Мостовой усилитель мощности

 

(1!) 545070

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕ1ЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.11.73 (21) 1975920/07 с присоединением заявки х)е (51) Ч 1- Н 03Л 3" О, /

Н 02Р 7/28

ГосУдаРственный комитет (23) Пр ор

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УД), 621.316).72 (088.8) Опубликовано 30.01.77. Бюллетень х,"е 4

Дата оп убл кива и ия оп пса н и я 24.02.77 (72) Авторы изобретсии» Ю. С. Солохин, Ю. H. Рыжевнин, A. A. Беликов и A. ll. Бурсин (71) За»витсль (54) МОСТОВОЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к автоматизированным электроприводам и может быть использовано для управления исполнительными электродвигателями постоянного тока в приводах, к которым предъявляются повышенные требования по быстродействию, точности, весу и габаритам, в частности в устанавливаемых на подвижных объектах.

Известны мостовые усилители, выполне(шые на транзисторах.

Зти мостовые усилители обладают одина! недостатком одновременным переключением двух последовательно включенных силовых транзисторов, что обуславливает появление сквозных токов и, следовательно, излишнюю мощность, рассеиваемую во время псрекл очсиия. С целью исключения или ограничения сквозных токов в мостовых усилителях мощности нримеияютс» различные меры 11 устройства в той или (шой мере удовлетвор»ющие поставленной цели.

Из известных мостовых усилителей мощности ближайшим аналогом изобретению является мостовая схема, содержащая в ка)кдом плече силовой транзистор, управляющий транзистор, эмигтер которого связан с базой сит(О(10! О (РанзпстОРГ(, а I)3:ié и I(Ool ICI1I OP CI)5(завы чср 3 резисторы с минусом дополпитсл(,ного источника ш(таиия, и псреключа(ощ(!й тР(1 11»lic ГОР коллск 1 ОР ) О I ОРОГО чсРсз 1)сои стор связан с базой управляющего транзистора.

Исключение сквозных токов в такой мостовой схеме обеспечивается от весьма сложным на практике подбором элементов схемы и режима их работы.

Обязательное в этом случае иснользованис низкочастотных транзисторов в цепях упраьлсния из-за искажения фронтов управляющих импульсов отрицательно влияет на работу силовых транзисторо" в мосте.

Целью изобретения явл»ется искгпочеиис сквозных токов в мостовом усилителе мои,ности за счет введения быстродействую(пей

)5 блокирующей взаимосвязи между силовыми

Tpапзис1Орамп !) 1 .аждои llоловиие мосT(1> б;1;1c0äçр)! .010рой В кажды11 момси Г врсмспи к! Ожет Оы !ь QTI p ьГГы м только Одни с! (л 0110 и транзистор, а переключаются oil(i только с переходом через состояние закрытых транзисторов.

11оставлеппа!! цель достигается тем, что в мос(овой усилитель мощности в каждое плечо введен доно:пштсльный транзистор, у ко2) торого коллектор через резистор связан с 0)Hзой переключающего транзистора другого llëñш иолоьч!иы моста, а входиа» (le(1(с ))c3(l стором H базе подключена параллел!и!о резистору в (I+(i((коллектора управляющего траи30 зистора, при этом между резистором ll кол545070

1О

2О

25 зо з5

4О

55 л<ктором управляющего транзистора включен диод, а коллектор через ограничитель тока (например, резистор) подключен к цепи коллектора своего силового транзистора после добавочного сопротивления.

Г(а чертеже представлена принципиальная электрическая схема мостового усилителя мощности. Мостовой усилитель мощности состоит из четырех одинаковых плеч и управлястся от трех дополнительных источников

U,, U>, U> коммутацией запирающего напряжения на составные транзисторы моста от источника U4 переключающими транзисторами.

Для пояснения принципа работы мостового усили1еля мощности рассмотрим работу од1юй половины транзисторного моста. В статическом состоянии транзистор 1 в плече 2 па< ыщеи базовым токо . В плече 2 через отI,ðûTûé транзистор 1, резистор 4 и диод 5 транзисторы 6, 7 заперты напряжением î источника U4> входная цепь транзистора 8 обесточена и он не оказывает влияния на транзистор 9 в плече 3.

