Выходной транзисторный каскад с защитой от перегрузки током

 

ВЫХОДНОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КАСКАД С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ТОКОМ , содержащий мощный выходной транзистор, вспомогательный транзистор , имеющий 11-р-п-тип проводимости , эмитт.ер которого подключен к нагрузке, транзистор управления включенный по схеме с общим эмиттером , имеющий р-п-р-тип проводимо ти, базо-эмиттерный переход которо шунтирован датчиком тока, и ключевой транзистор защиты, имеющий п-р-п-тип проводимости, коллектор которого соединен с базой вспомогательного транзистора, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь мощности при переt± грузке током, в него введены первый и второй дополнительные транэнсторы управления, диод, конденсатор , первый м второй дополнительные резисторы, причем база первого дополнительного транзистора управления соединена с коллектором транзистора управления, эмиттер - с общей шиной, а коллектор через первый дополнительный резистор - с базой транзистора управления, а через диод - с базой второго дополнительного транзистора управления, включенного по схеме с общим эмиттером, имеющегор тП-р-тип проводимости, - азо-эмиттерный переход которого шунтирован -конденсатором, а коллектор соединен с базой ключевого транзистора защиты, эмиттер которого подключен к общей шине, причем база транзистора управления через второй дополнительный резистор соединена с коллектором вспомогательного транзистора и с базой мощного Е ыходноГо транзистора,включенного по схеме с общим эмиттером,имеющего р-Р-р-тип пГроводимости, коллектор которого через нагрузку соединен с общей шиной..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 " (OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3397705/18-09 (22) 15.02.82 (46) 07 ° 12.83. Бюл. 9 45 (72) A.А.Фомичев, A.Г.Царьков и В.В.Шиморин (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Заявка Великобритании

9 1460853, кл. Н 02 Н 7/20,6.01.77.

2. Патент ФРГ 9 2224759, кл. Н 02 Н 7/20, 10.02.77 (прототип) . (54) (57) ВЫХОДНОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ

КАСКАД С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ТОКОМ, содержащий мощный вйходной транзистор, вспомогательный транзистор, имеющий tl -P-n-тип проводи.мости, эмиттер которого подключен к нагрузке, транзистор управления, включенный по схеме с общим эмиттером, имеющий P -и-P òèï проводимости, базо-эмиттерный переход которого шунтирован датчиком тока, и ключевой транзистор защиты, имеющий и-р-и-тип проводимости, коллектор которого соединен с базой вспомогательного транзистора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения потерь мощности при пере„.Su„„1059663 А грузке током, в него введены первый и второй дополнительные транзисторы управления, диод, конденсатор, первый и второй дополнительные резисторы, причем база первого дополнительного транзистора управления соединена с коллектором транзистора управления, эмиттер — с общей шиной, а коллектор через первый дополнительный резистор - с базой транзистора управления, а через диод - с базой второго дополнительного транзистора управления, включенного по схеме с общим эмиттером, «меющего Р -,и-Р-тип проводимости, .баэо-эмиттерный переход которого шунтирован -конденсатором, а коллек- Я тор соединен с базой ключевого транзистора защиты, эмиттер которого подключен к общей шине, причем база транзистора управления через второй дополнительный резистор соединена с коллектором вспомогательного тран- Я зистора и с базой мощного выходного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером,имеющего p -n-p-тип проводимости, коллектор которого () через нагрузку соединен с общей

© шиноК.

1059663

25

40

95 б0 б5

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты транзисторных усилительt ных каскадов в частности усилитеI лей звуковой частоты с непосредствен» ными связями.

Известно устройство защиты, ограничивающее рассеяние мощности на электронном приборе, содержащее детектор, который при обнаружении тока нагрузки, превышающего первую пороговую величину, приводит в действие прерыватель, периодически прекращающий протекание тока нагрузки, защищает электронный прибор от тока перегрузки, ограничитель, ограничивающий величину тока через электронный прибор цо второй пороговой величины, превышающей первую пороговую величину тока, при этом ограничивается рассеяние мощности на электронном приборе (1) .

Недостатком устройства является значительная потеря мощности на элементах цепи выделения сигнала перегрузки.

Наиболее близким к предлагаемо.му по технической сущности является выходной транзисторный каскад с защитой от перегрузки током, содержащий мощный выходной транзистор, вспомогательный транзистор, имеющий п -P-и-тип проводимости, эмиттер которого подключен к на, грузке, транзистор управления, включенный по схеме с общим эмиттером, имеющий р -и-р-тип проводимости, базо-эмиттерный переход которого шунтирован датчикам тока, и ключевой транзистор защиты, имеющий и -1 -tl-тип проводимости, коллектор которого сое динен с базой вспомогательного транзистора (2j .

