ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Советский патент 1969 года по МПК H03F3/26 

Известны схемы двухтактного усилителя мощности для широтно-импульсной модуляции на полупроводниковых приборах. Однако при работе этих усилителей на индуктивно-активную нагрузку искажается форма выходного напряжения и характеристика усилителя вход--выход становится нелинейной.

Предлагаемая схема двухтактного усилителя мощности для широтно-импульсной модуляпии позволяет получить неискаженную форму выходного напряжения и линейную характеристику усилителя вход - выход при индуктивно-активной нагрузке.

Особенность предлагаемого усилителя заключается в том, что в каждое плечо первичной обмотки выходного трансформатора включены два последовательно соединенных транзистора, управляемых прямоугольными импульсами, сдвинутыми один относительно другого на угол ф.

На фиг. 1 представлена схема двухтактного усилителя мощности; на фиг. 2 - временные диаграммы управляющих напряжений задающего, управляемого и выходного генераторов (соответственно а, б и в).

Усилитель состоит из транзисторов /, 2, 3, 4, работающих в режиме переключений, выходного транс форматора 5, кремниевых стабилитронов 6, 7, 8, 9, задающего и управляемого генераторов 10, 11 прямоугольных колебаний

и ограничивающих токи баз резисторов 12- 15. Транзисторы 1, 2 переключаются в противофазе прямоугольным напряж:ением задающего генератора, фаза и частота автоколебаНИИ которого неизменна. Нижние транзисторы 3, 4 переключаются прямоугольным напряжением управляемого генератора, частота автоколебаний которого равна частоте автоколебаний задающего генератора, а фаза напряжения управляемого генератора относительно

фазы напряжения задающего генератора в

процессе работы может меняться oi О до .

Таким образом, разность фаз управляющих

напряжений преобразуется усилителем совместно с трансформатором в ширину импульса выходного напряжения, т. е. осуществляется широтно-импульсная модуляция выходного напрян ения. Полярность управляющих импуль.СО1В доллша быть такова, что для транзисторов

Д 3 они должны быть открывающими, а для транзисторов 2, 4 закрывающими, или наоборот.

Для простоты считается, что положительные импульсы будуГ закрывающими, а отрицательные - открывающими. Пусть фаза напряжения управляемого генератора сдвинута относительно фазы напряжения задающего генератора (как показано на фиг. 1 а, б. На отрезке времени /о -1 транзисторы /, 3 закрык правой по схеме полуобмотке трансформатора 5 подключается источник питания и в течение этого времени происходит формирование полол ительного импульса выходного напряжения (фиг. 2б). На отрезке времени ti - /2 закрыты транзисторы , 4, а открыты транзисторы 3, 2. Источник питания отключается or трансформатора и формируется нулевая полочка выходного напряжения. В момент времени открыты транзисторы У, 3, а закрыты транзисторы 2, 4. Источник питания подключается к левой по схеме (фиг. 1) полуобмотке трансформатора и формируегся отрицательный импульс выходного напряжения (фиг. 2). На отрезке времени /з - U закрыты транзисторы 2, 3, а открыты транзисторы 1, 4. Источник питания на это время отключается от трансформатора и формируется нулевая полочка выходного напряжения. Далее процесс формирования выходного напряжения повторяется и протекает аналогично.

Двойное напряжение на закрытых транзисторах, возникающее в момент одновременного открытия последовательно соединенных транзисторов (за счет разного времени включения и 1выключения), ликвидируется ввиду его малой длительности стабилитронами или другими шунтнруюш,ими элементами. При изменении фазы напряжения управляемого генератора относительно фазы напрял ения задающего генератора в пределах от О до 180° ширина импульса выходного напряжения будет

изменяться соошетственно от -до О, где Т -

i

период автоколебаний управляющих импульсов. Причем изменение ширины импульса выходного напряжения и фазы напряжения уиравляемого генератора происходит по одному и тому же закону, т. е. характеристика усилителя вход - выход линейна при индуктивноактивной нагрузке.

Происходит равномерный нагрев транзисторов благодаря отсутствию сквозных и инверсных токов, присущий известным схемам (выполненным по мостовой схеме) и выполняющий функции предлагаемого усилителя, а также возможно получение неискаженной формы выходного напряжения.

Установившаяся температура транзисторов несколько ниже (на 10-15°С), чем в известных схемах, работающих на ту же нагрузку.

Предмет изобретения

Двухтактный усилитель мощности на транзисторах, содержащий задающий, управляемый и выходной трансформаторы, отличающийся тем, что, с целью осуществления широтно-импульсной модуляции при линейной характеристике вход - выход усилителя, последовательно с каждой первичной полуобмоткой выходного трансформатора включены два последовательно соединенных транзистора, причем переход эмиттер - база нижних транзисторов подключен ко вторичной обмотке управляемого трансформатора, а верхних - ко вторичной обмотке задающего трансформато ра.