Выходной транзисторный каскад с защитой от перегрузки током Советский патент 1983 года по МПК H03F1/52 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты транзисторных усилительных каскадов, в частности усилителей ьБУКОВОЙ частоты с непосредствен ными связями. 5

Известно устройство защиты, ограничивающее рассеяние мощности на электронном приборе, содержащее детектор, который при обнаружении тока нагрузки, превБЕпающего первую Ю пороговую величину, приводит в действие прерыватель, периодически прекращающий протекание тока нагрузки, защищает электронный прибор от тока перегрузки, ограничитель, огра- 15 ничивающий величину тока через электронный прибор до второй пороговой величины, превышающей первую пороговую величину тока, прИ: этом ограничивается рассеяние мощности на 20 электронном приборе l .

Недостатком устройства является значительная потеря мощности на элементах цепи выделения сигнала перегрузки.- 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является выходной транзисторный каскад с защитой от перегрузки -током, содержащий мощный выходной транзис- тор, вспомогательный транзистор, имеющий п-р-п-тип проводимости, эмиттер которого подключен к нагрузке, транзистор управления, вклн ченный по схеме с общим эмиттером, имеющий р-п-р-тип проводимости, ба- 35 зо-эмиттерный переход которого шунтирован датчиком тока, и ключевой транзистор защиты, И1«1еющий П -р-Я-тип проводимости, коллектор которого сое динен с баз.ой вспомогательного тран- 40 зистора 2 .

Недостатком известного устройства является увеличение потерь мощности, поскольку ограничение тока через мощный транзистор осуществля- 45 ется на уровне, близком к максимальному рабочему с Одновременным увеличением падения напряжения на транзисторе.

Цель изобретения - снижение потерь мощности при перегрузке током.

Поставленная цель достигается тем, ЧТО в выходной транзисторный каскад с защитой от перегрузки током, содержащий мощный выходной транзис- 55 тор, вспомогательный транзистор, имеющийп -р-П-тип проводимости, эмиттер которого подключен к нагрузке, транзистор управления, включенный по схеме с общим эмиттером, имеющий 60 р-р-р-типпроводимости, базо-эмит-терный переход которого шунтирован датчиком тока, и ключевой транзистор зашиты, имеющий п-р-п-тип проводимости, коллектор которого сое- 5

динен с базой вспомогательного транзистора, введены первый и второй дополнительные транзисторы управления, диод, конденсатор, первый и второй дополнительные резисторы, причем база первого дополнительного транзистора управления соединена с коллектором транзистора управления, эмиттер - с общей шиной, а коллектор через первый дополнительный резистор - с базой транзистора управления, а через диод - с базой второго дополнительного транзистора управления, включенного по схеме с. общим эмиттером, имеющего p--h-pтип проводимости, базо-эмиттерный переход которого шунтирован конденсатором, а коллектор соединен с базой ключевого транзистора защиты, эмиттер которого подключен к общей шине, причем база транзистора управления через второй дополнительный резистор соединена с коллектором вспомогательного транзистора и с базой мощного выходного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, имеющего р-Г)-р-тип проводимости, коллектор которого через нагрузку соединен с общей шиной.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема выходного транзисторного каскада с защитой от перегрузки током.

Выходной транзисторный каскад с защитой от перегрузки током содержит мощный выходной транзистор 1 вспомогательный транзистор 2, транзистор 3 управления, ключевой транзистор 4 защиты, первый и второй дополнительные транзисторы 5 и 6 управления, диод 7, конденсатор 8, датчик 9 тока, первый и второй дополнительные резисторы 10 и 11, нагрузку 12.

Устройство работает следующим, образом.

При номинальном сопротивлении нгрузки 12 напряжения между базой и эмиттером мощного выходного транзистора 1 недостаточно для того, чтобы открьзть транзистор 3 управле-ния и формирователь сигнала перегрузки на первом и втором дополнительных трсшзисторах 5 и 6. Ключев транзистор 4 защиты, фиксирующий напряжение между базой и эмиттером вспомогательного транзистора 2, остается закрытым. Входной сигнал, усиленный вспомогательным транзистором 2 и мощным выходным транзистром 1, неограниченным поступает в нагрузку 12.

При уменьшении сопротивления нагрузки 12 на величину балее одной трети номинального сопротивления увеличивается напряжение на переходе база-эмиттер мощного выходного

транзистора I и на втором дополнительном резисторе 11 и датчике 9 тока, что приводит к открыванию транзистора 3 управления.

При этом открывающее напряжение прикладывается к первому дополни- тельному транзистору 5 управления, которыми открывается и через первый дополнительный резистор 10 фиксирует транзистор 3 управления в откратом состоянии. Этот процесс заканчивается полным открыванием первого дополнительного транзистора 5 управления и заряд 4 накопительного конденсатора 8. При этом диод 7 оказывается запертым напряжением на обкладках конденсатора 8. Второй дополнительный транзистор 6 управления оказывается открытым с момента насЕлцения первого дополнительного транзистора 5 управления и до окончания разряда конденсатора 8 через переход база-эмиттер второго дополнительного транзистора 6 управления. Все это время открыт до насыщения и ключевой транзистор 4 защиты, закрывающий вспомогательный транзистор 2 и мощный выходной транзистор 1, преграждая тем самым путь тока в нагрузку 12 на время разряда конденсатора 8.

По окончании разряда конденсатора 8 схема возвращается в исходное состояние автоматически. Если к началу следующего полупериода пере,грузка не снята, то весь описанный процесс повторяется.

Использование предлагаемого уст5 ройства защиты позволяет значительно повысить эффективность защиты мощного выходного транзистора и снизить по сравнению с прототипом мощность, рассеиваемую в мощном выходном транзисторе, более чем в 4 раза, что дает возможность использовать транзисторы без большого запаса по мощности .

ВЫХОДНОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КАСКАД С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ТОКОМ, содержащий мощный выходной транзистор, вспомогательный транзистор, имеющий 11-р-п-тип проводимости, эмитт.ер которого подключен к нагрузке, транзистор управления включенный по схеме с общим эмиттером, имеющий р-п-р-тип проводимо ти, базо-эмиттерный переход которо шунтирован датчиком тока, и ключевой транзистор защиты, имеющий п-р-п-тип проводимости, коллектор которого соединен с базой вспомогательного транзистора, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь мощности при переt± грузке током, в него введены первый и второй дополнительные транэнсторы управления, диод, конденсатор, первый м второй дополнительные резисторы, причем база первого дополнительного транзистора управления соединена с коллектором транзистора управления, эмиттер - с общей шиной, а коллектор через первый дополнительный резистор - с базой транзистора управления, а через диод - с базой второго дополнительного транзистора управления, включенного по схеме с общим эмиттером, имеющегор тП-р-тип проводимости, - азо-эмиттерный переход которого шунтирован -конденсатором, а коллектор соединен с базой ключевого транзистора защиты, эмиттер которого подключен к общей шине, причем база транзистора управления через второй дополнительный резистор соединена с коллектором вспомогательного транзистора и с базой мощного Е ыходноГо транзистора,включенного по схеме с общим эмиттером,имеющего р-Р-р-тип пГроводимости, коллектор которого через нагрузку соединен с общей шиной..