173186. lajstromszámú szabadalom • Áramhatárolt teljesítményerősítő
3 173186 4 netére csatlakozik, a potenciométerek csúszkái a visszacsatoló hálózat kimenőpontjai. A találmány szerinti áramhatárolt teljesítményerősítőt az alábbiakban a mellékelt ábrákon bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti áramhatárolt teljesítményerősítő kiviteli alakjának tömbvázlatát mutatja, a 2. ábra az erősítő bemenőfeszültség-kimenőáram karakterisztikáját tünteti fel, míg a 3. ábra az 1. ábra szerinti erősítő egy lehetséges konkrét megvalósítását ábrázolja. Az 1. ábrán az 1 műveleti erősítőnek 11 nem-invertáló bemenete és 12 invenáló bemenete van. All nem invertáló bemenet a találmány szerinti áramhatarolt teljesítményerősítő bemenete. Az 1 műveieti erősítő 13 kimenőpontja a 3 végfokozat bemenetére van kötve. A 13 kimenőpont és a 3 végfokozat bemenete közé célszerűen RÍ ellenállás van sorosan beiktatva. A 3 végfokozat kimenetére csatlakozik a Z, terhelő impedancia. A Z, terhelő impedanciával sorba kapcsolódik a 4 áramérzékelő 43 bemenete. A 4 áramérzékelőnek 45 kimenőpontja van, amely az 5 visszacsatoló hálózat 54 bemenőpontjával van összekötve. Az 5 visszacsatoló hálózatnak három 51, 52 és 53 kimenőpontja van. A 3 végfokozat bemenőpontjára két 2 határolóerősítő kimenete kapcsolódik párhuzamosan. A két 2 határolóerősítő bemenetére az 5 visszacsatoló hálózat 52, illetve 53 kimenete van vezetve. Az 5 visszacsatoló hálózat harmadik 51 kimenő pontja az 1 műveleti erősítő 12 invertáló bemenetére csatlakozik. A fentiekben ismertetett kapcsolási elrendezés működése a következő. A Zt impedanciával sorbakapcsolt 4 áramérzékelő 43 bemenőpontján terhelő áram folyik keresztül. Ennek eredményeképpen a 4 áramérzékelő 45 kimenőpontján a terhelő árammal arányos feszültség jelenik meg. Az 5 visszacsatoló hálózat kimenetein ezzel a feszültséggel arányos feszültségek jelennek meg. A 2 határoló erősítők az 52 és 53 kimenőpontokon megjelenő feszültségek egy küszöbszintjénél kinyitnak és söntölik a 3 végfokozat bemenőáramát. Az 1 műveleti erősítő 12 invertáló bemenőpontjára vezetett visszacsatoló jel hatására a teljes teljesítményerősítő áramgenerátor jellegűvé válik. Ily módon az 1 műveleti erősítő lineáris tartományában gyakorlatilag nem jön létre határolás, mivel az RÍ ellenállás és a már kinyitott Tri NPN tranzisztor, illetve Tr2 PNP tranzisztor megnövekedett beosztását az 1 műveleti erősítő még kompenzálni tudja. Abban a tartományban, amelyben az 1 műveleti erősítő akár pozitív, akár negatív irányban telítésbe kezd átmenni, a határolás éles töréspont mentén bekövetkezik. A 2 határoló erősítők kiegészíthetők 6 fényjelző elemekkel, amelyek akkor adnak fényt, ha az erősítő határol, vagyis túlvezérlés lép fel. Az 1. ábrán bemutatott találmány szerinti áramhatárolt teljesítményerősítő bemenőfeszültség kimenőáram karakterisztikáját a 2. ábra mutatja. Az ábráról látható, hogy az erősítő a megengedett tartományon belül lineárisan működik, míg a tiltott tartományban az erősítő az Ik kimenő áramot mind a pozitív, mind a negatív tartományban korlátozza. 