Усилитель мощности Советский патент 1986 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах развертки осциллографов, а также в устройствах сканирования в электронно-лучевых и ионно-лучевых установках.

Цель изобретения - повышение КПД при работе на емкостную нагрузку.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилителя мощности; на фиг. 2 - представлены временные диаграммы напряжений в различных точках схемы.

Усилитель мощности содержит блок 1 коррекции, селектор 2 полярности сигнала, инвертирующий усилитель 3, первый компаратор 4, второй компаратор 5, интегрирующую цепочку 6, аналоговый ключ 7, первую и вторую дифференцирующие цепочки 8 и 9, первый элемент ИЛИ 10, второй элемент ИЛИ I, первый блок 12 гальванической развязки, второй блок 13 гальванической развязки, двухтактный усилительный каскад 14, управляемый источник 15 питания, первый и второй управляемые ключи 16 и 17, первый и второй выпрямители 18 и 19, генератор 20, .третий выпрямитель 21, последовательный резонансный LC-контур 22, преобразователь 23 напряжения, ключ 24, дополнительный источник 25 питания, конденсатор 26 нагрузки.

Усилитель мощности работает следующим образом.,

Рассмотрим работу усилителя мощности на примере усиления треугольного сигнала. На вход блока I коррекции поступает входной сигнал. Если сигнал на входе нарастает (фиг.. 2а, интервал O-t,), то на выходе блока 1 коррекции формируется цоложительны импульс (фиг. 2S), зависящей от частоты входного сигнала и параметров этого блока.

Этот импульс через селектор полярности 2 поступает -на управляемый вхо аналогового ключа 7 и открывает его При этом входной сигнал через аналоговый ключ 7 поступает на один из входов первого элемента ИЛИ 10, а затем на вход управления управляемого источника 15 питания (фиг. 2е). Кроме того, импульс с выхода селектора полярности 2 поступает на вход первого компаратора 4 (фиг. 2&).

Если на входе блока 1 коррекции присутствует спадающий входной сигнал (фиг, 2а, интервал t,-t2 ), на его выходе будет отрицательный импульс о При этом аналоговый ключ 7 закрывается, входной сигнал через селектор полярности 2 поступает на вхо инвертирующего усил;1теля 3, коэффициент усиления которого выбирается равным единице. Поэтому на его выходе формируется сигнал положительной полярности (фиг. 2Z, 14-12). Этот сигнал через интегрирующую цепочку 6 (фиг. 2а, t,-tj) и первый элемент ИЛИ 10 поступает на вход управления управляемого источника питания 15 в виде пилообразного напряжения.

На выходах первого и второго компараторов 4 и 5 формируются импульсы управления для управления первым и вторым управляемыми ключами 16 и 17.

На интервала 0-t, импульс поступает на вход первого компаратора 4, с выхода которого снимается положительный импульс (фиг. 2€). На интервале такой же импульс формируется вторым компаратором 5 (фиг. 2Ж).

Импульсы с выходов, компараторов поступают и на входы первой и второй дифференцирующих цепочек 8 и 9, которые формируют короткие импульсы (фиг. 2), поступающие на вход сброса управляемого источника питания через второй элемент 11ПИ 1 1 .

Кроме того, с выхода селектора 2 полярности импульсы поступают на интервале 0-t( через первый блок 12 гальванической развязки на вход одного плеча двухтактного усилительного каскада 14, ас выхода инвертирующег усилителя 3 на интервале времени 2 через второй блок гальванической развязки I3 - на вход другого плеча двухтактного усилительного каскада 14, , Гинейно изменяющееся напряжение (фиг. 2а) поступает на вход преобразователя 23 напряжения, которьй выполнен по известной схеме.

С выхода преобразователя 23 напряжения широтно-модулированные импульсы поступают на вход последовательного резонансного LC-контура 22, который выделяет первую гармонику тока и тем самым снижает потери при переключении транзисторов указанного управляемого преобразователя. С выхода LC-контура синусоидальное напряжение, изменяющееся по амплитуде

