Усилитель мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - повьшение КПД при работе на емкостную нагрузку . У-ль мощности содержит блок коррекции 1, селектор 2 полярности сигнала, инвертирующий у-ль 3, два компаратора 4 и 5, интегрирующую цепочку 6, аналоговый ключ 7, две диф. цепочки 8 и 9, два элемента ИЛИ 10 и П, два блока гальванической развязки 12 и 13, двухтактньш усилительный каскад 14, управляемый источник I5 питаниж, состоящий из двух управляемых ключей 16 и 17, двух выпрямителей 18 и 19, и г-ра 20, вьшолненногр из выпрямителя 21, последовательного резонансного LC-контура 22, преобразователя 23 напряжения и ключа 24, а также источник 25 питания и конденсатор 26 нагрузки. В у-ле мощности изменение напряжения на конденсаторе 26 осуществляется по линейному закону. При этом на интервале времени, когда присутствует спадаюс щий входной сигнал, крнденсатор 26 W разряжается в источник 25. Цедь достигается за счет того, что энергия, запасенная в конденсаторе 26, не рассеивается в виде тепла. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ао4 Н 03 F 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3794111/24-09 (22) 20.07.84 (46) 15.10.86, Бюл. М - 38 (71) Минский радиотехнический институт (72) В.В. Попов, С.Л. Мойсейчук, В.Э. Пацевич и В .М. Горбачев (53) 621.3?5.026(088.8) (56) Патент СНА Р 3426290, кл. 330-40, 1969. (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повыщение КПД при работе на емкостную нагрузку. У-ль мощности содержит блок коррекции 1, селектор 2 полярности сигнала, инвертирующий у-ль 3, два компаратора 4 и 5, интегрирующую цепочку 6, аналоговый ключ 7, две диф. цепочки 8 и 9, два элемента ИЛИ 10

„„SU„„1264301 A 1 и 11, два блока гальванической развязки 12 и 13, двухтактный усилительный каскад 14, управляемый источник

15 питанию, состоящий из двух управляемых ключей 16 и 17, двух выпрями- телей 18 и 19, и r-ра 20, выполненного из выпрямителя 21, последовательного резонансного LC-контура 22, преобразователя 23 напряжения и ключа 24, а также источник 25 питания и конденсатор 26 нагрузки. B у-ле мощности изменение напряжения на конденсаторе 26 осуществляется по линейному закону. При этом на интервале времени, когда присутствует спадающий входной сигнал, крнденсатор 26 разряжается в источник 25. Цель достигается за счет того, что энергия, запасенная в конденсаторе 26, не рассеивается в виде тепла. 2 ил.

1264301 2

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах раэвертки осциллографов, а также в устройствах сканирования в электронно-лучевых и ионно-лучевых установках.

Цель изобретения — повышение КПД при работе на емкостную нагрузку.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилителя мощности; на фиг. 2 — представлены временные диаграммы напряжений в различных точках схемы.

Усилитель мощности содержит блок

1 коррекции, селектор 2 полярности сигнала, инвертирующий усилитель 3, первый компаратор 4, второй компаратор 5, интегрирующую цепочку 6, аналоговый ключ 7, первую и вторую дифференцирующие цепочки 8 и 9, первый элемент ИЛИ 10, второй элемент ИЛИ

1l первый блок 12 гальванической развязки, второй блок 13 гальванической развязки, двухтактный усилительный каскад 14, управляемый источник

15 питания, первый и второй управляемые ключи 16 и 17, первый и второй выпрямители 18 и 19, генератор 20, .третий выпрямитель 21, последовательный резонансный 1С-контур 22, преобразователь 23 напряжения, ключ 24, дополнительный источник 25 питания, конденсатор 26 нагрузки.

Усилитель мощности работает следующим образом.

P ас смотрим р аб о ту усилителя мощности на примере усиления треугольного сигнала. На вход блока 1 коррекции поступает входной сигнал. Если сигнал на входе нарастает {фиг., 2а, интервал 0-t ), то на выходе блока

1 коррекции формируется положительный импульс (фиг. 28), зависящей от частоты входного сигнала и параметров этого блока.

Этот импульс через селектор полярности 2 поступает .на управляемый вход аналогового. ключа 7 и открывает его.

При этом входной сигнал через аналоговый ключ 7 поступает на один из входов первого элемента ИЛИ 10 а затем на вход управления управляемо- го источника 15 питания (фиг. 2е).

Кроме того, импульс с выхода селектора полярности 2 поступает на вход первого компаратора 4 (фиг. 2Ь).

Если на входе блока 1 коррекции присутствует спадающий входной сиг5

55 нал {фиг. 2а, интервал t -1- ), т на его чыходе будет отрицательный импульс. Пр. ". этом аналоговый ключ 7 закрывается, входной сигнал через селектор полярности 2 поступает на вход инвертирующе"o уси:.:; еля 3, ко=.ôôèциент усиления которого выбирается равным единице. Поэтому на его выходе формируется сигнал положительной полярности (фиг. 21, t, -С ). Этот сигнал через интегрирующую цепочку

6 (фиг. 2), - ., -t ) и первый элемент

ИЛИ 10 поступает на вход управления управляемого источника питания 15 в виде пилообразного напряжения.

На выходах первого и второго компараторов 4 и 5 формируются импульсы управления для управления первым и вторым управляемыми ключами 16 и 17.

