Усилитель класса д

 

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА Д, содержащий первый и второй транзисторы, включенные последовательно по постоянному току и имеющие одну структуру, входной трансформатор , первичная обмотка которого подключена к источнику возбуждения, а первая и вторая вторичные обмотки, включенные встречно, соединены первыми выводами с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, базы которых подключены к первым выводам соответственно первого и второго резисторов, а объединенные эмиттер первого и коллектор второго транзисторов через последовательно соединенные катушку индуктивности и конденсатор соединены с нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и надежности, вторые выводы первой и второй вторичных обмоток входного трансформатора через соответствующие первый и .второй прямосмещенные диоды подключены к вторым выводам соответственно первого и второго резисторов, а через первый и второй обратносмещенные i диоды - к базам соответственно первого и второго транзисторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(59 Н 03 F 3 217

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3470258/24-09 (22) 14.07.82 (46) 23.03.85. Бюл. № 11 (72) В. В. Васюков, В. С. Климов, В. Г. Токмаков и М. А. Уткин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (53) 621.375.026 (088.8) (56) 1. Патент Франции № 2109130, кй Н 03 F 3/00, 1972.

2. Патент США № 3239772, кл. 330 — 18, 1966 (прототип). (54) (57) УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА Д, содержащий первый и второй транзисторы, вклю- ченные последовательно по постоянному току и имеющие одну структуру, входной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику возбуждения, а первая и вторая вторичные обмотки, вклю„SU„„1146790 ченные встречно, соединены первыми выводами с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, базы которых подключены к первым выводам соответственно первого и второго резисторов, а объединенные эмиттер первого и коллектор второго транзисторов через последовательно соединенные катушку индуктивности и конденсатор соединены с нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и надежности, вторые выводы первой и второй вторичных обмоток входного трансформатора через соответствующие первый и.второй прямосмещенные диоды подключены к вторым выводам соответственно первого и второго резисторов, а через первый и второй обратносмещенные ф диоды — к базам соответственно первого и второго транзисторов.

1146790

Изобретение относится к радиотехнике и может исйользоваться при построении усилителей мощности, оконечных каскадов транзисторных передатчиков.

Известен усилитель класса Д, выполненный по симметричной схеме с селективной нагрузкой (1).

Однако такой усилитель класса Д имеет ограничение по частоте.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является усилитель класса 3„содержащий первый и второй транзисторы, включенные последовательно по постоянному току и имеющие одну структуру, входной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику возбуждения, а первая и вторая вторичные обмотки, включенные встречно, соединены первыми выводами с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, базы которых подключены к первым выводам соответственно перво;о и второго резисторов, а объединенные эмиттер первого и коллектор второго транзисторов через последовате льно соединенные .катушку индуктивности и конденсатор соединены с нагрузкой (2).

Однако известный усилитель класса Д имеет сравнительно низкий КПД и надежность за счет затягивания фронтов импульсов и возникновения сквозных токов.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности.

Цель достигается тем, что в усилителе класса Д, содержащем первый и второй транзисторы, включенные последовательно по постоянному току и имеющие одну структуру, входной . трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику возбуждения, а первая и вторая вторичные обмотки, включенные встречно, соединены первыми выводами с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, базы которых подключены к первым выводам соответственно первого и второго резисторов, а объединенные эмиттер первого и коллектор второго транзисторов через последовательно соединенные катушку индуктивности и конденсатор соединены с нагрузкой, вторые выводы первой и второй вторичных обмоток входного трансформатора через соответствующие первый и второй прямосмещенные диоды подключены к вторым выводам соответственно первого и второго резисторов, а через первый и второй обратносмещенные диоды — к базам соответственно первого и второго транзисторов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя класса Д.

Усилитель класса Д содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, входной трансформатор 3 с первичной обмоткой 4 и первой и второй вторичными обмотками 5 и 6, пер° вый и второй прямосмещенные диоды 7 и 8, первый и второй обратносмещенные диоды 9 и 10, первый и второй резисторы 11 и 12, конденсаторы 13 — 15, катушка 16 индуктивности, нагрузка 17.

Усилитель класса Д работает следующим образом.

Напряжение от источника возбуждения (не показан) поступает на первичную обмотку 4 входного трансформатора 3. Напряжение первой и второй вторичных обмоток 5 и 6 равны по величине и противофазны для обеспечения поочередного включения и выключения первого и второго транзисторов 1 и 2. Форсированное включение первого (второго) транзистора 1 (2) обеспечивается цепочкой, состоящей из первого (второго) прямосмещенного диода 7(8), конденсатора 13(14), который шунтирует первый (второй) резистор 11(12) в момент включения. Тем самым обеспечивается значительный бросок тока базы и уменьшается время включения первого (второго) транзистора 1(2). По мере заряда конденсатора

l3(14) ток базы уменьшается и определяется величиной первого (второго) резистора 11(12). При нарастании импульса первый (второй) обратносмещенный диод 9 (10) оказывается закрытым. За счет поочередного включения и выключения первого и второго транзисторов 1 и 2 на цепочке, состоящей из катушки 16 индуктивности, конденЗО сатора 15 и нагрузки 17, имеется напряжение импульсной формы. На нагрузке 17 за счет избирательных свойств LCR-контура выделяется первая гармоника последовательности прямоугольных импульсов.

В отсутствии первого и второго прямосмещенных диодов 7 и 8 при форсированном рассасывании заряда в базе первого или второго транзисторов 1 и 2 большим током базы 1 р к соответственно первой или второй вторичным обмоткам 5 и 6 входного тран40 сформатора 3 прикладывается отрицательное напряжение

Unp = E s — 1 рт i — Ед — 1бр гд = — 16р (r> + Г6н ), 4g где Е6 и E„ — напряжение отпирания первого (второго) транзистора 1(2) и первого (второго) обратносмещенного диода 9(10) соответственно (E6» Е„= 0,7В; г „сопротивление базы насыщен50 ного первого (второго) транзистора 1(2);

Гд - сопротивление первого (второго) обратносмещенного диода 9(10) в проводящем со55 стоянии.

Это напряжение инвертируется входным трансформатором 3 и прикладывается к вто1146790

Составитель И. Водяхинй

Редактор Н. Данкулич Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 1379/43 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рому плечу схемы в положительной полярности и при условии /U6p/ > Ебприводит к преждевременному отпиранию второго (первого) транзистора 2(1) этого плеча. Величина возникающего при этом сквозного тока пропорциональна разности а11 = /Ббр/ — Еб.

Включение последовательно с вторым. (первым) резистором 12(11) второго (первого) прямосмещенного диода 8 (7) (или цепочки диодов) уменьшает эту разность на величину напряжения отпирания второго (первого) прямосмещенного диода 8(7) (или цепочки диодов), т.е. л Б = /1) бр/ — (К + 1) Е где К вЂ” число прямосмещенных диодов, что соответственно приводит к уменьшению (или полному устранению) сквозных токов.

Анализ схемы с прямосмещенными диодами в цепи базы показывает, что при заданном значении прямого тока 1би на этапе насыщения и обратного тока 16р на этапе рассасывания всегда можно подобрать необходимое число прямосмещенных диодов, при котором исключается возможность возникновения сквозных токов, что позволяет повысить КПД и надежность усилителя класса Д.