NL8402954A - Anti-kortsluit beschermingsinrichting voor een geintegreerde schakeling en een daarmee verbonden belasting. - Google Patents

Description

Λ E 3099-23 Ned hm/hv /-s t

? & C

SGS—ffiTES Component! Slettronici

Korte aanduiding: Anti-kortsluit beschermingsinrichting voor een geïntegreerde schakeling en een daarmee verbonden belasting.

De uitvinding heeft betrekking op een elektronische anti-kortsluit 5 beschermingsinrichting voor circuits bevattende halfgeleider elementen voor groot vermogen, meer in het bijzonder voor signaalomzettende circuits met een spanningsversterkings factor gelijk aan één, bijv. de eindtrappen van audio eindversterkers of spanningsregulateurs.

In de stand der techniek wordt een beschermingsinrichting beschreven, 10 bijv. in het Italiaanse octrooischrift 958.867. De inrichting, die normaal gebruikt wordt om het eindvermogen-element te beschermen van een mono-litisch geïntegreerd versterker-circuit, bevat een schakeling voor het registreren en bewerken van de waarde van de stroom, die vloeit door het element, en de spanning, aanwezig aan de einden ervan.

15 De resulterende informatie met betrekking tot het momentane vermogen, gedissipeerd door het element voor groot vermogen, wordt gebruikt om via gegeven vermogenswaarden een drempelcircuit te bekrachtigen , dat de stroom in het element vermindert tot een maximum waarde, afhankelijk van de spanning aan de einden ervan.

20 Zodra het vermogen een niveau bereikt, waarbij het element voor groot vermogen in gevaar komt, als gevolg van een toevallige overbelasting, zoals een kortsluiting aan de uitgang, reageert het beschermingscircuit door het gedissipeerde vermogen te houden binnen veilige limieten bepaald door een karakteristieke kromme van de transistor.

25 Beschermende inrichtingen van de beschreven soort zijn zeer efficiënt om te voorkomen dat de componenten voor groot vermogen van een geïntegreerde schakeling worden beschadigd door een toevallige overbelasting, maar zij kunnen niet voorkomen dat de componenten werken bij het maximum toegelaten vermogen tijdens de gehele overbelasting.

30 Om economische redenen dimensioneren gebruikers van geïntegreerde schakelingen, die elementen voor groot vermogen bevatten, in het algemeen de uitwendige dissipatoren zodat zij de warmte ontwikkeld door de elementen onder normale werkomstandigheden afvoeren. Onder langdurige kortsluit- , condities is er derhalve, ondanks de beschermende inrichting, nog steeds een 35 risico dat de geïntegreerde schakeling zal worden beschadigd of dat de gehele | inrichting, waarvan het deel uitmaakt, zal worden oververhit, hetgeen resulteert in ernstige beschadiging van de structuren naast de inrichting.

Anderzijds is het ongemakkelijk het maximale strocmniveau in het element yoor groot vermogen te reduceren door de responsiedrempel van de be-40 schermende inrichting te verlagen, aangezien dit onnodig het dynamische gedrag 8402954 i t /¾ -2- van het circuit onder normale bedrijfsomstandigheden zal beperken.

Een typisch voorbeeld, waarbij de hiervoor genoemde beschermende inrichtingen ongeschikt zijn, vindt plaats bij audio-versterkers, die gemon-5 teerd zijn op motor-voertuigen, waar het risico van een kortsluiting bijzonder ernstig is, aangezien de "aarde" het vehikel zelf is, en daardoor zullen zij, zodra de elektrische verijindingsdraden een metalen deel van het voertuig aanraken, wegens nonchalance tijdens de montage of door een defecte isolatie, een kortsluiting produceren en derhalve een grote stroom in het element voor 10 groot vermogen of belasting of beide. Een toevallige kortsluiting, tenzij snel geëlimineerd, zal spoedig de batterij van het voertuig ontladen en kan zelfs een brand veroorzaken.

Een ander type beschermende inrichting uit de stand der techniek, wordt beschreven in de Italiaanse octrooiaanvrage nummer 23235 A/79, en is 15 in het bijzonder ontworpen om overbelasting te voorkomen van signaal-omzetter-circuits met een spanningsversterkingsfactor gelijk aan één, zoals de eind-trappen. van audio-versterkers. Om de hiervoor genoemde nadelen te vermijden, werkt het alleen onder kortsluitcondities en wordt van de beschermende inrichting'·.) een verwaarloosbare vermogensdissipatie verlangd.

20 De beschermende inrichting wordt gekenmerkt door een drempel-comparator , met een eerste en tweede ingangsaansluiting, resp. verbonden met de signaal- ingangsaansluiting en de uitgangsaansluiting van het ómzettercircuit, en een uitgangsaansluiting verbonden met een verbodsaansluiting van het omzetter-circuit, waarbij de drempel van de comparator zodanig is ingesteld dat de 25 comparator aan de uitgang een het ómzettercircuit verbiedend signaal afgeeft, wanneer het verschil tussen de ingangsspanning en de uitgangsspanning eropπ een vooraf ingestelde waarde overschrijdt, zoals in het geval van een kortsluiting aan de uitgang.