в соответствии с сигналом уйравления, поступает на третий выпрямител 21 и после выпрямления используется для питания ключа 24. Кроме того, с выхода LC-контура напряжение посту пает на входы первого и второго управляемых ключей 16 и 17. На интервале 0-t, с выхода первого компаратора 4 поступает импульс на первый вход управляемого источника 15 питания и далее на управляемый вход первого управляемого ключа 16, открывая его. При этом переменное напряжение с входа этого ключа поступает на его выход и далее через первый выпрямитель 18 - на коллектор транзистора одного плеча двухтактного усилительного каскада (фиг. 2 и или 2к дня другого плеча, t,-t). Так как на интервале 0-t, через первый блок гальванической развязки на вход этого плеча подано напряжение, то транзистор этого плеча открывается и через него начинает протекать заряжающий конденсатор 26 ток 11 Ij, можно определить по формуле Ток 1о опреде 11-л о Lt Еэ где S - крутизна этого транзистора. Так как S и 1 постоянны то ток также будет постоянным, при этом напряжение на конденсаторе 26 будет изменяться (снижаться) по линейному закону (фиг. 2л). Напряжение дополнительного источника 25 питания можно использовать как подставку для более высоковольтных ниточников питания, в частности для формирования ускоряющих на пряжений в электронно-лучевых и ионно-лучевых установках. Таким образом, на интервале конденсатор 26 разряжается в дополнительный источник 25 питания, т.е. энергия, запасенная в конденсаторе 26, не рассеивается в виде тегла. При этом потери в предложенном усилителе мощности почти в 50 раз ниже, чем.в известном. Формула изобретения Усилитель мощности, содержащий двухтактный усилительньй каскад,выводы питания которого подключены к соотзетствующим выходам управляемого источника питания, отличающийся тем, что, с целью повьпае12643014

ния КПД при работе на емкостную нагрузку, введены последовательно соединенные блок коррекции, селектор полярности сигнала, инвертирующий усилитель, интегрирующая цепочка, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом управления управляемого источника питания, при этом другой выход селектора полярности соединен с входом первого компаратора выход которого соединен с первым йходом управляемого источника пнтан;-,я, а через введенный первый блок гальванической развязки - с входом одного плеча двухтактного усилительного каскада, выход инвертирующего усилителя через введенный второй блок гальванической развязки соединен с входом другого плеча двухтактного yci-шителького каскада, а через второй FON napaTop - с вторым входом управляемого источника питания, между. входом дкфференцирзющей цепочки и другим входом элемента ИЛИ включен аналоговый ключ, ЕХОД управления которого соединен с другим выходом селектора полярности, а выходы первого и второго компараторор через соответственно первую :; вторую дифференцирующие цепочки подключены к входам второго элемента И.ПИ, выход которого соединен с входом сброса управляемого источника питания, при этом управляемый источн 1к пггтаиия содержит генератор, первый и второй управляемые ключи, первый и второй выпряг-штели 5 первый управляемый ключ соединен с входом первого выпрямителя, а второй управляемый ключ - с входом второго выпрям нтеля, выходы первого и второго выпрямителей являются соответствующими выводами питания двухтактного усилительного каскада, причем другой выход второго вьшрямителя соединен с дополнительным источником питания, а управляющие входы первого и второго управляемьп ключей являются первьм и вторым входами управляемого источника питания, причем генератор -выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя напряжения, последовательного резойансного LC-контура и третьего выпрямителя, параллельно выходу которого включен ключ, управляющий вход :.;оторого является входом сброса управляемого источника питания, при этом выходы управляемого преобразователя

напряжения подключены к входам первого и второго управляемых ключей

и первого и второго выпрямителей соответственно.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повьшение КПД при работе на емкостную нагрузку. У-ль мощности содержит блок коррекции 1, селектор 2 полярности сигнала, инвертирующий у-ль 3, два компаратора 4 и 5, интегрирующую цепочку 6, аналоговый ключ 7, две диф. цепочки 8 и 9, два элемента ИЛИ 10 и П, два блока гальванической развязки 12 и 13, двухтактньш усилительный каскад 14, управляемый источник I5 питаниж, состоящий из двух управляемых ключей 16 и 17, двух выпрямителей 18 и 19, и г-ра 20, вьшолненногр из выпрямителя 21, последовательного резонансного LC-контура 22, преобразователя 23 напряжения и ключа 24, а также источник 25 питания и конденсатор 26 нагрузки. В у-ле мощности изменение напряжения на конденсаторе 26 осуществляется по линейному закону. При этом на интервале времени, когда присутствует спадаюс щий входной сигнал, крнденсатор 26 W разряжается в источник 25. Цедь достигается за счет того, что энергия, запасенная в конденсаторе 26, не рассеивается в виде тепла. 2 ил.