2 A találmány szerinti áramhatárolt teljesítményerősítő egy további kiviteli alakja látható a 3. ábrán, amely lényegében megfelel az 1. ábrán bemutatott tömbvázlatnak. Az 1 műveleti erősítő 13 kimenőpontja az RÍ ellenálláson keresztül csatlakozik a Tr3 és Tr4 tranzisztorok bázisára. Az RÍ ellenállás elhagyható, ha az 1 műveleti erősítő áramhatárolt. A Tr3 és Tr4 tranzisztor célszerűen egy komplementer tranzisztorpárt alkot, amely lényegében megfelel az 1. ábra szerinti kivitel 3 végfokozatának. A Tr3 és Tr4 tranzisztorok bázisára csatlakozik továbbá egyrészről a Dl dióda, valamint ezzel sorosan a Trl tranzisztor emitter-kollektor áramköre. A Trl tranzisztor a kiviteli példában NPN tranzisztor és ennek megfelelően a Dl dióda anódia csatlakozik a Tr3 és Tr4 tranzisztorok bázisára. Ugyanerre a pontra csatlakozik továbbá a Tr2 tranzisztor a D2 diódán keresztül. A Tr2 tranzisztor célszerűen komplementerpárt alkot a Trl tranzisztorral. Ennek megfelelően a D2 dióda katódja csatlakozik Tr3 és Tr4 tranzisztorok bázisára. A Trl tranzisztor és Dl dióda, illetve a Tr2 tranzisztor és D2 dióda az 1. ábra szerinti kivitel 2 határoló erősítőit alkotja. A Tr3 és Tr4 tranzisztorok közösített emitterére csatlakozik a Zt terhelő impedancia, valamint az ezzel sorbakapcsolt 4 áramérzékelő. Ez utóbbi célszerűen egy potenciométer, amelynek á csúszkája a 4 áramérzékelő 45 kimenetét alkotja. Az 5 visszacsatoló hálózat a Pl, P2 és P3 potenciométerekből áll, amelyek végpontjai párhuzamosan .vannak kapcsolva. A Pl potenciométer csúszkája az 1 műveleti erősítő 12 invertáló bemenőpontjára van kapcsolva. A P2, illetve P3 potenciométer csúszkája a Tr2, illetve Trl tranzisztor bázisára csatlakozik. A Trl tranzisztor és Dl dióda, illetve a Tr2 tranzisztor és D2 dióda az RÍ ellenállással feszültségosztót alkot. A lineáris tartományban mind a Trl, mint a Tr2 tranzisztor lezárt állapotban van. Abban az esetben, ha a Zt terhelő impedancián átfolyó áram a megengedett maximális értéket eléri a Trl vagy Tr2 tranzisztor kinyit és az RÍ ellenállással alkotott feszültségosztó osztásaránya úgy változik meg, hogy a Zt terhelő impedancián átfolyó áram a megengedett maximális értéken marad a vezérlő feszültség további növekedésétől függetlenül. Annak érdekében, hogy a határolás lehető éles töréspontnál kezdődjön el, a Pl potenciométerrel az 1 műveleti erősítő 12 invertáló bemenőpontjára vezetett visszacsatoló jelet ennek megfelelő szintre kell beállítani. Abban az esetben, ha a túlvezérlést fényjelzéssel jelezni akarjuk, úgy a Dl és D2 diódák célszerűen fényemittáló diódák. A fentiekben ismertetett találmány szerinti áramhatárolt teljesítményerősítő biztosítja azt, hogy a Z, terhelő impedancia ne legyen túlterhelve. Amennyiben például Zt terhelő impedancia egy regisztráló berendezés íróműve, úgy a találmány szerinti megoldással az egyébként túlterhelésre érzékeny írómű biztonsággal megvédhető. Emellett a határolás éles töréspont mentén következik be, anélkül, hogy erre a célra éles törésponttal rendelkező eszközt kellene alkalmazni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