De waarde van de drempelspanning is gekozen in afhankelijkheid van 20 de karakteristieken van een normale belasting en de maximale dissipatie, die fysisch toegestaan is in de componenten voor groot vermogen.

De terugkeer van de comparator naar de uitgangscondities na eliminatie van de overbelastingscondities, zodanig dat het ómzettercircuit naar normaal bedrijf kan terugkeren, kan automatisch worden teweeggebracht of kan 25 "met de hand" worden gestuurd en wordt teweeggebracht door de uitgangsspanning van de omzetter te verhogen totdat het verschil tussen de ingangsspanning en de uitgangsspanning beneden de vooraf ingestelde drempelwaarde gedaald is.

De aangehaalde octrooiaanvrage beschrijft een uitvoeringsvorm, waarbij deze functie automatisch wordt uitgevoerd door een stroomgenerator, opgenomen 40. tussen de uitgangsaansluiting verbonden met de belasting en de aansluiting 8402954 c' v -3- van de hogere spanningsbron. De resulterende stroom afgeleverd aan de belasting, verzekert dat de spanning aan de uitgangsaansluiting voldoende is voor de comparator om het verbieden of verhinderen van de normale werking van het 5 omzettercircuit te stoppen, wanneer de kortsluiting geëlimineerd is.

Deze methode om automatisch het circuit in te schakelen, wordt echter voor opnieuw contra-productief, wanneer de belasting / wisselstroom gekoppeld is met de uitgangsaansluiting via een condensator, aangezien de drempelcompara-tor niet langer gevoelig kan zijn voor een kortsluiting bij de belasting onder 10. de condensator, aangezien de uitgangsaansluiting van het omzettercircuit, geïsoleerd voor gelijkstroom, op- een te hoge spanning gehouden wordt door de stroom geleverd door de stroomgenerator.

Indien de stroomgenerator werd weggelaten, zou de'normale'stroom van de eindtrap theoretisch voldoende zijn, nadat de kortsluiting geëlimineerd is, 15 om de uitgangsaansluiting terug te brengen op de spanning voor het opnieuw starten van de normale werking van het omzettercircuit.

In de praktijk echter zal deze terugkeer normaal niet betrouwbaar zijn of zal plaatsvinden na een oncontroleerbare vertraging. Eveneens ongeacht de aanwezigheid van circuitmiddalen voor het automatisch herstarten 20 van het beschermde circuit, is een beschermingsinrichtiing van de laatstgenoemde soort ondoeltreffend wanneer een dubbele bron wordt gebruikt en de voor * belasting /— gelijkstroom opgenomen is tussen de uitgangsaansluiting en aarde, waarbij de aardpotentiaal een tussenwaarde heeft gelegen tussen de potentialen van de aansluitingen van de beide bronnen. Voorts zal een belas-25 ting, opgenomen tussen de uitgangsaansluitingen van twee omzettercircuits, j die in tegengestelde fase opgenomen zijn in een brugschakeling en elk een j beschermingsinrichting bevatten van het beschouwde type, zeker onbeschermd zijn, indien er aan het einde ervan een kortsluiting is.

De uitvinding beoogt een anti-kortsluit beschermingsinrichting te 30. construeren voor een signaal-omzetter-circuit met een spanningsversterkings- _de eenheid factor gelijk aan / en een daarmede verbonden belasting, welke inrichting alleen onder kortsluit-omstandigheden werkzaam is en verwaarloosbare vermogens-dissipatie door de beschermende inrichting vereist, zonder bezwaar in gebruik is ongeacht de condities van de bron of de koppeling tussen de belasting en 35 het omzettercircuit.

Dit oogmerk wordt bereikt door de anti-kortsluit beschermingsinrichting zoals gedefinieerd in de onderhavige beschrijving.

De uitvinding zal hieronder aan de hand van een in de Figuren der bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht.

40. Figuur 1 is een blokschema van een signaal-omzetter-circuit bevattende 8402954 -4- een beschermingsinrichting volgens de uitvinding;

Figuur 2 is een blokschema van de eindtrap van een eindversterker bevattende twee signaal-omzettercircuits verbonden met de belasting in een 5 brugschakeling en beschermd tegen kortsluitingen door een beschermingsinrichting in overeenstemming met de uitvinding; en

Figuur 3 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van het blokschema in Figuur 2 in een monolitischngeintegreerde schakeling.

In de tekeningen zijn gelijke componenten aangegeven door soortgelijke 10 verwijzingscijfers (letters en getallen).

