RU1778907C

RU1778907C - Overload-protected amplifier

Info

Publication number: RU1778907C
Application number: SU914923593A
Authority: RU
Inventors: Олег Леонидович Сидорович; Ярослав Антонович Мачинский
Original assignee: Львовский Научно-Исследовательский Радиотехнический Институт
Priority date: 1991-04-01
Filing date: 1991-04-01
Publication date: 1992-11-30

Abstract

Сущность изобретени : Устройство содержит 6 транзисторов 1-6,1 конденсаторе. 11 резисторов 9-19. При уменьшении сопротивлени нагрузки ниже номинального ток в цепи будет увеличиватьс до тех пор, пока транзистор 5 не будет выходить из насыщени . Увеличение падени напр жени между коллектором и эмиттер транзистора 5 приводит к смещению в пр мом направлении элемента 7. В результате будет уменьшатьс падение напр жени на резисторе 16, что приведет к уменьшению тока эмиттера транзистора 4 и к еще большему закрыванию транзистора 5. 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises 6 transistors 1-6.1 capacitors. 11 resistors 9-19. As the load resistance decreases below the rated current, the current in the circuit will increase until the transistor 5 exits saturation. An increase in the voltage drop between the collector and the emitter of the transistor 5 leads to a forward bias of the element 7. As a result, the voltage drop across the resistor 16 will decrease, which will lead to a decrease in the current of the emitter of the transistor 4 and to an even greater closure of the transistor 5. 1 il.

Description

Устройство относитс к электронной технике, и может быть использовано дл защиты полупроводниковых коммутирующих устройств в электроприводе, электротехнологии и в источниках питани радиоаппаратуры.The device relates to electronic equipment, and can be used to protect semiconductor switching devices in electric drives, electrical technology, and in the power sources of radio equipment.

Известен транзисторный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы разных типов проводимости, эмиттеры которых подключены к разным полюсам источника питани , порвый делитель напр жени , включенный между коллектором и эмиттером первого транзистора.A transistor amplifier is known comprising first and second transistors of different types of conductivity, the emitters of which are connected to different poles of a power source, a voltage divider connected between the collector and the emitter of the first transistor.

Недостатком известного транзисторного усилител вл етс повышенное потребление электроэнергии в режиме холостого хода (когда не подан сигнал на включение) за счет потерь мощности на резисторах первого и второго делителей напр жени .A disadvantage of the known transistor amplifier is increased idle power consumption (when no turn-on signal is given) due to power losses on the resistors of the first and second voltage dividers.

Известен также усилитель с защитой от перегрузки, содержащий входной и выходной каскады, выполненные на транзисторах разного типа проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером, и пороговый элемент , подключенный одним концом к коллектору транзистора выходного каскада, а вторым концом подключен к базе транзистора входного каскада, резистор, шунтиру- ющий коллекторно-змиттерный переход транзистора выходного каскада.An amplifier with overload protection is also known, which contains input and output stages made on transistors of different types of conductivity, connected according to the scheme with a common emitter, and a threshold element connected at one end to the collector of the transistor of the output stage, and the second end connected to the base of the transistor of the input stage , resistor, shunting the collector-zitter transition of the output stage transistor.

Недостатком известного усилител вл етс повышенное потребление электроэнергии при отсутствии входного отпирающего сигнала за счет протекани тока по цепи: шина источника питани , резистор нагрузки, обща шина.A disadvantage of the known amplifier is the increased power consumption in the absence of an input enable signal due to the flow of current through the circuit: power supply bus, load resistor, common bus.

Цель изобретени - повышение КПД усилител в режиме холостого хода.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the amplifier in idle mode.

