Усилитель с защитой от перегрузки

 

Сущность изобретения: Устройство содержит 6 транзисторов 1-6,1 конденсаторе. 11 резисторов 9-19. При уменьшении сопротивления нагрузки ниже номинального ток в цепи будет увеличиваться до тех пор, пока транзистор 5 не будет выходить из насыщения . Увеличение падения напряжения между коллектором и эмиттер транзистора 5 приводит к смещению в прямом направлении элемента 7. В результате будет уменьшаться падение напряжения на резисторе 16, что приведет к уменьшению тока эмиттера транзистора 4 и к еще большему закрыванию транзистора 5. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4923593/07 (22) 01,04.91 (46) 30,11.92. Бюл. ¹ 44 (71) Л ьвовский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) О.Л.Сидорович и Я.А,Мачинский (56) Авторское свидетельство СССР

N 845285, кл. Н 03 К 17/60, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 593281, кл. Н 02 Н 7/20, 1970. (54) УСИЛИТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ 0Т ПЕРЕГРУЗКИ (57) Сущность изобретения: Устройство содержит 6 транзисторов 1-6, 1 конденсатор 8, „„ Ж„„1778907 А1 (я)5 Н 03 F 3/04, Н 02 Н 7/20

11 резисторов 9-19. При уменьшении сопротивления нагрузки ниже номинального ток в цепи будет увеличиваться до тех пор, пока транзистор 5 не будет выходить иэ насыщения. Увеличение падения напряжения между коллектором и эмиттер транзистора 5 приводит к смещению в прямом направлении элемента 7. 8 результате будет уменьшаться падение напряжения на резисторе

16, что приведет к уменьшению тока эмиттера транзистора 4 и к еще большему закрыванию транзистора 5. 1 ил, 1778907

Устройство относится к электронной технике, и может быть использовано для защиты полупроводниковых коммутирующих устройств в электроприводе, электротехнологии и в источниках питания радиоаппаратуры, Известен транзисторный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы разных типов проводимости, эмиттеры которых подключены к разным полюсам источника питания, первый делитель напря>кения, вкл1оченный между коллектором и эмиттером первого транзистора.

Недостаткам известного транзисторного усилителя являешься повышенное потребление электроэнергии в режиме холостого хода (когда не подан сигнал на включе1иле) за с-1ет потерь мощности на резисторах первого и второго делителей напря>кения, Известен такжз усилитель с защитол От перегрузки, содержащий входной и выходной каскады, выполненные на транз IGTopGx разного типа проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером. и пороговый элемент, Г10дкл10ченный Одним концом к коллектору транзистора выходного каскада, а вторым концом подключен к базе транзистора входного каскада, резистор, шунтируюший коллекторно-эмиттерный переход* транзистора выходного каскада.

Недостатком известного усилителя является повышенное потребление электроэнергии при Отсутствии входного

Отпирающего сигнала за счет протекания тока по цепи: шина ис1очника п1лтания, резистор нагрузки, Общая шина.

Цель изобретения — повышение КПД усилителя в режиме холостого хода, Цель достигается тем, что В Усилитель с защи гой От перегрузки, содержащий входной и выходной каскады, выполненные на транзисторах разного типа проводимости, вклк>ченных по схеме с общим эмиттером, пороговый элемент, подключенный одним концом к коллектору транзистора выходного каскада, а вторым концом подключен к базе транзистора входного каскада, введены первый и второй транзисторы такого же типа проводимости,.что и транзистор входного каскада, соединенные эмиттерами с шиной питания, третий и четвертый транзисторы такого же типа проводимости, что и транзистор выходного каскада, соединенные эмиттерами с общей шиной, конденсатор, включенный между коллектором первого транзистора и базой второго транзистора, Одиннадцать резисторов, первый иэ которых соединен первым выводом с входной шиной и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен сбазой третьего транзистора,,эмиттер которого подключен к общей шине, второй вывод первого резистора соединен с базой первого транзистора и с первым выводом

5 третьего резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, с которой соединены первые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов, при этом второй вывод четвертого резистора соединен с базой

10 транзистора выходного каскада и коллектором транзистора входного каскада, эмиттер которого соединен с пеовым выводом седьмого резистора, второй вывод которого подключен к шине питания, к которой

15 подсоединен первый вывод восьмого резистора и первый вывод десятого резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом десятого рези20 стара, второй вывод которого соединен со вторым выводом резистора и базой четвертого транзистора, эмиттер которого подкл ючен к общей шине, а коллектор соединен с выходной шиной, и коллектором транзисто25 ра выходного каскада, при этом коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом шестого резистора, коллектор третьего транзистора соединен с первым выводом Одиннадцатого резистора, второй

30 вывод которого соединен со вторым выводом восьмого резистора и с базой транзистора выходного каскада.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство

35 отличается наличием новых элементов, а именно, дополнительных транзисторов, резисторов, конденсатора и их связями.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Но40 визна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные новые элементы и связи позволяют повысить КПД. Это позволяет сде45 лать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема усилителя, 50 Усилитель содержит транзисторы 1-6, пороговый элемент 7, конденсатор 8, резисторы 9-19, входную шину 20, шину питания

21, выходную шину 22 и общую шину 23.

