die Aussteuerung und damit der Strom in der Endstufe scharf auf den für maximale Last zulässigen Wert begrenzt werden.In Fig. 1 is the known circuit of a selective transistor amplifier shown with an output stage in push-pull B mode, as is preferred for carrier power sources is used to feed multi-channel carrier frequency systems. The one on the winding 1 at the output transformer 2 of the amplifier 'partial alternating voltage is through rectified the rectifier 3, smoothed by means of charging capacitor 4 and over the Zener diode 5 as a steepening element of the base-emitter path of the Trantistor 6 fed to the input stage. This is the output amplitude of the amplifier automatically regulated so that it is independent of the load resistance within certain limits of the amplifier, fluctuations in its supply voltage and the modulation the entrance level. Since the automatic control of the power amplifier in the event of a short circuit would drive as far as it corresponds to the gain reserve of the pre-stage, one must limit the modulation of the output stage in a defined manner in order to use the transistors 7, 8 to protect the output stage. Through the resistor 9 in the collector line of the transistor 6 of the preamp can set the level control and thus the current in the output stage be limited to the value permissible for the maximum load.

Der Nachteil dieser Schaltung liegt jedoch darin, daß in Fällen, in denen mit einem länger anhaltenden Kurzschluß am Ausgang des Verstärkers zu rechnen ist, der Strom in der Endstufe auf denjenigen Wert begrenzt werden muß, der auch beim totalen Kurzschluß am Ausgang des Verstärkers die Transistoren der Ausgangsstufe bei der maximal vorkommenden Batteriespannung nicht überlastet. Dadurch ist die maximal entnehmbare Ausgangsleistung auf einen Wert beschränkt, der weit unterhalb dem liegt, der zugelassen werden könnte, wenn nur auf die Verlustleistung Rücksicht genommen zu werden brauchte, die im Normalbetrieb auftritt.The disadvantage of this circuit, however, is that in cases in those with a prolonged short circuit at the output of the amplifier can be expected is, the current in the output stage must be limited to the value that also in the case of a total short circuit at the output of the amplifier, the transistors of the output stage not overloaded at the maximum occurring battery voltage. This is the maximum output power that can be drawn is limited to a value that is far below the one who could be allowed if only the power loss is taken into account needed to be taken, which occurs in normal operation.

Es ist außerdem eine Schaltungsanordnung bekannt, die für Regelzwecke einsetzbar ist. Die Transistoren sind dabei mit ihrer Emitter-Kollektor-Strecke in eine Versorgungszuleitung eingeschaltet. Der Gleichrichter ist unmittelbar mit dem Ausgang des Transistorverstärkers über eine Ausgangsspule der letzten Stufe verbunden. Die Regelschaltung dient dazu, die Ausgangswechselspannung des Transistorverstärkers trotz verschiedener Einflüsse konstant zu halten. Die Regelschaltung ist deshalb so ausgelegt, daß beim Anwachsen der Spannung am Ausgang des Transistorverstärkers die Kollektor-Emitter-Strecke der Transistoren immer hochohmiger wird, wodurch die den Transistoren des Transistorverstärkers zugeführte Kollektorgleichspannung verringert wird. Man erreicht dadurch, daß beim Anwachsen der Ausgangswechselspannung der Verstärkungsfaktor kleiner wird und erhält als Ergebnis eine konstante Ausgangsspannung. Die Ausgangswechselspannung wird hierbei annähernd proportional zur Versorgungsgleichspannung des Transistorverstärkers geregelt. Da die Verstärkertransistoren bei Anwachsen der überlast, bzw. Kurzschluß immer weiter geöffnet werden, tritt schließlich eine überlastung dieser Transistoren ein, die zu ihrer vollständigen Zerstörung führen kann.There is also known a circuit arrangement for regulating purposes can be used. The transistors are there with their emitter-collector path switched into a supply line. The rectifier is directly with the output of the transistor amplifier via a final stage output coil tied together. The control circuit is used to control the output AC voltage of the transistor amplifier to be kept constant despite various influences. The control circuit is therefore designed so that when the voltage increases at the output of the transistor amplifier the collector-emitter path of the transistors becomes more and more high-resistance, which means that the The collector DC voltage supplied to the transistors of the transistor amplifier is reduced will. What is achieved thereby is that the gain factor increases as the output AC voltage increases becomes smaller and, as a result, has a constant output voltage. The AC output voltage becomes approximately proportional to the DC supply voltage of the transistor amplifier regulated. Because the amplifier transistors increase the overload or short circuit are opened wider and wider, these transistors are eventually overloaded that can lead to their complete destruction.

