Усилитель мощности

 

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содер-жащий источник питания и соединенные последовательно сумматор, аналогоцифровой преобразователь, блок управления и п ключевых усилителей мощности, каждый из которых содержит двухтактный инвертор, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления , а выходы соединены последовательно , причем первый выход двухтактного инвертора первого ключевого усилителя мощности через цепь обратной связи подключен к первому входу сумматора и является первым выходом усилителя мощности, a второй выход двухтактного инвертора h-го ключевого усилителя мощности является вторым выходом усилителя мощности , a также п управляемых ключей , калсдый из которых включен между выходами двухтактного инвертора каждого ключевого усилителя мощности , причем входы управления управляемые ключей подключены к соответствующим выходам блока управле .ния, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности , введены п датчиков тока, каждый из которых включен между источником - питания и шиной питания двухтактного инвертора соответствующего ключевого усилителя мощности, (О a между выходами .п датчиков тока и вторым входом сумматора введены последовательно соединенные шифратор, и управляемый аттенюатор, точка соединения которых подключена к управляющему входу блока управления, tva при этом сигнальный вход управляемого аттенюатора является входом усилителя мощности. .

! 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1202021

yg 4 H 03 F 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3667662/24-09 (22) 24.11.83 (46) 30.12.85. Бюл. ¹ 48 (72) В.Н.Шашихин, В.И.Лалетин и Л.Ф.Штейнман (53) 621.375.026(088.8) (56) Патент США № 4.319.199, кл. 330-297, 1981.

Патент Великобритании

¹ 1.315.188, кл. НЗТ, 1971. (54) (57) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содер-. жащий источник питания и соединенные последовательно сумматор, аналогоцифровой преобразователь, блок управления и п ключевых усилителей мощности, каждый из которых содержит двухтактный инвертор, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления, а выходы соединены последовательно, причем первый выход двухтактного инвертора первого ключевого усилителя мощности через цепь обратной связи подключен к первому входу сумматора и является первым выходом усилителя мощности, а второй выход двухтактного инвертора q -ro ключевого усилителя мощности является вторым выходом усилителя мощности, а также п управляемых ключей, каждый из которых включен между выходами двухтактного инвертора каждого ключевого усилителя мощности, приЧем входы управления управляемых ключей подключены к соответствующим выходам блока управле;ния, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены и датчиков тока, каждый из которых включен между источником -питания и шиной питания а двухтактного инвертора соответству- Щ ющего ключевого усилителя мощности, а между выходами и датчиков тока и вторым входом сумматора введены последовательно соединенные шифратор. и управляемый аттенюатор, точка со- Q единения которых подключена к управляющему входу блока управления, при этом сигнальный вход управляемого аттенюатора является входом усилителя мощности.

4 l2

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано для усиления по мощности напряжения низкой частоты.

Целью изобретения является повышение надежности усилителя мощности.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема усилителя мощ" ности; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы его работы.

Усилитель мощности содержит управ-, ляемый аттенюатор 1, сумматор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 управления, цепь 5 обратной связи, источник 6 питания, ключевые усилители 7-10 мощности, датчики

11 — 14 тока, двухтактные инверторы

15-18, управляемые ключи 19-22, шифратор 23 °

Усилитель мощности работает следующим образом.

Входной сигнал (см. фиг.2, диаграмма а ) через управляемый аттенюатор I поступает на прямой вход сумматора 2, выходной сигнал которого преобразуется аналого-цифровым преобразователем 3 в двоичный многоразрядный код Х.

Код X преобразуется блоком 4 управления в многоразрядный параллельный код 1, каждый разряд которого используется для управления соответствующим ключевым усилителем 7-10 мощности. Код (разбит на две группы. Первая группа разрядов управляет двухтактными инверторами 15-18 (фиг.2, диагр. В, 6, b соответственно), вторая— .управляемыми ключами 19-22.

Алгоритм преобразования кеда Х в код Y представлен в таблице.

Каждый ключевой усилитель 7-10 мощности формирует выходное импульсное напряжение (фиг.2, диагр. 6, S,, д соответственно), амплитуда которого определяется величиной напряжения источника 6 питания, а полярность — знаком сигнала рассогласования между входным напряжением и напряжением от цепи 5 обратной связи (знаковым разрядом кода Х). Длительность импульсов определяется временем превышения входным сигналом уровня сигнала обратной связи (значением разряда кода Х). Выходной сигнал усилителя (фиг.2, диагр. g) формируется путем алгебраического сложения выходных сигналов ключевых уси

02021 2

55 лителей 7-10 мощности. В первой зоне (Фиг 2 1 диагр ю ) выходное напряжение формируется ключевым усилителем 7 мощности. При достижении выходным сигналом верхнего уровня зоны 1 ключевой усилитель 7 мощности выдает напряжение, пропорциональное напряжению источника 6 питания, а дальнейшее увеличение выходного напряжения осуществляется за счет работы канала ключевого усилителя 8 мощности (в режиме широтно-импульсной модуляции и т.д.).