Входная шина 20 соединена с одним

55 выводом резистора 9 и с одним выводом резистора i0, другой вывод которого с единен с базой транзистора 3, эмиттер которого подключен к общей шине 23, с которой также соединены одни выводы резисторов

12, 13, 14 и эмиттеры транзисторов 5 и б.

1778907

35

Вывод резистора 17 соединзн с одним выводом резистора 10 и с базой транзистора

1, эмиттер которого подключен к шине питания 21, с которой также соединены одни выводы резисторов 15, 16, 17 и эмиттер транзистора 2, база которого соединена с другим выводом резистора 17 и с первым выводом конденсатора 8, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 1, и с другим выводом резистора 14, Коллектор транзистора 2 соединен с первым выводам резистора 18, второй : вывод которого подключен к другому выводу резистора 13 и к базе транзистора 6, коллектор которого соединен с выходной шиной 22, к которой также подсоединены коллектор транзистора 5 и анод порогового элемента

7, катод которого соединен с другим выводом резистора 16, первь м выводом резистора 19, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора ", Второй вывод резистора 15 соединен с эмиттером резистора 4, коллектор которого соединен с другим выводом резистора 12 и с базой транзистора 5.

Усилитель работает следу ащим образом.

В исходном состоянии транзистор 1 открыт отрицательным потенциалом, поступаlollIvIM на его базу через резистор 11, конденсатор 8 разря>кен, остэльныетранзисторы закрыты, При поступлении на входную шину 20 управляющего сигнала положительной полярности транзистор 1 запирается и начинает заряжаться конденсатор 8 па цепи: общая шина 23, резистор

14, база-эмиттерный переход транзистора

2, шина питания 21.

Транзистор 2 отпирается, также отпирается транзистор 6 и подсоединяет шину питания к выходной шине 22, в результате чего анод порогового элемента 7 становится отрицательным по сравнению с катодом и он запирается. Открытое состояние транзисторов 2 и 6 поддер>кивается на протяжении времени заряда конденсатора 8.

Одновременна с закрытием транзистора 1 происходит отпирание транзистора 3, а в тот момент, когда закроется элемент 7 и отпирание транзистора 4, который отпирает транзистор 5, подсоединяющий общую шину 23 к выходной шине 22 уже на время действия поло>кительного управляющего сигнала на управляющей шине 20.

В случае нарушения нормальных условий эксплуатации усилителя, например, при уменьшении сопротивления нагрузки ниже номинального тока в цепи будет увеличиваться до тех пар, пока транзистор 5 не будет выходить из насыщения. Увеличение

25 падения нэпряжения между коллектором и эмиттером транзистора 5 приводит к смещению в прямом направлении элемента 7.

Дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки приведен к уменьшению падения напряжения на резисторе 16, что, в свою очередь, приведет к уменьшению тока эмиттера транзистора 4 и к еще большему закрыванию транзистора 5, то есть к уменьшению тока коллектора этого транзистора.

В случае короткого замыкания в нагрузке падение напряжения на резисторе 16 будет не больше падения напряжения на пороговом элементе 7. смещенном в прямом направлении, а значит весьма мал будет ток эмиттера транзистора 4.

Таким образом, введение в усилитель новых элементов позволило повысить его

КПД нэ 10% за счет устранения протекания тока через нагрузку в режиме холостого хода, Формула изобретения

Усилитель с защитой от перегрузки, содержащий входной vi выходной каскады, выполненные на транзисторах разного типа проводимости, включенных па схеме с общим эмиттером, пороговый элемент, подключенный одним концом к коллектору транзистора выходного каскада, а вторым концом — к базе транзистора входного каскада, отличающийся тем, чта, с цель о увеличения его КПД в режиме холостого хода, в него введены четыре транзистора, конденсатор и одиннадцать резисторов, причем, первый и второй транзисторы име|от такой же тип проводимости, что и транзистор входного каскада, и соединены эмиттерами с шиной питания, третий и четвертый транзисторы имеют такой же тип проводимости, что и транзистор выходного каскада, и соединены змиттерами с общей шиной, конденсатор включен между коллектором первого транзистора и базой второго транзистора, первый резистор соединен первым выводом с входной шиной и первым выводом втооаго резистора, второй вывод которого соединен с базой третьего транзистор-, эмиттер которого подключен к общей шине, второй вывод первого резистора соединен с базой первого транзистора и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, с которсй соединены первые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов, при этом второй вывод четвертого резистора соединен " базой транзистора выходного каскада и коллектором транзистора вхадного каскада, эмиттер которого соединен с

1778907

Составитель О.Мещерякова

Техред М.Моргентал Корректор С. Юско

Редактор

Заказ 4201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 первым выводом седьмого резистора, ВТо рой вывод которого подключен к шине питания. с которой соединены первый вывод восьмого резистора и первый вывод девятого резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом десятого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом пятого резистора и базой четвептого транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор соединен с выходной шиной и коллектором транзистора выходного каскада, при этом коллектор первого транзистора соеди5 нен с вторым выводом шестого резистора, коллектор третьего транзистора соединен с первым выводом одиннадцатого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом восьмого резистора и с базой тран10 зистора входного каскада.