Цель достигаетс тем, что в усилитель с защитой от перегрузки, содержащий входной и выходной каскады, выполненные на транзисторах разного типа проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером, пороговый элемент, подключенный одним концом к коллектору транзистора выходного каскада, а вторым концом подключен к базе транзистора входного каскада, введены первый и второй транзисторы такого же типа проводимости,-что и транзистор входного каскада, соединенные эмиттерами с шиной питани , третий и четвертый транзисторы такого же типа проводимости, что и транзистор выходного каскада, соединенные эмиттерами с общей шиной, конденсатор , включенный между коллектором первого транзистора и базой второго транзистора , одиннадцать резисторов, первый из которых соединен первым выводом с входной шиной и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединенThe goal is achieved in that an amplifier with overload protection, containing input and output stages, made on transistors of different types of conductivity, connected according to the scheme with a common emitter, a threshold element connected at one end to the collector of the transistor of the output stage, and the second end connected to the base transistors of the input stage, the first and second transistors of the same type of conductivity are introduced, that is, and the transistor of the input stage connected by emitters to the power bus, the third and fourth transistors of the same type of wire In addition, the output stage transistor connected by the emitters to a common bus, a capacitor connected between the collector of the first transistor and the base of the second transistor, eleven resistors, the first of which is connected by the first terminal to the input bus and the first terminal of the second resistor, the second terminal of which is connected

с базой третьего транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, второй вывод первого резистора соединен с базой первого транзистора и с первым выводомwith the base of the third transistor, the emitter of which is connected to a common bus, the second output of the first resistor is connected to the base of the first transistor and to the first output

третьего резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, с которой соединены первые выводы четвертого, п того и шестого резисторов, при этом второй вывод четвертого резистора соединен с базойa third resistor, the second terminal of which is connected to a common bus with which the first terminals of the fourth, fifth and sixth resistors are connected, while the second terminal of the fourth resistor is connected to the base

транзистора выходного каскада и коллектором транзистора входного каскада, эмиттер которого соединен с первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого под- ключен к шине питани , к которойthe transistor of the output stage and the collector of the transistor of the input stage, the emitter of which is connected to the first output of the seventh resistor, the second output of which is connected to the power bus, to which

подсоединен первый вывод восьмого резистора и первый вывод дес того резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом дес того резистора , второй вывод которого соединен со вторым выводом резистора и базой четвертого транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор соединен с выходной шиной, и коллектором транзистора выходного каскада, при этом коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом шестого резистора, коллектор третьего транзистора соединен с первым выводом одиннадцатого резистора, второйconnected to the first terminal of the eighth resistor and the first terminal of the tenth resistor, the second terminal of which is connected to the base of the second transistor, the collector of which is connected to the first terminal of the tenth resistor, the second terminal of which is connected to the second terminal of the resistor and the base of the fourth transistor, the emitter of which is connected to the common bus and the collector is connected to the output bus and the collector of the transistor of the output stage, while the collector of the first transistor is connected to the second terminal of the sixth resistor, the collector of the third transistor connected to the first terminal of the eleventh resistor, the second

вывод которого соединен со вторым выводом восьмого резистора и с базой транзистора выходного каскада.the output of which is connected to the second output of the eighth resistor and to the base of the transistor of the output stage.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройствоComparative analysis with the prototype shows that the claimed device

отличаетс наличием новых элементов, а именно, дополнительных транзисторов, резисторов , конденсатора и их св з ми.characterized by the presence of new elements, namely, additional transistors, resistors, capacitor and their connections.

Таким образом, за вл емое устройство соответствует критерию изобретени Новизна .Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of Novelty.

Сравнение за вл емого решени с другими техническими решени ми показывает, что введенные новые элементы и св зи позвол ют повысить КПД. Это позвол ет сделать вывод о соответствии технического решени критерию Существенные отличи .Comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that the introduced new elements and connections can increase the efficiency. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of Significant differences.

. На чертеже приведена принципиальна электрическа схема усилител .. The drawing shows a circuit diagram of an amplifier.