При выходе иэ строя одного из двухтактных инверторов 15-18 шифра- тор 23 по сигналам с датчиков 1114 тока вырабатывает двоичный код Z который переключает блок 4 управления на соответствующую программу формирования сигналов управления в аварийном режиме. Количество программы равно количеству ключевых усилителей. мощности.

Алгоритм преобразования кода Х в код 2, при отказах различных каналов (при различных значениях кода Z) приведен в таблице.

По выбранной программе отказавший двухтактный инвертор 15-17 от,ключается по цепям управления, а его функции начинают выполнять двухтактный инвертор 18, формировавший ранее выходное напряжение в верхней зоне. Функциональная замена одного инвертора другим заключается в передаче импульсов управления отказавшего двухтактного инвертора инвертору 18 и осуществляется соответствукицим программированием постоянного запоминающего устройства в блоке 4 управления. Пример формирования выходного напряжения при отказе инвертора 15 первого канала приведен на фиг.3.

Одновременно с переключением программ блока 4 управления выходной код шифратора 23 осуществляет управление аттенюатором 1, уменьшая величину входного сигнала усилителя (см. фиг.2, диагр. 4- пунктир) для исключения "насыщения" выходного напряжения. При этом в . выходном напряжении усилителя (фиг.З, диагр. ®) не возникает дополнительных нелинейных искажений.

Таким образом, за счет функциональной замены отказавшего двухтактного инвертора 15-18 другим и уменьшения величины входного сигнала, поступающего на аналогоцифровой преобразователь 3, нелинейные искажения выходного напряжения усилителя мощности практически не возрастают, что по существу обеРазряды кода Х

Сигнал управления (код Ч на выходах логического блока управления) Разряды кода Z

Отказ авший инвертор двухтактными инверторами

15 16 I7

1(( (г (i

4, 3 2 1

19 20 21 2

0 0 0 0

0 0 0 1 Г1.

0 0 1 0 П

4 + +

0 0 1 1 «Г .

+ + +

0 I 0 0 + 11

0 1 0 1

0 1 1 0

0 0 0 0 1 1 1 + .Г

+ +

1 0 0 0 + + .Г

1 0 0 1 + +

1 0 1 0 + + fl.

I 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1 + + +

+ + + Л

1 1 0

1 1 1

0 0 0 0

fl + + +

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 I

0 1 0 0

1202021 4 спечивает повышенную надежность усилителя мощности, характеризуI емую как уровень нелинейных иска- ,жений при отказе одного из двухтактных инверторов. управляемыми ключами

1 E I

° 11 + + +

+ + +

Л. + + +

1202021

+ +

+ +

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1: 0

1 0 1 1

+ + +

+ + +

+ + +

0 0 1 0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

0 0 0 0 fL

0 0 0 1

0 0 1 0 П

0 0 ! П.

0 I 0 0 +

0 1 0 0 I 0 1. +

0 1 1 0 +

0 1 1 ) +

1 0 0 0 +

1 0 0 1 + ! 0 1 0 +

) 0 1 1 +

0 0 0 0 и

0 0 0 )

0 0 1 0

+ л + +

+ Л + +

+ Г), + +

+ П + .+

П +

Л + и +

Il. +

Продолжение таблицы

1202021 тк аз авший нвертор

Разряды кода 2

Разряды кода Х двухтактными инверторами управляемыми ключами

3I t 1 t 1

13I

15 16 )7 18 19 20 21 2

4 3 2 1

3 2 1

0 0 1 1 Д

+ П

1 0 0 !

1 0 1 0

1 0 0 1 +, + Д.

0 1 0 0

0 1 1 0 1 0 1.

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

Сигнал управления (код Ч на выходах логического блока управления)

+ Л

+ fl.

+ fl

+ +Л.

+ +

+ + Л

Продолжение таблицы

1202021

1202021

1202021

Составитель Е. Бурашников

Техред Т.Дубинчак

Редактор M.Áàíäóðà

КоРРектоР Л.Пилипенко

Подписное

Филиал ППП Патент,r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ю 11

Заказ 8104/59 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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