Es gibt bereits Schutzschaltungen, die eine bessere Ausnutzung der Transistoren gestatten und bei denen Kurzschlußsicherheit gewährleistet ist. Sie beruhen alle darauf, daß kurzzeitig ein höherer Strom in der Endstufe zugelassen wird als der Nennlast entspricht. Tritt Überstrom auf, so dient er als Kriterium für Überlast oder Kurzschluß am Verstärkerausgang und schaltet die Versorgungsspannung ab (Sicherung, Schutzrelais). Abgesehen davon, daß bei diesen Schutzschaltungen zuerst geprüft werden inuß, ob die Überlast oder der Kurzschluß entfernt ist, und dann von Hand auf Betrieb geschaltet werden muß, ist die Ausnutzung des Verstärkers bei Anwendung dieser Schutzschaltungen dadurch begrenzt, daß einerseits mit Schwankungen der Versorgungsspannung gerechnet werden muß und andererseits damit, daß im Betrieb die Ausgangsspannung nicht immer genau auf den Sollwert eingestellt ist. Der Wirkungsgrad des Verstärkers fällt aber sehr schnell ab, wenn das Verhältnis aus dem Scheitelwert der Kollektorwechselspannung zurVersorgungsgleichspannung von 100 % aus zu kleineren Werten absinkt. Dieses Absinken des Wirkungsgrades muß bei den bisherigen Verstärkern trotz aller Schutzschaltungen um so mehr in Kauf genommen werden, je größer die genannten Toleranzen sind.There are already protective circuits that make better use of the Permit transistors and in which short-circuit protection is guaranteed. she are all based on the fact that briefly a higher current in the Output stage is approved than corresponds to the nominal load. If overcurrent occurs, it serves as a Criterion for overload or short circuit at the amplifier output and switches the supply voltage off (fuse, protective relay). Apart from the fact that in these protective circuits it must first be checked whether the overload or the short-circuit has been removed, and must then be switched to operation manually, is the utilization of the amplifier when using these protective circuits limited that on the one hand with fluctuations the supply voltage must be expected and, on the other hand, that in operation the output voltage is not always set exactly to the target value. The efficiency of the amplifier drops very quickly when the ratio of the peak value the collector AC voltage to the DC supply voltage from 100% to lower Values decreases. This decrease in efficiency must be the case with previous amplifiers In spite of all protective circuits, the greater the acceptance, the more it is accepted mentioned tolerances.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bessere Ausnutzung der jeweils eingesetzten Transistoren zu erreichen, ohne dabei auf einen Überlastschutz, der auch noch im Kurzschlußfalle wirksam ist, verzichten zu müssen.The invention is therefore based on the object of better utilization of the transistors used in each case without relying on overload protection, which is also effective in the event of a short circuit, to have to do without.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke eines Schutztransistors derart in Reihe zu einer der beiden von einer Gleichstromquelle kommenden Stromversorgungszuleitungen der Transistorverstärkerstufe geschaltet ist, daß der Kollektor des Schutztransistors mit dem von der Gleichstromquelle kommenden und der Emitter mit dem zur Transistorstufe führenden Ende der einen Versorgungsleitung verbunden ist, während ein Gleichrichter, dessenAusgangsspannung proportional zur Ausgangswechselspannung der Transistorverstärkerstufe ist, mit dem einen Pol seines Ausgangs mit der Basis des Schutztransistors und mit dem anderen Pol seines Ausgangs mit der anderen von der Gleichstromquelle kommenden Versorgungszuleitung der Transistorverstärkerstufe und die Basis des Schutztransistors mit dem Emitter desselben durch einen Widerstand verbunden ist, so daß beim Anwachsen der Überlast am Ausgang der Transistorverstärkerstufe die Kollektor-Emitter-Strecke des Schutztransistors immer hochohmiger und die zwischen dem Emitter des Schutztransistors und der gegenpoligen Versorgungszuleitung der Transistorverstärkerstufe liegende, als Versorgungsspannung der Transistorverstärkerstufe dienende Spannung annähernd proportional zur Ausgangswechselspannung heruntergeregelt wird.To solve this problem, the circuit arrangement is according to the invention designed so that the emitter-collector path of a protective transistor such in series with one of the two power supply lines coming from a direct current source the transistor amplifier stage is connected that the collector of the protection transistor with the one coming from the direct current source and the emitter with the one going to the transistor stage leading end of a supply line is connected, while a rectifier, whose output voltage is proportional to the output AC voltage of the transistor amplifier stage is, with one pole of its output with the base of the protection transistor and with the other pole of its output with the other coming from the direct current source Supply lead of the transistor amplifier stage and the base of the protective transistor is connected to the emitter of the same through a resistor, so that when growing the overload at the output of the transistor amplifier stage the collector-emitter path of the protective transistor and the one between the emitter of the protective transistor and the opposite polarity supply line of the transistor amplifier stage, voltage serving as the supply voltage of the transistor amplifier stage approximately is regulated down in proportion to the output AC voltage.

