Устройство защиты от перегрузки усилителя мощности

Устройство защиты от перегрузки усилителя мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИCАНИЕ 91О136

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) 3ass eso 24.05,78 (21} 2617648/18-09 (23) Приоритет — (32) 15.09.77 (5l) М. Кл.

Н 03 F 3/26

Н 02 H 7/20 оеударствеяый коиятвт

СССР (31} ЕŠ— 2525/77 (33) ВНР (53) УДК 621.375. .026 (088.8) Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.02.82 оо делам язобретеяий и открытий (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Томаш Фачади, Лайош Торньи и (ВНР) Иштвай Чисар л

Иностранное предприятие

"Злектроакустикай Дьяр" (ВНР) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ УСИЛИТЕЛЯ

МОЩНОСТИ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных усилителях мощности.

Известно устройство защиты от перегрузок усилителя мощности, сдвигающее рабочую точку усилителя так, чтобы усиление уменьшилось (1) .

Однако известное устройство имеет большие нелинейные искажения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство защиты от перегрузки усилителя мощности, работающего на активно-индуктивную нагрузку в классах В или АВ, содержащее оконечный транзистор усилителя мощности, база которого подключена к источнику входного сигнала и первому входу порогового устройства, коллектор — к источнику питания, а эмиттер —. ко второму входу порогового устройства и через датчик тока к нагрузке и третьему Входу порогового устройства, состоящего из первого транзистора, коллектор которого подключен к электроду входного диода, другой электрол которого является первым входом порогового устройства, база — к резистору, второй вывод которого является вторым входом порогового устройства, и через первый нелинейный элемент — к общей шине, а эмиттер является третьим входом порогового устройства (21.

Однако устройство имеет импульсы перенапряжения на выходе и его быстродействие мало.

Цель изобретения — исключение импульсов

1р перенапряжения на выходе, обусловленных индуктивностью нагрузки, и повышение быстродействия.

Для достижения цели в пороговое устройство введены второй и третий транзисторы, второй нелинейный элемент, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой резисторы и первый и второй диодь, при этом коллектор второго транзистора подключен к базе первого транзистора, эмиттер к эмиттеру перф) вого транзистора, а база через первый резистор — к шине питания и через второи резистор — к эмиттеру первого транзистора, коллектор третьего транзистора связан через третий резистор с шиной питания и через второй нелинейный элемент, выполненный на

910136

15 последовательно соединенных третьем и четвертом диодах, — к базе первого транзистора, эмиттер через первый диод к эмиттеру первого транзистора, через второй диод к общей шине и через четвертый резистор к 5 базе третьего транзистора, а коллектор первого транзистора через пятый резистор подключен к базе третьего транзи:тора и через шестой резистор к шине питания.

Причем между базой второго транзистора . to и общей шиной включены параллельно соединенные седьмой резистор и первый конденсатор, а между коллектором первого транзистора и входным диодом — восьмой резистор.

Кроме того, первый нелинейный элемент, включенный между базой первого транзистора и общей шиной, выполнен в виде последовательно соединенных пятого диода, стабилитрона и параллельно включенных девятого резистора и второго конденсатора. 20

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — то же, вариант исполнения.

Устройство защиты от перегрузки усилителя мощности, работающего на активно-индук- 25 тивиую нагрузку в классах В и АВ, содержит оконечный транзистор 1, пороговое устройство 2, состоящее из первого, второго и третьего транзисторов 3 — 5, первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого резисторов 6 — 13, первого конденсатора 14, входного диода 15, первого и второго нелинейных элементов 16 и 17, первого и второго диода 18 и 19, резистора 20, при этом второй нелинейный элемент 17 состоит

35 из третьего и четвертого диодов 21 и 22, а первый нелинейный элемент 16 — из пятого диода 23, стабилитрона 24, девятого резистора

25 и второго конденсатора 26, кроме того, устройство содержит датчик 27 тока, источник

28 входного сигнала, источник 29 питания и нагрузку 30, Устройство работает следующим образом.

В основном положении первый транзистор

3 заперт и не оказывает влияния на работу усилителя со стороны цепи тока защиты.

Если ток оконечного транзистора 1 достигает определенного значения, то напряжением датчика 27 тока отпирается первый транзистор 3, в результате чего. управляющий сигнал оконечного транзисгора 1 разделяется, чем предотвращается дальнейшее увеличение тока. Управляющее напряжение для первого транзистора 3 распределяется между резистором 20 и первым нелинейным элементом 16.

Состоящий из четвертого, пятого и шестого резисторов 9 в 1 1 делитель базы третьего тран4 зистора 5 расчитан таким образом, чтобы третий транзистор 5 был насыщен, пока первый транзистор 3 и входной диод 15 заперты.

Второй к линейный элемент 17 заперт и коллектор третьего транзистора 5 отключается от базы первого транзистора 3.

Если же в случае перегрузки первый транзистор 3 отпирается, то напряжение коллектора становится равным выходному напряжению, второй нелинейный элемент 17 становится проводящим и база первого транзистора 3 нагружается через третий резистор 8 большим нацряжением (в размыкающем направлении), в результате чего третий транзистор 5 больше не запирается. При этом процессе "опрокидывания" выходное напряжение усилителя и его ток уменьшаются до нуля. Момент "опрокидывания" в случае перегрузки усилителя определяется делителем на четвертом и пятом резисторах 9 и 10. "Опрокидывание" происходит,. так как эмиттер третьего транзистора 5 через второй диод 19 подключен к общей шине.

