Усилитель мощности Советский патент 1988 года по МПК H03F1/52 

Изобретение относится к электро- технике и может использоваться в усилителях мощности для управления двигателями постоянного тока.

Цель изобретения - повьшение КПД. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя мощности.

Усилитель мощности содержит входной суммирующий усилитель, вьшолнен- ньй на операционном усилителе (ОУ) 1, первый 2, второй 3 и третий 4 резисторы обратной связи (ОС), параллельную RC-цепь 5, первый 6 и второй 7 транзисторы предвыходного двухтактного инвертирующего каскада, выходной двухтактный инвертирующий каскад 8, ограничивающий резистор 9, первый JО и второй и стабилитроны, первый J2, второй 13, третий 14, четвертый 15 и пятый J6 резисторы, первый 17, второй 18 защитные транзисторы, первый 19 и второй 20 диоды, нагрузку 21, первую 22 и вторую 23 шины источника питания.

Усилитель мощности работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на инвертирующий вход ОУ 1. Сюда же через цепь ОС на первом резисторе 2 ОС и параллельной БС-цепи 5 поступает сигнал отрицательной ОС, равный по абсолютной величине входному сигналу.

Если входной сигнал равен нулю, то сигнал отрицательной ОС равен нулю, поскольку напряжение на нагрузке 21 равно нулю из-за закрытых транзисторов предвыходного и выходного двухтактных инвертирующих каскадов. Это обусловлено тем, что напряжение на базах первого 6 и второго 7 транзисторов не превышает по абсолютной величине их напряжения открывания.

При подаче на вход усилителя мощности входного сигнала положительной полярности на базы первого 6 и второго 7 транзисторов через ограничи- ваюций резистор 9 с выхода ОУ I поступает сигнал отрицательной полярности, которьй открывает первьй транзистор 6 и транзисторы соответствую щего плеча выходного двухтактного инвертирующего каскада 8. На нагрузке 21 появляется напряжение отрицательной полярности.

При отрицательной полярности входного сигнала аналогично работает

другое плечо усилителя мощности и на нагрузке 21 появляется напряжение положительной полярности.

Величины сопротивлений третьего 14 и четвертого 15 резисторов выбираются одинаковыми, а величину сопротивления пятого резистора 16 выбирают такой, что при заданных разбросах

напряжений стабилизации первого 10 и второго 12 стабилитронов первый 17 и второй 18 защитные транзисторы находятся в закрытом состоянии, но при пропадании одного из питающих напряжений открьшается первый 17 или второй 18 защитные транзисторы. Б этом случае напряжение на базах первого 6 и второго 7 транзисторов определяется напряжением открывания первого 19 или второго 20 диодов плюс напряжение насыщения первого 17 или второго 18 защитных транзисторов соответственно. Это напряжение может несколько превьщ1ать напряжение открывания первого 6 или второго 7 транзисторов. Однако коэффициент усиления по напряжению предвыходного и выходного двухтактных инвертирующих каскадов с цепью отрицательной ОС на втором 3 и третьем 4 резистчзрах ОС определяется в приближении .выражени

ем

к -

KV.- -R+ 1.

Если принять, что напряжение от- крьшания первого 19 или второго 20 диодов равны напряжению открывания первого 6 или второго-7 транзисторов, то напряжение, выдаваемое усилителем мощности на нагрузку 21 , выполненную в виде двигателя постоянного тока, при пропадании одного из питающих напряжений на шинах 22 или 23 определяется

и

Авиг

и,

(Sl- + Н,

где и.

- напряжение насыщения первого 17 или второго 18 защитных транзисторов .

Если выбрать значение второго 3 и третьего 4 резисторов ОС так, что К не превыщает 10, то напряжение 55 на двигателе при пропадании одного из питающих напряжений не превышает нескольких сот милливольт, что позволяет уменьшить потери-, энергии на двигателе постоянного тока.

Формула изобретения

Усилитель мощиости, содержащий входной суммирующий усилитель, вьтол- ненный на операционном усилителе, ий- вертирующий вход . которого через последовательно соединенные первый резистор обратной связи и параллельную КС-цепь подключен к нагрузке, соединенной с общей шиной и выполненной в виде двигателя постоянного тока, и выходу выходного двухтактного инвертирующего каскада, входы которого . соединены с коллекторами соответственно первого и второго транзисторов предвыходного двухтактного инвертирующего каскада, имеющих разную структуру, эмиттеры которых объединены, базы объединены и через ограничивающий резистор подключены к выходу опе рационного усилителя, выводы питания которого через соответственно первый и второй стабилитроны подключены к общей шине, а через первый и второй резисторы - к соответствующим вьшо дам питания предвыходного и выходного двухтактных инвертирующих каскадов и первой и второй шинам источника питания, выполненного со средней точкой, соединенной с общей шиной , отличающийся тем, что, с целью повьшзения КПД, введены первый и второй диоды, первый и второй защитные транзисторы, имеющие разную структуру третий, четвертый, пятый резисторы, второй и третий резисторы обратной связи, причем между выводами питания операционного усилителя включены последовательно соединенные третий и четвертый резисторы, точка соединения которых через пятый резистор соединена с общей шиной и непосредственно с базами первого и второго защитных транзисторов эмиттеры которых подключены к общей шине, а коллекторы через соответственно первый и второй диоды - к базам первого и второго транзисторов, объединенные эмиттеры которых через второй резистор обратной связи соег динены с общей шиной, а через тре- . тий резистор обратной связи с нагрузкой.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение КПД. Усилитель содержит входной суммирующий у-ль, выполненный на операционном у-ле J, резистор 2 обратной связи (ОС), параллельную КС-цепь 5, транзисторы (Т) 6 и 7 предвыходного двухтактиого инвертирующего каскада (ДИК), выходной ДИК 8, ограничивающий резистор 9, стабилитроны 10, 11, резистогил 12, 13, нагрузку 21, шины 22 и 23 источника питания. С целью.повышения КПД введены резистор« 3,4 обратной связи, три резистора 14,15,16, два защитных транзистора 17,18, два диода 19,20. Если выбрать значение резисторов 3 и 4 так, чтобы значение коэф.усиления по напряжению предвыходного и выходного К не превьшало 10, то напряжение на двигателе при пропадании одного из питаю1цих напряжений не будет превышать нескольких сот милливольт, что позволяет уменьшить потери-энергии на двигателе постоянного тока. 1 ил. (Л с: со Од ю оо t