RU1778907C - Усилитель с защитой от перегрузки - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : Устройство содержит 6 транзисторов 1-6,1 конденсаторе. 11 резисторов 9-19. При уменьшении сопротивлени  нагрузки ниже номинального ток в цепи будет увеличиватьс  до тех пор, пока транзистор 5 не будет выходить из насыщени . Увеличение падени  напр жени  между коллектором и эмиттер транзистора 5 приводит к смещению в пр мом направлении элемента 7. В результате будет уменьшатьс  падение напр жени  на резисторе 16, что приведет к уменьшению тока эмиттера транзистора 4 и к еще большему закрыванию транзистора 5. 1 ил.

Description

Устройство относитс  к электронной технике, и может быть использовано дл  защиты полупроводниковых коммутирующих устройств в электроприводе, электротехнологии и в источниках питани  радиоаппаратуры.

Известен транзисторный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы разных типов проводимости, эмиттеры которых подключены к разным полюсам источника питани , порвый делитель напр жени , включенный между коллектором и эмиттером первого транзистора.

Недостатком известного транзисторного усилител   вл етс  повышенное потребление электроэнергии в режиме холостого хода (когда не подан сигнал на включение) за счет потерь мощности на резисторах первого и второго делителей напр жени .

Известен также усилитель с защитой от перегрузки, содержащий входной и выходной каскады, выполненные на транзисторах разного типа проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером, и пороговый элемент , подключенный одним концом к коллектору транзистора выходного каскада, а вторым концом подключен к базе транзистора входного каскада, резистор, шунтиру- ющий коллекторно-змиттерный переход транзистора выходного каскада.

Недостатком известного усилител   вл етс  повышенное потребление электроэнергии при отсутствии входного отпирающего сигнала за счет протекани  тока по цепи: шина источника питани , резистор нагрузки, обща  шина.

Цель изобретени  - повышение КПД усилител  в режиме холостого хода.

Цель достигаетс  тем, что в усилитель с защитой от перегрузки, содержащий входной и выходной каскады, выполненные на транзисторах разного типа проводимости, включенных 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 питани , 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 из которых соединен первым выводом с входной шиной и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен

с базой третьего транзистора, 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 которой соединены первые выводы четвертого, п того и шестого резисторов, при этом второй вывод четвертого резистора соединен с базой

транзистора выходного каскада и коллектором транзистора входного каскада, эмиттер которого соединен с первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого под- ключен к шине питани , к которой

подсоединен первый вывод восьмого резистора и первый вывод дес того резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом дес того резистора , второй вывод которого соединен со вторым выводом резистора и базой четвертого транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор соединен с выходной шиной, и коллектором транзистора выходного каскада, при этом коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом шестого резистора, коллектор третьего транзистора соединен с первым выводом одиннадцатого резистора, второй

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

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство

отличаетс  наличием новых элементов, а именно, дополнительных транзисторов, резисторов , конденсатора и их св з ми.

Таким образом, за вл емое устройство соответствует критерию изобретени  Новизна .

Сравнение за вл емого решени  с другими техническими решени ми показывает, что введенные новые элементы и св зи позвол ют повысить КПД. Это позвол ет сделать вывод о соответствии технического решени  критерию Существенные отличи .

. На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема усилител .

Усилитель содержит транзисторы 1-6, пороговый элемент 7, конденсатор 8, резисторы 9-19, входную шину 20, шину питани  21, выходную шину 22 и общую шину 23. Входна  шина 20 соединена с одним

выводом резистора 9 и с одним выводом резистора 10, другой вывод которого соединен 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 6.

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

1,эмиттер которого подключен к шине питани  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 выводом 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, первым выводом резистора 19, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 3. Второй вывод резистора 15 соединен с эмиттером резистора 4, коллектор которого соединен с другим выводом резмстора 12 и с базой транзистора 5.

Усилитель работает следующим образом .

В исходном состо нии транзистор 1 от- крытотрицательным потенциалом, поступающим на его базу через резистор 11, конденсаторе разр жен, остальныетранзи- сторы закрыты, При поступлении на входную шину 20 управл ющего сигнала положительной пол рности транзистор 1 запираетс  и начинает зар жатьс  конденсатор 8 по цепи: обща  шина 23, резистор 14, базо-эмиттерный переход транзистора

2,шина питани  21.

Транзистор 2 отпираетс , также отпираетс  транзистор 6 и подсоедин ет шину питани  к выходной шине 22, в результате чего анод порогового элемента 7 становитс  отрицательным по сравнению с катодом и он запираетс . Открытое состо ние транзисторов 2 и 6 поддерживаетс  на прот жении времени зар да конденсатора 8.

Одновременно с закрытием транзистора 1 происходит отпирание транзистора 3, а в тот момент, когда закроетс  элемент и отпирание транзистора 4, который отпирает транзистор 5, подсоедин ющий общую шину 23 к выходной шине 22 -уже. на врем  действи  положительного управл ющего сигнала на управл ющей шине 20.

В случае нарушени  нормальных условий эксплуатации усилител , например, при уменьшении сопротивлени  нагрузки ниже номинального тока в цепи будет увеличиватьс  до тех пор, пока транзистор 5 не будет выходить из насыщени . Увеличениепадени  напр жени  между коллектором и эмиттером транзистора 5 приводит к смещению в пр мом направлении элемента 7. Дальнейшее уменьшение сопротивлени  нагрузки приведен к уменьшению падени  напр жени  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 замыкани  в нагрузке падение напр жени  на резисторе 16 будет не больше падени  напр жени  на пороговом элементе 7. смещенном в пр мом направлении, а значит весьма мал будет ток эмиттера транзистора 4.

Таким образом, введение в усилитель новых элементов позволило повысить его КПД на 10% за счет устранени  протекани 

тока через нагрузку в режиме холостого хода .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Усилитель с защитой от перегрузки, содержащий входной и выходной каскады,выполненные на транзисторах разного типа проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером, пороговый элемент, подключенный одним концом к коллектору транзистора выходного каскада, а вторым концом - к базе транзистора входного каскада , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  его КПД в режиме холостого хода , в него введены четыре транзистора, конденсатор и одиннадцать резнсторос, причем, первый и второй транзисторы имеют такой же тип проводимости, что и транзистор входного каскада, и соединены эмиттерами

   с шиной питани , третий и четвертый транзисторы имеют такой же тип проводимости, что и транзистор выходного каскада, и соединены эмиттерами с общей шиной, конденсатор включен между коллектором

   первого транзистора и базой второго транзистора , первый резистор соединен первым выводом с входной шиной и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с базой третьего

   транзистора, 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 которой соединены первые выводы четвертого, п того и шестого резисторов, при этом второй вывод четвертого резистора соединен с базой транзистора выходного каскада и коллектором транзистора входного каскада, эмиттер которого соединен с

   первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого подключен к шине питани , с которой соединены первый вывод восьмого резистора и первый вывод дев того резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом дес того резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом п того резистора и базой четвертого транзистора, эмиттер ко

   торого подключен к общей шине, а коллектор соединен с выходной шиной и коллектором транзистора выходного каскада, при этом коллектор первого транзистора соединен 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 транзистора входного каскада.