Импульсный усилитель для питания индуктивной нагрузки Советский патент 1989 года по МПК H03K6/02 

каскадом на последовательно соединен- 20 вольтного напряжения,выходы элемен

Изобретение относится к усилительной технике и касается, в частности, усилителей, работающих на индуктивную нагрузку, например обмотки отклоняющих катушек электронно-лучевых трубок, аналоговых ферритовых фазовращателей. Цель изобретения - повышение надежности работы - достигается за счет снижения потребляемой мощности, а также рассеиваемой мощности, при одновременном повышении помехоустойчивости и надежности запуска. Устройство содержит усилитель 1 с двухтактным каскадом на транзиторах 2 и 3, резистор 4, нагрузку 5, входную шину 6, диоды 7 и 9, источники 8 и 10 низкого напряжения, транзисторные ключи 11 и 13, источники 12 и 14 высокого напряжения, согласующие блоки 15 и 16, элементы И 17 и 18, элементы ИЛИ 19 и 20, устройства 21 и 22 обострения импульсов, источники 23 и 24 импульсных сигналов запуска. В описании изобретения приводятся варианты практической реализации устройства для цепи формирования сигналов положительной полярности. 5 ил.

ных первом 2 и втором 3 транзисторах, точка соединения которых являет- ся выходом усилителя-и подключена к входу делителя напряжения на резисторе 4 и нагрузке 5, соединенной резистором 4 к общей шине, выход которого подключен к первому входу усилителя 1, второй вход которого соединен с входной шиной 6 устройст25

тов 19 и 20 ИЛИ соединены с входом соответствующего согласующего блока 15 и 16.

Устройство (фиг.2) работает следующим образом.

При подаче на первый вход усилителя 1 импульсного сигнала, совпадающего по времени с сигналом от источника 23 импульсных сигналов запуска,

ва, первый диод 7, анод которого сое-30 ,на выходе усилителя 1 возникает скадинен с положительной шиной первого источника-8 низковольтного напряжения, а катод - с первой шиной питания выходного каскада усилителя 1, втора я шина питания которого подключена через анод-катод второго дио- Да 9 к отрицательной шине второго источника 10 низковольтного напряжения , катод первого диода 7 соединен через первый ключ 11 с положительной шиной первого источника 12 высоковольтного напряжения, анод второго диода 9 подключен через второй ключ 13 к отрицательной шине второго источника 14 высоковольтного напряжения, управляющий вход первого ключа 11 подключен к выходу первого согласующего блока 15, управляющий вход второго ключа 13 соединен с выходом второго согласующего блока 16, отрицательная шина первого источника 8 низковольтного напряжения и первого источника 12 выссгковсшьтного напряжения соединены между собой и подключены к положительным шинам второго источника 10 низковольтного напряжения и второго источника 14 высоковольтного напряжения и к общей шине, первый 17 и второй 18 элементы И,

тов 19 и 20 ИЛИ соединены с входом соответствующего согласующего блока 15 и 16.

Устройство (фиг.2) работает следующим образом.

При подаче на первый вход усилителя 1 импульсного сигнала, совпадающего по времени с сигналом от источника 23 импульсных сигналов запуска,

,на выходе усилителя 1 возникает ска,на выходе усилителя 1 возникает скачок напряжения, который, совпадая во времени с сигналом от источника 23 импульсных сигналов, создает на выходе элемента 17 И напряжение, ко™

торое через согласующий блок 15 подается на базу ключа 11, открывая его, в связи с чем напряжение питания выходного каскада усилител-я 1 и соответственно его выходное напряжение увеличиваются, что приводит к увеличению скорости нарастания тока в индуктивной нагрузке 5. При достижении требуемого значения тока выходт иое напряжение усилителя 1 уменьшается до значения, соответствующего тре буемому току, этого напряжения недостаточно для открывания ключа 11, поэтому напряжение питания усилителя 1 уменьшается до значения, опре™

деляемого источником 8 низковольтного напряжения. При воздействии на усилитель 1 заднего фронта входного импульса, совпадающего по времени с сигналом запуска от источника 24,аналогично работает цепь форсирования напряжения питания противоположной полярности, на диоде 9 и ключе 13. Если по какой либо причине на интерt

вале поддержания тока на выходе усилителя I возник скачок напряжения (например, вследствии помех или на- водсл; на индуктивную нагрузку), то форсирования напряжения питания не произойдет, так как в это время отсутствует сигнал от источника 23 и 24 импульсных сигналов и на входах элементов 17 и 18 И. Напряжения на выходах согласующих блоков 15 и 16 равным нулю и ключи 11 и 13 не включаются , поэтому усилители 1 питаются от источников 8 или 10 низкого напря жения. Этим самым достигается повышение помехоустойчивости устройства, В схеме, представленной на фиг.1, включение ключей 11 или 13 осуществляется коротким импульсом, сформированным устройством 21 или 22 обостре ния импульсов, поступающих от источников 23 или 24 импульсного сигнала. При открывании ключа 11 или 13 выходное напряжение усилителя 1 резко повышается и ключ остается в открытом состоянии выходным сигналом усилителя 1, поступающим на согласующие блоки 15 и 16 .через элемент 19 или 20 ИЛИ. Благодаря этому порог срабатывания схемы включения форсированного питания может быть сделан выше максимального выходного напряжения усилителя 1 при питании от источников 8 и 10 низкого напряжения, что повышает помехоустойчивость и надежность работы устройства. Напряжение источников 8 и 0 может быть выбрано только и-з условия обеспечения выходного напряжения, необходимого для поддержания требуемых рабочих токов в нагрузке, что приводит к снижению потребляемой и рассеиваемой устройством мощности, а также ведет к повышению надежности работы устройства.