Durch diese Maßnahmen wird die gestellte Aufgabe in einfacher Weise gelöst. Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung liegt darin, daß durch die annähernd proportionale Regelung der Versorgungsspannung der Transistorstufe zur Ausgangswechselspannung die zulässige Verlustleistung der jeweiligen Transistoren in sämtlichen Betriebsfällen einschließlich des Kurzschlußfalles niemals überschritten wird, so daß eine solche Transistorstufe stets für die bei einem bestimmten Betriebsfall maximal erreichbare Ausgangsleistung ausgelegt werden kann. Hinzu kommt noch, daß die Transistorverstärkerstufe stets mit annähernd konstantem, genau bestimmbarem Wirkungsgrad arbeitet, demjenigen hohen Wirkungsgrad nämlich, der durch das Verhältnis des Scheitelwerts der Kollektorwechselspannung zur Versorgungsgleichspannung gegeben ist. Wegen des geringen Durchgriffes des Kollektorkreises auf dem Emitterkreis werden bei der Art der Anordnung der vorliegenden Schutzschaltung auch Batteriespannungsschwankungen weitgehend ausgeregelt.These measures make the task set in a simple manner solved. A major advantage of the arrangement is that by approximately proportional regulation of the supply voltage of the transistor stage to the output alternating voltage the permissible power loss of the respective transistors in all operating cases including the short-circuit case is never exceeded, so that such Transistor stage always for the maximum achievable in a specific operating case Output power can be designed. In addition, the transistor amplifier stage always works with an approximately constant, precisely determinable efficiency, the one namely high efficiency, due to the ratio of the peak value of the collector alternating voltage is given to the DC supply voltage. Because of the low penetration of the collector circuit on the emitter circuit will be with the type of arrangement of the present protection circuit Battery voltage fluctuations are also largely regulated.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Widerstand parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Schutztransistors geschaltet werden. Dadurch wird erreicht, daß auch in Betriebsfällen, in denen noch keine Ausgangswechselspannung vorhanden ist - z. B. bei Übergang vom Kurzschlußfall zum Normalbetrieb oder beim Einschalten der Batteriespannung - und deshalb die Emitter-Kollektor-Strecke des Schutztransistors sehr hochohmig ist, eine selbsttätige Einregelung auf den gewünschten Betriebsfall erfolgt. Die Schaltungsanordnung ist völlig unabhängig von der Kurvenform der Ausgangsspannung und gleichermaßen für den A-, B- und C-Betrieb geeignet, gleichgültig, ob es sich um Ein- oder Gegentaktstufen handelt. Die spezielle Schutzschaltung kann mit gleichem Erfolg auch bei Oszillatorschaltungen oder ähnlichen Anordnungen benutzt werden.In a further embodiment of the invention, a resistor can be parallel to the emitter-collector path of the protective transistor. This will achieves that even in operating cases in which there is still no AC output voltage is present - e.g. B. when transitioning from a short circuit to normal operation or when Switching on the battery voltage - and therefore the emitter-collector path of the Protection transistor is very high resistance, an automatic adjustment to the desired Operational case takes place. The circuit arrangement is completely independent of the curve shape the output voltage and equally suitable for A, B and C operation, regardless, whether it is single or push-pull stages. The special protection circuit can used with equal success in oscillator circuits or similar arrangements will.

