Регулируемый усилитель мощности Советский патент 1987 года по МПК H03F1/30 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для повышения надежности мощных регулируемых усилителей многоблочного типа.

Цель изобретения - повышение надежности регулируемого усилителя мощности. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема регулируемого усилителя мощности; на фиг. 2 - электрическая принципиальная схема блока контроля температуры.

Регулируемый усилитель мощности (фиг. 1) содержит N усилительных модулей 1 с элементами 2 отключения электропитания и датчиками 3 температуры, управляемый сумматор 4 мощности, нагрузку 5, дешифратор 6, блок 7 контроля температуры, преобразователь 8 кодов, блок 9 сравнения, переключаемый трансформатор 10.

Блок 7 контроля температуры (фиг. 2) содержит N переключателей 11, N компараторов 12 максимального уровня, ,V диодов 13, N нормирующих усилителей 14 первой группы, N компараторов 15 минимального уровня, N диодов 16, N нормирующих усилителей 17 второй группы, N RS-триггеров 18, N элементов И 19 первой группы N элементов 20 второй группы, N резисторов 21 первой группы, N резисторов 22 второй группы, N резисторов 23 третьей группы.

Регулируемый усилитель мощности работает следующим образом. Выходная мощность в нагрузке 5 регулируемого усилителя мощности суммируется из мощностей нескольких включенных усилительных модулей 1 с помощью управляемого сумматора 4, при этом вход 24 регулируемого усилителя мощности подключен к источнику возбуждения.

Структура управляемого сумматора 4, а также и коэффициент трансформации переключаемого трансформатора 10 зависят от количества включенных усилительных модулей 1 и меняются в зависимости от управляющих сигналов, поступающих на входы управления управляемым сумматором 4 и переключаемого трансформатора 10. Регулирование выходной мощностью осуществляется через вход 25 управления, куда поступает двоичный т-разрядный код управления, пропорциональный требуемому числу усилительных модулей 1, т. е. требуемой выходной мощности. Двоичный т-разрядный код управления в депшфра- торе 6 преобразуется в одну из /V команд, устанавливающих один из /V коэффициентов трансформации переключаемого трансформатора 10, а в блоке 9 поступает на вход второго сравниваемого числа и сравнивается с кодом, пропорциональным фактическому числу включенных усилительных модулей 1, который поступает на вход первого сравниваемого числа блока 9

0

5

0

5

0

5

0

5

сравнения с выхода преобразователя 8 кодов. Включение (или выключение) усилительных модулей 1 осуществляет блок 7 контроля температур через выходы, подключенные к управляющим входам элементов 2 отключения электропитания. Выходные сигналы блока 7 поступают также на управляющие входы сумматора 4, что обеспечивает управление его структурой в соответствии с включенными усилительными модулями 1, а также 1-;а вход преобразователя 8 кодов, суть функции преобразования которого состоит в подсчете числа логических единиц и в формировании соответствующего двоичного кода.

На входы блока 7 поступают сигналы с датчиков 3 температуры усилительных модулей 1, а также сигналы «Меньше или «Больше с выходов блока 9 сравнения.

Блок 7 осуществляет анализ температурного состояния усилительных модулей 1 к формирует сигналы на включение (при необходимости увеличить мощность) того из выключенных усилительных модулей 1, температура которого на данный момент ниже, или на выключение (при необходимости уменьшить мощность) того из включенных усилительных модулей 1,температура которого наивысшая.

Блок 7 контроля температур (фиг. 2) работает следующим образом.

Выходной сигнал блока 7 формируется соответствующим RS-триггером 18 и одновре менно с включением электропитания соответствующего усилительного модуля 1 поступает на управляющий вход соответствующего переключателя 11, который переключает сигнал датчика 3 температуры соответствующего усилительного модуля 1 от входа компаратора 12 максимального уровня к входу компаратора 15 мини.мального уровня.

При необходимости увеличить мощность в нагрузке 5 из выключенных усилительных модулей 1 включается тот, температура которого ниже, так как сигнал его датчика 3 температуры наименьший, что приводит к образованию на выходе соответствующего компаратора 15 отрицательного сигнала, который, с одной стороны, через соответствующий диод 16 закрывает остальные компараторы 15, а с другой стороны, после инверсии в соответствующем нормирующ.ем усилителе 17 устанавливает / 5-триггер 18 в открытое состояние через соответствующий элемент И 20, па второй вход которого подана логическая единица с суммирующего входа (-J-) блока 7.

При необходимости уменынить мощность в нагрузке 5 на управляющем входе 25 регулируемого усилителя мощности двоичный код уменьшается, па выходе «Меньше блока 7 образуется логическая единица (на выходе «Больше - логический ноль). При включенных усилительных модулях 1

выключается тот, температура которого выше, так как сигнал его датчика 3 температуры наибольший, что приводит к образованию на выходе соответствующего компаратора 12 максимального уровня сиг- нала, равного который, с одной стороны, через соответствующий диод 13 закрывает остальные компараторы 12, а с другой стороны, через нормирующий усилитель 14 устанавливает RS-триггер 18 в закры тое состояние через соответствующий элемент И 19, на второй вход которого подана логическая единица с вычитающего входа (-) блока 7.

