Усилитель мощности Советский патент 1992 года по МПК H03F3/20 

Изобретение относится к элементам автоматических устройств и может использоваться в системах автоматики.

Цель изобретения - увеличение КПД при повышении надежности защиты силовых цепей.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя мощности.

Усилитель мощности содержит выходной трансформатор 1 с первичной и вторичной обмотками 2 и 3, нагрузку 4, первый и второй силовые транзисторы 5 и 6, источник 7 питания, источник 8 запирающего напряжения, первый и второй элементы И-НЕ 9 и 10, первый и второй резисторы 11 и 12 смещения, первый и второй резисторы 13 и 14, резистор 15 запускающей цепи, первый и второй разделительные конденсаторы 16 и 17, трансформатор 18 тока с первой и второй первичными обмотками 19 и 20 обратной связи и с первой и второй вторичными обмотками 21 и 22 обратной связи, первый и второй управляющие транзисторы 23 и 24, источник входного сигнала в виде задающего генератора 25 с противофазными выходами относительно общей шины устройства.

Усилитель мощности работает следующим образом.

От задающего генератора 25 на входы элементов И-НЕ 9, 10 подаются управляющие прямоугольные импульсы напряжения, находящиеся в противофазе( р+ 180°). Пусть положительный импульс через конденсатор 16 подается на элемент И-НЕ 9, который инвертирует его, обеспечивая на своем выходе нулевой потенциал, который в свою очередь, запирает транзистор 23. При этом в базу силового транзистора 5 через резисторы 15, 13 потечет небольшой

О

ю о

отпирающий ток, появится ток в коллекторной цепи силового транзистора 5, в обмотке 22 трансформатора 18 тока, в обмотке 2 выходного трансформатора 1. Ток в первичной обмотке 19 трансформатора 18 тока вызовет появление тока во вторичной обмотке 21, который пойдет по цепи обмотка 21, резистор 13, баз -эмиттерный переход транзистора 5, источник 8 запирающего напряжения, обмотка 21 трансформатора 18 тока. Поскольку этот ток пропорционален току коллектора, то коэффициент насыщения транзистора 5 практически будет неизменен в широком диапазоне изменения тока нагрузки 4, что обеспечит минимальные потери мощности в силовых цепях и цепях управления.

При окончании длительности положительного импульса на вход элемента И-НЕ

9через конденсатор 16 подается нулевой (или отрицательный) импульс, который обеспечит на ее выходе положительный потенциал, открывающий транзистор 23. При этом ток базы силового транзистора 5 перейдет в коллекторную цепь транзистора 23 и транзистор 5 начнет запираться. Одновременно с подачей нулевого потенциала на вход элемента И-НЕ 9 на вход элемента И-НЕ 10 подается импульс положительной полярности, который, пройдя через него, закроет транзистор 24 и обеспечит отпирание силового транзистора 6, через трансформатор 18 тока с обмотками 20, 22. При этом процессы, происходящие в силовой цепи транзистора 6, будут аналогичны процессам, описанным выше для силового транзистора 5. Следует отметить, что замена разрыва обмоток, находящихся в базовой цепи силовых транзисторов на закорачивание их транзистором 23(24), как это показано на схеме, уменьшит перенапряжения в базовых цепях транзисторов 5(6).

В случае срыва колебаний задающего генератора 25 ток через конденсаторы 16, 17 по окончании переходного процесса заряда (разряда) этих конденсаторов станет равным нулю. На входах элементов И-НЕ 9,

10благодаря резисторам 11,12 установятся напряжения близкие к нулю, а на выходах- положительные потенциалы, которые откроют управляющие транзисторы 23, 24 и закроют силовые транзисторы 5, 6, исключив тем самым короткое замыкание по силовой цепи.

Использование изобретения позволит управлять усилителем мощности от микропроцессорной техники, устранить короткое замыкание в силовой цепи через выходной трансформатор и силовые транзисторы в случае срыва колебаний задающего генератора, уменьшить потери з силовых транзисторах и цепях управления, уменьшить перенапряжения в базовых цепях силовых транзисторов, Все это приведет к повышению надежности и КПД усилителя мощности.

Формула изобретения Усилитель мощности, содержащий выходной трансформатор, первичная обмотка

0 которого включена в коллекторные цепи первого и второго силовых транзисторов, имеющих одну структуру, а средняя точка первичной обмотки через источник питания подключена к эмиттерам первого и второго

5 силовых транзисторов, к которым подключена первая шина источника запирающего напряжения, первый и второй управляющие транзисторы, имеющие структуру силовых транзисторов, в коллекторных цепях кото0 рых включены соответственно последовательно соединенные первый резистор с первой вторичной обмоткой обратной связи и второй резистор с второй вторичной обмоткой обратной связи, а также оезистор

5 запускающей цепи и первый и второй резисторы смещения, с т л и ч к щ и и с ч тег/ что, с целью увеличения КПД при повышении надежности защиты силовых целей, введены первый и второй элементы И-НЕ.

0 первый и второй разделительные конденсаторы, одни обкладки которса являются входами для подачи противофазных входных сигналов относительно общей шины устройства, другие обкладки подключены первым

5 входам соответственно первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены и являются входом для подачи управляющего сигнала, при этом между первыми входами первого и второго эле0 ментов И-НЕ и точкой соединения эмиттеров первого и второго силовых транзисторов, являющейся общей шиной устройства, включены соответственно первый и второй резисторы смещения, выходы

5 первого и второго элементов И-НЕ подключены к базам соответственно первого и второго управляющих транзисторов, эмиттеры которых подключены к точке соединения эмиттеров первого и второго силовых тран0 зисторов, в коллекторные цепи которых введены первая и вторая первичные обмотки обратной связи, причем первичная и вторичная обмотки обратной связи являются обмотками введенного трансформатора то5 ка, при этом первая и вторая первичные обмотки обратной связи включены между собой встречно, а вторичные - встречно по отношению к соответствующим первичным обмоткам обратной связи, поичем к свободным концам первой и второй, вторичных обмоток обратной связи подключена вторая шина источника запирающего напряжения, а базы первого и второго силовых транзисторов соединены с коллекторами соответственно первого и второго управляющих

транзисторов, при этом между средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора и базой одного из силовых транзисторов включен резистор запускающей цепи.

Изобретение относится к элементам автоматических устройств и может быть использовано в системах автоматики, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и КПД усилителя мощности. Цель изобретения - увеличение КПД при повышении надежности защиты силовых цепей. Усилитель мощности содержит нагрузку 4, выходной трансформатор 1, трансформатор 18 тока, четыре транзистора 5, 6, 23, 24, два элемента И-НЕ 9, 10, пять резисторов 11, 12, 13, 14, 15, два конденсатора 16, 17, задающий генератор 25, источник 7 питания, источник 8 запирающего напряжения, обеспечивающие в заявленной совокупности уменьшения потерь в силовых транзисторах, повышение защищенности от перенапряжений транзисторов, исключение их перегрузки по току. 1 ил.

Uxlj

С г77кл/яие#Ј/е -ff