Die Erfindung wird an Hand der in den F i g. 2 bis 6 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele und an Hand des Diagramms nach F i g. 7 näher erläutert.The invention is illustrated with reference to the FIGS. 2 to 6 shown schematically Embodiments and on the basis of the diagram according to FIG. 7 explained in more detail.

Die Schaltung nach F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 durch die zusätzliche Wicklung 11 des Ausgangsübertragers 2, durch eine Gleichrichterschaltung, bestehend aus der Diode 12 und dem Kondensator 13, den Schutztransistor 10, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe zur negativen Versorgungszuleitung geschaltet ist, und den parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Schutztransistors 10 liegenden Widerstand 17. Durch die parallel zur Batterie B liegende Reihenschaltung des Widerstandes der Kollektor-Emitter-Strecke des Schutztransistors 10 und des an den Klemmen 14-15 sich als Quotient der Verstärkerspeisespannung U= zwischen den Klemmen 14-15 und dem Versorgungsgleichstrom I= darstellenden Widerstandes wird die Batteriespannung B im Verhältnis dieser beiden Widerstände aufgeteilt.The circuit according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 through the additional winding 11 of the output transformer 2, through a rectifier circuit consisting of the diode 12 and the capacitor 13, the protective transistor 10, the collector-emitter path of which is connected in series to the negative supply line, and the parallel to the collector-emitter Line of the protective transistor 10 lying resistor 17. By the parallel to the battery B lying in series of the resistor of the collector-emitter path of the protective transistor 10 and the one at the terminals 14-15 as the quotient of the amplifier supply voltage U = between the terminals 14-15 and the DC supply current I = representing resistance, the battery voltage B is divided in the ratio of these two resistances.

Die Schaltungsanordnung arbeitet folgendermaßen: Bei Änderung der Ausgangswechselspannung U.-durch Laständerungen oder andere Einflüsse folgt die Spannung an der Wicklung 11 und damit die am Kondensator 13 anstehende Gleichspannung, die als Steuerspannung für den Schutztransistor 10 dient, getreu der Ausgangswechselspannung der Endstufe. An den Klemmen 14-15 stellt sich dabei eine Spannung ein, die um den nur wenige zehntel Volt betragenden Spannungsabfall an der Emitter-Basis-Strecke des Schutztransistors 10 geringer ist als die Steuerspannung. Die an den Klemmen 14-15 anstehende, als Verstärkerversorgungsspannung dienende Gleichspannung ist durch diese Steuerung in jedem Augenblick proportional der Ausgangswechselspannung. Durch geeignete Übersetzung im Ausgangsübertrager 2 zwischen der an dem Transistor 7, 8 liegenden Kollektorwicklung 22 und der Steuerwicklung 11 wird erreicht, daß die Verstärkerspeisespannung geringfügig größer ist, als der Scheitelwert der Kollektorwechselspannung. Der Verlauf des Versorgungsstromes, der Versorgungsspannung und der Verstärkerausgangswechselspannung in Abhängigkeit vom Lastwiderstand des Verstärkers ist aus dem Diagramm nach F i g. 7 zu ersehen. Bei der Aufnahme der Kurven des Diagramms wurde die Ausgangswechselspannung hierbei innerhalb des Betriebsbereiches zur Unterstützung der Verstärkerregelung auf den Nennwert 10 Volt nachgestellt, um die Wirkungsweise der Schutzschaltung übersichtlich darzustellen.The circuit arrangement works as follows: When the output alternating voltage U.- due to load changes or other influences, the voltage on the winding 11 and thus the direct voltage on the capacitor 13 , which serves as the control voltage for the protective transistor 10 , follows the output alternating voltage of the output stage. At the terminals 14-15 , a voltage is established which is less than the control voltage by the voltage drop at the emitter-base path of the protective transistor 10, which is only a few tenths of a volt. The DC voltage present at terminals 14-15 and used as the amplifier supply voltage is proportional to the output AC voltage at all times due to this control. A suitable translation in the output transformer 2 between the collector winding 22 connected to the transistor 7, 8 and the control winding 11 ensures that the amplifier supply voltage is slightly greater than the peak value of the collector alternating voltage. The course of the supply current, the supply voltage and the amplifier output alternating voltage as a function of the load resistance of the amplifier is shown in the diagram according to FIG. 7 to be seen. When the curves in the diagram were recorded, the AC output voltage was adjusted to the nominal value of 10 volts within the operating range to support the amplifier control, in order to clearly show the mode of operation of the protective circuit.