Усилитель содержит транзисторы 1-6, пороговый элемент 7, конденсатор 8, резисторы 9-19, входную шину 20, шину питани 21, выходную шину 22 и общую шину 23. Входна шина 20 соединена с однимThe amplifier contains transistors 1-6, a threshold element 7, a capacitor 8, resistors 9-19, an input bus 20, a power bus 21, an output bus 22, and a common bus 23. The input bus 20 is connected to one

выводом резистора 9 и с одним выводом резистора 10, другой вывод которого соединен с базой транзистора 3, эмиттер которого подключен к общей шине 23, с которой также соединены одни выводы резисторовthe output of the resistor 9 and with one output of the resistor 10, the other output of which is connected to the base of the transistor 3, the emitter of which is connected to a common bus 23, to which one leads of the resistors are also connected

12, 13, 14 и эмиттеры транзисторов 5 и 6.12, 13, 14 and emitters of transistors 5 and 6.

Вывод резистора 17 соединэн с одним выводом резистора 10 и с базой транзистораThe output of the resistor 17 is connected to one output of the resistor 10 and to the base of the transistor

1,эмиттер которого подключен к шине питани 21, с которой также соединены одни выводы резисторов 15, 16, 17 и эмиттер транзистора 2, база которого соединена с другим выводом резистора 17 и с первым выводом конденсатора 8, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 1, и с другим выводом резистора 14. Коллектор транзистора 2 соединен с первым выводом резистора 18, второй -вывод которого подключен к другому выводу резистора 13 и к базе транзистора 6, коллектор которого соединен с выходной шиной 22, к которой также подсоединены коллектор транзистора 5 и анод порогового элемента 7, катод которого соединен с другим выводом резистора 16, первым выводом резистора 19, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 3. Второй вывод резистора 15 соединен с эмиттером резистора 4, коллектор которого соединен с другим выводом резмстора 12 и с базой транзистора 5.1, the emitter of which is connected to the power bus 21, which also connects one terminal of the resistors 15, 16, 17 and the emitter of the transistor 2, the base of which is connected to the other terminal of the resistor 17 and to the first terminal of the capacitor 8, the second terminal of which is connected to the collector of the transistor 1 and with another terminal of resistor 14. The collector of transistor 2 is connected to the first terminal of resistor 18, the second output of which is connected to another terminal of resistor 13 and to the base of transistor 6, whose collector is connected to output bus 22, to which the collector of trans the resistor 5 and the anode of the threshold element 7, the cathode of which is connected to the other terminal of the resistor 16, the first terminal of the resistor 19, the second terminal of which is connected to the collector of the transistor 3. The second terminal of the resistor 15 is connected to the emitter of the resistor 4, the collector of which is connected to the other terminal of the resistor 12 and with transistor base 5.

Усилитель работает следующим образом .The amplifier operates as follows.

В исходном состо нии транзистор 1 от- крытотрицательным потенциалом, поступающим на его базу через резистор 11, конденсаторе разр жен, остальныетранзи- сторы закрыты, При поступлении на входную шину 20 управл ющего сигнала положительной пол рности транзистор 1 запираетс и начинает зар жатьс конденсатор 8 по цепи: обща шина 23, резистор 14, базо-эмиттерный переход транзистораIn the initial state, the transistor 1 has a negative potential coming to its base through the resistor 11, the capacitor is discharged, the rest of the transistors are closed, When a positive polarity control signal is received on the input bus 20, the transistor 1 is turned off and the capacitor 8 starts to charge Circuits: common bus 23, resistor 14, transistor base-emitter junction

2,шина питани 21.2, power bus 21.

Транзистор 2 отпираетс , также отпираетс транзистор 6 и подсоедин ет шину питани к выходной шине 22, в результате чего анод порогового элемента 7 становитс отрицательным по сравнению с катодом и он запираетс . Открытое состо ние транзисторов 2 и 6 поддерживаетс на прот жении времени зар да конденсатора 8.The transistor 2 is unlocked, the transistor 6 is also unlocked and connects the power bus to the output bus 22, as a result of which the anode of the threshold element 7 becomes negative compared to the cathode and it is locked. The open state of transistors 2 and 6 is maintained over the charge time of capacitor 8.

