203627. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus érintőegység és távközlési vonaláramkör
HU 203627B feszültség karakterisztikájának és a feszültségtengelynek a metszéspontját. Itt találkozik a 3 egyenáramú terhelési görbével is. A munkapont ily módon a Vl maximáis feszültségnél stabillá válik, és mivel az elsődleges teljesítményvédő áramkör még mindig aktív állapotban van, a TRX első kapcsolóelem bekapcsolása kizárt. A TRX első kapcsolóelem, mint tirisztor begyújtásának engedélyezéséhez arra van szükség, hogy az S első kapcsolóáramkör áram-feszültség karakterisztikájának 2 szakasza, valamint az a része, amely a feszültségtengellyel esik egybe, ne metssze a 3 egyenáramú terhelési görbét, vagyis a Vl maximális feszültségnek megfelelő stabü munkaponthoz hasonló stabil munkapont ne létezzen a Vm maximális feszültség és a 4 normál munkapont között. Ezt a következő szerint a másodlagos teljesítményvédő áramkör biztosítja. A másodlagos teljesítményvédő áramkör működése során, amikor az S első kapcsolóáramkör bekapcsolt állapotban van és az áram az Sí első kapocstól az S2 második kapocs irányába folyik (11. ábra) és pedig nemcsak a TRX első kapcsolóelemen, hanem a D21 diódán, az R13 ellenálláson, az NMOS- típusú N11 ötödik térvezérlésű tranzisztor nyelőeiektródját és forráselektródját összekötő áramú ton, valamint az R14 és R11 ellenállásokon keresztül. Az említett elemek sorosan vannak kapcsolva. Amíg az Sí első és az S2 második kapocs között viszonylag kis feszültség uralkodik és ezért a sorosan kapcsolt R11 és R14 ellenállásokon eső feszültség kisebb, mint a Qó első tranzisztor Vbe bázis-emitter telítési feszültsége, a Qó első tranzisztor lezárt állapotban marad. A TRX első kapcsolóelemen átfolyó I áram ekkor a 13. ábrán bemutatott áram-feszültség karakterisztika O origóból kiinduló 5 szakaszának megfelelően változik. Meg kell jegyezni, hogy az Rí 1 és R14 ellenállások értékei miatt—ezt a későbbiekben még ismertetjük — a TRX első kapcsolóelemen (11. ábra) átfolyó I áram sokkal nagyobb, mint a másodlagos védőáramkörön folyó áram sokkal nagyobb, mint a másodlagos védőáramkörön folyó áram. Ennek megfelelően az I áramot úgy tekinthetjük, mint az S első kapcsolóáramkörben folyó áramot és így hivatkozással a 12. ábrára, a 13. ábra áram-feszültség karakterisztikája érvényes mind a TRX első kapcsolóelemre, mind pedig az S első kapcsolóáramkörre. Amikor az Sí első és az S2 második kapocs közötti feszültség olyan nagy, hogy a sorba kapcsolt R11 és R14 ellenállásokon az említett áram nagyobb feszültségesést okoz, mint a Qó első tranzisztor Vbe bázis-emitter telítési feszültsége, a Qó első tranzisztor vezetöképessé válik és így söntölési áramutat nyit meg az Sí első kapocs irányában a Qi tranzisztor kollektorárama számára. Mivel a Q3 tranzisztor bázisárama lecsökkent, ennek eredményeként a TRX első kapcsolóelem impedanciája növekszik és így a rajta átfolyó áram a V feszültség függvényében a 13. ábrán látható áram-feszültség karakterisztika 6 szakasza szerint változik. Ez a változás a TRX első kapcsolóelemben disszipált teljesítmény függvénye, mivel az S első kapcsolóáramkör által képviselt ellenálláson a feszültségesés nemcsak az I áramtól — mivel az R11 ellenállás a TRX első kapcsolóelemmel sorba van kapcsolva —, 27 hanem a V feszültségtől is függ, mivel kiegészítő áram folyik, amely azRn, R13 és R14 ellenállásokon eső V feszültség függvénye. Az R13 és Rt 4 ellenállások nélkül az I áram állandó értékén maradna és egyenlő lenne azzal az I2 második maximális árammal, amit a 13. ábra áram-feszültség karakterisztikájának 7 szakasza mutat. Ebben az esetben az S első kapcsolóáramkörben disszipált teljesítmény jelentős értékű lehet, mivel a 7 szakasz keresztezi az S első kapcsolóáramkörhöz tartozó maximális teljesítménydissziáció 8 görbéjét. A fentiekben említett okoknál fogva az áram-feszültség karakterisztika 6 szakasza nem keresztezheti a 3 egyenáramú terhelési görbét. Másrészt viszont az S első kapcsolóáramkörben a minimális teljesítménydisszipáció ennek az áramkörnek a 4 normál munkapontjában következik be, vagyis az áram-feszültség karakterisztika 5 szakaszának és a 3 egenáramú terhelési görbének a metszéspontjában. Ezt figyelembe véve az áram-feszültség karakterisztika 6 szakaszát úgy kell megválasztani, hogy az a lehetőségekhez mérten a legközelebb legyen a 3 egyenáramú terhelési görbéhez, mivel ily módon az S első kapcsolóáramkörben a teljesítménydisszipáció mértéke minimális. Ennek megfelelően az áram-feszültség karakterisztika 6 szakaszának meredekségét a 3 egyenáramú terhelési görbe meredekségével azonosra kell választani. A meredekség az R3/R4 ellenállások hányadosának függvénye. Amüor a Qó első tranzisztor vezető állapotba kerül, Vbe bázis-emitter telítési feszültsége a következő képlet alapján határozható meg: (V-R11J/R11+R12+R13) - (Vbe-RllJ)/Rll+Ri4), ahol V és I az S első kapcsolóáramkör feszültsége és árama. Ebből a kifejezésből közvetlenül adódik, hogy IR11R13- VBE(Rnk+Ri2+Ri 4) - V (R11+R14). Mivel a méretezés alapján Rll- 7,6 Ohm, Ri2“500 Ohm, Rl3=* 145 kOhm, Rl4-1 köhm, a következő becslés adható: Rl3>Rl4>Rll, ahonnan végülis adódik: LRllRl34~ VbE.R13 - VJR.14, vagyis a képlet a következő alakot ölti: I- (1/Rll) [Vbe - (Ri4/Rl3) V]. A képlet egyértelműen bizonyítja, hogy az I áram a feszültség dimenziójú (Ri4/Ri3).V kifejezés értékétől függ. Mivel az áram-feszültség karakterisztika 6 szakaszát a 3 egyenáramú terhelési görbéhez lehető legközelebbre választjuk (13. ábra), hogy az S első kapcsolóáramkörben disszipált teljesítményt korlátozzuk, az I2 második maximális áramot valamivel az II rövidzárlati áram fölé kell emelni, és egyúttal a Vk maximális f eszültségnek is túl kell valamivel lépnie a Vl maximális feszültséget. A jelen példában és az adott ellenállásértékekkel kapjuk, hogy I2 - 100 mA, míg Vk- 100 Volt, ezek hozzávetőleges értékek. A távközlési rendszerekben szokásosan elfo28 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 15