Bei überlast tritt die Begrenzung durch den Widerstand 9 in Kraft. Der Versorgungsstrom 1-steigt nicht mehr weiter an. Da nun die Ausgangswechselspannung U;:::#- abfällt, regelt die Schutzschaltung die Versorgungsspannung U= annähernd proportional mit herunter. Die Tatsache, daß die Versorgungsgleichspannung U= rascher als die Ausgangswechselspannung Urz# abfällt, liegt in den Kennlinien des Transistors 10 begründet und führt dazu, daß bei sehr kleinen Lastwiderständen 20 am Verstärkerausgang, wie sie bei Kurzschlüssen auftreten, die Steuerspannung am Transistor 10 nicht mehr ausreicht, um die Versorgungsspannung an den Klemmen 14-15 zu erhalten, die dem bestimmten überlastfall entspricht; dadurch sinkt die Ausgangswechselspannung U,-: und damit die Steuerspannung für den Schutztransistor 10 noch mehr, so daß der Schutztransistor die Versorgungszuleitung fast völlig sperrt, womit der im Diagramm ersichtliche, von einem bestimmten Zeitpunkt an sehr rasche Abfall des Versorgungsstromes 1= seine Erklärung findet. Ein gewisser Reststrom und damit auch eine Restspannung bleiben erhalten, da der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des Schutztransistors 10 nicht unendlich groß ist. Würde die Schutzschaltung die Versorgungssspannung U= genau proportional zur Ausgangswechselspannung U.-; steuern, dann würde die Schutzschaltung im überlastbereich bis zum totalen Kurzschluß den beim Begrenzungsfall maximal erreichbaren konstanten Versorgungsstrom 1= beibehalten. In diesem Falle bleiben die Endtransistoren 7, 8 voll ausnutzbar, da sie im Kurzschluß nur eine sehr geringe Versorgungsspannung speisen würde. Der Schutztransistor 10 nimmt dabei die volle Verlustleistung auf, die die Endtransistoren in einem Gegentakt-B-Verstärker aufnehmen müßten, der keinerlei Schutzschaltung außer dem Begrengungswiderstand 9 besitzt. Es erfolgt also eine Verlagerung der Verlustleistung von den teuren Hochfrequenztransistoren der Endstufe zu einem Transistor sehr niedriger Grenzfrequenz, der mit hoher zulässiger Verlustleistung günstiger herstellbar ist. Im Diagramm nach F i g. 7 ist die Verlustleistung des Transistors 10 für diesen Fall mit N"' bezeichnet. Im Gegensatz zu dieser theoretischen Betrachtung entsteht jedoch im Betrieb, wegen der nur annähernd proportionalen Regelung der Versorgunsgleichspannung U= in Abhängigkeit von der Ausgangswechselspannung U@ und der damit . verbundenen weitgehenden Sperrung der Versorgungszuleitung beim Erreichen desienigen Belastungsfalles, von dem ab die Steuerspannung nicht mehr ausreicht, um die für den Betriebszustand notwendige Versorgungsgleichspannung U= aufrechtzuerhalten, der zusätzliche Vorteil, daß von diesem Zeitpunkt an die Verlustleistung am Schutztransistor 10 ebenfalls abnimmt. Der Verlauf der bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 auftretenden Verlustleistung N" in Abhängigkeit von der Belastung des Verstärkerausganges ist im Diagramm 7 ebenfalls ersichtlich. Der Widerstand 17 parallel zur Kollektor-Emitterstrecke des Schutztransistors garantiert in den Fällen, in denen keine Ausgangswechselspännung existiert und dadurch die Kollektor-Emitter-Strecke des Schutztransistors praktisch nicht leitend ist, den Mindeststrom in der Versorgungszuleitung, der nötig ist, um den Verstärker selbsttätig auf den Betriebsfall einzuregeln. Der Strom, der im FaJ1 des Kurzschlusses am Verstärkerausgang durch den Widerstand 17 fließt, ist weitaus kleiner als der in diesem Fall für die Transistoren 7, 8 der Ausgangsstufe zulässige: In F i g. 3 ist die Schaltungsanordnung der Schutzschaltung nochmals gesondert herausgezeichnet. Der Widerstand 16 ist dabei der Ersatzwiderstand für den im Betrieb auftretenden, sich aus dem Quotienten der Versorgungsgleichspannung U= an den