Двухтактный ключевой усилитель мощности

 

Изобретение может быть использовано в усилителях низкой частоты, а также преобразователях вторичных источников питания . Цель изобретения -увеличение КПД и быстродействия - обеспечивается за счет устранения обратной связи с выходного трансформатора путем образования в каждом плече индуктивной связи катушки индуктивности 12(13) с коллектором транзистора 6(7) и включению параллельно катушке индуктивности 12(13) цепочки из п последовательно соединенных диодов 17(18), что позволяет более четко обеспечить разность тока выключения одного из транзисторов и включение другого. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 03 F 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857826/09 (22) 03.08.90 (46) 15.06.92. Бюл. N 22 (71) Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт (72) Н,И.Стуковнин, B.È,Õàíäoãèí и

А.В.Райкова (53) 621.375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 290407, кл. Н 03 F 3/26, 1968. (54) ДВУХТАКТНЫЙ КЛЮЧЕВОЙ УСИЛИ-.

ТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение может быть использовано в усилителях низкой частоты, а также преобИзобретение относится к электронным усилителям и может быть использовано в усилителях мощности низкой частоты, а также преобразователях вторичных источников питания.

Известны. ключевые усилители мощности, содержащие ключевые транзисторы, коллекторы которых подключены к первичной обмотке трансформатора, средняя точка которой подключена к первой шине источника питания, эмиттеры — к второй шине источника питания, и трансформатор управления, вторичные обмотки которого включены в базоэмиттерные цепи транзисторов, Для устранения сквозных токов посредством введения фиксированной задержки используется включение конденсатора между базами транзисторов, RC-цепочек и т.д.

Недостатком известных ключевых усилителей мощности с фиксированной паузой является неоптимальная величина задерж„, Ж„„1741253 А1 разователях вторичных источников питания. Цель изобретения — увеличение КПД и быстродействия — обеспечивается за счет устранения обратной связи с выходного трансформатора путем образования в каждом плече индуктивной связи катушки индуктивности 12(13) с коллектором транзистора 6(7) и включению параллельно катушке индуктивности 12(13) цепочки из и последовательно соединенных диодов

17(18), что позволяет более четко обеспечить разность тока выключения одного из транзисторов и включение другого. 2 ил. ки, выбираемая из расчета наихудшего случая, приводящая к снижению КПД.

Известны также ключевые усилители мощности, содержащие согласующий и выходной трансформатор, причем к базе каждого транзистора черед диод подключена дополнительная обмотка выходного трансформатора.

Недостатком таких усилителей мощности является склонность к самовозбуждению при отсутствии управляющего сигнала.

Устранение этого недостатка достигается введением дополнительных цепей из транзистора, резистора и диода.

Недостатком такого усилителя является

его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является двухтактных ключевой усилитель мощности, выполненный на транзисторах, включенных по схеме общий коллектор — общий эмиттер одной структуры с выходным трансформа1741253 тором в общей нагрузочной цепи, причем параллельно базоэмиттерному переходу транзистора каждого плеча включена первая цепь из последовательно соединенных резистора и вторичной обмотки входного согласующего трансформатора, первичная обмотка которого является входом устройства, а также вторая цепь из последовательно соединенных диода и катушки индуктивности.

Недостатками этого двухтактного ключевого усилителя мощности являются низкий КПД и малое быстродействие. Это связано с тем, что инерционные свойства нагрузки определяют режим переключения включающего транзистора. Чем больше инерционность нагрузки, тем большая пауза в токе потребления, с увеличением частоты управляющего напряжения происходит сбой в работе усилителя за счет влияния инерционности нагрузки.

Цель изобретения — увеличение КПД и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактный ключевой усилитель мощности, выполненный на транзисторах, включенных по схеме общий коллектор-общий эмиттер одной структуры. с выходным трансформатором в общей нагрузочной цепи, причем параллельно базоэмиттерному переходу транзистора каждого плеча включена первая цепь из последовательно соединенных резистора и вторичной обмотки входного согласующего трансформатора, первичная обмотка которого является входом устройства, а также вторая цепь из последовательно соединенных диода и катушки индуктивности, в каждом плече катушка индуктивности индуктивно связана с коллектором транзистора и образует трансформатор тока, при этом параллельно катушке индуктивности включена цепочка из и последовательно соединенных дополнительных диодов.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема ключевого усилителя мощности (со средней точкой); на фиг.

2 — полумостовая схема, Устройство содержит согласующий трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и вторичными обмотками 3 и 4, выходной трансформатор 5, транзисторы 6 и 7, к базоэмиттерным переходам которых подключены последовательно соединенные резисторы 8(9) и вторичные обмотки 3(4) согласующего трансформатора 1. База каждого транзистора 6(7) подключена через диод

10(11) к вторым обмоткам 12(13) трансформатора тока 14, Другие выводы вторых обмоток 12(13} трансформатора 14 тока

55 причем параллельно базоэмиттерному переходу транзистора каждого плеча включена первая цепь из последовательно соединенных резистора и вторичной обмотки входного согласующего трансформатора, 5

50 подключены к эмиттерам транзисторов 6 и

7, Первые обмотки 15(16) включены в коллекторные цепи транзисторов 6 и 7. Вторые обмотки 12(13) трансформатора тока 14 зашунтированы цепочками диодов 17 и 18.

Полумостовой вариант содержит дополнительно емкостный делитель из конденсаторов 19 и 20.

Двухтактный ключевой усилитель мощности работает следующим образом.

При подаче на вход устройства постоянного напряжения и управляющего напряжения типа меандр на согласующий трансформатор 1 один из транзисторов 6,7 открывается, например 6, а другой 7 будет в течение полупериода закрыт, Через транзистор 6, первую-обмотку 15 трансформатора

14 тока и первичную обмотку выходного трансформатора 5 начинает протекать ток.

На вторичной обмотке 13 трансформатора тока наводится напряжение, открывающее цепочку диодов 17, имеющую падение напряжения и U p. Полярность диодов 11 и 10 выбрана таким образом, чтобы в рабочий полупериод напряжение на вторичных обмотках 12 и 13 трансформатора 14 тока не влияло на режим работы транзисторов 6 и 7.

При смене полярности управляющего напряжения транзистор 6 продолжает оставаться открытым в течение времени но при этом открывается диод 11 и транзистор 7 остается закрытым напряжением и Unp цепочки диодов 17. После запирания транзистора 6 пропадает ток в первичной обмотке 15 трансформатора 14 тока, что приводит к снятию запирающего потенциала транзистора 7 и его отпиранию, т.е. трансформатор 14 тока позволяет отслеживать состояние смежного транзистора, что приводит к автоматическому устранению влияния инерционных свойств нагрузки, Инерционность запирания цепочек 17 и 18 позволяет более четко обеспечить разность тока выключения одного из транзисторов и включения другого. Количество диодов в цепочке диодов 17 и 18 определяет эффективность запирания транзисторов в режиме коммутации и обычно n=2.

Формула изобретения

Двухтактный ключевой усилитель мощности, выполненный на транзисторах, включенных по схеме общий коллектор — общий эмиттер одной структуры с выходным трансформатором в общей нагрузочной цепи, 1741253

Фиг. 2

Составитель Н,Стуковнин

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 2092 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 первичная обмотка которого является входом устройства, а также вторая цепь из последовательно соединенных диода и катушки индуктивности, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и быстродействия, в каждом плече катушка индук7 8 тивности индуктивно связана с коллектором транзистора и образует трансформатор тока, при этом параллельно катушке индуктивности включена цепочка и и

5 последовательно соединенных дополнительных диодов.