Двухтактный трансформаторный усилитель мощности Советский патент 1975 года по МПК H03F3/20 

1

Устройство может быть использовано, например, в усилителях низкой частоты радиоприемников и магнитофоиов.

Известен двухтактный трансформаторный усилитель мощности, в котором используется несколько источников питания, подсоединенных к соответствующим выводам сложных усилительных элементов плеч.

Цель изобретения - уменьшение числа источников питания до одного при сохранении повыщенного коэффициента полезного действия.

Предлагаемый усилитель отличается тем, что в качестве промежуточных источников питания использованы блокировочные конденсаторы, у которых одни из выводов соедииены между собой и с источником питания, а другие соединены с промежуточными выводами усилительных элементов.

На чертеже приведена принципиальная схема усилителя.

Двухтактный трансформаторный усилитель мощности содержит плечи А и Б, образованные транзисторами противоположных типов проводимости и диодами, причем каждое пле40 содержит п транзисторов одноименной проводимости и я-1 диодов, где , 3, 4 .... (данная принципиальная схема приводится для конкретности для , поэтому плечо А содержит транзисторы Ц, 2А и ЗА и диоды 4А,

БА, а плечо Б - транзисторы противоположной проводимости IB 2Б , ЗБи диоды 4Б , ЬБ), первичные обмотки выходного трансформатора 6, 7, конденсаторы 8, 9, источник питания 10.

В каждом плече ко.плектор предыдущего транзистора 1 соединен с эмиттером последующего 2 и с одним из диодов 4, а базы подключены к источнику входного сигнала (иа схеме не показано). Коллектор последнего транзистора каждого плеча 3 соединен непосредственно с соответствующим полюсом источника питания и через соответствующую первичную обмотку выходного трансформатора (ЗА через

7,ЗБ через 6) - с эмиттером первого транзистора 1 другого плеча. Один из полюсов источника питания 10 соединен через конденсаторы

8,9 с диодами 4, 5 так, что первый конденсатор 8 соединен через диод 4А с коллектором первого транзистора IA одного плеча, а через другой ББ - с эмиттером последнего транзистора ЗБ второго плеча. Второй конденсатор 9 соединен через диод БА с коллектором второго транзистора 2А первого плеча, а через диод 4Б - с эмиттером предпоследнего транзистора 2 в второго плеча и т. д.

Плечи усилителя работают поочередно, поэтому рассмотрим сначала работу плеча Л. Точки с, d являются искусственными промежуточными точками источника питания 10, причем напряжения в них находятся в соотношении Ubc.Ubd... Эти напряжения являются напряжениями питания транзисторов 1, 2, 3 плеча А, поочередно используемых на разных отрезках времени. При малых мгновенных значениях входного сигнала, поступающего на базу транзистора IA, последний питается через диод 4д от напряжения Иьс, равного напрял ению на конденсаторе 8, и подразряжает конденсатор 8. Напряжение коллектор-эмиттер транзистора IA велико и запирает транзистор 2А, напряжение на конденсаторе 9 запирает транзистор ЗА. Когда повышаются мгновенные значения сигнала, возрастают его ток и напряжение на приведенной нагрузке плеча. При этом напряжение коллектор-эмиттер транзистора IA падает. Как только оно становится меньше напряжения входного сигнала, транзистор 2А, открывшись, подключает для питания транзистора IA .конденсатор 9 с напряжением Ubd :Ucb- Диод 4А при этом запирается. Теперь подразряжается конденсатор 9. При дальнейшем росте мгновенных значений входного сигнала для питания плеча подключаются все большие и большие напряжения (при ). При открывается транзистор ЗА, и питание поступает от источника 10 с самым большим напряжением Е. При этом поочередно частично разряжаются различные конденсаторы (при ), и устройство автоматически поддерживает напряжения в промежуточных точках такими, что степень разряда первого и последнего конденсаторов получается одинаковой. Если небольшим изменением напряжений на конденсаторах вследствие их частичного разряда пренебречь, то итоговое напряжение питания плеча ЕП (t) представляет собой ступенчатую функцию. Во вторую четверть периода усиливаемого колебания ток в нагрузке плеча и напряжение на ней уменьшаются, т. е. все происходит в обратном порядке.

Во второй полупериод входного сигнала работает плечо Б. При малых мгновенных значениях сигнала питание в этом случае поступает от напряжения Uad, т. е. от последовательно соединенных конденсатора 9 и источника питания 10. При этом ток приведенной нагрузки плеча протекает через конденсатор 9 or b к d, т. е. подзаряжает его. При повышении мгновенных значений сигнала вместо напряжения Uad подключается напряжение iJad- При ЭТОМ подзаряжается конденсатор между точками & и с. Так подключаются

по очереди все большие напряжения питания и поочередно подзаряжаются различные конденсаторы. В силу симметрии плеч они подзаряжаются на столько же, на сколько под5 разрядились в первый лолупериод. Поэтому среднее за период напряжение на каждом из них неизменно. При этом Оьс Uad, Ubd Uac И Т. Д., ЧТО обусловлено симметрией плеч. Кроме того, эти напряжения зависят от

0 амплитуды и формы усиливаемого колебания. Точки дискретизации на ступенчатой функции En(t), соответствуюш,ие напряжениям соответствующих точек на схеме, автоматически устанавливаются такими, при которых токи заряда и разряда конденсаторов, усредненные за период, оказываются одинаковыми. Емкости конденсаторов выбирают такого же порядка, как и блокировочные емкости обычных усилителей.

0 Базы транзисторов 2 и 3 могут управляться также выходным сигналом, снимаемым с выходного трансформатора.

Предмет изобретения

5 Двухтактный трансформаторный усилитель мощности, плечи которого содержат транзисторы противоположной проводимости, а каждое из плеч -п транзисторов одноименной проводимости и п-1 диодов, где , 3, 4

0 . . . ., причем в каждом плече коллектор предыдущего транзистора соединен с эмиттером последующего и с одним из диодов, а базы подключены ,к источнику входного сигнала, отл ичающийся тем, что, с целью уменьшения

5 числа источников питания до одного при сохранении повышенного коэффициента полезного действия усилителя, .коллектор последнего транзистора каждого плеча соединен непосредственно с соответствующим полюсом источника питания и через соответствующую первичную обмотку выходного трансформатора- с эмиттером первого транзистора другого плеча, при этом один из полюсов источника питания соединен через конденсаторы с указанными диодами так, что первый конденсатор соединен через один из диодов с коллектором первого транзистора одного плеча, а через другой - с эмиттером последнего транзистора второго плеча, второй конденсатор соединен через один из диодов с коллектором второго транзистора, а через другой - с эмиттером .предпоследнего транзистора второго плеча и т. д.