В плече 3 при закрытом транзисторе 9 транзисторы 10, 11, 12 открыты дополнительным

11сточппком Ь 1. Транзистор 10 насыщен 110 току базы через резистор 13, а транзистор 11 частично насыщен током базы через открытый транзистор 10, резистор 13, диод 14, резистор 15, резистор 16 и входную цепь транзистора 12.

В этом случае входная цепь транзистора 12 насыщается током базы через резистор 16, диод 14, транзистор 10, транзистор 11, резисторы 17, 18, и транзистор 1 в плече 2 заблокирован от закрытия насыщением током базы от источника У„через источник U4 и через резистор 19, открытый транзистор 12, источник UI, транзистор 11. Переключение транзисторов в плечах транзисторного моста происходит управляющим сигналом на закрытие транзистора 1 и открытие транзистора 9 в плече 3.

Транзистор 1 заблокирован от закрытия и остается открытым, а остальные транзисторы в этом плече остаются закрытыми. Поэтому в плече 3 открывается транзистор 9, закрываются напряжением от источника U4 транзисторы 10, 11 и обесточивают входную цепь транзистора 12, который закрывается и снимает блокировку с транзистора 1. После этого транзистор 1 закрывается управляющим сигналом, а транзисторы 6, 7 и 8 открываются дополнительным источником Uq. Транзистор 6 насыщается Ilo току базы через резистор 20, а транзистор 7 насыщается частично через открытый транзистор 6. Открытый транзистор 8, в свою очередь, заблокирует от закрытия транзистор 9 током базы от источников

U4, U2. Переключение силовых транзисторов происходит так, что вначале закрывается открытый, и после этого открывается закрытый, что полностью исключает сквозные токи в мостовом усилителе мощности, так как переключение происходит только с переходом через состояние закрытых транзисторов ht.

Г1редлагаемое устройство, таким образом, обеспечивает принципиальное и надежное исключение сквозных токов в мостовом усил1ггслс мощности за счет введенной блокирующей взаимосвязи между силовыми транзисторами.

При этом оно не вносит заметных ухудшений в работу схемы, пс требует настройки и сравнительно просто реализуется практически.

Устройство исключает необходимость использования в цепях управления низкочастотных транзисторов или других задержек, искажа1О113пх (рр013ты управляющих импульсов кото1зые увеличивают мощность, рассеиваемую â силовых транзисторах в режиме исреключсНИ11.

Г1редлагаемое устройство устраняет IIeoo oдимость введения элементов ограничения сквозных токов в мостовом усилителе мощности таких, как дроссели и др.

Формула изобретения

Мостовой усилитель мощности, содержащий в каждом плече силовой транзистор, управляющий транзистор, эмиттер которого связан с базой силового транзистора, а база и коллектор связаны через резисторы с минусом дополнительного источника питания, и переключающий транзистор, коллектор которого через резистор связан с базой управляющего транзистора, о т-л и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения сквозных токов, в каждое плечо введен дополнительный транзистор, у которого коллектор через резистор связан с базой переключающего транзистора другого плеча половины моста, а входная цепь с резистором в базе подключена параллельно резистору в цепи коллектора управляющего транзистора, при этом между резистором и коллектором управляющего транзистора включен диод, а коллектор через ограничитель тока (например, резистор) подключен к цепи коллектора своего силового транзистора после добавочного сопротивления.

Редактор В. Левятов

Составитель Ю. Андреев

Техрсд Е. Петрова Коррскто1пгк Т. Добровоавская!

i Л. Денискина

Заказ 212,9 Изд. М 152 Тираж 105-! 110,,поено

Ц1-111ИГ1Г! Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрстс и:и i о и. итий! I 3035, Москва,?К;35, 1 и!»гека» ll il»l, д -! 5

T i:;:гоii и», Iij). Г аит о и, "