In Figuur 1 duidt een blok G^ een signaal-omzetter-circuit aan, bijv. de eindtrap van een eindversterker, zodanig ontworpen dat onder normale belastingsomstandigheden de spanningsversterkingsfactor gelijk is:!aande eenheid. Het omzettercircuit heeft een signaal-ingangsaansluiting IN, een 15 uitgangsaansluiting C gekoppeld met een belasting R opgenomen tussen de aansluiting en aarde, en een verbod- of blokkeer- of sper-aans lui ting.. Een drempelcomparator A^ heeft twee ingangsaansluitingen, verbonden met de ingangs-aansluïting resp. met de uitgangsaansluiting van het omzettercircuit.

De comparator is ingericht om een uitgangssignaal te leveren alleen 20 dan wanneer het verschil tussen de spanningen aangelegd aan de ingangsaan-sluiting ervan uitkomt boven een vooraf ingestelde drempelwaarde.

Uiteraard zijn tijdens normaal bedrijf de ingangs- en uitgangs-aansluitingen van het omzettercircuit op gelijke potentialen, zodat comparator R^ aan z'n uitgang geen enkel signaal afgeeft.

25 Indien echter de omzetter-uitgang overbelast wordt door een kort sluiting, heeft de uitgangsspanning de neiging te dalen ten opzichte van de ingangsspanning totdat zij voldoet aan de drempelconditie van de comparator, die dan. een signaal aan de uitgang begint af te geven. De uitgang van de comparator A^ wordt aangesloten op een aansluiting voor het bekrachtigen 30 van een bekrachtigingscircuit, weergegeven in de tekening door een blok ACT.

Het blok heeft een eerste uitgangsaansluiting verbonden met de blokkeer-aansluiting van de omzetter, een tweede uitgangsaansluiting verbonden met de belasting, en een blokkeeraansluiting.

Wanneer een signaal wordt ontvangen uit de uitgang van de drempel-35 comparator blokkeert het bekrachtigingscircuit, dat werkt via zijn eigen uitgangsaansluitingen, de omzetter en tegelijkertijd levert hij een stroom

I., die loopt door de belasting R en ontlaadt vervolgens naar aarde. Een 1 L

tweede drempelcomparator A^ heeft twee ingangsaansluitingen verbonden met de einden van belasting R en een uitgangsaansluiting verbonden met de blokkeer-

L

40 aansluiting van het bekrachtigingscircuit.

8402954 ” ,r ¾ -5-

Qe tekening toont een mogelijke aansluiting (aangegeven door een gebroken lijn, die toont dat het niet essentieel is voor een doelmatige werking van de beschermende inrichting) tussen een derde uitgangsaansluiting van het 5 bekrachtigingscircuit en een aansluiting voor het bekrachtigen van de drempel-comparator A^, die, indien aldus verbonden, geschikt is om alleen in aanwezigheid van het uitgangssignaal van de comparator te werken. De comparator A^ is eveneens geschikt om een uitgangssignaal te leveren alleen dan wanneer het verschil tussen de aan de ingangen ervan aangelegde spanningen (d.w.z. de 10 spanningsval over de weerstand R ) uitkomt boven een vooraf ingestelde drem-

Xi pelwaarde, zodat onder korts luit-omstandigheden, wanneer er weinig of een verwaarloosbare stroom vloeit door de belasting, de comparator A^ geen signaal afgeeft aan de uitgang, maar zodra de kortsluiting verwijderd is en de spanningsval over de belasting teruggekeerd is naar een waarde boven de drempelspanning, 15 geeft de comparator A^ een signaal af aan de uitgang om het bekrachtigingscircuit te blokkeren.

Zodra de bekrachtiging van het bekrachtigingscircuit weggevallen is, wordt het signaal-omzetter-circuit in staat gesteld zijn werking te hervatten en wordt de stroom naar de belasting gelijktijdig onderbroken.

20 Zoals men zal hebben gezien, is het de stroom , die de comparator A2 jn staat stelt, ongeacht van hoe de belasting met het circuit gekoppeld is, te bespeuren wanneer de kortsluiting verwijderd is en daarna automatisch het omzettercircuit in te schakelen.

Wanneer het omzettercircuit teruggekeerd is naar normaal bedrijf, 25 stopt de comparator eveneens met het toeleveren van een signaal aan zijn uitgang.

Indien de verbinding aangegeven door de gebroken lijn in Figuur 1 bestaat, is de situatie als volgt: wanneer het bekrachtigingscircuit onwerkzaam gemaakt is, laat men eveneens de bekrachtiging van de tweede comparator 30 A2 wegvallen, waardoor zelfs een klein verbruik van de energiebron vermeden wordt.

Indien echter de oorzaken, die de kortsluiting produceren, niet ver- j wijderd zijn, houdt het bekrachtigingscircuit het signaal-omzetter-circuit in een toestand, waar het niet opnieuw- kan starten, waardoor het gevaar van 35 beschadiging vermeden wordt.

