Мостовой усилитель мощности Советский патент 1981 года по МПК H03F3/20 

(54) МОСТОВОЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве усилителя следящих систем и статического преобразователя напряжения.

По основному авт. св.№ 652688 известен мостовой усилитель мощности содержащий п операционных усилителей и п дополнительных буферных каскадов на двух транзисторах противоположного типа проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером (ОЭ) последовательно по постоянному току, при этом коллекторы транзисторов объединены и подключены к соответствующему выходу мостового усилителя мощности, база каждого транзистдра через резистор подключена к кнне питания и непосредственно ко входу по питанию операционного усилителя, а межлу выходом операционных усилителей включен другой резистор

U.

Однако известный мостовой усилитель мощности имеет сквозные токи.

Цель изобретения - устранение сквозных токов.

Поставленная цель достигается тем, что в мостовом усилителе мощности, содержащем п операционных усилителей и п дополнительных буферных каскадов на двух транзисторах противоположного типа проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером последовательно по постоянному току, при этом коллекторы транзисторов объединены и подключены к соответствующему выходу мостового усилителя мощности, база каждого транзистора через резистор 19одключена к шине питания и непосредственно ко входу по питанию операционного усиусилителей включен другой резистор, , между выходом дополнительного буферного каскада первого операционного усилителя и неинвертирующим входом второго операционного усилителя, соединенным с одним из входов первого операционного усилителя, включен

делитель напряжения, средняя точка которого соединена с инвертирующим входом второго операционного усилителя, причем каждый транзистор дополнительных буферных каскадов зашунтирован обратносмещенным диодом.

На чертеже представлена -принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя мощности.

Мостовой усилитель мощности содаржит два операционных усилителя 1 и 2, два дополнительных буферных каскада на транзисторах 3-6 противоположного типа проводимости, пять резисторов 7-11, делитель 12 напряжения, нагрузку 13, четыре диода 1417, шину-MJ питания и шину-О питания Предлагаемый усилитель работает следующим образом. Допустим, например выходное напряжение и операционного усилителя ОУ 1 - положительно, а выходное на пряжение U,j ОУ 2 - отрицательно, тогда через резистор 11 идет ток, который равен - сопротивление резистора В современных ОУ выходной каскад работает, как правило в режиме кла са В или АВ, а ток холостого хода Дхх мал. 3 « -. , протекающие через выводы питания ОУ 1 +Е и -Е, могут быть определены из выражений зТ«а„ + 3 ««3 если и-| Uj 3 «3xx )( , если, и Ui 1 Токи Л, протекакйцие через выводы питания ОУ 2 Ч-Е и -Е определяются аналогично |t3i« I, если и «. Ог . -Э w3 XX :г :J XX если Uj и, 2 w Токи 3 i 3z к Ji протекают п базовым цепям транзисторов 3-6 соот ветственно и усиливаются ими. Таким образом, ток в нагрузке 13 превышае ток 1, в число раз, равное коэффици енту усиления по току дополнительно го, буферного каскада. При равенстве выходных напряжени OSJ 1 и ОУ 2 ( 1 Lij ) ток I О и Т1 анзисторы запираемой диагонали мо тового усилителя (.например 3 и 6 ) остаются открытыми лишь за счет избыточных носителей в их базовых областях а транзисторы 4 и 5 другой диагонали не отпираются, так как ве личины резисторов 8 и 9 (а также ре зисторов 7 и 10 ) выбраны такими что при протекании через них тока Ixx. ОУ транзисторы дополнительных буферных каскадов остаются заперты-ми. Изменение напряжения на входе О 1 приводит к переключению напряжени и . Напряжения U и и сравнива тся, ток I через резистор 11 не идет что приводит к запиранию транзисторов 3и 6. Если первым заперся транзис-тор 3, тогда вследствие ЭДС самоинукции, поддерживающей foK в цепи, состоящей из диода 15, нагрузки 13 и транзистора б, потенциал на выходной клемме выше потенциала - U на величину падения напряжения на диоде 15, что вызывает переключение напряжения и2. И отпирание транзисторов 4и 5. Время запаздывания переключения ОУ 2 по отношению к моменту переключения ОУ 1 складывается из времени запирания транзистора 3 и времени выхода ОУ 2 из насыщения. Если первым заперся транзистор 6, то до момента запирания транзистора 3 цепь тока состоит из транзистора 3, нагрузки 13 и диода 16. Потенциал на выходной клемме ниже потенциала вывода + и на величину падения напряжения на открытом транзисторе 3 и, следовательно, переключение выходного напряжения U .j. ОУ 2 не происходит. После запирания транзистора 3 цепь тока состоит из диода 15, нагрузки 13, диода 16 и источника питания. Потенциал на выходной клемме выше потенциала вывод - U на величину падения напряжения на диоде 15, что и приводит к переключению напряжения Ujj ОУ 2. Время запаздывания переключения ОУ 2 по отношению ко времени переключения ОУ 1 складывается из времени запирания транзистора 3 и времени выхода ОУ 2 из насыщения. Введение в усилитель между выходом дополнительного буферного каскада ОУ и средней точкой источника питания делителя напряжения, выход которого подключен к инвертирующему входу ОУ, создает временную задержку включения транзисторов и обеспечивает повышение экономичности и надежности усилителя за счет уменьшения сквозных токов в буферных каскадах. Формула изобретения Мостовой усилитель мощности по основному авт. св. № 652688, отличающийся тем, что, с целью устранения сквозных токов при и 2, в него между выходом дополнительного буферного каскада первого операционного усилителя и неинвертирующим входом второго операционного усилителя, соединенным с одним-из входов первого операционного усилителя, включен делитель напряжения средняя точка которого соединена с

инвертирующим входом второго операционного усилителя, причем каждый транзистор дополнительных буферных каскадов эашунтирован обратносмещенным диодом.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 652688, кл. Н 03 F 3/20, 01.08.77 (прототип).