187264. lajstromszámú szabadalom • Védőkapcsolós tranzisztoros kapcsolóáramkör túlterhelés elleni védelmére
3 187264 4 A találmány tárgya védőkapcsolás tranzisztoros kapcsolóáramkör túlterhelés elleni védelmére, amelynél a tranzisztoros kapcsolóáramkör vezérlóbemenetére rövldrezáró áramkör csatlakozik, és a rövid rezáró áramkörben tirisztor van. Gyakran felvetődik egy tranzisztoros kapcsolóáramkör túlterhelés elleni védelmének a problémája, amikor egy üzemzavar által kiváltott túlterhelés veszély állhat elő , például a terhelő áramkörben található túl kicsi terhelő ellenállás vagy túl nagy terhelő kapacitás következtében, aminek túl nagy bekapcsolási áramlökés a következménye. Különösen gyakran fellép ez a probléma a távközléstechnikában, ha kis belső ellenállású áramforrásokból tranzisztoros kapcsolóáramkör segítségével kell jelzésáramokat a kábelre kapcsolni. Tranzisztoros kapcsolóáramkörök túlterhelése elleni védelmére két lehetőség ismert, nevezetesen elektronikus terhelőáram korlátozó illetve szabályozó kapcsolások alkalmazása, vagy egy olyan kapcsolóelemnek - például tirisztornak - az alkalmazása, amely a megengedhető terhelőáram túllépése esetén rövidre zárja a kapcsoló tranzisztor vezérlő bemenetét. Elektronikus terhelőáram korlátozó vagy szabályozó kapcsolás alkalmazása esetén hátrányos, hogy ezek az elektronikus áramkörök túlterhelés veszély fellépésekor a megengedhető terhelés túllépésének ideje alatt és közvetlenül a túllépés után viszonylag nagy teljesítményt vesznek fel, és így normális esetben a túlterhelés veszélye nélkül kapcsolható teljesítmény egy olyan értékre van korlátozva, amely kisebb, mint az elektronikus kapcsolóeszközzel kapcsolható teljesítmény. Ezen a hátrányon túlmenően tranzisztoros kapcsolóáramkór alkalmazása esetén nem állapítható meg egyértelműen, hogy túlterhelés fellépése alatt vagy közvetlenül a túlterhelés megszűnése után le lett-e adva egy kiértékelhető jel Illetve jelrész. Ezekben az esetekben kedvezőbb az olyan tirisztor alkalmazása, amely túlterhelési veszély, fellépésekor rövidre zárja a kapcsoló tranzisztor bemenetét, mert ekkor a tirisztor gyújtókörének időállandójától függő rövid időtartam eltelte után a terhelőáram gyorsan és teljes egészében megszűnik, és így az adott tranzisztor normális esetben lényegesen nagyobb teljesítményt képes kapcsolni, mint egy korlátozó vagy szabályozó kapcsolásba beépítve, Illetve Jeláramok adása esetén ez a teljesítmény lényegesen kisebb belső ellenállású áramforrásból nyerhető. Ezeken kívül előnyős, hogy a je áram adása egyértelműbb, mert túlterhelése fellépése esetén egyáltalán nincs Jeláram-adás, különösen azután nem, ha a túlterhelés a jeláram adása alatt szűnik meg, ekkor ugyanis a begyújtott tirisztor az éppen érintett jel befejezéséig begyújtott állapotban marad. Az ilyen túlterhelés védelmi módszernek azonban a gyakorlatban az a hiányossága, hegy a terhelő körből, vagyis a vonalról a tirisztor anódja és katódja közé zavarfeszültség csúcsok juthatnak, például egy terhelő kapacitás hirtelen töltése vagy kisütése következtében, vagy esetleg a tápfeszültség forrásból odakerülő zavarfeszültség csúcsok hatására, aminek következtében a tirisztor begyújt annak ellenére, hogy túlterhelés nem lépett fel. A találmány elé célul tűztük ki olyan, a bevezetőben meghatározott védőkapcsolás meghatározott védőkapcsolás kidolgozását, amelyet a nem kívánatos zavarfeszültség csúcsok nem befolyásolhatnak, de a tirisztor segítségével túlterhelések ellen a hatékony védelem biztosítva van. A kitűzött célt a találmány szerint úgy értük el, hogy a rövidre záró áramkörben levő tirisztorral segédtranzisztor kollektoremitter szakasza van sorbakötve, a segédtranzisztor bázisa egy feszültségosztó osztáspontjára csatlakozik, amely feszültségosztó a tirisztor és a vezérlöbemenete közé van kapcsolva és a vezérlöbemenetre vezérlő kapcsolón keresztül feszültségforrás egyik pólusa van vezetve. Egy másik előnyös kiviteli változat szerint a feszültségosztó a tirisztor és segédkapcsolón keresztül további feszültségforrás egyik pólusa közé van kapcsolva és a vezérlőkapcsoló, valamint a segédkapcsoló működtetőszerve egymással mechanikusan össze van kötve. Ennél az utóbbi előnyös kiviteli változatnál a feszültségosztó gyakorlatilag teljesen függetlenítve van a vonaltól, ily módon az azon megjelenő zavarfeszültség csúcsok a feszültségosztóra nem juthatnak és így azok a rövidre záró áramkört be sem gyújthatják. Abban az esetben, ha a feszültségosztó számára nem biztosítható független feszültségforrás, célszerűen a tirisztorral kondenzátor van párhuzamosan kapcsolva. Előnyös lehet az is, ha a kondenzátorral ellenállás van sorbakötve. A találmány szerinti védőkapcsolás egy további előnyös kiviteli alakjánál a rövidre zéró áramkörben a segédtranzisztor emitter-lollektor áramkörébe van sorosan beiktatva. A találmány szerinti védőkapcsolást az alábbiakban a mellékelt ábrákon is bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra egy ismert tranzisztoros kapcsolóáramkört mutat, amely egy tirisztor segítségével véd túlterhelés ellen és amely a találmány alapjául szolgál, a 2. ábra a találmány szerinti, javított tranzisztoros kapcsolóáramkört mutatja. Az 1. ábra szerinti tranzisztoros kapcsolóáramkőr arra szolgálhat, hogy a -U feszültséget a példaképpen npn típusú T1 kapcsoló tranzisztor emitter-kollektor szaka5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