Naast het beperkte stroomverbruik in bedrijf door de comparatoren en het bekrachtigingscircuit, is het enige verbruik de stroom , die lading afvoert naar aarde, zodat zowel het totale verbruik aan geleverde stroom als de thermische dissipatie in het circuit uiterst laag blijven, zelfs onder 40. kortsluit-omstandigheden.

8402954 i -6- s.

Zoals men kan inzien treden de nadelen van de bekende beschermings-inrichtingen niet op, w-anneer de belasting is gekoppeld voor wisselstroom, aangezien bet opnieuw automatisch inschakelen geen problemen oplevert, omdat 5 de circuitmiddelén voor het bespeuren van de kortsluiting rechtstreeks verbonden zijn met de einden van de belasting. Om dezelfde reden is de beschermde inrichting volmaakt doelmatig zelfs bij toepassing van een dubbele voeding.

Figuur 2 is een blokschema van de als brug uitgevoerde eindtrap van een eindversterker bevattende twee identieke secties op soortgelijke wijze 10 beschermd als de in Figuur 1 weergegeven schakeling.

Blokken G^ en G^' geven twee signaal-omzetter-circuits aan, zodanig geconstrueerd' dat zij een spanningsversterkingsfactor bezitten gelijk aan de eenheid onder normale belastingsomstandigheden en elk een ingangsaansluiting IN en IN’ hebben, een uitgangsaansluiting C en C' en een blokkeeraansluiting. 15 Een belasting R^ is opgenomen tussen de uitgangsaansluitingen C, C1 van de Beide omzettercircuits.

De ingangsaansluitingen van een drempelcomparator zijn verbonden met de. ingangsren uitgangsaansluitingen van elk omzetter circuit.

De comparatoren en A'^, aldus verbonden met de omzettercircuits 20 en G * zijn ingericht om een uitgangssignaal te leveren slechts dan wanneer het verschil tussen de aan hun ingangsaansluitingen aangelegde spanningen uitkomen boven een vooraf ingestelde drempelwaarde.

Zoals hiervoor bevinden tijdens normaal bedrijf, de ingangs- en uitgangsaansluitingen van elk omzettercircuit, zich op dezelfde potentiaal, -25 en daarom leveren de comparatoren en A'^ geen enkel uitgangssignaal. Indien echter de uitgang van êên of beide omzettercircuits overbelast wordt door een kortsluiting, heeft de uitgangsspanning de neiging minder te worden dan de ingangsspanning totdat de omstandigheden zodanig zijn dat de corresponderende comparator, in actie komt en een uitgangssignaal levert.

30 De uitgangsaansluitingen van beide drempelcomparatoren A^ en A'^ zijn verbonden met een bekrachtigingsaansluiting van een bekrachtigings-circuit ATC met een eerste,, een tweede en een'derde uitgangsaansluiting en een blokkeeraansluiting.

De eerste uitgangsaansluiting is verbonden met de blokkeeraansluitingen 35 yan dè beide omzettercircuits·? de tweede uitgangsaansluiting is verbonden met een eerste einde van de belasting, waaraan het een stroom 1^ levert.

De derde, uitgangsaansluiting is gekoppeld via omzettercircuit G 1 met het andere einde van de Belasting en vormt een referentiespanning zoals schematisch, is- weergegeven ±n de tekening.

40- Een derde dremoelcomnarator A heeft- twee ingangsaansluitingen ver- 8402954 -7- bonden met de einden van de belasting R en één uitgangsaansluxting verbonden met de blokkeer-aansluiting van het bekrachtigingscircuit ACT.

De comparator is ingericht om een uitgangssignaal te leveren alleen 5 dén wanneer de aan de ingangen ervan aangelegde spanningen beide uitkamen boven een vooraf ingestelde waarde, en het verschil tussen de spanningen, d.w.z. de spanningsval R_.1. over de belasting, groter is dan een vooraf

LI

ingestelde drempelwaarde.

Onder alle kortsluit-omstandigheden, hetzij rechtstreeks aan de be-10 lasting dan wel tussen de uitgangsaansluitingen en aarde, levert de comparator Aj geen uitgangssignalen omdat in het eerste geval de spanningsval over de belasting praktisch, nul is, terwijl in het andere geval de spanning over het kortgesloten einde van de belasting praktisch nul is.

Zodra echter de oorzaken, van kortsluiting weggenomen zijn, stijgt 15 de spanningsval over de belasting boven de drempelwaarde, doordat de stroom Ij en de potentiaal aan beide einden van de belasting stijgen als gevolg van de referentiespanning verbonden met de belasting, zodat comparator A^ een uitgangssignaal levert.

De werking van de beschermde inrichting in Figuur 2 is identiek, 20 zowel in haar geheel als in de afzonderlijke eenheden, met de inrichting in Figuur 1, met uitzondering dat daar de aarde een referentiespanning levert.

De brugconstructie geeft eveneens effectieve bescherming aan de belasting en de omzettercircuits, met een automatische inschakeling onder alle omstandigheden voor het koppelen van de belasting aan het circuit.

