DE19600792A1

DE19600792A1 - Short circuit fixed drive stage for resistance load

Info

Publication number: DE19600792A1
Application number: DE1996100792
Authority: DE
Inventors: Werner Fritsch
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 1997-07-17

Abstract

The drive stage drives a load which is connected in series with the conductive path of an output transistor (T2). A voltage divider (R3/R4) is provided in parallel to the conductive path of the output transistor. The middle point of the voltage divider is at the base of an input transistor (T1). The conductive state of the input transistor determines the voltage at the base of the output transistor. Preferably the size of the voltage divider is such that it sufficiently limits the amount of current taken by the drive stage when the load presents a short circuit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kurzschlußfeste Treiber stufe für eine Last, die in Reihe geschaltet ist mit der Schaltstrecke eines Ausgangstransistors.The invention relates to a short-circuit proof driver level for a load that is connected in series with the Switching distance of an output transistor.

Derartige Treiberstufen sollen so ausgelegt sein, daß eine Überlast durch Schwankungen in der Versorgungsspannung oder ein Kurzschluß des Lastwiderstandes nicht zu einer Zerstörung der Treiberstufe führt.Such driver stages should be designed so that a Overload due to fluctuations in the supply voltage or a short circuit of the load resistor does not lead to destruction the driver stage leads.

Die bisher bekannten Schaltungen sind sehr aufwendig.The previously known circuits are very complex.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Schaltung zu vereinfachen.The invention is therefore based on the task of closing the circuit simplify.

Dazu wird vorgeschlagen, daß parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors ein Spannungsteiler geschaltet ist, an dessen Mittelabgriff die Basis eines Eingangstransistors liegt, dessen Schaltzustand die Spannung an der Basis des Aus gangstransistors bestimmt.It is proposed that parallel to the switching path of the Output transistor is connected to a voltage divider whose center tap is the base of an input transistor whose switching state is the voltage at the base of the off determined transistor.

Diese Anordnung gewährleistet, daß bei einer Überlast oder einem Kurzschluß die Schaltstrecke des Eingangstransistors niederohmig wird, so daß die Basisspannung des Ausgangstransi stors sinkt und dessen Schaltstrecke hochohmig wird.This arrangement ensures that in the event of an overload or a short circuit the switching path of the input transistor becomes low-resistance, so that the base voltage of the output trans stors drops and its switching path becomes high-resistance.

Diese Änderung im Schaltzustand des Ausgangstransistors be wirkt aber keine Veränderung des Schaltzustandes des Eingangs transistors, so daß der Ausgangstransistor hochohmig bleibt. This change in the switching state of the output transistor be however, there is no change in the switching state of the input transistor, so that the output transistor remains high-resistance.

Die Treiberstufe wird damit sicher vor einer zu hohen Lei stungsaufnahme bewahrt.The driver stage is thus safe from too high a lei preserved.

Weitere Ausgestaltungen der Treiberstufe sind in den Unter ansprüchen wiedergegeben.Further configurations of the driver stage are in the sub claims reproduced.

Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens werden in den fol genden zwei Figuren zwei Schaltvarianten dargestellt. Dabei zeigt dieTo illustrate the concept of the invention, the fol two figures shown two switching variants. Here show the

Fig. 1 eine Treiberstufe, bei der die Last unmittelbar an die Versorgungsspannung anschließt, während die Fig. 1 shows a driver stage in which the load connects directly to the supply voltage, while the

Fig. 2 eine Treiberstufe zeigt, bei der die Last an das Grund potential anschließt. Fig. 2 shows a driver stage in which the load connects to the basic potential.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird der Lastwiderstand Rlast in Reihe geschaltet mit der Schaltstrecke (Kollektor-Emitter Strecke) eines Ausgangstransistors T2 und einem Abschlußwider stand R4. Der Abschlußwiderstand R4 ist im allgemeinen nieder ohmig, um die Leistungsaufnahme gering zu halten.As can be seen from FIG. 1, the load resistor Rlast is connected in series with the switching path (collector-emitter path) of an output transistor T2 and a terminating resistor R4. The terminating resistor R4 is generally low-ohmic in order to keep the power consumption low.

Parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2 ist ein Spannungsteiler geschaltet, der aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen R2 und R3 besteht. Der Gesamtwiderstand des Span nungsteilers ist hoch, wobei der Widerstand R2 größer ist als der Widerstand R3.Parallel to the switching path of the output transistor T2 is a Voltage divider switched, which consists of two connected in series Resistors R2 and R3 exist. The total resistance of the chip voltage divider is high, the resistance R2 being greater than the resistor R3.