Недостатком известного устройства является увеличение потерь мощ- ности, поскольку ограничение тока через мощный транзистор осуществляется на уровне, близком к максимальному рабочему с одновременным увеличением падения напряжения на транзисторе.

Цель изобретения — снижение потерь мощности при перегрузке током.

Поставленная цель достигается тем, что в выходной транзисторный каскад с защитой от перегрузки током, содержащий мощный выходной транзистор, вспомогательный транзистор, имеющий п -р -П -тип проводимости, эмиттер которого подключен к нагрузке, транзистор управления, включенный по схеме с общим эмиттером, имеющий р П-р-тип проводимости, базо-эмит-. терный переход которого шунтирован датчиком тока, и ключевой транзистор защиты, имеющий и -р-П-тип проводимости, коллектор которого соединен с „базой вспомогательного транзистора, введены первый и второй дополнительные транзисторы управления, диод, конденсатор, первый и второй дополнительные резисторы, причем база первого дополнительного транзистора управления соединена с коллектором транзистора управления, эмиттер — с общей шиной, а коллектор через первый дополнительный резистор — с базой транзистора управления, а через диод — с базой второго дополнительного транзистора управления, включенного по схеме с общим эмиттером, имеющего p--n-ртип проводимости, базо-эмиттерный переход которого шунтирован конденсатором, а коллектор соединен с базой ключевого транзистора защиты, эмиттер которого подключен к общей шине, причем база транзистора управления через второй дополнительный резистор соединена с коллектором вспомогательного транзистора и с ба. зой мощного выходного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, имеющего р -и-р-тип проводимости, коллектор которого через нагрузку соединен с общей шиной.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема выходного транзисторного каскада с защитой от перегрузки током.

Выходной транзисторный каскад .с защитой от перегрузки током содержит мощный выходной транзистор 1, вспомогательный транзистор 2, транзистор 3 управления, ключевой транзистор 4 защиты, первый и второй дополнительные транзисторы 5 и 6 управления, диод 7, конденсатор 8, датчик 9 тока, первый и второй дополнительные резисторы 10 и 11, нагрузку 12.

Устройство работает следующим образом.

При номинальном сопротивлении нагрузки 12 напряжения между базой и эмиттером мощного выходного транзистора 1 недостаточно для того, чтобы открыть транзистор 3 управле.ния и формирователь сигнала перегрузки на первом и втором дополнительных транзисторах 5 и 6. Ключевой транзистор 4 защиты, фиксирующий напряжение между базой и эмиттером вспомогательного транзистора 2, остается закрытым. Входной сигнал, усиленный вспомогательным транзистором 2 и мощным выходным транзистором 1, неограниченным поступает в нагрузку 12.

При уменьшении сопротивления нагрузки 12 на величину более одной трети номинального сопротивления увеличивается напряжение на перехо де база-эмиттер мощного выходного

1059663

Срставитель И.Водяхина

Техред В.Далекорей Корректор И.Эрдейи

Редактор С.Рско

:Заказ 9856/57 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 транзистора 1 и на втором дополнительном резисторе ll и датчике 9 тока, что приводит к открыванию транзистора 3 управления.

При этом открывающее напряжение прикладывается к первому дополни— тельному транзистору 5 управления,. который открывается и через первый дополнительный резистор 10 фиксирует транзистор 3 управления в открытом состоянии. Этот процесс заканчивается полним открыванием первого дополнительного транзистора 5 управления и зарядом накопительного конденсатора 8. При этом диод 7 оказывается запертым напряжением на обкладках конденсатора 8. Второй дополнительный- транзистор 6 управле-. ния оказывается открытым с момента насыщения первого дополнительного транзистора 5 управления и до окончания разряда конденсатора 8 через переход база-эмиттер второго до полнительного транзистора 6 управления. Все это время открыт до насыщения и ключевой транзистор 4 защиты, закрывающий вспомогательный транзистор 2 и мощный выходной транзистор 1, преграждая тем самим путь тока в нагрузку 12 на время разряда конденсатора 8.

По окончании разряда конденсатора 8 схема возвращается в исходное состояние автоматически ° Если к наlO чалу следующего полупериода пере,грузка не снята, то весь описанный процесс повторяется.

Использование предлагаемого уст15 ройства защиты позволяет значительно повысить эффективность защиты мощного выходного транзистора и снизить по сравнению с прототипом мощность, рассеиваемую в мощном выходном транзисторе, более чем в 4 раза, что дает возможность использовать транзисторы без большого запаса по мощности.