Мостовой усилитель с защитой от перегрузки

 

МОСТОВОЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, содержащий два двух тактных усилительных каскада, каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах разной структуры , в цепи базового смещения которых включены вентиль и источник тока , причем первый транзистор каждого двухтактного усилительного каскада снабжен датчиком тока и датчиком напряжения , подключенными к управляющему входу регулирующего элемента, первый вьшод которого соединен с базой первого транзистора того, же двухтактного усилительного каскада, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения надежности защиты путем уменьшения мощности рассеяния транзисторов, каждый второй вьтод регулирующего , злемента одного двухтактного усилительного каскада соединен :с базой второго транзистора другого о двухтактного усилительного каскада. (Л

501 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 03 F 1/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИД ТЕЛЬСТБУ (1

I, л

1@чи. )ТЬ" Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:{21) 3241264/18-09 (22) 19.01.81 (46) 15. 12.87. Бюл. В 46 (72) В.М. Назаров (53) 621 375.026 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 845264, кл. Н 03 F 3/21, 1973.

Патент США И 3808545, кл. Н 03 F 3/68, 1974 (прототип) ° (54)(57) МОСТОВОЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, содержащий два двух.тактных усилительных каскада, каждый из котбрых выполнен на первом .и втором транзисторах разной структуры, в цепи базового смещения которых включены вентиль и источник тока, причем первый транзистор каждого двухтактного усилительного каскада снабжен датчиком тока и датчиком напряжения, подключенными к управляющему входу регулирующего элемента, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора того же двухтактного усилительного. каскада, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности защиты путем уменьшения мощности рассеяния транзисторов, каждый второй вывод регулирующего.элемента одного двухтактного усилительного каскада соединен

:с базой второго транзистора другого двухтактного усилительного каскада.

1098501

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено,. в частности, для усиления мощности сигналов звуковых частот.

Известны мостовые усилители с защитой от перегрузки, содержащие датчики состояния и управляемые ключи.

Недостатком данного устройства является недостаточно высокая надежность защиты.

Наиболее близким техническим решением .к предложенному является мостовой усилитель с защитой от перег рузки, содержащий два двухтактных

-усилительных каскада, каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах разной структуры, в цепи базового смещения которых включены вентиль и источник тока, причем первый транзистор каждого двухтактного усилительного каскада снабжен датчиком тока и датчиком напряжения, подключенными к управляющему входу регу- лирующего элемента, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора того же двухтактного усилительного каскада.

Недостатком известного устройства является невысокая надежность защиты в связи с большой мощностью рассея ния на усилительных элементах.

Цель изобретения — повышение на-. дежности защиты путем уменьшения мощности рассеяния транзисторов.

Поставленная цель достигается тем, что в мостовом усилителе с защитой от перегрузки, содержащем два двухтактных усилительных каскада, каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах разной структуры, в цепи базового смещения которых включены вентиль и источник тока, причем первый транзистор каждого двухтактного усилительного каскада снабжен датчиком тока и датчиком напряжения, подключенными к управляющему входу регулирующего элемента, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора того же двухтактного усилительного каскада, каждый второй вывод регулирующего элемента одного двухтактного усилительного каскада соединен с базой второго транзистора другоrо двухтактного усилительного каскада.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема мостового усилителя с защитой от перегрузки.

Предложенный мостовой усилитель содержит первый и второй транзисторы

1 и 2 одного двухтактного усилительного каскада, первый и второй транзисторы 3 и 4 разной структуры другого двухтактного усилительного кас-.. када, нагрузку 5; вентили 6, 7 и источники тока 8, 9 цепей базового сме1Q щения транзисторов усилительных каскадов, датчики тока 10, 11,датчики напряжения 12, 13,:регулирующие элементы 14, 15.

Предложенный мостовой усилитель

15 работает следующим образом. .Предположим, что в рассматриваемый момент времени на входе одного двухтактного усилительного каскада (транзисторы 1, 2) действует положи2Q .тельный сигнал, а на входе другого двухтактного усилительного каскада (транзисторы 3, 4) отрицательный.

При этом усиленный по току сигнал проходит по последовательной цепи: первый транзистор 1 — датчик тока 10нагрузка 5 — второй транзистор 4, а второй транзистор 2 и первый тран зистор 3 в это время закрыты.

На датчике тока 10 создается пря30,мое напряжение смещения, приложенное к входу регулирующего элемента 14, являющегося, по существу, датчиком состояния первого транзистора

Через цепь датчика напряжения 12 в это время протекает ток, обратно

:пропорциональный напряжению Ut,>.первого транзистора 1 и создающий запирающее смещение для транзистора регулирующего элемента 14.

4р В цепи датчика напряжения 12, подключенного к входу регулирующего элемента 14, протекает ток, величина которого обратно пропорциональна напряжению Uk первого транзистора 1.

4б Т.е. при номинальном размахе входного сигнала U „ минимально, что соответствует максимальному выходному току датчика напряжения °

Правильный выбор элементов схемы

50 защиты заключается в том, чтобы при номинальной нагрузке усилителя выходной ток регулирующего элемента 14 был равен нулю, а при появлении заданной перегрузки — достаточен для

55 срабатывания защиты.

Результирующий управляющий сигнал на входе регулирующего элемента 14 в номинальном режиме усилителя находится ниже порога срабатывания, при

1098501 перегрузках возрастает выше порога, открывая транзистор регулирующего элемента 14 и создавая в его коллекторной цепи ток, соответствующий закону изменения мощности рассеяния первого транзистора f.

Регулирующие элементы 14, 15 открываются только при перегрузке тран- 10 эисторов .усилителя выше допустимых значений по току и мощности рассеяния, создавая перекрестное эапирание (отсечку тока) вторых транзисторов

:2 и 4 путем подачи на входы послед- 15 них сигналов запирания.

В результате срабатывания защиты происходит отсечка тока возбуждающего вторые транзисторы 2 и 4, и, следовательно, ограничение тока нагрузки. В то же время входное напряжение сигнала на первых транзисторах

1 и 3 не искажается, т.е. предоконечный усилитель — источник сигнала воз25 буждения не испытывает добавочной нагрузки от схемы защиты. Это происходит sa счет отсечки тока в вентилях 6, 7.

Таким образом, в результате используемого перекрестного шунтирования входов вторых транзисторов 2 и 4, возбуждаемых синхронно, но противофазно, достигается автоматическое эапирание вентилей 6 и 7 цепей смещения плеч моста, приводящее к ограничению выходного тока при перегрузках, к ограничению мощности, рассеиваемой . усилительными элементами моста, а также (так как происходит частичная отсечка тока возбуждающего сигнала) уменьшение нагрузки 5 источника входного сигнала относительно прототипа, независимо от его внутреннего сопротивления.

Надежность мостового усилителя с такой защитой существенно возрастает вследствие улучшения точности,ее работы в облегченных условиях, так как ток регулирующих элементов протекает не в цепи нагрузки, а навстречу входному току возбуждения, ограничивая

его величину.

1098501

ВхоР

-Ежа, Редактор Н. Сильнягина Техред Л.Олийнык, Корректор С. Шекмар

Заказ 6414 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскбя. наб., д. 4/5

Производственно- полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4