Возвращение в основное положение—

"обратное опрокидывание" — осуществляется вторым транзистором 4, причем выходное напряжение усилителя меняет полярность. Делитель базы на первом и втором резисторе

6 и 7 расчитывается таким образом, чтобы при нулевом выходном напряжении второй транзистор 4 находился на границе отпирания. Если в этом случае выходное напряжение отрицательно, то второй транзистор 4 отпирается больше, первый транзистор 3 запирается, и вследствие этого происходит "обратное опрокидывание". Делитель на первом и втором резисторах 6 и 7 выбран так, чтобы коллекторный ток второго транзистора 4 устанавливался таким образом, чтобы при напряжении датчика 27 тока равном нулю, тройное опрокидывание схемы происходило при нулевом выходном напряжении. Это является условием того, что цепь тока защиты от перегрузки после включения усилителя без управления возвращается в основное положение.

Первый диод 18 предотвращает запирание третьего транзистора 5 в отрицательном полупериоде выходного напряжения.

В итоге третий транзистор 5 предотвращает появление положительных остроконечных имг пульсов и обеспечивает надежную работу оконечного транзистора 1 при большой перегрузке.

Если межцу базой второго транзистора 4 и общей шиной включен седьмой резистор 12, то к базе второго транзистора 4 в положительном полупериоде выходного напряжения усилителя подключается запирающее, а в отрицательном полупериоде — пропускающее напряжение. Второй транзистор 4 в отрицатель5 9 I () 1. ном полулсриодс выходного напряжения от= пирастся большс. Тем самым уменьшается отрицательное выходное напряжение. Если второй транзистор 4 функционирует недостаточно быстро, то может возникнуть отрицательный 5 игольчатый импульс. Для избежания этого применен первый конденсатор 14, параллельно подключенный к седьмому резистору 12.

Между коллектором первого транзистора 3 и катодом входного диода 15 включен восьмой р резистор 13, в результате чего напряжение коллектор-эмиттер первого транзистора 3 устанавливается любой величины в его проводящем режиме.

Первый нелинейный элемент 16 может быть 15 образован из последовательного соединения пятого диода 23 и стабилитрона 24 и параллельного RC-звена, состоящего из девятого резистора 25 и второго конденсатора 26. Применение стабилитрона 24 исключает образован- щ ный при индуктивной перегрузке игольчатый импульс, так как стабилитрон 24 при небольшом выходном напряжении предотвращает уменьшение выходного тока.

Таким образом, предлагаемое устройство г5 позволяет исключить импульсы перенапряжения на выходе и увеличить быстродействие схемы защиты, что способствует применению устройства при индуктивных нагрузках, как, например, излучатели звука с переменным фильтром.

Формула изобретения

1, Устройство защиты от перегрузки усилителя мощности, работающего на активно-индуктивную нагрузку в классах В или АВ, содержащее оконечный транзистор усилителя мощности, база которого подключена к источнику

40 входного сигнала и первому входу порогового устройства, коллектор — к источнику питания, а эмиттер —. ко второму входу порогового устройства и через датчик тока к нагрузке и третьему входу порогового устрой45 ства, состоящего из первого транзистора, коллектор которого подключен к электроду входного диода, другой электрод которого является первым входом порогового устройства, 16 6 база — к резистору, второй вывод которого является вторым входом порогового устройства и через первый нелинейный элемент— к общей шине, а эмиттер является третьим входом порогового устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, ч1о, с целью исключения импульсов перенапряжения на выходе, обусловленных индуктивностью нагрузки, и повышения быстродействия, в пороговое устройство введены второй и третий транзисторы, второй нелинейный элемент, первый, второй, третий, четвертый, пятый и Шестой резисторы и первый н второй диоды, при этом коллектор второго транзистора подключен к базе первого транзистора, эмиттер к эмиттеру первого транзистора, а база через первый резистор — к шине питания и через второй резистор — к эмиттеру первого транзистора, коллектор тре- тьего транзистора связан через третий резистор с шиной питания и через второй нелинейный элемент, выполненный на последовательно соединенных третьем и четвертом диодах,— к базе первого транзистора, эмиттер через первый диод к эмиттеру первого транзистора, через второй диод к общей шине и через четвертый резистор к базе третьего транзистора, а коллектор первого транзистора через пятый резистор подключен к базе третьего транзистора и через шестой резистор к шине питания.

2. Устройство но п; 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что между базой второго транзистора и общей шиной включены параллельно соединенные седьмой резистор и первый конденсатор, а между коллектором первого транзистора и входным диодом — восьмой резистор.

3. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что первый нелинейный элемент, включенный между бгзой первого транзистора и общей шиной, выполнен в виде последовательно соединенных пятого диода, стабилитроиа и параллельно включенных девятого резистора и второго конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Усилитель К224 УН17 (СССР) — техни ческие условия., 2. Патент Великобритании N 1236449, кл. Н 3 Т, 1971 (прототип).