189500. lajstromszámú szabadalom • BC osztályú teljesítményerősítő
1 189 500 2 lódióda (10) anódja a kisfeszültségű tápegység pozitív sarkával ( + E, ), a C-osztályban működő tranzisztor (9) emitterére pedig a nagyfeszültségű tápegység pozitív sarkával ( + E2) van összekapcsolva. Az összehasonlító npn tranzisztor (6) emittere pedig emitterellenálláson keresztül van földelve. A találmány tárgya BC osztályú teljesítményerősitő, amely elsősorban olyan erősítőkben alkalmazható előnyösen, ahol a hatásfoknak igen fontos szerepe van. továbbá, ahol kimenő transzformátor nem feltétlenül szükséges. Ismeretes az a BC osztályú erősítő, amely szimmetrikus ellenütemű erősítőt, és egy közbenső előerösitőt tartalmaz, és amelynek kimenetei az erősítő két teljesítményegységére vannak kapcsolva, és az egyik teljesítményerősítő rész a tápegység pozitív sarkára, a másik a tápegység negatív sarkára van kapcsolva. Mindkét teljesítményerősítő egység és a nekik megfelelő közbenső előerősítő fokozat teljes egészében szimmetrikus felépítésű, de a megfelelő tranzisztorok nyitóirányú feszültsége ellentétes, azaz ellentétes szennyezésű tranzisztorok kerülnek a két részben alkalmazásra. A szimmetrikus ellenütemű előerősítő egyik kimenete a közbenső előerősítő egyik bemenetével van összekötve, és ennek a kimenete egy B-osztályban működő tranzisztorra van kapcsolva. Hiányossága ennek a BC osztályú erősítőnek, hogy a végtranzisztorok közös kollektoros kapcsolása esetén olyan telített tranzisztorral kiképezett vezérlő áramkör nem alkalmazható, amely a tranzisztorokat induktív terhelésnél átmeneti állapotban fellépő nagy átütési feszültségtől meg tudná védeni, és így ennél a kapcsolási elrendezésnél erre a célra különleges áramkört kell beépíteni. További hiányosságként kell megemlítenünk, hogy mivel a végtranzisztorok közös kollektoros kapcsolásban vannak, közbenső tranzisztornak nagyobb amplitúdójú jelet kell létrehozni, mint a kimeneti amplitúdó, ami lehetetlen, és ami a végtranzisztorok telített üzemmódját eredményezi. Ezáltal természetesen csökken a maximális teljesítmény és a kimeneti jelek is eltorzulnak. További hiányosságként kell megemlítenünk, hogy az A-osztályban működő tranzisztornak nagyfeszültségű tranzisztornak kell lennie. Egy további BC osztályú teljesítményerősítőt az jellemez, hogy a C-osztályban működő tranzisztort a B-osztályban működő tranzisztor egy Zenerdiódán keresztül vezérli. Ekkor ugyan a fent említett hátrányok egy része kiküszöbölődik, de az egész áramkör hatásfoka, különösen a tápegységek kapcsolása tekintetében lényegesen rosszabb marad. Hiányossága továbbá ennek a C-osztályú tranzisztorral történő vezérlésnek, hogy az erősítő leghosszabb ideig ebben az üzemmódban működik, és így a BC-osztályú erősítő legfontosabb jellemzője, a nagy statisztikus közepes hatásfok lecsökken. A találmány feladatát abban látja, hogy olyan BC-osztályú teljesítményerősítőt dolgozzon ki, amelynek vezérlése telített tranzisztoros kapcsolás segítségével valósítható meg, továbbá a kapcsolás az induktív terhelés hatására fellépő átmeneti folyamatokkal szemben is védelmet biztosít. A teljesítményerősítő vezérlő áramköre olyan, hogy a maximális teljesítmény kivehető belőle, és ugyanakkor alacsonyfeszültségű tranzisztorok segítségével felépíthető, miközben a végfokozat vezérlő áramkörének és a C-osztályban működő erősítő tranzisztorainak a hatásfoka nem csökken le. A találmányunk olyan BC-osztályú teljesítményerősítő, amely szimmetrikus ellenütemű előerősítőt, és közbenső előerősítőt tartalmaz, ahol a közbenső előerősítő kimenetei az erősítő két teljesítményerősítő részéhez vannak kapcsolva, ahol az egyik részegység a tápegység pozitív sarkával, a másik részegység a tápegység negativ sarkával van összekapcsolva, és mindkét teljesítményerősítő rész szimmetrikus felépítésű és a megfelelő tranzisztorok különböző nyitóirányú feszültségű tranzisztorokból vannak kiképezve, továbbá az szimmetrikus ellenütemű előerősítő egyik kimenete a közbenső előerősítő bemenetével van összekapcsolva, amelynek kimenete B-osztályban működő tranzisztorra van kapcsolva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege abban van, hogy a közbenső előerősítő kimenete közvetlenül a B-osztályban működő pnp típusú tranzisztor bázisával van összekapcsolva és ugyanez a pont egy ellenálláson keresztül npn típusú összehasonlító tranzisztor emitterével van összekapcsolva, a B-osztályban működő tranzisztor kollektora egyrészt a terhelés aktív kivezetésével van összekapcsolva, másrészt az összehasonlító tranzisztor bázisáramát egyenirányító védődiódára van csatlakoztatva, míg az összehasonlító tranzisztor kollektora közvetlenül van a C-osztályban működő tranzisztor bázisával összekötve, a közbenső előerősítő második kimenete a B-osztályban működő tranzisztor emitterével van összekapcsolva és ugyanerre az emitterpontra van egy kapcsolódióda és a C-osztályban működő tranzisztor kollektora kapcsolva, míg a kapcsolódióda anódja a kisfeszültségű tápegység pozitív sarkával, a C-osztályban működő tranzisztor emittere pedig a nagyfeszültségű tápegység pozitív sarkával van összekapcsolva, és az összehasonlító npn tranzisztor emittere pedig emitterellenálláson keresztül van földelve. A találmány szerinti BC-osztályú teljesítményerősítő előnyei a következők : A kapcsolási elrendezés úgy valósítható meg egy tranzisztor segítségével, hogy ez a tranzisztor a vezérlési funkcióján túlmenően egyben a végfokozat védelmét is ellátja induktív terhelés esetén fellépő átmeneti viszonyokra. A vezérlőáramkör a maximális teljesítményig kivezéreli a teljesítményerősítőt anélkül, hogy nagyfeszültségű tranzisztorokra lenne szükség. A találmány szerinti BC-osztályú teljesítményerősítő hatásfoka kielégítő. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a mellékelt 1. ábra segítségével ismertetjük részletesebben. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés szimmetrikus ellenütemű 1 előerősitőt, valamint közbenső 2 előerősítőt tartalmaz. Az ellenütemű 1 előerősítő kimenetei az erősítő két 3 illetve 3' teljesítményerősítő egységéhez vannak kapcsolva, ahol az egyik 3 teljesítményerősítő egység a pozitív táp5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