Der Mittenabgriff A ist an die Basis eines Eingangstransistors T1 gelegt, dessen Schaltstrecke in Reihe mit einem Vorwider stand R1 liegt. Der Emitter des Eingangstransistors T1 liegt am Grundpotential, während der Kollektor mit dem Vorwiderstand verbunden ist. An die andere Seite des Vorwiderstands R1 wird das Eingangssignal gelegt. Am Mittenabgriff B zwischen dem Vorwiderstand R1 und dem Eingangstransistor T1 liegt die Basis des Ausgangstransistors T2. Um die Schaltanordnung gegen kurz fristige Spannungsspitzen unsensibel zu machen, ist der Mit tenabgriff A über einen Kondensator C_tot an das Grundpotential gelegt.The center tap A is placed on the base of an input transistor T1, whose switching path was in series with a series resistor R1. The emitter of the input transistor T1 is at the base potential, while the collector is connected to the series resistor. The input signal is applied to the other side of the series resistor R1. The base of the output transistor T2 is located at the center tap B between the series resistor R1 and the input transistor T1. In order to make the switching arrangement insensitive to short-term voltage peaks, the center tap A is connected to the basic potential via a capacitor C _dead .

Da der Widerstand R3 des Spannungsteilers und der Abschluß widerstand R4 niederohmig sind, liegt an der Basis des Ein gangstransistors T1 nur eine kleine Spannung an, was zur Folge hat, daß die Schaltstrecke des Eingangstransistors T1 hoch ohmig ist. Wird am Eingang ein Schaltsignal angelegt, so liegt am Mittenabgriff B nahezu die volle Spannung des Eingangssi gnals an, so daß der Ausgangstransistor T2 durchgeschaltet ist, also seine Schaltstrecke niederohmig ist. Am Lastwider stand Rlast liegt somit die volle Versorgungsspannung. Da der Strom über die Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2 ab fließt, fließt über den Spannungsteiler R2/R3 nur ein geringer Strom, so daß im Abgriffspunkt A weiterhin Grundpotential an liegt.Since the resistor R3 of the voltage divider and the termination resistance R4 are low, lies at the base of the on gang transistor T1 only a small voltage, which results has that the switching distance of the input transistor T1 high is ohmic. If a switching signal is applied to the input, it lies at center tap B almost the full voltage of the input i gnals on, so that the output transistor T2 is turned on is, so its switching path is low-resistance. At the load resistance Rlast is the full supply voltage. Since the Current over the switching path of the output transistor T2 flows, flows only a little via the voltage divider R2 / R3 Current, so that basic potential continues to be at tap point A. lies.

Wenn sich nun entweder die Versorgungsspannung Ub erhöht oder aber das Lastwiderstand Rlast kurzgeschlossen wird, so erhöht sich die Spannung am Abschlußwiderstand R4 und damit im Mit tenabgriff A. Dies hat zur Folge, daß die Schaltstrecke des Eingangstransistors T1 niederohmig wird und im Punkt B Grund potential wirksam wird. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2 hochohmig wird. Nun mehr fließt der größte Teil des Stroms über den parallel ge schalteten Spannungsteiler, wobei die Spannung im Punkt A be stimmt wird über den Spannungsabfall am Widerstand R3 und am Abschlußwiderstand R4. If now either the supply voltage Ub increases or but the load resistance Rlast is short-circuited, so increased the voltage at the terminating resistor R4 and thus in the tenabgriff A. This means that the switching distance of the Input transistor T1 becomes low and in point B reason potential becomes effective. This in turn means that the Switching distance of the output transistor T2 becomes high resistance. Well the greater part of the current flows through the parallel ge switched voltage divider, the voltage in point A be is true about the voltage drop across resistor R3 and Termination resistor R4.

Das Potential am Punkt A bleibt damit hoch, so daß der Ein gangstransistor durchgeschaltet und Ausgangstransistor nieder ohmig bleibt.The potential at point A thus remains high, so that the one output transistor switched through and output transistor low remains ohmic.

Die Fig. 2 zeigt eine entsprechende Schaltanordnung, bei der der Lastwiderstand unmittelbar mit dem Grundpotential verbun den ist und der Emitter des Ausgangstransistors T2 über den Abschlußwiderstand R4 mit der Versorgungsspannung verbunden ist. Fig. 2 shows a corresponding switching arrangement in which the load resistor is directly connected to the ground potential and the emitter of the output transistor T2 is connected to the supply voltage via the terminating resistor R4.

Parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors ist wieder um ein Spannungsteiler geschaltet, wobei der hochohmige Wider stand R2 wiederum unmittelbar mit dem Lastwiderstand verbunden ist. Der Abgriffspunkt A des Spannungsteilers R2/R3 ist mit der Basis des Eingangstransistors T1 verbunden. Die Schalt strecke dieses Transistors verbindet die Versorgungsspannung mit der Basis des Ausgangstransistors T2. Parallel zur Schalt strecke des Eingangstransistors ist ein Schutzwiderstand R13 geschaltet. In Reihe mit der Schaltstrecke des Eingangstransi stors T1 ist ein Vorwiderstand R1 und die Schaltstrecke eines Vortransistors T3 geschaltet.Parallel to the switching path of the output transistor is again switched by a voltage divider, the high-impedance counter R2 was again directly connected to the load resistor is. The tap point A of the voltage divider R2 / R3 is with the base of the input transistor T1 connected. The switching stretch this transistor connects the supply voltage with the base of the output transistor T2. Parallel to the switch section of the input transistor is a protective resistor R13 switched. In series with the switching path of the input transmission stors T1 is a series resistor R1 and the switching path one Pre-transistor T3 switched.