25 Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm van het blokschema in Figuur 2, met ingebouwde anti-kortsluit heshherminrichting volgens de uitvinding.

Het geïllustreerde circuit is in het bijzonder geschikt voor de constructie in monolitische geïntegreerde vorm.

i

Het signaal-omzetter-circuit in elk;'.van de twee brugsecties is een ' - i 30 typische klasse AB eindversterker, eindtrapcircuit met een spanningsverster- kingsfactor gelijk aan de eenheid. Er zal hier slechts één van de omzettercircuits beschouwd worden, aangezien de componenten van het andere identiek zijn met het eerste en in de tekening worden weergegeven met identieke symbolen gevolgd door een accent.

Het circuit bevat twee NPN transistoren en voor groot vermogen, 3 waarbij de aansluitdraad van verbonden is met de positieve aansluiting V van de voeding en de emitter van T- verbonden is met de aard-aansluiting, S 2.

welke de tweede voedingsaansluiting is.

Het knooppunt tussen de emitter van en de collector van is de ^ uitgangsaansluiting C van het omzettercircuit, dat aangesloten is op een eerste 8402954 j it ^ -8- aansluiting van een belasting R , waarvan de tweede aansluiting aangesloten

L

is op de corresponderende uitgangsaansluiting C' van het tweede omzetter-circuit, dat identiek is met het eerste.

5 De bases van en zijn resp. verbonden met de emitters van twee andere NPN type transistoren Tg en , en hun emitters zijn eveneens verbonden met de emitters van 1^ resp. via twee weerstanden Rg en R^.

De basis en collector van T^ zijn verbonden met de collector resp. emitter van een PNP type transistor T^, waarvan de collector verbonden is 10 via een weerstand R^ met aarde. Het om te zetten signaal wordt geleverd aan het omzettejrcircuit via een NPN transistor Tg (aangegeven in de tekening door een gebroken lijn aangezien hij behoort tot een voorafgaande trap), waarvan de emitter verbonden is met aarde en waarvan de collector verbonden is met de basis van T^ en via een eerste, tweede en derde diode 15 D. , D. en D. met de basis van T_, die verbonden is met de voeding V via een 1 2 3 3 s constante stroomafgevende generator . Het knooppunt tussen de dioden en D2 is de ingangsaansluiting IN van het omzettercircuit.

De drempelcomparator is gemaakt uit een differentiële schakeling bevattende twee PNP transistoren T_, en Tg, die met hun emitters aan elkaar 20 verbonden zijn en met de voeding Vg via een constante stroomgenerator G^.

De collector van is rechtstreeks verbonden met aarde. De basis van T^ is verbonden met de ingang IN tussen D. en D„ en de basis van TQ is verbonden via een diode met de uitgangsaansluiting C.

De omzetter is zodanig geconstrueerd, dat tijdens normaal bedrijf 25 de IN en C keerlagen of juncties zich op gelijke potentialen bevinden. Het differentiële circuit, bevattende T^ en Tg, wordt ongebalanceerd gehouden door diode D^, zodat normaal enkel geleidt, of dat de geleiding van Tg verwaarloosbaar is.

De collector van T_ is verbonden met de collector van een NPN tran-

O

30. sistor T^, waarvan de collector kortgesloten is aan zijn eigen basis.

De emitter van Tg is verbonden met aarde via een weerstand Rg en is eveneens verbonden met de basis van twee NPN transistoren T^g en T1, waarvan de emitters verbonden zijn met aarde en hun collectors verbonden zijn met de basis van Tg in de eerste sectie resp. met de basis van Tg, die 35 correspondeert met Tg in de tweede sectie.

De basis van Tg is verbonden met de basis van een NPN transistor T^ waarvan de emitter verbonden is via een weerstand R^ met aarde.

De collector van T^ is verbonden via een diode D^ met de voeding 1 en met de basis van een PNP transistor T. 0, waarvan de emitter is ver-s 12 40 bonden met de voeding V en waarvan de collector verbonden is met de eerste 8402954 -5·' ·9 -9- aansluiting van de belasting R^, waaraan het een stroom 1^ toevoert.

Tg, T10' *V V Tll' Rll' R12' D12 en T12 vormen te2amea het bekrachtigingscircuit ACT. Meer in het bijzonder vormen T^g, T'^q en Rg een 5 elektronische onderbreker bestuurd door de collectorstroom van Tg of T’g.

Wanneer er een kortsluiting' is tussen de aansluiting C of C’ en aarde of over de^belasting, neemt de collectorstroom van Tg of T’g toe, totdat Tjg en ingeschakeld worden als gevolg van de instel (bias)-condities van de differentiële transistoren T^ of T’^, T’g als gevolg van kortsluiting.