Таким образом, в предлагаемом регу- лируемом усилителе мощности многоблочного типа при управлении его мопиюстью коммутация отдельных усилительных модулей (усилительных блоков) осуществляется с учетом температуры, т. е. степени нагру- женности усилительного модулей, а именно: при выключениях выключаются более горячие усилительные модули, а при включениях включаются более остывщие, что увеличивает ресурс работы отдельных усилительных модулей и надежность усили- теля в целом.

Формула изобретения

Регулируемый усилитель мощности, содержащий N усилительных модулей с эле- ментами отключения электропитания, дешифратор и последовательно соединенные управляемый сумматор мощности, переключаемый трансформатор и нагрузку, причем входом регулируемого усилителя мощности являются объединенные входы усилительных моду- лей с элементами отключения электропитания, выходы которых подключены к соответствующим входам управляемого сумматора мощности, i-й выход дешифратора (где , 2, ..., N) соединен с соот- ветствующим входом управления переключаемого трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулируемого усилителя мощности, в него введены блок контроля температуры, преобразователь кодов, блок сравнения, j-й разряд (где , 2, ..., т) входи первого сравниваемого числа которого соединен с /-М разрядом выхода преобразователя кодов, а /-Й разряд входа второго сравниваемого числа, соединенный с /-м разрядом входа дешифратора, является /-м разрядом входа управления регулируемого усилителя мощности, выходы «Меньше и «Больше блока сравнения соединены соответственно с суммирующим и вычитающим, входами блока контроля температуры, а в каждый усили

тельный модуль с элементом отключения

5 ,

15 25

30 35 Q З 0

5

электропитания введен датчик температуры, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока контроля температуры, г-й выход которого подключен к соединенным между собой входу управления /-ГО усилительного модуля с элементом отключения электропитания i-му входу управления управляемого сумматора .мощности и i-му входу преобразователя кодов, при этом блок контроля температуры содержит Л переключателей, переключающий контакт г -го из которых является г -м входом блока контроля температуры, Л компараторов максимального уровня, выход каждого из которых подключен через диод, включенный в прямом направлении, к соединенным между собой инвертируюп-1им входам остальных компараторов максимального уровня. Л компараторов минимального уровня,, выход каждого из которых подключен через диод, включенный в обратном направлении, к соединенным между собой инвертирующим входам остальных компараторов минимального уровня, первую группу из /V нормирующих усилителей, инвертирующие входы которых подключены к общей щине, вторую группу из Л нормирующих усилителей, неинвертирующие входы которых подключены к источнику опорного напряжения через соответствующий резистор первой группы резисторов, N RS-триггеров, выход i-ro из которых соединен с входом управления /-ГО переключателя и является /-м выходом блока контроля температуры, первую группу из . V элементов И, первые входы которых соединены между собой и являются вычитающим входом блока контроля температуры, а выход /-ГО из которых подключен к / -входу ( -го / 5-триггера, вторую группу из элементов И, первые входы которых соединены между собой и являются суммирующим входом блока контроля температуры, а выход (-ГО из которых соединен с S-BXO- дом /-ГО / 5-триггера, при этом замыкающий контакт /-ГО переключателя соединен через соответствующий резистор второй группы резисторов с общей и с неинвертирующим входом /-ГО компаратора максимального уровня непосредственно, выход которого через /-и нормирующий усилитель первой группы подключен к второму входу i-ro элемента И первой группы, размыкающий контакт i-ro переключателя соединен через соответствующий резистор третьей группы резисторов с источником опорного напряжения и с неинвертируемым входом /-ГО компаратора минимального уровня непосредственно, выход которого через г-й нормирующий усилитель второй группы подключен ко второму входу / -го элемента И второй группы.

...v.,. У

-Д. - - I- .-

Фиг. г

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение надежности регулируемого усилителя мощности. Усилитель содержит N усилительных модулей (УМ) 1 с элементами 2 отключения электропитания и датчиками 3 температуры, управляемый сумматор мощности (УСМ) 4, нагрузку 5, дещифратор 6, блок 7 контроля температуры, преобразователь 8 кодов, блок 9 сравнения, переключаемый трансформатор 10. На вход 24 подается напряжение возбуждения. В нагрузке 5 выделяется суммарная мощность нескольких УЛ 1, вк.пючен- ных с помощью УСМ 4. Структура УСЛ 4 и коэф. трансформации переключаемого трансформатора 10 зависят от количества включенных УМ 1 и меняются в зависимости от управляющих сигналов. Двоичный ш-разрядный код управления, соотв. требуе.мому числу УМ 1, в дешифраторе 6 преобразуется в команду, по которой устанавливается один из N коэф. трансформации переключаемого трансформатора 10. В блоке 9 происходит сравнение кодов требуемого числа У.М 1 и фактически включенных. Блок 7, работа которого поясняется, осуществляет анализ температурного состояния УМ 1 и формирует сигналы, поступающие на элементы 2, по которым включается тот из выключенных УМ 1, температура которого ниже, или выключается тот УМ I, температура которого наивысшая. По этим же сигналам меняется соответственно структура УСМ 4. 2 ил. S :о ю 4ife. о 25