184668. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés teljesítményerősítők kimeneti rövidzárásakor, túláram vagy túlvezérlése esetén fellépő hőmérsékletnövekedés, ill. meghibásodás elleni védelmére
1 184 668 2 2. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés példaképpeni kivitelét blokkvázlatban mutatja, a 3. ábrán egy kiviteli példájának részletes kapcsolási elrendezése látható. Az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezés D3, D4 diódákból, T3, T4, Tj, T6 tranzisztorokból, R3, Rö, R7, Rs ellenállásokból álló áramköri részlete ismeri kapcsolási elrendezésű végerősítő fokozat, amelynek védelméről a T,, T2 teljesitménytranzisztorokból, Di, D2 diódákból és R,, R2, R4, R5 ellenállásokból álló ismert áramköri elrendezés gondoskodik. A 2. ábrán a találmány szerinti megoldás kiviteli példáját szemléltető kapcsolási elrendezés blokkvázlata látható. A kapcsolási elrendezés MF meghajtó fokozata végzi aThT2 teljesítménytranzisztorok vezérlését. A teljesítménytranzisztorok emitterével sorosan kapcsolódó R,, R2 ellenállásokon a kimeneti áram hatására megjelenő feszültség az ismert elrendezésű FI figyelő áramkör bemenetére van kapcsolva, amelynek a kimenete az ISZ indított üzemű szaggató kapcsolási elrendezés B bemenetére csatlakozik. Az ISZ indított üzemű szaggató C, D kimenete az MF meghajtó fokozat E, F pontjára csatlakozik. Az E, F pontokat jellemzi, hogy a) az E, F pontok közé szakadást helyezve, a T,, T2 teljesítménytranzisztorok áramának nullára csökkenését eredményezi. b) ezen E, F pontok közé rövidzárt helyezve a T,, T2 teljesítménytranzisztorok áramának nullára csökkenését eredményezi. Az FI figyelő áramkör a beállított áramérték elérésekor indítja az ISZ indított üzemű szaggató kapcsolási elrendezést, amely az áramköri elemek által meghatározott időre megszünteti a T,, T2 teljesítménytranzisztorok vezérlését, amely a kimeneti áram nullára csökkenését eredményezi. A szaggatási idő letelte után újra működhet az MF meghajtó fokozat. Amennyiben az FI figyelő áramkör újra indítójelet szolgáltat, az ISZ indított üzemű szaggató ismételten megszünteti a kimeneti áramot. Ez a folyamat ismétlődik mindaddig, amíg a kimeneten a túlterhelés, illetve a rövidzár meg nem szűnik. Az FI figyelő áramkör megszólalási ideje, ill. az ISZ indított üzemü szaggató szaggatási ideje közti viszony megfelelő megválasztásával a védelem működésekor a T,, T2 teljesítménytranzisztorokon megjelenő átlag teljesítmény minimálisra csökkenthető, így pl. kimeneti rövidzár esetén a teljesítménytranzisztorok hőmérséklete a vezérelt állapothoz képest nem nő, hanem csökken. A találmány egyik lehetséges kiviteli példáját részleteiben a 3. ábra alapján ismertetjük. A kapcsolási elrendezés működése a következő: az áramköri elrendezés D,, D2, D3, D4 diódái, T,, T2s T14teljesítménytranzisztorai és a T3, T4, T5, Tö. és TI4 teljesnménytranzisztorai és a T3, T4, Ts, T6, tranzisztorai, az R,, R2, R3, Rí) ^5» R-ő> ^7» R-8) 1^9> RlO> Rll» R2i, R-22' R23, R24, R16, R17, R25, R2ö ellenállásai, valamint Ci, C2, C3 kondenzátorai ismert kapcsolási elrendezésű differenciálmenetű áramfigyeléssel ellátott végerősítő fokozatot alkotnak, amelynek A,, A2 bemenete és B kimenete van. A hagyományos elrendezésű T9, T10 tranzisztorok alkotják a túláram figyelő áramköri egységet. A T9 tranzisztor kollektora az R20 ellenálláson, a T,0 tranzisztor kollektora pedig az R,„, RI9, R,s ellenállásokból és a T„ tranzisztorból álló invertáló és szintáttevő áramköri elrendezésen keresztül csatlakozik a T7 tranzisztor emitterének az RI4 ellenállással és C3 kondenzátorral közös pontjára. A T7 tranzisztor bázisa az R12, R13 ellenállások közös pontjára csatlakozik, az R12 ellenállás másik vége a pozitív tápfeszültséghez, az RI3 pedig a nulla feszültségű közös ponthoz van kötve. A T7 tranzisztor kollektora az R8 ellenálláson keresztül a meghajtó fokozat áramgenerátor kapcsolási elrendezés T3 tranzisztorának bázisára csatlakozik. A T7 tranzisztor a végerősítő normál üzeme esetén nyitott állapotban van, míg a túláram figyelő áramköri elrendezés működésekor a T7 tranzisztor emitterének R,4 ellenállással és C3 kondenzátorral közös pontja az R!2, R13 ellenállásokból álló feszültségosztó közös pontjánál negatívabb potenciálra kerül, ekkor a T7 tranzisztor lezár, tehát az áramgenerátorok árama, valamint a kimeneti áram nullára csökken. A szaggatási időt és ezzel együtt a TI3, T,4 teljesítménytranzisztorokra jutó átlagteljesítményt az R14 ellenállásból és C3 kondenzátorból álló RC tag időállandója határozza meg. A leírásból megállapítható, hogy a találmány olyan új megoldású áramköri elrendezés, amely a teljesítményerősítő védelmét (rövidzár, túlórám, túlterhelés slb.) elektromechanikus kapcsoló elem felhasználása nélkül, a teljesítményerősítő határadatainak megfelelő bármilyen terhelöimpedancia alkalmazását lehetővé teszi. A normálistól eltérő üzemállapotot késleltetés nélkül azonnal érzékeli és a találmány szerinti áramköri elrendezés a teljesítményerősítő meghajtó fokozatát kikapcsolva a Tls T2 teljesítménytranzisztorok vezérlő áramát megszünteti. Az ISZ indított üzemü szaggató T7, T8; C3 és R|4 időállandójának megfelelő időközönként (f> 20 kHZ) ismétlődési frekvenciával megvizsgálja, hogy a kimenetben a rendellenesség még fennáll-e. Amennyiben a rendellenesség (rövidzár, túláram, túlterhelés stb.) megszűnt, úgy a teljesítményerősítő azonnal üzemkész állapotba kerül. Az érzékelési idő nagyságát kimondottan a felhasznált tranzisztorok működési sebessége befolyásolja. (Az alkalmazott tranzisztorok esetében f> 100 MHz). A védelem működése közben kialakuló áramimpulzusok átlagteljesítménye az előzőekben leírtak alapján igen kicsi (az ismert védelmi eljárásokkal szemben) ezért a teljesitményerősitö áramfelvétele a nyugalmi árammal egyenlő. Ezek alapján a teljesítmény félvezetők igénybevétele a határadatoknál jóval kisebb, ennek következtében a teljesítményerősítő hőmérséklete lecsökken. Összefoglalva az elmondottak alapján a találmány szerinti kapcsolási elrendezés újdonságai a következők:- Ezidáig még sehol nem alkalmazott elektromechanikus kapcsoló nélküli ISZ indított üzemü szaggató alkalmazásával éri el a kívánt hatást.- A működési frekvencia a hallható hangfrekvenciás tartomány fölé esik. 5 10 15 20 25 30 '35 40 45 50 55 60 65