Практическая реализация предлагаемого устройства отличается вариантами0 исполнения входящих в состав устройства элементов И, ИЛИ, согласующего устройства и устройства обострения импульсов, которые могут быть выполнены с использованием диодов, транзисторов, трансформаторов, опт- ронов и других элементов.

В качестве примерз на фиг.3-5 приведены варианты практической реализации части устройства для цепи форсирования сигналов положительной полярности.

836216

Согласующее устройство (фиг.З) выполнено в виде нелинейного усили- теля на транзисторе 25 с трансформаторным выходом 26, порог срабатывания определяется стабилитроном 27. Элемент И образован включенными в цепь базы транзистора 25 резистором 28 и инверторами 29 и 30 с открытым Ю коллекторным выходом. Выходное напряжение инверторов имеет высокий потенциал на выходе лишь при высоком уровне напряжений, поступающих от источника 23 импульсных сигналов че- 15 рез инверторы 29 и 30 и с выхода усилителя 1, поступающего через резистор 28. Устройство обострения реализовано на конденсаторах 31, резисторе 32, инверторе 33. В качестве 20 элемента ИЛИ используется так называемое моигл-чл. рс ИНН. Таким образом, удалось совместить выполнение одним элементом нескольких функций, благодаря чему схема устройства пре 25 дельно простая.

На Лиг.4 показан вариант реализации участка схемы устройства, в котором элемент И реализован с помощью резистора 34 и диода 35. Устройство 30 обострения реализовано на конденсаторе 36 и резисторе 37. При повышении скачком напряжения на ь ходе источника 23 импульсного сигнала повьгша- ется напряжение на обкладке конденса- 35 тора 36, соединенной с резистором 37, вследствие чего конденсате заряжается. Импульс тока заряда конденсатора протекает в базу транзистора 25, отпирая его. При отпирании 40 транзистора 25 согласующего устрой- .ства открывается ключ 11, напряжения питания и выходные напряжения усили телей увеличиваются и удерживают транзистор в открытом состоянии в 45 течение требуемого времени.

Возможны варианты практической реализации устройства, отличающиеся от представленных на фиг.З и 4 заме ной полярности включения диодов, 50 источников питания и изменения типа проводимости транзистора. Если же необходимо иметь однотипные элементы в цепях управления ключами, одинаковую полярность сигналов запуска 55 то использовать схему, пока- . j занную на фиг.5, в которой использован дополнительный инвертор 38, который отпирается выходным сигналом усилителя при отрицательной полярности напряжения на выхода, если оно гФевьппает пороговый уровень. Формула изобретения

Импульсный усилитель для питания индуктивной нагрузки, содержащий уси литель с двухтактным выходным каскадом на последовательно соединенных транзисторах, точка соединения которых является выходом усилителя и под ключена к входу делителя напряжения на резисторе и нагрузке, соединенного резистором к общей тине, выход которого соединен с входной тиной устройства, первый диод-анод которого соединен с положительной шиной первого источника низковольтного напряжения, а катод - с первой шиной питания выходного каскада усилителя, вто рая шина питания которого подключена через анод-катод второго диода к отрицательной шине второго источника низковольтного напряжения, катод первого диода соединен через первый ключ с положительной шиной первого источника высоковольтного напряжения анод второго диода подключен через второй ключ к отрицательной шине вто рого источника высоковольтного напря жения, управляющий вхоД первого клю,- ча подключен к выходу первого согласующего блока, управляющий вход второго ключа соединен с выходом второго согласующего блока, отрицатель;-

В

©

Фы«. 2

0

5

0

5

0

ные шины первого источника низковольтного напряжения и первого источника высоковольтного напряжения соединены между собой и подключены к положительным шинам второго источника низковольтного напряжения и второго источника высоковольтного напряжения и к общей шине, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет-снижения потребляемой и рассеиваемой мощности при одновременном повышении помехоустойчивости и надежности запуска, в него введены первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первое и второе устройства обострения импульсов и первый и второй источники импульсных сигналов запуска, при этом первые входы элементов И соединены с выходом усилителя , вторые входы - с первой шиной соответствующего источника импульс - ных сигналов запуска, а выходы - с первым входом соответствующего элемента ИЛИ, вторые входы которых соединены через соответствующее устройство обострения импульсов с первой шиной соответствующего источника импульсного сигнала запуска, вторые шины которых соединены с общей шиной, выходы элементов ИЛИ соединены с входо% оответствующего согласующего блока.

А

5

и

/rf

27 шинам пита(Ot/г. J

8

J/ЙЫУ г 27 Хининам л с И питания t

COt/e. 4f

ff

Г2

/

0-H

UjU

25

- + Ј

f2

ff

V/

в-н

OwO

фиг.5

Редактор F. Кигатуяинец

Составитель В. Чижиков

Техред Л.СердюковаКорректор С. Шекмар

Заказ 4560

Тираж 884

ЗНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1U035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное