Усилитель мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и>995272

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт. свид-ву

« (22) Заявлено 300680 (21) 2950967/18-09

Р )М.К .

Н 03 F 3/26 с присоединением заявки HP

Государствеииый коиитет

СССР по деяаи изобретеиий и открытий. (23) Приоритет

Опубликовано 070283. бюллетень HP 5

f33) УДК 621.375..026(088.8) Дата опубликования описания 070283 (72) Автор. изобретения ((,©ф.у

В м „. .. -. 43"«"Я4Я «Я

Фар@ »

Г.К. Шеметун (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к усилитель- ным устройствам и может быть использовано в качестве выходного усилителя мощности в следящих системах.

Известен усилитель мощности, содержащий управляющий транзистор и транзистор динамической нагрузки, включенные последовательно по постоянному току, при этом между змиттером транзистора динамической нагрузки, который является выходом усилителя мощности, и коллектором управляющего транзистора включен диод, а к соответствующей шине источника питания подключен одним выводом резистор смещения, другой вывод которого соединен через первый резистор с базой транзистора динамической нагрузки и непосредственно с змиттером первого дополнительного транзистора,коллектор которого подключен к базе транзистора динамической нагрузки и коллектору управляющего транзистора 1 25

Однако известный усилитель мос ности обладает низким коэффициентом полезного действия (КПД) и не позволяет обеспечить защиты от токов короткого замыкания. 30

Цель изобретения - повыаение КПД усилителя и защита от токов короткого замыкания.

Указанная цель достигается тем, что в усилителе эмиттер транзистора динамической нагрузки соединен с бач зой второго дополнительного транзистора, змиттер которого соединен со средней точкой резистивного делителя, а коллектор — с базой первого дополнительного транзистора и через второй резистор — с соответствующей шиной источника питания.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого усилителя мощности.

Устройство содержит управляющий транзистор 1, транзистор 2 динамической нагрузки, первый дополнительный транзистор 3, второй дополнительный транзистор 4, диод 5, резистор б смещения, первый и второй резисторы 7 и

8 и резистивный делитель 9.

Усилитель мощности работает следующим образом.

В нормальном режиме, когда сопротивление нагрузки Кн >, Н„н„„ При запертом управляющем транзисторе 1 транзистор 2 динамической нагрузки открыт коллекторным током первого

995272 дополнительного транзистора 3, открытого коллекторным током второго дополнительного транзистора 4. Коллек, торный ток второго дополнительного транзистора 4 определяется эквивалентным сопротивлением резистивного делителя 9 и выходным напряжением усилителя, так как потенциал эмиттера второго дополнительного транзистора 4 приблизительно равен выходному напряжению. Так как база транзис- to тора 2 соединена с коллектором через переход коллектор-эмиттер первого дополнительного транзистора 3 и резистор б, то даже при полностью открытом первом дополнительном транэис- 1 торе 3 потенциал коллектора транзистора 2 вьаае потенциала его базы на величину падения напряжения на резисторе 6 и поэтому он далек от насыщения и его усилительные свойства сОхраняются на достаточно высоком 2О уровне, что не требует дополнительно увеличивать ток смещения, как в известном усилителе. В то же время первый дополнительный транзистор 3 может находиться в насыщении. В этом случае максимальное выходное напряжение в предлагаемом усилителе будет выше., чем у известного, на величину, равную входному напряжению первого дополнительного транзистора 3. 30

При поступлении сигнала на базу управляющего транзистора 1 последний начинает открываться и часть тока ,смещения ответвляется в его коллек тор, уменьшая тем самым ток базы транзистора 2. Выходное напряжение начинает уменьшаться, в связи с чем уменьшается ток резнстивного делителя 9, и, соответственно, ток коллектора второго дополнительного тран-4g .зистора 4, уменьшается ток базы первого дополнительного транзистора 3 и, как следствие, уменьшается ток смещения, т.е. с уменьшением выходного напряжения ток смещения также уменьшается.

В предлагаемом усилителе теоретический КПД по току равен 99%, что на

1В меньше, чем у прототипа для точки максимального выходного напряжения. При учете КПД по напряжению общий максимальный КПД усилителя0,836, что выше, чем у прототипа (0,82). .Только в окрестностях точки максимального выходного напряжения для 55 прототипа последний имеет несколько больший КПД по току, а на большей части динамической характеристики у предлагаемого усилителя коэффициент полезного действия выше, чем у про- 60 тотипа. Особенно это заметно при малых значениях выходного напряжения, кагда КПД прототипа по току стремится к О, а КПД предлагаемого усилителя остается близок к 100В.

Если по каким-либо причинам нач.нет уменьшаться сопротивление нагрузки и достигнет значения, когда ток смещения не может больше поддерживать на выходе усилителя требуемого напряжения, оно уменьшится,что в свою очередь, вызовет дальнейшее

1 уменьшение выходного напряжения и т.д., пока на выходе усилителя напряжение не станет равным нулю. В связи с этим ток коллектора транзистора 2 станет равным нулю, т.е. проI изойдет защита его от выхода из строя. Так происходит защита усилите", ля при уменьшении нагрузки, если последняя включена между выходом усилителя и средней точкой источника питания или выходом усилителя и минусом источника питания. В этом случае закрывается первый и второй дополнительные транзисторы. . ЕСли нагрузка включена между выходом усилителя и плюсом источника питания, то, несмотря на то, что первый дополнительный транзистор 3, задающий ток смещения и второй дополнительный транзистор 4 будут открыты, транзистор 2 динамической нагрузки также не выйдет из строя, так как он будет закрыт обратным напряжением, возникающим на диоде 5, т.е. транзистор 2 динамической нагрузки защи-щен от выхода из строя при уменьшении нагрузки и коротком замыкании нагрузки при любом способе ее включе ния в

Формула изобретения о

Усилитель мощности, содержащий управляющий транзистор и транзистор динамической нагрузки, включенные последовательно по постоянному току, прн этом между эмиттером транзистора динамической нагрузки, который является выходом усилителя мощности, и коллектором управляющего транзистора включен диод, а к соответствующей шине источника питания подключен одним выводом резистор смещения, другой вывод которого соединен через первый резистор с базой транзистора динамической нагрузки и непосредственно с эмиттером первого дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к базе транзистора динамической нагрузки и коллектору управляющего транзистора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и защиты от токов короткого замыкания, эмиттер транзистора динамической нагрузки соединен с базой второго дополнительного транзистора, эмиттер которого связан со средней точкой резистивного делителя, а кол995272

Составитель Ю.Рогаткин.Редактор Н.Безродная Техред О.Неце Корректор В. Прохненко

Заказ 668/43 -Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 лектор. - с базой первого дополнительного транзистора и через второй резистьр с соответствующей шиной источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при -эксйертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9520690,кл.й 03 F 3/26,1973(прототип,: