RU2022450C1 - Усилитель мощности - Google Patents
Усилитель мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022450C1 RU2022450C1 SU4921607A RU2022450C1 RU 2022450 C1 RU2022450 C1 RU 2022450C1 SU 4921607 A SU4921607 A SU 4921607A RU 2022450 C1 RU2022450 C1 RU 2022450C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- transistors
- amplifier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Использование: в качестве усилителя и генератора. Сущность изобретения: в целях уменьшения помех, уменьшения коэффициента гармоник, увеличения полосы пропускания, уменьшения тепловых потерь в усилителе мощности, образованном двумя параллельными каналами: один - на усилителе с широтно - импульсной модуляцией, на выходе которого включен индуктивный выходной фильтр, а другой - на линейном усилителе, выход последнего подключен к точке соединения выходного фильтра и нагрузки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве усилителя и генератора.
Целью изобретения является уменьшение пульсаций напряжения на нагрузке, увеличение полосы пропускания, уменьшение тепловых потерь.
На чертеже представлена структурная электрическая схема усилителя мощности.
Он содержит первый и второй транзисторные ключи 1, 2, выходной фильтр 3, первый и второй транзисторы 4, 5, нагрузку 6, двухполярный источник 7 питания, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 8, первый сумматор 9, цепь отрицательной обратной связи (ООС) 10, второй сумматор 11.
Усилитель работает следующим образом.
Сигнал задания подается на вход суммирующего усилителя 9, образующего совместно с ключами 1, 2, фильтром 10 и ШИМ 8 усилитель с обратной связью по напряжению, при этом среднее значение напряжения в общей точке ключей 1, 2 равно заданному.
Пульсации ШИМа сглаживаются фильтром 3 и окончательно сглаживаются транзисторами 4, 5, которые из-за наличия ООС также поддерживают на нагрузке 6 заданный потенциал. При этом из-за равенства коэффициентов, усиления по напряжению канала ШИМ и канала линейного усиления низкочастотные составляющие потенциалов общих точек ключей 1, 2 и транзисторов 4, 5 равны.
Потери их на транзисторах 4, 5 определяются следующим образом. Допустим, что Uзад - заданный уровень напряжения на нагрузке. При этом усредненное значение напряжения в общей точке ключей 1, 2 будет связано с ним формулой
Uус1,2= Uзад= , (1) где τ - длительность импульса ШИМ;
Т1 - длительность положительного периода;
Т2 - длительность отрицательного периода;
Апит - напряжение двуполярного источника питания. Учитывая, что Т2 = -Т1 получаем выражение для Т1;
Τ1= (2) Определим двойную амплитуду пульсации тока из выражения
Δi= Aпит-U (3) и формулы (2)
Δi= (4) Считая, что напряжение на транзисторах 4, 5 определяется формулами
U1T = Aпит - Uзад,
U2T = Aпит + Uзад, определим мощность, выделяемую при компенсации тока пульсации в фильтре 3. Считая среднее значение тока пульсации через транзистор равным Δicp = Δ i/4, получим выражение для рассеиваемой транзисторами 4, 5 мощности
P4,5 = 2Aпит· =
Сравним эффективность различных способов улучшения характеристик преобразователей (в частности, по коэффициенту гармонии). Например, требуется снизить коэффициент гармонии полумостового преобразователя, собранного на транзисторах КТ834А с частотой ШИМ - 10 кГц, питанием ±150 В и фильтром, обеспечивающим пульсацию тока в пределах 1% от максимального значения 5А. Мощность, выделяемая на транзисторах, составит
P≈ Uнас·I+ ·Aпит·I= 1B·5A+ ·150 B·5A= 12.5 Вт
При достижении пульсации 0,3% путем увеличения частоты ШИМ мощность потерь увеличится до 30 Вт. В предложенном устройстве максимальная мощность, выделяемая на дополнительных транзисторах, составит
P4,5= 2Aпит· ·Δi = 300· 0.05A = 3 Вт
при уменьшении пульсации на несколько порядков. Уровень помех в этом случае также будет в несколько раз ниже за счет сохранения частоты ШИМ.
