Усилитель класса Д Советский патент 1990 года по МПК H03F3/217 

i

/.

Изобретение относится к радиотех- i нике и может быть использовано в усилителях низкой частоты и коллекторных модуляторах для передатчиков. Цель изобретения - повышение эффективности защиты при выполнении усилителя по многоканальной схеме.

На чертеже представлена структурная электрическая схема усилителя класса D.

Усилитель класса D содержит широт- но-импульсный модулятор 1 (ШИМ), предварительный 2 и ключевой 3 усилители, разделительиый трансформатор 4, выход (ной усилительный каскад 5, датчик 6 контролируемого параметра, пиковый детектор 7, пороговый элемент 8, дополнительный пороговый элемент 9, элемент 10 задержки, элемент И 11, одновибратор 12, управляемый ключ 13 и п дополнительных ключевых усилителей 14у ...14П.

Усилитель класса D работает следующим образом.

Входной сигнал ШИМ 1 преобразуется на его выходе в последовательность импульсов, модулированных по длительности. Эти импульсы поступают через предварительный усилитель 2 и разде- лительный трансформатор 4 непосредственно на вход управления выходного каскада 5, где усиливаются по мощности и поступают на выход устройства. При отсутствии аварийной си- туации на выходе датчика 6 сигнал отсутствует, пороговый элемент 8 закрыт и управляемый ключ 13 не шунтирует прохождение сигнала с выхода предварительного усилителя 2. Так как нагрузкой предварительного усилителя 2 является входная цепь выходного каскада 5, то в нормальном рабочем режиме выходное напряжение предварительного усилителя 2 велико и пре- вышает порог срабатывания дополнительного порогового элемента 9. В этот момент напряжение на его выходе равно нулю, поэтому на выходе одно- вибратора 12 Не ФОРМИРУЮТСЯ ИМПУЛЬСЫ

тем самым обеспечивается нормальная работа ШИМ 1.

При возникновении аварийной ситуации в ключевом усилителе напряжение на выходе датчика 6, поступаю- щее через пиковый детектор 7 на вход порогового элемента 8, превышает установленный уровень. На выходе порогового элемента 8 форми; уется импульс, который подается на управляемый ключ 13. Последний шунтирует выход предварительного усилителя 2 и закрывает выходной каскад 5. В этот момент, в связи с тем, что выход предварительного усилителя 2 через разделительный трансформатор 4 нагружен на открытый управляемый ключ 13, выходное напряжение предварительного усилителя 2 становится ниже порога срабатывания дополнительного порогового элемента 9. Поэтому на ег выходе формируется импульс, который через элемент И 11 запускает одно- вибратор 12. Импульс одновибратора 1 запрещает формирование на выходе ШИМ 1 импульсного сигнала, что обеспечивается запирание предварительног усилителя 2 и ключевых усилителей 14,...14„.

После отработки заданного (одно- вибратором 12) временного интервала усилитель включается и при сохранении аварийной ситуации запирается рновь. При устранении аварийного режима усилитель переходит в нормальный режим работы.

Нибольший эффект имеет место при выполнении ключевого усилителя по многоканальной схеме, которое предполагает параллельное либо последовательное включение отдельных каналов. При этом отключение одного из каналов может привести к выходу из строя остальных каналов (вследствие токовой перегрузки при параллельном сложении либо повышения напряжения при последовательном сложении).

Возникновение аварийного режима работы в отдельном канале ключевого усилителя приводит к отключению всех каналов, что препятствует возникновению аварийной ситуации в работе многоканальной системы ключевого усилителя.

Таким образом, в усилителе обеспечивается защита от аварийного режима, которая не требует дополнительной гальванически развязанной цепи обратной связи, так как информация об аварии передается во входную част усилителя через разделительный трансформатор, что позволяет обеспечить эффективную защиту на ннфранизких частотах. Форг ула изобретения

Усшштель класса D, содержащий последовательно соединенные широтноь15558156

импульсный модулятор, предварительныйвибратор, при этом входы дополнитель- усилитель и ключевой усилитель, вы-ного порогового элемента подключены полненный на последовательно соеди- к выходам предварительного усилителя, ненных разделительном трансформаторе, ,его выход соединен с другим входом выходном усилительном каскаде, к до-элемента И, выход одновибратора сое- полнительным выходам которого под-динен с дополнительным входом широтно- ключены последовательно соединенныеимпульсного модулятора, выход которого датчик контролируемого параметра, пи-подключен к входу элемента задержки, ковый детектор и пороговый элемент, юв ключевом усилителе параллельно вто- отличающийся тем, что, сричной обмотке разделительного трансцелью повышения надежности защиты,форматора введен управляемый ключ, введены дополнительный пороговый эле-управляющий вход которого подключен мент, последовательно соединенныек выходу порогового элемента, элемент задержки, элемент И и одно- 15

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение надежности защиты усилителя. Усилитель класса D содержит широтно-импульсный модулятор 1, предварительный усилитель 2, пороговый элемент 9, элемент 10 задержки, элемент И 11, одновибратор 12 и ключевые усилители 3 и 14, каждый из которых состоит из разделительного трансформатора 4, выходного усилительного каскада 5, датчика 6 контролируемого параметра, пикового детектора 7, порогового элемента 8 и управляемого ключа 13. При возникновении аварийной ситуации напряжение с датчика 6, поступающее через детектор 7 на пороговый элемент 8, превышает установленный уровень, что обеспечивает формирование импульса, управляющего ключом 13. Ключ 13 шунтирует выход усилителя 2 и закрывает каскад 5. В этот момент в связи с тем, что выход усилителя 2 через трансформатор 4 нагружен на открытый ключ 13, выходное напряжение усилителя 2 становится ниже порога срабатывания порогового элемента 9. Поэтому на его выходе формируется импульс, который через элемент И 11 запускает одновибратор 12. Его импульс запрещает формирование на выходе модулятора 1 импульсного сигнала, чем обеспечивается запирание усилителей 2 и 14. Передача информации об аварии во входную часть усилителя через трансформатор 4 обеспечивает эффективную защиту на инфранизких частотах. 1 ил.