10 De transistoren T^g en verbruiken vervolgens alle stroom die __ geleverd wordt door G^ en G’^, waardoor alle transistoren van de twee omzetter-

circuits G en G ' worden uitgeschakeld. De transistoren T , T en T

v v 9 10 12 werken samen met R^ en D^ voor het vormen van een spiegelbeeldig stroomcircuit, dat de omzettercircuits blokkeert en tegelijkertijd een stroom 1^ 15 aan de belasting toevoert. De drempelcomparator Ag is geconstrueerd uit een differentieelcircuit bevattende twee PNP transistoren T^g en T^g.

De emitter van T^g en, via een weerstand R^, de emitter van zijn verbonden via een constante stroomgenerator Gg met de voedingsaansluiting

V

20 De bases van T^g en T^ zijn verbonden met de eerste resp. de tweede aansluiting van de belasting R^. De collector van T^g is rechtstreeks verbonden met aarde; de collector van T „ is verbonden met de anode van een 14 diode D„ , waarvan de kathode verbonden is met aarde via een weerstand R. _ 14 15 en met de bases van een NPN transistor T^g, waarvan de emitter verbonden is 25 met aarde en waarvan de collector verbonden is met de collector van Tg.

De transistoren T._ en T„„ vormen een differentieel circuit, dat 13 14 onder normale bedrijfsomstandigheden van de eindtrap ongebalanceerd gehouden i wordt door weerstand R^4 zodat praktisch alle stroom geleverd door generator j i

Gg verbruikt wordt door T^g zodat de collectorstroom van zo laag is 30 dat T^g niet geleidend kan worden, waarbij deze ook aanwezig is in de drempel-comparator .

Wanneer echter het differentiële circuit zodanig ingesteld (biased) wordt | dat de collectorstroom van T,. voldoende is om T._ in te schakelen, dan wordt 14 15 het geleidingsniveau van T^g onmiddellijk voldoende om alle collectorstroom 35 van Tg te verbruiken en daardoor Tg en de andere daarmede verbonden transistoren uit te schakelen, aangezien hun bases niet langer bekrachtigd worden. Transistor T^g werkt dus als een elektronische onderbreker, gestuurde door differentieel circuit T^g., teneinde de werking van het bekrachtigingscircuit te blokkeren.

40 Het bekrachtigingscircuit bevat een andere NPN tpoe transistor T , 8402954 • *v -10-.

waarvan de basis op soortgelijke wijze verbonden is met de basis van de transistor TT.. De emitter en de collector van de transistor T,zijn ver-9 16 bonden met de emitter van transistor T resp., via twee in serie geschakelde 5 dioden en D^, met de basis van transistor behorende tot het tweede omzettercircuit G'^ en corresponderende met in de tweede sectie van de brug.

Wanneer, als gevolg van een kortsluiting over de belasting of de uitgangen van de omzettercircuits, het bekrachtigingscircuit wordt bekrachtigd, 10 heeft de transistor de neiging via Tom de uitgangsaansluiting G' van het tweede omzettercircuit Gf te brengen op een geschikte referentie-potentiaal voor het instellen . van en zodat zij geleidend worden.

Indien de korsluiting zich bevindt, tussen aansluiting C en aarde, kunnen en niet geleiden totdat de kortsluiting is- opgeheven. Daarna 15 <aoetJ;de -.stroom Ij, die tot dusverre rechtstreeks bezig was af te vloeien naar aarde, de spanning van de aansluiting C stijgen als gevolg van de spannings-val over de belasting ten opzichte van C', die gehouden wordt op de referentie-potentiaal door ; de toename in potentiaal is zodanig dat overwegend geleidend wordt, hetgeen maakt dat I^ geleidt en het bekrachtigingscircuit 20 uitschakelt.

Wanneer de kortsluiting plaatsvindt tussen aansluiting C' en aarde, blijft G' op aardnotentiaal in weerwil van de referentiespanning, en daardoor blijft gesperd zodat deze niet kan geleiden. Alleen wanneer de kortsluiting verwijderd is, wordt transistor geleidend gemaakt zoals in 25 tiet voorafgaande geval en schakelt onmiddellijk het bekrachtigingscircuit uit.

Zelfs tijdens een kortsluiting rechtstreeks tussen de aansluitingen yan de belasting R , wordt de transistor T _ in een niet-geleidende toe-Xi lb stand gehouden, aangezien de ingangen van het differentiële circuit zich 30 op gelijke potentialen bevinden, diw.z. bij de referentiepofcentiaal bepaald door transistor T.r, en daarom is T _ in het differentiële circuit in hoofd-lb 1<3 zaak geleidend. Zoals in de voorafgaande gevallen, wanneer de kortsluiting is opgeheven, zal de spanningsval over de belasting als gevolg van de stroom Ij maken dat en dientengevolge T^,. geleidend worden, waardoor de bekrach-35 tigingscircuits worden uitgeschakeld.