Uус1,2= Uзад= , (1) где τ - длительность импульса ШИМ;
Т1 - длительность положительного периода;
Т2 - длительность отрицательного периода;
Апит - напряжение двуполярного источника питания. Учитывая, что Т2 = -Т1 получаем выражение для Т1;
Τ1= (2) Определим двойную амплитуду пульсации тока из выражения
Δi= Aпит-U (3) и формулы (2)
Δi= (4) Считая, что напряжение на транзисторах 4, 5 определяется формулами
U1T = Aпит - Uзад,
U2T = Aпит + Uзад, определим мощность, выделяемую при компенсации тока пульсации в фильтре 3. Считая среднее значение тока пульсации через транзистор равным Δicp = Δ i/4, получим выражение для рассеиваемой транзисторами 4, 5 мощности
P4,5 = 2Aпит· =
Сравним эффективность различных способов улучшения характеристик преобразователей (в частности, по коэффициенту гармонии). Например, требуется снизить коэффициент гармонии полумостового преобразователя, собранного на транзисторах КТ834А с частотой ШИМ - 10 кГц, питанием ±150 В и фильтром, обеспечивающим пульсацию тока в пределах 1% от максимального значения 5А. Мощность, выделяемая на транзисторах, составит
P≈ Uнас·I+ ·Aпит·I= 1B·5A+ ·150 B·5A= 12.5 Вт
При достижении пульсации 0,3% путем увеличения частоты ШИМ мощность потерь увеличится до 30 Вт. В предложенном устройстве максимальная мощность, выделяемая на дополнительных транзисторах, составит
P4,5= 2Aпит· ·Δi = 300· 0.05A = 3 Вт
при уменьшении пульсации на несколько порядков. Уровень помех в этом случае также будет в несколько раз ниже за счет сохранения частоты ШИМ.
Предлагаемое устройство позволяет уменьшить индуктивность фильтра и увеличить полосу пропускания.
Claims (1)
- УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий первый сумматор, первый вход которого является входом усилителя мощности, второй вход соединен с выходом цепи отрицательной обратной связи по напряжению, а выход - с входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с входами управления первого и второго транзисторных ключей, первые выводы которых подключены к соответствующим шинам двухполярного источника питания, а вторые выводы соединены и через выходной фильтр подключены к нагрузке, а также последовательно соединенные второй сумматор и первый и второй транзисторы с отрицательной обратной связью по напряжению с точки соединения выходных электродов первого и второго транзисторов на первый вход второго сумматора и образующие линейный усилитель, при этом второй вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсации напряжения на нагрузке расширения полосы пропускания и уменьшения тепловых потерь, точка соединения выходных электродов первого и второго транзисторов подключена к точке соединения выходного фильтра и нагрузки, точка соединения вторых выводов первого и второго транзисторных ключей соединена с входом цепи отрицательной обратной связи по напряжению, выполненной на фильтре нижних частот.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4921607 RU2022450C1 (ru) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Усилитель мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4921607 RU2022450C1 (ru) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Усилитель мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022450C1 true RU2022450C1 (ru) | 1994-10-30 |
Family
ID=21566416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4921607 RU2022450C1 (ru) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Усилитель мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2022450C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542879C1 (ru) * | 2014-02-07 | 2015-02-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Ключевой усилитель мощности |
-
1991
- 1991-03-26 RU SU4921607 patent/RU2022450C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 687561, кл. H 03F 3/20, заявл. 24.03.78. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542879C1 (ru) * | 2014-02-07 | 2015-02-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Ключевой усилитель мощности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6016075A (en) | Class-D amplifier input structure | |
US4691269A (en) | PWM inverter apparatus | |
US4390849A (en) | Audio power amplifier with class-D push-pull output stage | |
US7321262B2 (en) | Power conversion system | |
US10749486B2 (en) | Class D amplifier current feedback | |
GB2117990A (en) | Feed-forward amplifier | |
GB2490930A (en) | A switching amplifier arrangement providing both signal drive and a high bias voltage for an electrostatic loudspeaker | |
US4516080A (en) | High-efficiency low distortion parallel amplifier | |
US20050127991A1 (en) | Volume control in class D amplifier using variable supply voltage | |
JPH05199044A (ja) | パルス幅変調増幅回路 | |
EP1588484B1 (en) | Pulse modulated power converter | |
RU2022450C1 (ru) | Усилитель мощности | |
JPH11113253A (ja) | 昇圧チョッパー回路 | |
US6882219B2 (en) | High frequency switch-mode power amplifier | |
JPH0946144A (ja) | 絶縁型d級増幅器 | |
KR100453708B1 (ko) | 고효율 스위칭 증폭기 | |
US11159132B2 (en) | Class D amplifier stereo to mono converter | |
US5598325A (en) | Series coupled non-isolated bipolar transformer within automotive power amplifier | |
RU2794346C1 (ru) | Усилитель класса D | |
US6094035A (en) | Amplifying power converter circuits | |
JP3820939B2 (ja) | スイッチングアンプ | |
JPS5834043B2 (ja) | D級電力増幅器 | |
SU609115A1 (ru) | Источник питани посто нного напр жени | |
JP2594516Y2 (ja) | Ac−dcコンバータ | |
JPS62257778A (ja) | レ−ザダイオ−ド駆動回路 |