201187. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés tranzisztoros teljesítmény erősítő munkapont stabilizálására és két különböző érték közti kapcsolására
1 HU 201187 B 2 elemre, míg a 19 tranzisztor kollektora le van földelve. A 20 ellenállás másik kivezetése a 9 kapcsoló egységet képező 22 kapcsolóra csatlakozik, míg a 22 kapcsoló másik kivezetése le van földelve. A 21 zénerdióda másik kivezetése, a 10 hőfokfüggő elem másik kivezetése valamint a 17 transzformátor primer tekercsének középmegcsapolása feszültségre van kapcsolva, a 17 transzformátor egyik szekunder tekercsének középmegcsapolása le van földelve, továbbá a 12 transzformátor primer tekercse váltakozóáramú feszültségre van kötve. A 3. ábrán látható másik kiviteli példa szerinti kapcsolás abban különbözik a 2. ábra szerinti kiviteli példától, hogy az 1 munkapont beállító áramkör osztójában a 23 munkapont beállító ellenállás van, míg a 8 feszültséggenerátorban van áramkörileg a 10 hőfokfüggő elem elhelyezve a 21 zénerdióda és az 1 munkapont beállító áramkörhöz tartozó 23 munkapont beállító ellenállás kivezetései között. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működését a 2. és a 3. ábra szerinti példákon mutatjuk be. A megoldást egy ismert tranzisztoros kapcsolás segítségével mutatjuk be. A 2. ábrán a hűtőborda nélkül szerelt 13, 14 tranzisztorokon keletkezett hő arányos a 15, 16 tranzisztorokon eldisszipált hőenergiával. A 13, 14, 15, 16 tranzisztorok Darlington kapcsolású erősítő elemek, amelyek munkapontja a 4. ábrán látható Ube bázis-emitter feszültség - Ib bázisáram karakterisztika a pontjában van Ti hőmérséklet esetén beállítva. A hőmérséklet növekedésével a 13, 14, 15, 16 tranzisztorok jobban nyitnak és így nagyobb áram folyik át rajtuk, ezért a munkapont a b pontba tolódik el. Ennek kompenzálására a 10 hőfokfüggő elem, a példa szerint a termisztor Im munkaponti áramot csökkenti és így a munkapont a megnövekedett T2 hőmérsékleten a c pontba kerül, ezzel egyidejűleg az Um! munkaponti feszültség Um2 munkaponti feszültségre csökken. Ez viszont megváltoztatja a 13, 14, 15, 16 tranzisztorok bázis-emitter feszültségét. A meghajtó 13, 14 tranzisztorok a növekvő hőmérséklet hatására az 1 munkapont beállító áramkörrel létrehozott bázis-emitter feszültség csökken és így a végerősítő 15, 16 tranzisztorok munkaponti árama közel azonos szinten tartható. A munkapont eltolást a tápfeszültség változtatásával a 8 feszültséggenerátor segítségével valósítottuk meg. A pozitív tápfeszültséghez képest a 20 ellenállással és a 21 zénerdíódával létrehozott referencia feszültség a 19 tranzisztor bázisfeszültségét határozza meg. A tápfeszültség növekedésével a pozitív tápfeszültséghez képest a referenciafeszültség nem változik, így a 19 tranzisztor emitterköiéhez csatlakozó 11 szabályozó elemen és a 10 hőfokfüggő elemen a feszültség a tápfeszültség változásától függetlenül állandó. A 10 hófokfüggő elemből és a 11 szabályozó elemből álló, a munkaponti feszültséget előállító osztó a tápfeszültség változásától független munkapontot állít be. Ez a kapcsolás, a 20 ellenállás másik kivezetésének leföldelése esetén "B” osztályba működik és lényegében szinuszos jelek kis torzításé erősítést biztosítja. Ha a 20 ellenállást a 22 kapcsolón keresztül földeljük le, akkor a 22 kapcsoló nyitott állapotában ”C” osztályú üzemmód valósítható meg. Alacsony tápfeszültség esetén végerősítő 15, 16 tranzisztorok maradék feszültsége a hatásfokot jelentősen leronthatja. Ezért a hatásfok növelése érdekében csatoltuk vissza a 7 teljesítmény illesztő egységet a 3, 4 meghajtó egységekre. Ezzel energiát juttatunk a 3, 4 meghajtó egységekre, amely feszültség utánhúzás révén csökkenti az 5, 6 végerősítő fokozatok maradék feszültségét, ezzel egyidejűleg növekszik a kivezérelhetőség és a hatásfok. A 3. ábra szerinti kapcsolás esetén a 8 feszültséggenerátor kimenő feszültségét a hőmérséklettel arányosan változtatjuk a 10 hőfokfúggő elem segítségével, így a 13, 14, 15, 16 tranzisztorok áramát a hőmérséklet függvényében visszaszabályozzuk. A 4. ábrán látható munkapond áram változás azonos módon történik ebben az esetben is. Az 1. ábra szerint blokkvázlat a 2. és 3. ábrán látható áramköri elemektől eltérő elemekkel is felépíthető. Az 1. munkapont beállító áramkör ellenállásosztó vagy minden ami ellenállásosztóként alkalmazható. A 10 hőfokfüggő elem minden olyan elem lehet, amely hő hatására változtatja valamelyik paraméterét, pl. ellenállását (termisztor, dióda, tranzisztor, hóelem stb.) vagy más olyan paramétert, amely ellenállásváltozásra transzformálható. Ha hő hatására a változás kicsi, akkor a 10 hőfokfúggő elemet erősítő elemmel kell kiegészíteni. A 2 illesztő egység galvanikusan leválasztva 12 transzformátor vagy optocsatoló, de lehet galvanikus kapcsolatot biztosító félvezető elemekből felépített hálózat is, vagy ellenállás hálózat kondenzátorokkal kiegészítve. A galvanikus leválasztás nem feltétlenül szükséges. A 3, 4 meghajtó egységek emitterkövető alapkapcsolással oldhatók meg, pl. VEST, tranzisztor, Darlington kapcsolással. Lényege, hogy feszültségből nagy áramerősítést végezzen. A példák szerint 13, 14 tranzisztorok képezik a 3, 4 meghajtó egységeket. Az 5, 6 végerősítők (15, 16 tranzisztorok) megoldható Darlington kapcsolással vagy bármi más áramkörrel, ami végerősítőként alkalmazható. A 7 teljesítmény illesztő 17 transzformátorral van megoldva, amely a szükségletnek megfelelően ellenállással vagy kondenzátorral lehet visszacsatolva. Lehet azonban itt is galvanikus illesztést alkalmazni. Az illesztést végezheti maga a terhelés, vagy lehet impedancia illesztés, ellenálláshálózattal való illesztés, vagy félvezető (tranzisztor-) hálózattal való illesztés is stb. A 8 feszültséggenerátor feladatát (19 tranzisztor, 20 ellenállás és 21 zénerdióda) más aktív elemmel is meg lehet oldani. Pl. egy külön tranzisztorral, vagy tranzisztoros integrált áramkörrel (pl. 723-as integrált áramkör egyedül is képes ezt a feladatot ellátni). Végül a 9 kapcsoló lehet mechanikus kapcsoló, relé, reedrelé, elektronikus kapcsoló (pl. tranzisztor), logikai áramkör kimenete stb. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Kapcsolási elrendezés tranzisztoros teljesítmény erősítő munkapont stabilizálására és két különböző érték közötti kapcsolására, amely kapcsolási elrendezésben munkapont beállító áramkör kimenete 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