Klemmen 14-15 und den den Versorgungsgleichstrom 1= darstellenden Widerstandes.In the event of an overload, the limitation by the resistor 9 comes into effect. The supply current 1-no longer increases. Since the output AC voltage U; ::: # - drops, the protective circuit regulates the supply voltage U = approximately proportionally. The fact that the DC supply voltage U = drops faster than the AC output voltage Urz # is due to the characteristics of the transistor 10 and means that with very small load resistances 20 at the amplifier output, such as occur with short circuits, the control voltage at the transistor 10 is no longer sufficient to obtain the supply voltage at terminals 14-15 that corresponds to the particular overload situation; as a result, the output AC voltage U, -: and thus the control voltage for the protective transistor 10 decreases even more, so that the protective transistor almost completely blocks the supply line, which explains the very rapid drop in the supply current 1 = from a certain point in time, which can be seen in the diagram . A certain residual current and thus also a residual voltage are retained, since the resistance of the emitter-collector path of the protective transistor 10 is not infinitely great. If the protective circuit, the supply voltage U = exactly proportional to the output AC voltage U.-; control, then the protective circuit would maintain the maximum achievable constant supply current 1 = in the overload range up to a total short circuit. In this case, the output transistors 7, 8 remain fully usable, since they would only feed a very low supply voltage in a short circuit. The protective transistor 10 absorbs the full power loss that the output transistors would have to absorb in a push-pull B amplifier which has no protective circuit other than the limiting resistor 9. There is therefore a shift in the power loss from the expensive high-frequency transistors of the output stage to a transistor with a very low cut-off frequency, which can be produced more cheaply with a high permissible power loss. In the diagram according to FIG. 7, the power loss of the transistor 10 for this case is denoted by N "'. In contrast to this theoretical consideration, however, occurs during operation because of the only approximately proportional regulation of the DC supply voltage U = as a function of the AC output voltage U @ and the associated extensive Blocking of the supply line when the load is reached, from which the control voltage is no longer sufficient to maintain the DC supply voltage U = necessary for the operating state, the additional advantage that from this point in time on the power loss at the protective transistor 10 also decreases Circuit arrangement according to FIG. 2 occurring power loss N ″ as a function of the load on the amplifier output can also be seen in diagram 7. The resistor 17 parallel to the collector-emitter path of the protective transistor guarantees in those cases in which there is no output AC voltage and the collector-emitter path of the protective transistor is practically non-conductive, the minimum current in the supply line, which is necessary to activate the amplifier automatically to regulate the operational case. The current which flows through the resistor 17 in the event of a short circuit at the amplifier output is much smaller than that permissible in this case for the transistors 7, 8 of the output stage: In FIG. 3 the circuit arrangement of the protective circuit is shown again separately. The resistor 16 is the equivalent resistance for the resistance that occurs during operation and is derived from the quotient of the DC supply voltage U = at the terminals 14-15 and the resistance representing the DC supply current 1 =.

