Широтно-импульсный усилитель Советский патент 1978 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к сисгемам авгома гики и может быть использовано при создании приводов с двигагелями, моментными датчиками и другими устройствами постоянного тока. Известен широтно-импульсный усипитепь, содержащий источники входного и рпорного сит напов, амплитудный модулятор, формирова тель пилообразного напряжения, два пороговых элемента, два элемента совпадения, два сух1мирующих устройства, мостовой выходной каскад на управляемых ключевых элементах, в одну из диагоналей которого включена нагрузка П.. Недост:1тком этого усилителя является низкий КПП, обусловленный переключением аа период опорного напряжения двух транзис1 аров мостового выходного каскада, а также его низкая надежность из-за появлениясквоэных 1оков в граызисторях -выходного каскада отсугствии жесткой синхронизации работы эдементов уснлитопя. Цепь H.-iобриэгения - повышение КПД и на/южности усилителя. Это постигается тем, Что в предлагаемый широтно-импульсный усилитепь5содержатий формирователь пилообразного напряжения, два элемента совпадениг два пороговых элемента, мостовой выходной каскад на ключевых элементах, в одну из диагоналей когорог&включена нагрузка, вве-, дены инвертор и двухполупериодный выпрямитель напряжения, включенный между входом усилителя и первым входом одного из пороговых элементов, второй вход котсн рог о соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения, а выход с одним из входов первого элемента совпадения, соединенного с одним из входов второго элемента совпадения, второй вход которого связан со входом усилителя через последовательно соединенные второй пороговый элемент и инвертор, чей вход соединен со вторым входом первого элемента совпадения и управляющим электродом одного из ключевых элементов мостового выходного каскада, а выход - с управляющим электродом ключевого элемента прилежащего плеча мостового выходного каскада, управляющий электрод каждого из ключевых элементовпрогиволеж UUK плеч когорого соединен с выходом tooi ветсгвующего элемента совпадения. На чертеже представлена блок-схема шнрогно-икшупьсвого усилителя. Он содержит двухполупериодный выпрямитель 1, пороговые элементы 2, 3, формирователь 4 пилообраэкого напряжения, элементы совпадения 5, 6, инвертор 7, ключевые элементы 8-11, нагрузка 12. Если ко входной клемме усилителя прияоисен знакопеременный сигнал, то на выходе двухоолупериодного выпрякштеля 1 поя пяется напряжение, соответствующее модулю Bi oitHM o сигнала, которое подается на вход порогового устройства 2. На другсхВ вход устройства 2 поступает напряжение пилообразной формы с формироватенв 4 пялообраз- ного напряжения. На вЫхрАё пороговиго устч ройства образуются импульсы, длителсяость которых пропорциональна модулю входного напряжения. Для распределения импульсов на два канала (в зависимости от знака вход ного сигнала) в усилителе устансжлены пор( говый элемент 3, инвертор 7, два элемента совпадения 5, 6. Если знак входного сигнала положителен, то пороговый элемент 3 ф(фмирует на выходе выссжий логический уровень, который открывает ключ 8 и разре щает прохождение импульсов с выхода элемевта совпадения 5 навход ключевся о эл&ч мента 9/ в результате чего через агрузкз .12 проходят импульсы тока« Ключевые эле менты 1О, 11 закрыты, так как на вход ключевого элемента 1О поступает инвертированный сигнал знака (низкий логический уровень), который также не разрешает npo-i хождение импульсов с шлхода порогового алемента 2.. Через элемент совпадения 6 при смене входного сигнала ключевые элементы 8, 8 окажутся запертыми, откроется ключевой элемент 11 и импульсы тока через нагрузку 12 буду проходить в моменты открытия ключевого элемента 10. Переключение ключ вых элементов 8 и 11 происходит лишь в момент смены знака входного сигнала, тог да как в известных схемах - в такт опорнсх му напряжению (одновременно с ключевыми элементами 9, 10). Указанное свойство широтнс импульсного усилителя снижает потери энергии на переключение, что повышает КПД и надежность устройства. Ф о р м у л а изобретения Широтно-импульсный усилитель, соаержаший формирователь пилообразного напряжения, два элемента совпадения, два пороговых элемента, мостовой выходит каскад на ключе вых элементах, в одну из диагоналей ;рого включена нагрузка, о т л и ч а ю ш я тем, что, с целью повышения КПД и на дежности усилителя, в него введены инвертор и двухполупериодный выпрямитель напряжения, васлюченный между входом усилителя и первым входом одного из пороговых элементе, второй вход которого соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения, а шдход с одним из входов первого элемента совпаде ния, соединенного с одним из входов второго элемента совпадения, второй вход которсь го связан со ккО усилителя через после довательно соединенные второй пороговый Элемент и инвертор, чей вход связан со вторым входом первого элемента совпадения и управлякшшм электродом одного из ключевых элементов мостового выходного каскада, а выход - с управлякшшм электродом клюfчeвo го элемента прмлежащего плеча мостового выходного каскада, управляк)ищй электрод каждого из ключевых элементов противолежащих плеч которого ссюдинен с выходом с о отве тс твующего элемен та с овладения. Источники инф|0рмации, принятые во внимание при экспертизе; : 1. Сб. статей под ред.;Конева Ю. М. Электронная техника в автоматике, М., Советское радиое вып. 3, 1971, с. 87.