174717. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezás teljesítményerősítők túlterhelés elleni védelmére
5 174717 6 nak induktív komponense is van, pl. hangsugárzók, különösen választószűrőt tartalmazó hangsugárzók esetében. A fenti célra alkalmas kapcsolási elrendezésnek az alábbi követelményeket kell kielégítenie: — elegendően gyors működésűnek kell lennie; — a túlterhelés megszűnte után azonnal automatikusan vissza kell állnia az alapállapotba; — még megengedhető mértékű terhelésnél nem okozhatja az erősítő nemlineáris torzításának a megnövekedését; — biztosítania kell, hogy a végtranzisztor csak a karakterisztika biztonságos működési területén belül működhessen; — induktív túlterhelés, főleg az erősítő kimenetére kapcsolt transzformátor vasmagjának telítődésekor az erősítő kimenetén tűimpulzusokat nem okozhat, csak a vasmag telítődéséből korlátozott áramú meghajtás esetén adódó jelalaktorzítás engedhető meg; — az erősítő bekapcsolásakor nem okozhat periodikus geijedésszerű feszültséget még akkor sem, ha az erősítő kimenetére transzformátor csatlakozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés mindezeknek a követelményeknek eleget tesz, míg az ismert megoldások csak részben elégítik ki azokat. A találmány szerinti megoldás lényege az, hogy az ellenütemű B vagy AB osztályú erősítő induktív túlterhelésekor a végtranzisztor kollektoráramát és kollektor-emitter feszültségét egyaránt érzékelő túlterhelés ellen védő áramkör működése következtében az induktív terhelésen indukálódó impulzus keletkezését megakadályozzuk, oly módon, hogy a kimeneti feszültségnek abban a félperiódusában, amelyben a végtranzisztor normális működési körülmények között nem vezet, a szóban forgó végtranzisztor vezérlőjelét túlterhelés esetén leosztó tranzisztort lezáijuk. Ezáltal elérhető, hogy amint az erősítő kimeneti feszültsége az induktív túlterhelés által aktivált védőáramkor működése következtében zérusra csökken, illetve éppen polaritást vált, az induktív terhelés áramának csökkenése megszűnik, és így nem indukálódhat impulzus. A polaritásváltásnak azonban megkell történnie, és az erősítő kimenetén ellenkező polaritású kis feszültségnek meg kell jelennie a végtranzisztor túlterhelésének elkerülése érdekében, mivel az induktív terhelés és így a végtranzisztor árama csak ellentétes polaritású kimeneti feszültség esetén csökkenhet. Ha azonban az áram ily módon annyira lecsökken, hogy a túlterhelés ellen védő áramkört már nem tartja aktív állapotban, akkor újabb áramnövekedés indul meg a most már ismét hatásos vezérlőjel hatására, és ez a növekvő áram az induktív terhelésen az eredetivel azonos polaritású feszültséget indukál, ami viszont, mivel a túlterhelés ellen védő áramkör nagyobb kimeneti feszültségnél nagyobb áramot enged meg, további áramnövekedést eredményez, és így az eredeti jelfeszültséggel azonos polaritású impulzus keletkezik. Ennek elkerülésére a találmány szerinti megoldásban egy olyan billenő áramkört is alkalmaztunk, mely billenése után a kimeneti áram növekedését a félperiódus végéig akadályozza. Ez a billenő áramkör akkor billen, ha zérushoz közeli kimeneti feszültség mellett a túlterhelés dien védő áramkör aktív. így ohmos túlterhelés esetén, hacsak az nem közel zár rövidre, a billenőkör a túlterhelés ellen védő áramkör működését nem befolyásolja. A billenőkor visszabillentése a kimeneti áram zérusra csökkenése, ületve a kimeneti feszültség polaritásváltása által történik. A fent ismertetettek alapján a találmány tárgya túlterhelés, különösen induktív túlterhelés ellen védett, tranzisztoros B vagy AB osztályú eflenütemű teljesítményerősítő, melynek két feléhez egy-egy azonos felépítésű túlterhelés ellen védő kapcsolási elrendezés tartozik. A túlterhelés ellen védő kapcsolási elrendezés tartalmazza a végtranzisztor vezérlőjelét túlterhelés esetén leosztó tranzisztort, melynek kollektora diódán keresztül a végtranzisztort vezérlő jel vezetékére, emittere pedig a teljesítményerősítő kimenetére csatlakozik, és amelyet a végtranzisztor kollektorával vagy emitterével sorba kapcsolt ellenállás feszültségét a teljesítményerősítő kimeneti feszültségétől függő mértékben leosztó ellenállásból, vagy párhuzamos RC-tagból és nemlineáris kétpólusból álló osztóról vett feszültség vezérel. A találmányt az jellemzi, hogy a végtranzisztor vezérlőjelét túlterhelés esetén leosztó tranzisztor bázisára második tranzisztor kollektora emitterére pedig a második tranzisztor emittere csatlakozik, és e második tranzisztor bázisára két ellenállás van kapcsolva, melyek közül az egyik a tápfeszültségre, a másik a teljesítményerősítő kimenetére csatlakozik; egy harmadik tranzisztor kollektora pedig negyedik ellenálláson keresztül a tápfeszültségre, és második nemlineáris kétpóluson, célszerűen két sorbakapcsolt rétegdiódán keresztül a végtranzisztor vezérlőjelét túlterhelés esetén leosztó tranzisztor bázisára, emittere pedig diódán keresztül a teljesítményerősítő kimenetére második diódán keresztül földpotenciálra, negyedik ellenálláson keresztül a saját bázisára van kapcsolva, mely bázishoz még egy ötödik ellenállás is csatlakozik, melynek másik végpontja a végtranzisztor vezérlőjelét túlterhelés esetén leosztó tranzisztor kollektorához van kötve, míg e kollektor és a tápfeszültség közé egy hatodik ellenállás van beiktatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működését a továbbiakban példákén ti kivitel kapcsán, rajz alapján ismerte tjük? részleteseb ben. Az 1. ábra a találmány szerinti teljesítményerősítő túlterhelés elleni védelmére szolgáló kapcsolási elrendezéselvi vázlatát ábrázolja. A 2. ábra a találmány szerinti teljesítményerősítő végtranzisztorának az erősítő kimenetére kapcsolt transzformátor telítődése esetén előálló terhelési viszonyait, a 3. ábra pedig a kimeneti feszültség jelalakját szemlélteti. A 4. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés kiegészített változata látható. Az 1. ábra alapján a kapcsolási elrendezés felépítése és működése a következőképpen követhető: Alaphelyzetben a TI tranzisztor le van zárva, és a túlterhelés ellen védő áramkör az erősítő működését nem befolyásolja. Ha a végtranzisztor árama egy meghatározott értéket elér, akkor az R8 ellenálláson létrejövő feszültség a TI tranzisztort kinyitja, és az a végtranzisztor vezérlőjelét leosztja, és ezzel áramának további növekedését megakadályozza. Az ehhez szükséges kimeneti áram értéke a kimenet feszültségétől is függ, mivel a TI tranzisztort vezérlő feszültséget az R7 ellenállásból és NL1 nemlineáris kétpólusból álló 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
