Транзисторный фильтр Советский патент 1981 года по МПК H02M1/14 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной и измерительной техники и средств связи.

Известные схемы фильтров содержат транзистор, в базовой цепи которого включен конденсатор фильтра 1.

Однако при перегрузке по току в этих схемах через транзистор протекают регулярно большие токи, которые могут вывести его из строя.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является транзисторный фильтр, содержащий основной и вспомогательный транзисторы, между базами которых включена цепочка из параллельно соединенных конденсатора и резистора, а между их эмиттерами включена нагрузка, причем коллектор основного и эмиттер вспомогательного транзисторов подключены соответственно к минусовому и плюсовому выводам источника питания, а между коллектором и эмиттером основного транзистора включен резистор 2.

Недостатки этого устройства - протекание чрезм.ерных токов через основной

транзистор и рассеивание на нем значительной мощности, что отрицательно влияет на КПД всего устройства.

Целью изобретения является увеличение КПД устройства.

Указанная цель достигается тем, что

в предлагаемое устройство введены дополнительный транзистор и резистор, один конец которого подключен к минусовому выводу источника питания, а другой конец соединен с коллектором вспомогательного транзистора и базой дополнительного транзистсфа, эмиттер и коллектор которого подключены соответственно к эмиттеру и базе основного транзистора.

Кроме того, для обеспечения индикации работы фильтра последовательно в коллекторную цепь вспомогательного транзистора в качестве элемента индикации включен светодиод, лампа накаливания, включенная между коллектором вспомогательного транзистора и минусовым выводом и источника питания, а последовательно в цепь коллектора вспомогательного транзистора включен диод.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема транзисторного фильтра с устройстBOM .индикации на светодиоде; на фиг. 2 - то же с устройством индикации на лампе накаливания.

Транзисторный фильтр содержит проходной транзистор 1, подключенный коллектором ко входу, а эмиттером к выходу фильтра, а базовый - к базовому резистору 2 и конденсатору 3, зашунтированному резистором 4, и вторым выводом подключен к общей шине через переход база-эмиттер транзистора 5, подключенного коллектором через, светодиод Б к базе транзистора 7, подключенного базой через резистор 8 ко входу фильтра, эмиттером к выходу фильтра, а коллектором к базе проходного транзистора 1, причем при использовании лампы 9 накаливания (фиг. 2) в качестве индикации она подключена между входом фильтра и коллектором транзистора 5, а коллектор транзистора 5 соединяется с базой транзистора 7 через полупроводниковый диод 10.

При работе фильтра транзистор 5 находится в состоянии насыщения, а транзистор 7 закрыт, падение напряжения на светодиоде 6 и открытом транзисторе 5 меньше, чем на выходе фильтра, и к переходу база-эмиттер транзистора 7 приложено обратное напряжение. Конденсатор 3 соединяется с общей шиной через открытый переход база-эмиттер транзистора 5, поэтому проходной транзистор 1 работает, как в обычной схеме транзисторного фильтра, а ток через резистор 4 поддерживает транзистор 5 в состоянии насыщения. Ток, протекающий через светодиод 6, вызывает его свечение, что показывает нормальную работу фильтра. При коротком замыкании нагрузки напряжение на выходе фильтра падает до О, а эмиттер проходного транзистора 1 поступает на переход база-эмиттер транзистора 5 в обратной полярности и закрывает его, это приводит к тому, что ток через светодиод 6 прекращается и он гаснет. Закрытый переход база-эмиттер транзистора 5 предотвращает разряд конденсатора 3 через .база-эмиттерный переход проходного транзистора 1 и защищает его от тока разряда. Конденсатор 3 разряжается через резистор 4, поддерживает транзистор 5 в закрытом состоянии до полного разряда. При закрывании транзистора 5 открывается транзистор 7, так как ток со входа фильтра через резистор 8 поступает в базу транзистора 7. Открытый транзистор 7 шунтирует переход база-эмиттер проходного транзистора 1, защищая его от увеличенного тока, проходящего со входа фильтра через базовый резистор 2. После разряда конденсатора 3 транзистор 5 остается закрытым, так как его база через резистор 4 подключена к коллектору открытого транзистора 7. В результате при коротком замыкании нагрузки проходной транзистор 1 и транзистор 5 закрываются, а транзистор 7 открывается. В таком состоянии фильтр будет находиться

ДО устранения короткого замыкания, после чего напряжение на выходе фильтра начинает расти, т. е. и на коллекторе транзистора 7 это приведет к открыванию транзистора 5, так как изменяющееся напряжение с коллектора транзистора 7 через конденсатор 3 поступает в базу транзистора 5. Через открытый транзистор 5 и светодиод 6 течет ток, идущий в базу транзистора 7 через резистор 8 в результате транзистор 7 закрывается и начинает работать проходной

0 транзистор 1, т. ё. фильтр снова в рабочем режиме.

В фильтре, изображенном на фиг. ,2, при коротком замыкании нагрузки так же, как в фильтре на фиг. 1, закрываются транзистор 5 и проходной транзистор 1 и открывается транзистор 7. В качестве индикатора используется лампа накаливания 9, имеющая большую яркость свечения, чем светодиод, причем диод 10 отключает цепь, коллектора транзистора 5 от цепи базы транзистора 7 при коротком замыкании нагрузки, исключая прохождение тока со входа фильтра в базу транзистора 7 через лампу 9, так как при закрытом транзисторе 5 и открытом транзисторе 7 диод 10 закрыт обратным напряжением, а при нормальной работе фильтра диод 10 замыкает цепь базы транзистора 7 с коллектором открытого транзистора 5, способствуя закрыванию транзистора 7. Устройством индикации могут служить различные устройства,- подключенные к коллектору транзистора 5, причем наличие диода 10 обязательно.

Формула изобретения

I. Транзисторный фильтр, содержащий основной и вспомогательный транзисторы, между базами которых включена цепочка из параллельно соединенных конденсатора и резистора, а между их эмиттерами включена нагрузка, причем коллектор основного и эмиттер вспомогательного транзисторов подключены соответственно к минусовому и плюсовому выводам источника питания, а между коллектором и эмиттером основного транзистора включен резистор, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД,введен дополнительный транзистор и резистор, один конец которого подключен к минусовому выводу источника питания, а его другой конец соединен с коллектором вспомогательного транзистора и базой дополнительного транзистора, эмиттер и коллектор которого подключены соответственно к эмиттеру и базе основного транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Векслер и др. Транзисторные сглаживающие фильтры. К., «Техника, 1972, с. 158, рис. 382 (прототип).