Kortom kan de drempelcomparator A2 bevattende Tj4 en Tj5 zoals

Belxcha,aj5id in het circuit { worden beschreven als- "niet-verdraagzaam met a^rda”, aangezien wanneer één of beide van.de ingangsaansluitingen zich op aardpotentiaal bevinden, kan geen enkel uitgangssignaal geleverd worden.

40 Slechts één uitvoeringsvorm van de uitvinding is geïllustreerd en 8402954 5 -11- beschreven, maar uiteraard kunnen talloze variairten en wijzigingen worden aangebracht zonder buiten de beschermingsomvang van de uitvinding te geraken.

10 15 20 25 i ! 30 35 40.

8402954

Claims (6)

1. Kortsluit-beschermingsinrichting voor een signaalomzettercircuit 5 (G^)., dat onder normale belastingscondities in hoof dz aak een spanningsver-sterkingsfactor gelijk aan één bezit, welk circuit een ingangsaansluiting heeft voor verbinding met een signaalgenerator, een uitgangsaansluiting verbonden met een belasting (R^) en een blokkeeraansluiting, gekenmerkt door een eerste (A^) en een tweede (A^) drempelcomparator, die elk een eerste en 10 tweede ingangsaansluiting en een uitgangsaansluiting bezit, waarbij de eerste en de tweede ingangsaansluiting van de eerste comparator (A^). resp. verbonden zijn met de ingangsaansluiting en de uitgangsaansluiting van het omzettercircuit (G^>, terwijl de eerste en tweede ingangsaansluiting van de tweede compa-15 rator (A^l verijbnden is met een eerste en tweede aansluiting van de belasting <V' waarbij de drempel van de eerste comparator (A^) zodanig ingesteld is, dat de comparator een signaal aan de uitgang afgeeft, wanneer het verschil tussen de ingangsspanning en de uitgangsspanning van het omzettercircuit (G^) 20 sen vooraf ingestelde waarde overschrijdt, terwijl de drempel van de tweede comparator zodanig ingesteld is, dat de comparator ^). een signaal aan de uitgang af geeft wanneer de spannings-val over de belasting (R ) tussen de eerste en de tweede aansluiting een vooraf ingestelde waarde overschrijdt, 25 waarbij de inrichting een bekrachtigingscircuit (ACT) bevat, dat een bekrachtigingsaansluiting, een eerste en een tweede uitgangsaansluiting en een blokkeeraansluiting bezit, terwijl de aansluitingen resp. verbonden zijn met de uitgangsaansluiting van de eerste comparator (A^), de blokkeeraansluiting van het signaal 30 omzettende circuit (G )_y de belasting (R^l en de uitgangsaanéluiting van de tweede comparator (A^l, > waarbij het bekrachtigingscircuit stroomopwekkende circuitmiddelen bevat, gekoppeld met de tweede uitgangsaansluiting van het bekrachtigingscircuit , 35 terwijl de waarde van de opgewekte stroom voldoende is om een spannings- val over de belasting op te wekken groter dan de vooraf ingestelde drempel·^ waarde van de daarmede verbonden tweede comparator (A^i..

2. Kortsluit-beschermingsinrichting volgens conclusie 1, met het ken merk, dat de tweede drempelcomparator (A^) een bekrachtigingsaansluiting 40 heeft verbonden met de eerste uitgangsaansluiting van het bekrachtigingscircuit. 8402954 -13-

3. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij het signaalomzetterc ircuit (G ) de eindtrao is van een eindver sterker, met het kenmerk, dat de eerste v comparator (A^) een eerste differentieelcircuit bevat, waarvan de ingangen 5 gekoppeld zijn met de ingangsaansluiting resp, met de uitgangsaansluiting van de eindtrap, en circuitmiddelen ingericht om de ingangen van het differentieelcircuit zodanig in te stellen , dat de ingang ervan gekoppeld met de uitgangsaansluiting van de eindtrap, tijdens normaal bedrijf van de versterker, zich bevindt op een potentiaal welke die van de andere ingang met IQ tenminste de vooringestelde drempelwaarde overschrijdt, waarbij de uitgang van het eerste differentiële circuit verbonden is met de bekrachtigings-aansluiting van het bekrachtigingscircuit, en de tweede comparator (A^) een tweede differentieel circuit bevat, waarvan de ingangen gekoppeld zijn met de eerste resp- de tweede belastingsaansluiting en circuitmiddelen inge-. 15 richt voor het instellen van de ingangen van het differentiële circuit zodat tijdens normaal bedrijf van de versterker de ingangen zich bevinden op potentialen, die van elkaar verschillen met tenminste de vooringestelde drempelwaarde, terwijl de inrichting eveneens een elektronische onderbreker bevat die verbonden is met de blokkeeraansluiting van het bekrachtigings-20 circuit (ACT) en geregeld wordt door de uitgang van het tweede differentiële circuit, waarbij het bekrachtigingscircuit (ACT) eveneens een elektronische onderbreker bevat, die gestuurd wordt door de uitgang van het eerste differentiële circuit en verbonden is met de blokkeeraansluiting van de eindtrap (G^)., terwijl de blokkeeraansluiting gekoppeld is met een punt in de 25 signaalbaan van de eindtrap, en het stroom opwekkende circuitmiddel een stroom spiegelbeeld versterkingscircuit bevat, waarvan een ingang gekoppeld is met de uitgang van het eerste differentiële circuit en een uitgang verbanden met de belasting.

