172348. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés teljesítmény erősítők meg nem engedett hőmérsékletnövekedésből keletkező túláram, kimeneti rövidzár és túlvezérlésből eredő szintnövekedés elleni egységes védelmére
3 172348 4 sített pont vissza van csatolva a védelmi egységek vezérlő bemeneti pontjára, továbbá a védelmi egység bemeneti pontja soros impedancián keresztül csatlakozik az erősítő bemenetére. A védelmi egység bemeneti pontja szinteltoló áramkörökön keresztül egy erősítő hatású elem vezérlő elektródájához van kötve, míg maga az erősítő hatású elem a védelmi egység kimenete és a közösített pont közé van kötve. A találmány szerinti áramköri elrendezést példakénti kivitel kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés általános elvi felépítését mutatja. A 2. ábra az 1. ábra szerinti elrendezés egyik oldalának tömbvázlata. A 3. ábra az áramköri elrendezésben alkalmazott védelmi egység elvi vázlata. A 4. ábra a védelmi egység egy lehetséges gyakorlati kivitelét szemlélteti vázlatosan. Az 1. ábrán bemutatott példákén ti áramköri elrendezés bemenete Be kapcsára — célszerűen A erősítő közbeiktatásával — kapcsolódik a tükörszimmetrikus Qi és Q2 védelmi egységek közös csatlakozó H pontja. Az áramköri elrendezés kimenete a Ki kapocs, amely egyben közösített virtuális földpont. Az A erősítő kimenetéhez kapcsolódik a Qi és Q2 védelmi egységek közös csatlakozó H pontja. A Qi és Q2 védelmi egységek a túlvezérlés és a túláram érzékelését és a leszabályozását végzik. A Qi és Q2 védelmi egységek Ji és J2 kimeneteire Ai, ill. A2 erősítők bemenetel csatlakoznak, míg az At erősítő Di csatolótagon az A2 erősítő D2 csatolótagon át csatlakozik a kimeneti Ki kapoccsal közösített F pontra, amely vissza van csatolva a Qi és Q2 védelmi egységekre. Az Rl terhelő ellenállást az elrendezés kimeneti Ki kapcsa és a váltóáramú földpont közé kell iktatni. A Qi védelmi egység a pozitív, a Q2 védelmi egység a negatív kivezérlési tartományban működik, és látja el a védelmi funkciót, ennek megfelelően az Aierősítő a pozitív, míg az A2 erősítő a negatív vezérlésű tartományban működik. A Qi és Q2 védelmi egységek (a későbbiekben részletezett) szinteltoló áramkörön keresztül kapcsolódnak az A erősítő kimenetére. Célszerű megoldás, hogy az A erősítő negatívan visszacsatolt az F pontról (nincs ábrázolva). Ez az elrendezés a védelmi funkció különösen hatásos és gyors megvalósulását és működését segíti elő, ezáltal széles hőmérsékleti tartományban jó egyenáramú stabilitású rendszer nyerhető. Túlvezérlés esetén a Qi és Q2 védelmi egységek a H ponton érzékelik a megnövekedett szintet, és ennek hatására a Ji kimenetre, illetve J2 kimenetre már leszabályozott jel érkezik. Zárlat esetén a megnövekedni kívánó terhelő áramot a Qi védelmi egység a Ji kimenet és az F pont, illetve a Q> védelmi egység és J2 kimenet és F pont között érzékeli, és hatására a Ji, illetve J2 kimenetekre, amelyek egyben az At és A2 erősítők bemenetei, már nem jut vezérlés. A hőmérsékletnövekedés hatására bekövetkező nem kívánt mértékű terhelőáramot a Qi ésQt védelmi egységek a zárlat esetére ismertetett módon leszabályozzák. A 2. ábrán a Qi védelmi egység szabályozó ágat ábrázoltuk. Itt az Ai erősítő vezérlésére és szabályozására szolgáló kapcsolás kivitelét szemléltetjük vázlatosan a teljesítményerősítő rendszeren belül. A Qi védelmi egység csatlakozó H pontja kapja a vezérlőjelet. Ennek kimeneti jele a Ji kimenetre kapcsolt Ai erősítő bemenetére kerül. Az Ai erősítő kimenete a Di csatoló tagon keresztül az F ponttal, illetve Ki kapoccsal van összekötve, amelyhez a Qi védelmi egység is kapcsolódik. Túlvezérlésnél az elrendezés csatlakozó H pontján a Qi védelmi egység érzékeli a megnövekedett jelszintet, és csökkenti az Ai erősítő bemenő jelszintjét; zárlat esetén a megnövekedni kívánó terhelőáramot az F pontról érzékeli a Qi védelmi egység, és szintén lezárja az Ai erősítő bemenetét, így megszünteti a disszipációt. Hőmérsékletnövekedés hatására bekövetkező nem kívánt mértékű terhelő áramot a Qi védelmi egység a zárlat esetén leírtak szerint szabályozza le. A 3. ábra a Qi védelmi egység elvi kapcsolási vázlatát mutatja. A Qi és Q2 védelmi egységek szimmetrikusak, és mint említettük, egyik a pozitív, másik a negatív kivezérlési tartományban működik. Felépítését tekintve az érzékelést és szabályozást végző Qi védelmi egység bemeneti H pontja soros Z impedancián keresztül kapcsolódik a Jí kimenetre. A vezérlő jel a bemeneti V pontra kapcsolódik. A bemeneti H pont és a bemeneti V pont közé Sz szinteltoló áramkör van iktatva. Ha a V ponton szintnövekedés mérhető az F ponthoz képest, akkor a T erősítőhatású elem (például tranzisztor) kinyit, és a bemeneti H pont a Z soros impedancián és a T erősítőhatású elemen keresztül az F pontba záródik, és így a Ji kimeneten a jel megszűnik. Egyéb okok miatt bekövetkező túláram esetén az F ponton a bemeneti V ponthoz képest a T erősítőhatású elemre vonatkoztatva nyitó irányú szintváltozás tapasztalható, amely nyomán a bemeneti H pont T erősítőhatású elemen keresztül az F pontra záródik, és így a Ji kimeneten a jel ismét megszűnik. Ha a V, illetve az F pontokon a bemeneti jel megszűnik, akkor a T erősítőhatású elem lezár, és a bemeneti H pont össze van kötve a Ji kimenettel. A H és V pontok közé Sz szinteltoló áramkör van beépítve. A V és F pontok közé csatlakoztatható szükség esetén ID időzítő áramkör. Az ID időzítő áramkör biztosítja, hogy dinamikus szempontból a rendszer átviteli tulajdonságai úgy alakulnak, hogy a kimenő teljesítmény pillanatnyi értéke a leszabályozáshoz tartozó csúcsteljesítmény határnál nagyobb is lehet. Az ID időzítő áramkör időállandója határozza meg a folyamatos túlvezérlés, túlterhelés, vagy rövidzár esetén a leszabályozási időtartamot. Az időállandó természetesen a szükségletek, illetve a kimeneten alkalmazott eszközben a leszabályozás időpillanatáig eldisszipálódó megengedett maximális teljesítmény a H pontra jutó maximális bemeneti szint és a Di csatolótagon ke-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
