Двухтактный усилитель мощности Советский патент 1988 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилителях мощности звуковой частоты с повьппенным КПД.

Цель изобретения - упрощение и повышение КПД при усилении сигналов с большим пик-фактором.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема двухтактно- го усилителя мощности; на фиг, 2 - усилитель с однополярным источником питания.

Двухтактный усилитель мсяцности содержит нагрузку 1, источник 2 пи- тания, усилительные транзисторы 3 и 3 , переключательные транзисторы А и 4 , сравнивающие транзисторы 5 и 5, прямосмещенные первые диоды 6 и 6, вторые диоды 7 и 7, конден- саторы 8 и 8, резистивные делители 9 и 9. Двухтактньй усилитель мощности может содержать дополнительный конденсатор 10.

Двухтактный усилитель мощности работает следукнцим образом.

В исходном состоянии усилительные транзисторы 3 и 3 закрыты. Напряжение на нагрузке 1 равно нулю. Срав нивакяцие транзисторы 5 и 5 и вторые диоды 7 и 7 заперты напряжениями на отводах резистивньгх делителей 9 и 9 . В каждом плече резистивные делители 9 и 9 через прямосмещенные первые диоды 6 и 6 потребляют от источника 2 питания небольшой ток. Конденсаторы В и 8 заряжаются от источника 2 через первые диоды 6 и б , причем суммарное напряжение на двух конденсаторах 8 и 8 обоих сим- метричных плеч практически равно напряжению источника 2 питания, а на каждом из конденсаторов - примерно равно половине напряжения источника 2 . ,. I

Симметричные плечи усилителя работают поочередно, каждое в соответствующий полупериод усиливаемого сигнала. Во время положительной полувол нь1 напряжения на нагрузке 1 работает верхнее по схеме плечо (см. фиг.1 Усилительный транзистор 3 открываетс При малых мгновенных значениях напряжения на нагрузке 1 сравнивающий транзистор 5 и второй диод 7 заперты напряжением на отводе резистивног делителя 9. Поэтому переключательный транзистор 4 тоже заперт. При этом

ток усилительного транзистора 3 протекает через нагрузку 1, через среднюю точку и положительную шину источника 2 питания и через открытый пря- мосмещенный первый диод 6.

При больших мгновенных значениях напряжения на нагрузке 1 открьтает- ся второй диод 7, сравнивакщий транзистор 5 и переключательный транзистор 4. Последний соединяет конденсатор 8 и источник 2 последовательно и их напряжения складываются, увеличивая напряжение питания верхнего плеча. При этом первый диод 6 запирается напряжением на конденсаторе 8. Одновременно через открытый переключательный транзистор 4 и прямосме- щенный первый диод б происходит заряд конденсатора 8 нижнего плеча до полного напряжения источника 2 питания .

Во время отрицательной полуволны напряжения на нагрузке 1 работает нижнее по схеме плечо усилителя .При боль- пшх мгчовенных значениях напряжения н.,1 нагрузке 1 конденсатор 8 верхнего ллеча заряжается через переключательный транзистор 4 и прямо смещенньй первый диод 6 до полного напряжения источника 2 питания.

Таким образом, по прошествии первых же двух полупериодов с большой амплитудой конденсаторы 8 и 8 заряжаются до напряжения, близкого к полному напряжению источника 2. Поэтому при отпирании переключательных транзисторов 4 и 4 происходит почти трехкратное увеличение напряжений питания обоих плеч усилителя. В ре-/ зультате отношение большего напря- . жения питания каждого плеча к меньшему равно трем, что и обеспечивает повышение КПД при усилении сигналов с большим пик-фактором.

Источник 2 питания двухтактного усилителя мощности может быть вьтол- нен либо в виде двухполярного со средней точкой, либо на основе од- нополярного источника. В последнем случае в качестве средней точки используется вывод дополнительного конденсатора 10, другой вывод которого подключен к одной из шин источника 2 (см. фиг.2).

Вторые диоды 7 и 7 обеспечивают за)циту эмиттерных переходов сравнивающих транзисторов 5 и 5 при обратном смещении. Если для питания

усилителя используется низковольтный источник 2, то вторые диоды 7 и 7 могут быть исключены (см.фиг,2)

Структура усилительных транзисторов 3 и 3 в схеме может быть изменена на противоположную. При этом выводы коллектора и эмиттера указанных транзисторов меняются местами (см. фиг.2), Работа устройства при этом особенностей не имеет.

Формула изобретения

1. Двухтактный усилитель мощности, содержащий два симметричных плеча на транзисторах противоположной структуры, нагрузку и источник питания, имеющий среднюю точку, причем в каждом плече содержится усилительный и переключательный транзисторы, имеющие одну структуру, сравнивающий транзистор, имеющий противоположную структуру, конденсатор и резистивный делитель, в каждом плече база усилительного транзистора является входом данного плеча, а коллектор - выходом, эмиттер усилительного транзистора соединен с первым выводом конденсатора и через прямосмещенный первый диод - с соответствующей шиной источника питания и с коллектором переключательного тр;1 нзистора, пмиттер и ба- а которого соединены соответственн( с вторым выводом конденсатора и с коллектором сравнивающего транзисто- ра, база сравнивающего транзистора соединена с отводом резистивного делителя, первый вьгоод которого соединен со средней точкой источника питания и с первым вьшодом нагрузки, коллектор усилительного транзистора соединен с эмиттером сравнивающего транзистора через второй диод, BKJBO- ченный в прямом направлении по отношению к переходу база-эмиттер сравнивающего транзистора, выходы обоих плеч Соединены с вторым вьшодом нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения

КПД при усилении сигналов с больщим пик-фактором, в кдждом плече второй вывод резистивного делителя соединен с первым выводом конденсатора, а вторые вьшоды конденсаторов обоих

плеч соединены между собой.

2. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что источник питания содержит дополнительный кон- денсатор, один вывод которого является средней точкой источника питания, а другой соединен с одной шиной источника питания.

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - упрощение и повышение КЛД при усилении сигналов с большим пик-фактором. Двухтактный усилитель мощности содержит нагрузку 1, источник 2 питания, усилительные транзисторы Т 3,3 переключительные Т 4,4, сравЬ га - 5 Г - кивающие Т 5, 5, прямосмещенные диоды 6, 6 и 7, 7, конденсаторы 8, 8, резистивные делители 9, 9. Симметричные плечи усилителя работают поочередно каждое в соотв . полупериод усиливаемого сигнала.Во время полож. полуволны напряжения на нагрузке 1 работает верхнее по схеме плечо, а во время отрицат. - нижнее. Т.обр. по прошествии первых же двух полупериодов с большой амплитудой, конденсаторы 8 и 8 заряжаются до напряжения, близкого к полному напряжению источника 2. Поэтому при отпирании переключательных Т 4, 4 происходит , почти трехкратное увеличение напряжений питания обоих плеч усилителя. В результате отношение большего напряжения питания каждого плеча к меньшему равно трем, что и обеспечивает повышение КПД. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. е -+ « i (Л :о 4; 4 о ел