4. Kortsluit-beschermingsinrichting voor een circuit bevattende een 30 eerste (G^). en een tweede (G'^)_ signaal omzetter circuit, dat nagenoeg een spanningsversterkingsfactor gelijk aan de eenheid bezit onder normale belastingsomstandigheden, waarbij elk een ingangsaansluiting, een uitgangsaansluiting en een blokkeeraansluiting bezit en die elk werken in-tegengestelde fase, waarbij een belasting een eerste en een tweede aansluiting bezit en 35 gekoppeld is via deze aansluitingen met de uitgangsaansluiting van het eerste omzettercircuit en met de uitgangsaansluiting van het tweede omzettercircuit, met het kenmerk, dat de inrichting een eerste (A^) , een tweede (A'^) en een derde (A^L drempelcomparator bevat, die elk een eerste en een tweede ingangs-aansluiting en een uitgangsaansluiting bezitten, waarbij de eerste en de tweede 40 ingangsaansluiting van de eerste comparator (A^l verbonden zijn met de ingangs- 8402954 * ï? ~\! -14- | aansluiting resp. de uitgangsaansluiting van het eerste omsettercircuit (G ) , terwijl de eerste en de tweede ingangsaansluiting van de tweede com-v parator (A'verbonden zijn met de ingangsaansluiting resp. de uitgangs-5 aansluiting van het tweede omzettercircuit (G'^), waarbij de eerste en de tweede ingangsaansluiting van de derde comparator (A2) verbonden is met de eerste resp. met de tweede aansluiting van de belasting (R^), terwijl de drempel van de eerste comparator (A^) en de drempel van de tweede comparator (A' ^zodanig ingesteld zijn dat elke comparator aan zijn uitgang een signaal g afgeeft, wanneer het verschil tussen de ingangsspanning en de uitgangsspanning van het omzettercircuit verbonden met de comparator een vooraf ingestelde waarde overschrijdt, waarbij de drempel van de derde comparator (A^) zodanig ingesteld is, dat deze aan zijn uitgang een signaal afgeeft, wanneer de potentiaal over de belasting-aansluitingen zich niet beneden een vooraf ingestelde 15 minimumwaarde bevindt en de spanningsval tussen de eerste en de tweede aansluiting van de belasting een vooraf ingestelde waarde overschrijdt, en de inrichting een bekrachtigingscircuit (ACT) bevat met een bekrachtigings-aansluiting, een eerste en een tweede uitgangsaansluiting en een blokkeer-aansluiting, terwijl de bekrachtigingsaansluiting verbonden is met de uit-20 gangsaansluitingen van de eerste (A^) en de tweede (A*^) comparator, waarbij de eerste uitgangsaansluiting verbonden -is met de blokkeeraansluitingen van beide omzettercit'cuits (G^, G^') , terwijl.de tweede uitgangsaansluiting verbonden is met de eerste aansluiting van de belasting (R_), en de blokkeer-aansluiting verbonden is met de uitgangsaansluiting van de derde comparator 25 (A2)., waarbij het bekrachtigingscircuit stroomopwekkende circuitmiddelen bevat verbonden met de tweede uitgangsaansluiting van het bekrachtigingscircuit, terwijl de opgewekte stroom voldoende is voor het produceren van een spanningsval over de belasting groter dan de vooraf ingestèlde drempelwaarde van de derde comparator (A^l, en circuitmiddelen aanwezig zijn ingericht voor het 30 produceren van een referent!espanning gekoppeld met de tweede aansluiting van de belasting (R_)_. L

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij het beschermde circuit de eindtrap is van een eindversterker in de vorm van een terugschakeling, met het kenmerk, dat de derde versterker (A2) een differentieel circuit (T^,

35 T^)_ bevat, waarvan de ingangen verbonden zijn met de eerste resp. met de tweede belastingsaansluiting en een elektronische onderbreker bevatten, verbonden met de blokkeeraansluiting van het belastingscircuit en gestuurd door de uitgang van het differentiële circuit (T^, T^) en circuitmiddelen bevat geschikt voor het instellen van het differentiële circuit (T^, T^) zodat 40 de uitgang ervan een sqjgnaal slechts dan levert, wanneer de uitgangen ervan 8402954 -15- zich bevinden op potentialen, die van elkaar verschillen over tenminste de vooraf-ingestelde drempelwaarde, waarbij de circuitmiddelen ook ingericht -volledig _ zijn om de derde comparator (.^)/niet-verdraagzaam te maken met de 5 aarde. 10 20 25 30 35 40 8402954