Ist am Eingang ein Spannungssignal angelegt, so ist die Schaltstrecke des Vortransistors T3 niederohmig, so daß an der Basis des Ausgangstransistors T2 ein niedriges Potential an liegt, bei dem die Schaltstrecke des Transistors T2 nieder ohmig ist. Der Lastwiderstand liegt damit an der Versorgungs spannung an. Wird nun die Last kurzgeschlossen, so liegt im Punkt A Grundpotential an, mit der Folge, daß der Eingangs transistor T1 niederohmig wird. Dies hat zur Folge, daß das Potential an der Basis des Ausgangstransistors steigt, wodurch dessen Schaltstrecke hochohmig wird, d. h. der Versorgungsspan nung wiederum ein Widerstand entgegengesetzt wird. Der größere Teil des Stroms fließt nun über den Spannungsteiler parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors T2. Der Spannungs teiler R2/R3 ist so bemessen, daß der Eingangstransistor T1 niederohmig und damit der Ausgangstransitor T2 hochohmig bleibt.If a voltage signal is applied to the input, the Switching distance of the pre-transistor T3 low resistance, so that at the Base of the output transistor T2 at a low potential is at which the switching distance of the transistor T2 low is ohmic. The load resistance is therefore due to the supply tension. If the load is now short-circuited, the Point A basic potential, with the result that the input transistor T1 becomes low-resistance. As a result, the Potential at the base of the output transistor increases, causing whose switching path becomes high-resistance, d. H. the supply chip resistance is opposed. The bigger one Part of the current now flows in parallel via the voltage divider to the switching path of the output transistor T2. The tension divider R2 / R3 is dimensioned so that the input transistor T1 low impedance and thus the output transistor T2 high impedance remains.

Insbesondere bezogen auf die Schaltung nach Fig. 1 kann somit zusammenfassend gesagt werden, daß die Besonderheit der Schal tung darin besteht, daß parallel zur Schaltstrecke des Aus gangstransistors T2 ein Spannungsteiler R2/R3 geschaltet ist, dessen Mittenabgriffspunkt A an die Basis eines Eingangstran sistors gelegt wird, dessen Schaltzustand die Spannung an der Basis des Ausgangstransistors T2 bestimmt. Wird der Lastwider stand kurzgeschlossen, so erhöht sich die Spannung im Punkt A, was zur Folge hat, daß die Schaltstrecke des Eingangstransi stors niederohmig und damit die Schaltstrecke des Ausgangs transistors hochohmig wird. Der Strom fließt nun über den Spannungsteiler R2/R3, wodurch das Potential im Punkt A aber nicht wesentlich verändert wird, so daß der Schaltzustand der Transistoren beibehalten bleibt.In particular with reference to the circuit of FIG. 1 can thus be summarized that the peculiarity of the scarf device is that a voltage divider R2 / R3 is connected in parallel with the switching path of the output transistor T2, the center tap point A is placed at the base of an input transistor Sistors whose switching state determines the voltage at the base of the output transistor T2. If the load resistor was short-circuited, the voltage at point A increases, with the result that the switching path of the input transistor is low-resistance and thus the switching path of the output transistor becomes high-resistance. The current now flows through the voltage divider R2 / R3, whereby the potential at point A is not changed significantly, so that the switching state of the transistors is retained.

Die Schaltung nach Fig. 2 entspricht in ihrer Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Last R_last unmittelbar an der Versorgungsspannung anschließt. Die Schal tung ist daher "spiegelbildlich" zur Schaltung nach Fig. 1 aufgebaut.The circuit of FIG. 2 corresponds to that of operation of the circuit of FIG. 1 with the difference that the load R _load directly adjoins the supply voltage. The scarf device is therefore "mirror image" of the circuit shown in FIG. 1.

Claims

1. Short-circuit proof driver stage for a load (Rlast) which is connected in series with the switching path of an output transistor (T2), characterized in that a voltage divider (R3 / R4) is provided in parallel with the switching path of the input transistor (T2), the Center tap (A) is placed on the base of an input transistor (T1), the switching state of which determines the voltage at the base of the output transistor (T2).

2. Driver stage according to claim 1, characterized in that the voltage divider is so large that it is short closed load resistance the current consumption of the drivers level sufficiently limited.

3. Driver stage according to claim 2, characterized in that the resistance of the voltage divider on the Versor voltage, has a greater resistance than the other resistance of the voltage divider.

4. Driver stage according to one of the preceding claims, since characterized in that the switching distance of the input transistor (T1) is connected in series with a series resistor (R1), with the center tap (B) at the base of the off gang transistor is placed.

5. Driver stage according to claim 1, characterized in that a capacitor connects to the center tap point (A).