Высоковольтный усилитель постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК H03F3/217 

Изобретение относится к радиотехнике И может быть использовано в качестве высоковольтного усилителя для управления э лектрооптическими модуляторами, а так- xj:e устройствами из пьезокерамики в систе- NJax ступенчатой развертки или сканирова- Ция оптическими пучками. } Целью изобретения является повыше- линейности характеристики высоко- в|)льтного усилителя постоянного тока.

На чертеже приведена структурная схе- м|э предлагаемого устройства и приняты следующие обозначения: 1 -низковольтный

операционный усилитель; 2 - парзфазный кёскад; 31, 32 - первый и второй управляе- по частоте блокинг-генераторы; 41, 42

- {первый и второй развязывающие транс- фбрматоры; 5 - ключевой каскад; 51. 53 - гаЬящие резисторы верхнего и нижнего плечи; 52, 54 - высоковольтные транзисторы верхнего и нижнего плеча; 6 - емкость нагрузки; 71, 72 - первая и вторая обмотки.

Выход низковольтного операционного усилителя 1 соединен со входом парафазного каскада 2, верхнее и нижнее плечи которого соединены со входами однотипных каскадов, каждый из которых содержит соединенные последовательно блокинг- генераторы 31, 32 и развязывающие трансформаторы 41, 42, выходы которых соединены со входами соответственно верхнего и нижнего плечей ключевого каскада. Последний содержитсоединенные последовательно в верхнем и нижнем плечах гасящие резисторы 51, 53 и высоковольтные транзисторы. 52, 54. При этом базы транзисторов 58, 54 являются входами ключевого каскада, -второй вывод гасящего резистора верхнего плеча 51 соединен с шиной источника высоковольтного питания, а эмиттер последнего высоковольтного транзистора нижнего плеча соединен с общей шиной, выход ключевого каскада 5 соединен с емкостью нагрузки 6 и вторым входом опера(Л

С

00

о

го

00

ю о

ционного усилителя 1. Первый вход операционного усилителя 1 является входом высоковольтного усилителя. Дополнительно введенные обмотки 71, 72, электрически включены последовательно с гасящими резисторами 51, 53 ключевого каскада 5 и индуктивно связаны с развязывающими трансформаторами 41, 42 своих плеч. Выводы обмоток.соединены таким образом, что в. каждом плече высоковольтного усилителя образуются цепи индуктивной отрицательной обратной связи.

Усилитель работает следующим образом.

В зависимости от соотношения сигналов на входе операционного усилителя 1 DBX

И Doc ( Uoc; Uax Uoc) ПОЯВЛЯ6ТСЯ СИГНЭЛ

на одном из выходов парафазного каскада 2 (U0c KUoc, К- коэффициент деления входного делителя операционного усилителя). Если Unx 0oc, то запускается управляемый блокинг-генератор 31, импульсами которого через развязывающий трансформатор 41 открывается высоковольтный ключ 52. Происходит заряд емкости нагрузки. Разряд емкости нагрузки осуществляется аналогично при UBX Uoc за счет запуска блокинг-гене- ратора 32. Разряд и заряд емкости происходит до тех пор, пока UBX U0c. Частота .следования импульсов в пачке, генерируемых блокинг-генерэто рами, пропорциональна разности I UBX - Uoc I. Длительность импульсов зависит от разности (Un Uc) при заряде емкости нагрузки и от значения напряжения Uc при ее разряде.

В отличие от протртипа и аналогов усилитель обеспечивает работу с повышенной линейностью характеристики.

Формула изобретения Высоковольтный усилитель постоянного тока, содержащий последовательно соединенные низковольтный операционный усилитель, один вход которого является входом усилителя, парафазный каскад, первый выход которого соединен с входом первого управляемого блокинг-генератора, имеющего первый развязывающий трансформатор на выходе, второй выход - с входом второго управляемого блокинг-генератора, имеющего второй развязывающий трансформатор на выходе, а также выходной двухтактный ключевой каскад, содержащий

первый и второй гасящие резисторы и последовательно соединенные по постоянному току, первый, второй, третий и четвертый транзисторы, при этом первый вывод первого гасящего резистора соединен с соответствующей шиной высоковольтного питания, между базой и эмиттером первого и второго транзисторов включены первая и вторая вторичные обмотки первого развязывающего трансформатора соответственно, эмиттер второго транзистора,, соединен с другим входом низковольтного операционного усилителя, и с первым выводом второго гасящего резистора, при этом точка их соединения подключена к

соответствующему выводу конденсатора

нагрузки, между базой и эмиттером третьего и четвертого транзисторов включены первая и вторая вторичные обмотки второго развязывающего трансформатора соответственно, а эмиттер четвертого транзистора соединен с общей шиной, отличающ и й- с я тем, что, с целью повышения линейности характеристики, между вторым выводом первого гасящего резистора и коллектором

первого транзистора, а также между вторым выводом второго гасящего резистора и коллектором третьего транзистора введены .первая и вторая дополнительные вторичные обмотки соответственно, индуктивно связанные с первым и вторым развязывающими трансформаторами соответственно, образующие индуктивную отрицательную обратную связь.

Изобретение относится к радиотехнике может быть использовано в качестве высо- Йовольтного усилителя для управления лектрооптическими модуляторами, а также стройствами из пьезокерамики в системах тупенчатой развертки или сканирования фптическими пучками. Цель изобретения повышение линейности характеристики, В зависимости от соотношения сигналов на входе низковольтного операционного усилителя 1 UBX и Uoc появляется сигнал на одном из выходов парафазного каскада 2. Если UBX Uoc, то запускается управляемый блокинг-генератор31, импульсами которого через развязывающий трансформатор 41 открывается транзистор 52 ключа. Происходит заряд емкости нагрузки б, Разряд емкости нагрузки 6 осуществляется аналогично при Uex Uoc за счет запуска управляемого блокинг-генератора 32. Разряд и заряд емкости происходит до тех пор, пока UBx U0c. 1 ил.