Усилитель класса @ Советский патент 1984 года по МПК H03F3/26 

Изобретение предназначено для ис пользования в радиотехнических уста новках различных назначений, в част ности в качестве акгаштудного модулятора в радиопередающих устройства с коллекторной (анодной) модуляцией и в радиопередатчиках с автоматическим регулированием питающего нап жения/усилителей мощности. Известны усилители постоянного тока класса Д, содержащие транзисторный ключ, управляемый широтноимпульсным модулятором, трансформатор, фильтрующий и блокировочный конденсаторы fl}. Недостатками этих усилителей яв ляются отсутствие гальванической развязки и низкая надежность,обусловленная возникновением существенн перенапряжений на транзисторе,вызванных прерыванием тока в индуктивности рассеяния трансформатора при выключении транзистора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является усилитель класса Д, содержащий трансформатор, источник питания нагрузку и ключевой транзистор,вклю ченный по схеме с общим эмиттером, к коллектору которого подключен оди вывод первичной обмотки трансформат ра, один вывод вторичной обмотки которого подключен к общей шине, а другой через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр низщих частот - к нагрузке С- Недостатком известного усилителя является низкая надежность. Цель изобретения - повышение надежности путем устранения перегрузок по току и по напряжению клю чевого транзистора. Поставленная цель достигается т что в усилитель класса Д, содержащий трансформатор, источник питания, нагрузку и ключевой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, к коллектору которого подключен один вывод первичной обмотки трансформатора, один вывод вторичной обмотки которого подключ к общей шине, а другой через после довательно соединенные выпрямитель и фильтр низших частот - к нагрузк между выводами источника питания введены последовательно соединенны обратносмещенный диод и дополнител ная обмотка трансформатора, включе ная согласно с первичной обмоткой трансформатора, между соответствующей шиной источника питания и другим выводом первичной обмотки трансформатора введен дроссель, а между одноименными выводами первичной и дополнительной обмоток трансформатора введен .конденсатор. На чертеже представлена принци- пиальная схема усилителя класса Д. Усилитель класса Д содержит ключевой транзистор 1, трансформатор 2 с первичной, вторичной и дополнитель-, ной обмотками 3-5, конденсатор 6, обратносмещенный диод 7, источник 8 питания, вьшрямитель 9, выполненный, например, на диодах 10 и 11, фильтр 12 низших частот, дроссель 13 и нагрузку 14. Усилитель класса Д работает следующим образом. Под действием вырабатьгоаемых управляющих импульсов ключевой транзистор 1 периодически переключается из запертого в на,сыщенное состояние . В течение включенного состояния ключевого транзистора 1 на вторичной обмотке 5 трансформатора 2 действует положительное напряжение, подаваемое через отпертьй диод 10 на вход фильтра 12. Производится передача энергии от источника 8 во в.торичную обмотку 5 и накопление энергии в трансформаторе 2. Обратносмещенный диод 7 и диод 11 при этом заперть. Высркочастотньй дроссель 13 значительно уменьшает выброс коллекторного тока, возникающий при включении ключевого транзистора 1 и обусловленный процессом восстановления обратного сопротивления Диода 11. При запирании ключевого транзистора 1диод 10 запирается,а присоединенный к входу фильтра 12 диод 11 отпи(рается. Обратносмещенный диод 7 отпирается за счет ЭДе самоиндукции, возникающей на первичной обмотке 3, и энергия, запасенная в трансформаторе 2, возвращается в источник 8. Напряжение на коллекторе запертого ключевого транзистора 1 ограничивается с помощью обратносмещенного диода 7 на уровне двойного напряжения питания, поскольку первичная и дополнительная обмотки 3 и 4 трансформатора 2выполняются идентичными, а индуктивность рассеяния трансформатора 2 311165 и дроссель 13 оказывается зашунтированными конденсатором 6. В результате на входе фильтра 12 формируется указанным, образом последовательность однополярных прямоуголь- 5 ных импульсов, модулированных по длительности. Фильтр 12 вьделяет на нагрузке 14 постоянную составляющую этих импульсов, повторяющую закон изменения входного сигнала устройства, ю Усилитель класса Д в отличие от известных обеспечивает гальваническую развязку источником и нагрузкой и обладает более высокой надежностью, поскольку в нем устранены 15 выбросы коллекторного тока в момен294ты коммутации ключевого транзистора и жестко ограничено максимальное значение напряжения на выключенном ключевом транзисторе, Наличие гальванической развязки и возможность обеспечения заданных уровней выходного напряжения при различных величинах первичного напряжения за счет соответствующего выбора коэффициента трансформации трансформатора позволяет применять в предлагаемом устройстве источник повьппенндго напряжения, содержащий выпрями тель, подключаемый непосредственно сети переменного тока, и сглаживающий фильтр.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА Д, содержащий трансформатор, источник питания, нагрузку и ключевой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, к коллектору которого подключен один вывод первичной обмотки трансформатора, один вывод вторичной обмотки которого подключен к общей шине, а другой через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр низших частот - к нагрузке, о т л ичающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем устранения перегрузок по току и по напряжению ключевого транзистора, между выводами источника питания введены последовательно соединенные обратносмещенный диод и дополнительная обмотка трансформатора, включенная согласно с первичной обмоткой трансформатора, между соответствующей ;шиной источника питания и другим СО выводом первичной обмотки трансформаС тора введен дроссель, а между одноименными вьшодами первичной и дополнительной обмоток трансформатора введен конденсатор.