Одновременно с закрытием транзистора 1 происходит отпирание транзистора 3, а в тот момент, когда закроетс элемент и отпирание транзистора 4, который отпирает транзистор 5, подсоедин ющий общую шину 23 к выходной шине 22 -уже. на врем действи положительного управл ющего сигнала на управл ющей шине 20.Simultaneously with the closing of the transistor 1, the unlocking of the transistor 3 occurs, and at the moment when the element closes and the unlocking of the transistor 4, which unlocks the transistor 5 connecting the common bus 23 to the output bus 22, is already. for the duration of the positive control signal on the control bus 20.

В случае нарушени нормальных условий эксплуатации усилител , например, при уменьшении сопротивлени нагрузки ниже номинального тока в цепи будет увеличиватьс до тех пор, пока транзистор 5 не будет выходить из насыщени . Увеличениепадени напр жени между коллектором и эмиттером транзистора 5 приводит к смещению в пр мом направлении элемента 7. Дальнейшее уменьшение сопротивлени нагрузки приведен к уменьшению падени напр жени на резисторе 16, что, в свою очередь, приведет к уменьшению тока эмиттера транзистора 4 и к еще большему закрыванию транзистора 5. то есть к уменьшению тока коллектора этого транзистора. В случае короткого замыкани в нагрузке падение напр жени на резисторе 16 будет не больше падени напр жени на пороговом элементе 7. смещенном в пр мом направлении, а значит весьма мал будет ток эмиттера транзистора 4.In case of violation of normal operating conditions, the amplifier, for example, when the load resistance decreases below the rated current in the circuit, will increase until the transistor 5 goes out of saturation. An increase in the voltage drop between the collector and the emitter of the transistor 5 leads to a displacement in the forward direction of the element 7. A further decrease in the load resistance leads to a decrease in the voltage drop across the resistor 16, which, in turn, will lead to a decrease in the emitter current of the transistor 4 and to even greater closing transistor 5. that is, to reduce the collector current of this transistor. In the case of a short circuit in the load, the voltage drop across the resistor 16 will not exceed the voltage drop across the threshold element 7. biased in the forward direction, which means that the emitter current of the transistor 4 will be very small.

Таким образом, введение в усилитель новых элементов позволило повысить его КПД на 10% за счет устранени протекани Thus, the introduction of new elements into the amplifier made it possible to increase its efficiency by 10% by eliminating leakage

тока через нагрузку в режиме холостого хода .current through the load in idle mode.

Claims

The claims

An amplifier with overload protection, containing the input and output stages, made on transistors of different types of conductivity, connected according to the scheme with a common emitter, a threshold element connected at one end to the collector of the transistor of the output stage, and the second end to the base of the transistor of the input stage, characterized in that, in order to increase its efficiency in idle mode, four transistors, a capacitor and eleven reactors are introduced into it, and the first and second transistors have the same type of conductivity as the transients the input stage of the torus, and the emitters are connected

with a power bus, the third and fourth transistors have the same type of conductivity as the transistor of the output stage, and are connected by emitters to a common bus, a capacitor is connected between the collector

the first transistor and the base of the second transistor, the first resistor is connected by the first terminal to the input bus and the first terminal of the second resistor, the second terminal of which is connected to the base of the third

a transistor, the emitter of which is connected to a common bus, the second terminal of the first resistor is connected to the base of the first transistor and to the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is connected to the common bus, to which the first terminals of the fourth, fifth and sixth resistors are connected, while the second terminal the fourth resistor is connected to the base of the transistor of the output stage and the collector of the transistor of the input stage, the emitter of which is connected to

the first terminal of the seventh resistor, the second terminal of which is connected to the power bus, to which the first terminal of the eighth resistor and the first terminal of the ninth resistor are connected, the second terminal of which is connected to the base of the second transistor, the collector of which is connected to the first terminal of the tenth resistor, the second terminal of which is connected with the second pin of the fifth resistor and the base of the fourth transistor, the emitter

one is connected to a common bus, and the collector is connected to the output bus and the collector of the transistor of the output stage, while the collector of the first transistor is connected to the second terminal of the sixth resistor, the collector of the third transistor is connected to the first terminal of the eleventh resistor, the second terminal of which is connected to the second terminal of the eighth resistor and with the base of the transistor of the input stage.