In F i g. 4 ist eine Begrenzerschaltung gezeigt, bei der dem Schutztransistor 10 eine Gleichstromverstärkerstufe mit dem Transistor 18 vorgeschaltet ist. Dadurch wird eine wesentlich geringere Belastung der Gleichrichterstufe 11, 12, 13 und damit des Verstärkerausganges erreicht.In Fig. 4 shows a limiter circuit in which the protective transistor 10 is preceded by a direct current amplifier stage with the transistor 18. This results in a significantly lower load on the rectifier stage 11, 12, 13 and thus on the amplifier output.

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 erfolgt die Einspeisung der Steuerspannung parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Schutztransistors 10. Besonders vorteilhaft ist dabei im Vergleich zur Schaltungsanordnung nach F i g. 3, daß nur die geringe Emitter-Basis-Spannung zur Steuerung aufgebracht zu werden braucht.In the circuit arrangement according to FIG. 5 is the feed the control voltage parallel to the emitter-base path of the protective transistor 10. This is particularly advantageous in comparison to the circuit arrangement according to FIG. 3 that only the low emitter-base voltage has to be applied for control needs.

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 6 ist die Zenerdiode 19 zwischen den Ausgang des einen Pols der Gleichrichterschaltung und der Basis des Schutztransistors 10 geschaltet.In the circuit arrangement according to FIG. 6, the Zener diode 19 is connected between the output of one pole of the rectifier circuit and the base of the protective transistor 10 .

Auch hierbei ist die Steuerspannung für den Schutztransistor 10, trotz des zusätzlichen Spannungsabfalles an der Zenerdiode 19, kleiner als bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3.Here, too, the control voltage for the protective transistor 10 is, despite the additional voltage drop at the Zener diode 19, smaller than in the circuit arrangement according to FIG. 3.

Claims

Claims: 1. Transistor amplifier stage with as overload protection acting limiter circuit in which the emitter-collector path of a protective transistor so in series with one of the two power supply lines coming from the direct current source the transistor amplifier stage is connected that the collector of the protection transistor with the one coming from the direct current source and the emitter with the one going to the transistor stage leading end of a supply line are connected, and at which a rectifier, its output voltage proportional to the output alternating voltage of the transistor amplifier stage is, with one pole of its output to the base of the protective transistor is, characterized in that the base of the protective transistor with the emitter the same is connected by a resistor that the other pole of the rectifier to the other supply line of the transistor amplifier stage coming from the direct current source is performed and that the rectifier is connected so that when there is an increase the overload the collector-emitter path in the output of the amplifier stage of the protective transistor and the one between the emitter of the protective transistor and the opposite polarity supply line of the transistor amplifier stage, voltage serving as the supply voltage of the transistor amplifier stage approximately is regulated down in proportion to the output AC voltage.

2nd transistor amplifier stage according to claim 1, characterized in that a resistor is parallel to the emitter-collector path of the protection transistor is switched.

3. transistor amplifier stage after one of the Claims 1 and 2, characterized in that the protective transistor one or more DC amplifier stages are connected upstream.

4. transistor amplifier stage after Claim 1 or 2, characterized in that the output alternating voltage is proportional DC voltage is fed between the emitter and base of the protective transistor.

5. transistor amplifier stage according to claim 4, characterized in that between the base of the control transistor and one pole of the output of the rectifier one Zener diode is switched. References contemplated: United States Patent Specification No. 2 751446.