Усилитель мощности класса "д Советский патент 1981 года по МПК H03F3/217 

Изобретение относится к электронным усилителям и может быть использовано в гидроакустических усилите- лях мощности и громкоговорящих уст- 5 ройствах.

Известный усилитель мощности класса Д содержит последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад и фильтр низких частот, 10 последовательно соединенные источник входного сигнала, сумматор, релейный элемент, а также элемент ИЛИ, два элемента ИЛИ-НЕ, счетный триггер, хсдущий мультивибратор, |5 элемент И, цепь обратной связи, подключенную к другому входу сумматора С 1 J,

Однако данное устройство имеет низкий КПД.20

Цель изобретения - повышение КПД.

Для этого в усилителе мощности класса Д, содержащем последовательно соединенные двухтактный клю- 25 чевой каскад и фильтр низких частот, последовательно соединенные источник входного сигнала, сумматор, релейный элемент, а также элемент ИЛИ, два элемента ИЛИ-НЕ, счетный

триггер, ждущий мультивибратор, элемент И, цепь обратной связи, подключенную к другому входу сумматора,, один вход двухтактного ключевого каскада соединен с выходом элемента И и с первым входом элемента ИЛИ, а другой его вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные эдущий мультивибратор, второй элемент ИЛИ-НЕ и счетный триггер подключен к первому входу элемента И и одному из входов первого элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен с выходом релейного элемента и вторым входом элемента И, причем другой вход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу элемента ИЛИ, а цепь обратной связи подключена к выходу фильтра низких частот.

На чертеже представлена структурная электрическая схема усилителя мощности класса Д.

Устройство содержит источник 1 входного сигнала, сумматор 2, релейный элемент 3, элемент И 4, элемент ИЛИ-НЕ 5, двухтактный ключевой каскад 6, фильтр 7 низких частот, нагрузку 8, элемент ИЛИ 9, ждущий мультивибратор 10, элемент ИЛИ-НЕ 11, счетный триггер 12, цепь обратной связи 13.

Усилитель мощности класса Д работает следующим образом.

Входной сигнал источника 1, сравниваясь в сумматоре 2 с сигнашом обратной связи, формирует на выходе релейного элемента 3 сигнал возбуждения двухтактного ключевого каскада 6.

Если ИМПУЛЬСЫ возбуждения, снимаемые с выхода элемента ИЛИ 9, следуют с паузс1ми, меньшими по длительности, чем импульсы с выхода ждущего мультивибратора 10, то по крайней мере к одному входу второго элемента ИЛИ-НЕ 11 приложен сигнал, равный логической единице, и поэтому на его выходе и счетном входе триггера 12 сигнал отсутствует. Если же сигнал ждущего мультивибратора 10 кончится раньше, чем пауза импульсного сигнала, поступающего на двухтактный ключевой каскещ б то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11 появится сигнал, переводящий триггер 12 в другое состояние и тем самым подключающий к выходу релейного элемента 3 посредством элемента И 4 либо элемента ИЛИ-НЕ 5 вход другого ключа двухтактного ключевого каскада 6. Таким образом, пока длитльность паузы сигнала возбуждения двухтактного ключевого каскада б не превысит длительность импульса ждущего мультивибратора 10, работает упомянутое плечо двухтактного ключевого каскада 6. Так как длительность импульса ждущего мультивибратора 10 определяется требуемой величиной минимальной частоты переключения, то при любом изменени амплитуды входного сигнеша длительность пауз между импульсс1ми двухтактного ключевого каскада б не превышает заданной.

Аналогичным образом происходит и переключение плеч двухтактного ключевого каскада б при изменении полярности напряжения источника 1 входного сигнала.

Таким образом, в предлагаемом усилителе отсутствуют одновременные переключения обоих плеч,что исключает сквозные токи, и благодаря тому, что в состоянии покоя усилитель генерирует очень короткие импульсы ( определяемые произведением постоянной времени ФНЧ и ширины петли гистерезиса релейного элеMeHTaj с минимальной частотой повторения, мощность, потребляемая усилителем от источника питания в покое, пренебрежимо мала.

Формула изобретения

Усилитель мощности класса Д, содержащий последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад и фильтр низких частот, последовательно соединенные источник входного сигнала, сумматор, релейный элемент а также элемент ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, счетный триггер, ждущий мультивибратор, элемент И,

цепь обратной связи, подключенную К другому входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, один вход двухтактного ключевого каскада соединен с выходом элемента И и с первым входом

элемента ИЛИ, а другой его вход

подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого через последова-тельно соединенные яодущий мультивибратор, второй элемент ИЛИ-НЕ, счетныйтриггер подключен к первому входу элемента И и одному из входов первого элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен с выходом релейного элемента и вторым входом элемента И, причем другой вход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу элемента ИЛИ, а цепь обратной связи подключена к выходу фильтра

НИЗКИХ частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3927352, кл. 317/27 R, 1975 (прототип).