На интервале 0-t< импульс поступает на вход первого компаратора 4, с выхода которого снимается положительный импульс (фиг. 2e). На интервале 1, †.1 такой же импульс формируется вторым компаратором 5 (фиг.

2ж).

Импульсы с выходов компараторов поступают и на входы первой и второй дифференцирующих цепочек 8 и 9, которые формируют короткие импульсы (фиг, 2)), поступающие на вход сброса управляемого источника питания через второй элемент ИЛИ 11.

Кроме того, с выхода селектора 2 полярности импульсы поступают на интервале 0-t< через первый блок 12 гальванической развязки на вход одного плеча двухтактного усилительного каскада 14, а с выхода инвертирующего усилителя 3 на интервале времени

l через второй блок гальванической развязки 13 — на вход другого плеча двухтактного усилительного каскада 14, 1

Линейно изменяющееся напряжение (фиг. 2 ) поступает на вход преобразователя 23 напряжения, который выполнен по известной схеме.

С выхода преобразователя 23 напряжения широтно-модулированные импульсы поступают на вход последовательного резонансного ЬС-контура 22, который выделяет первую гармонику тока и тем самым снижает потери при переключении транзисторов укаэанного управляемого преобразователя. С выхода LC-контура синусоидальное напряжение, изменяющееся по амплитуде

1264301

25

Напряжение дополнительного источ- 35 ника 25 питания можно использовать как подставку для более высокоII vv вольтных источников питания, в частности для формирования ускоряющих напряжений в электронно-лучевых и ион- 40 но-лучевых установках.

Таким образом, на интервале t -t2 конденсатор 26 разряжается в дополнительный источник 25 питания, т.е. энергия, запасенная в конденсаторе 45

26, не рассеивается в виде тепла.

При этом потери в предложенном усилителе мощности очти в 50 раз ниже, чем.в известном.

30 мителя, параллельно выходу которого

55 включен ключ, управляющий вход :"отов соответствии с сигналом уг1равления, поступает на третий выпрямителт

21 и после выпрямления используется для питания ключа 24. Кроме того, с выхода LC-контура напряжение посту- пает на входы первого и второго управтяемьгх ключей 16 и 17.

На интервале О-t, с выхода первого компаратора 4 поступает импульс на первый вход управляемого источника !5 питания и далее на управляемый вход первого управляемого ключа 16, открывая его. При этом переменное напряжение с входа этого ключа поступает на его выход и далее через первый выпрямитель 18 — на коллектор транзистора одного плеча двухтактного усилительного каскада (фиг. 2 и или 2 к для другого плечa, v-t ).

Так как на интервале 0-1, через пер— вый блок гальванической развязки на вход этого плеча подано напряжение, то транзистор этого плеча открывается и через него начинает протекать ток I >, заряжающий конденсатор 26.

Ток I, можно определить по формуле:

k+

I > LE3 где Б — крутизна этого транзистора.

Так как Б и Ug постоянны, та ток также будет постоянным, при этом к напряжение на конденсаторе 26 будет изменяться (снижаться) по линейному закону (фиг. 2и).

Ф о р м у л а изобретения

Усилитель мощности, содержащий двухтактный усилительный каскад,выводы питания которого подключены к соответствующим выходам управляемого источника питания, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьпттения KIIg при работе на емкостную нагрузку, введены последовательно соединенные блок коррекции, селектор полярности сигнала, инвертирующий усилитель, интегрирующая цепочка, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом управления управляемого источника питания, при этом другой выход селектора полярности соединен с входом первого компаратора. выход которого соединен с первым

«ха т-ом управляемога источника питая..;я, а через введенный первый блок ,.а:тьванической развязки — с входом адногс плеча двухтактного усилительного каскада, выход инвертирующего у. кттителя через введенный второй блок гаттьван.=:ческай развязки соединен с входам другага плеча двухтактного усилит=";,ънаго каскада, а через второй ка . †.аратар — с вторым входом управляемагэ иста-. í:èêà питания между входом диф::еренцирующей цепочки и другим входом эттемента ИЛИ включен аналоговый клю, вход управления которога соединен с другим выходом селектора полярности, а выходь. первого и второго компараторов через соответственно первую . вторую дифференцирующие цепочки подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входам сб->оса управляемого источника питания, при этом управляемый истачнттк и:.тания содержит генератор, первый и второй управляемые ключи, первый и второй выпрямители, первый управляемый ключ ссединен с входом первого выпрямителя, а второй управляемый ключ — с входом второго выпрямителя, выходы первого и второго выпрямителей являются соI ответствующими выводами питания двухтактного усилительного каскада, причем другой выход второго выпрямителя соединен с дополнительным источником пйтания, а управляющие входы первого и второго управляемьгх ключей являются первым и вторым входами управляемого источника питания, причем генератор выттолнен в виде последавательно соединенных преобразователя напряжения, последовательного резонансного LC-контура и третьего выпрярого является входом сброса управля емого источника питания, при этом выходы управляемого преобразователя

5 1264301 4 напряжения подключены к входам пер и первого и второго выпрямителей сового и второго управляемых ключей ответственно

Составитель Н. Дубровская

Редактор К. Волощук Техред В.Кадар Корректор Е. Сирохман

Заказ 5572/55 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4