SU1202020A1 - Усилитель мощности - Google Patents

Abstract

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий соединенные последовательно сумматор, аналого-цифровой преобразователь , блок управлени  и п ключевых усилителей мощности, каждый из которых содержит источник питани  и двухтактный инвертор, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам блока управлени ,, а первые и вторыевыходы соединены последовательно, причем первьй выход первого двухтактного инвертора первого ключевого усипител  мощности через цепь обратной св зи подключен к первому входу сумматора и  вл етс  первым выходом уси- лител  мощности, а второй выход Двухтактного инвертора п-го ключевого усилител  мощности  вл етс  вторым выходом усилител  мощности, а также ri управл емых ключей, каждый из которых включен между выходами каждого двухтактного инвертора ключевого усилител  мощности, причем входы управлени  управл емых ключей подключены к соответствующим выходам блока управлени , о т л ичающийс  тем, что, с целью повьш1ени  надежности, в него введены управл емый аттенюатор, шифратор и п двухпозиционшлх управл емых ключей, первые выходы которых соединены последовательно, причем второй выход п-го двухпозиционного ключа подключен к первому выходу первого двухпозициониого ключа , вход каждого двухпозиционного управл емого ключа подключен к выходу источника питани  соответству (Я ющего двухтактного инвертора ключевого усилител  моЕЩости, входы уп- . равлени  двухпозиционных управл емых ключей подсоединены к соответt ствующим выходам блока управлени , а первьш выход каждого двухпозиционto ного управл емого ключа через дато чик тока - к пшне питани  двухтактГС ного инвертора каждого ключевого усилител  мощности, причем выходы о ю датчиков тока подключены к входам пшфратора, выход которого подключен к управл ющим входам блока управл г ни  и управл емого аттенюатора, сигнальный вход которого  вл етс  входом усилител  мощности, а выход соединен с вторым входом сумматора.

Description

Изобретение относитс  к усилител ной технике и может.быть использовано дл  усилени  по мощности напр  жени  низкой частоты. Целью изобретени   вл етс  повышение надежиости усилител  мощности На фиг.1 представлена структурна электрическа  схема усилител  мощно сти; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы его работы. Усилитель- мощности содержит управл емый аттенюатор I, сумматор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 управлени , цепь 5 обратной св зи, ключевые усилители 6-9 мощности, источники 10-13 питани , двухпозициониые управл емые ключи 14-17, датчики 18-21 тока, двухтактные инверторы 22-25, управл емые ключи 26-29, шифратор 30. Усилитель работает следующим образом . Входнрй сигнал усилител  (см. фиг.2, диаграмма а) через управл емый аттенюатор 1 поступает на пр мой вход сумматора 2, выходной сигнал которого преобразуетс  аналого-цифровым преобразователем 3 в двоичный многоразр дный код X. Код X преобразуетс  блоком 4 управлени  в многоразр дный параллельный код Y, каждый разр д которого используетс  дл  управлени  соответствукшщн ключевым усилителем 6-9 мощности. Код разбит на три группы. Перва  группа разр дов .управл ет двухтактными инверторами 22-25 (фиг.2 5, 6, 1-, и соответстве но) , втора  - двухпозиционными упра л емьми ключами 14-17, треть  - управл емыми ключами 26-29. Алгоритм преобразовани  кода X в код Y представлен в таблице. Каждьй ключевой усилитель 6-9 мощности формирует выходное импульсное напр жение (фиг.2 е ,:«, j, м ), амплитуда которого определ етс  величиной напр жени  источника 10-13 питани  соответствующего ключевого усилител  6-9 мощности. Напр жение источников 10-13 питани  выбираетс  пропорциональным весам двоичных разр дов кода X Пол рность импульсов определ етс  знаком сигнала рассогласовани  между входным напр жением и напр жением от цепи 5 обратной св зи (знаковым разр дом кода Х), а дпительность - текущим значением ко0 X . Выходной сигнал усилител  Да (фиг.2 к) образуетс  путем алгебраического сложени  выходных сигналов ключевых усилителей 6-9 мощности. При выходе из стро  одного из двухтактных инверторов 22-25 шифратор 30 по сигналам с датчиков 1821 тока вырабатывает двоичный код Z , который переключает блок 4 управлени  на соответствующую программу формировани  сигналов управлени  в аварийном режиме. Количество программ равно количеству каналов усилител . Алгоритм преобразовани  кода X в код Y при отказах различных каналов (при различных значени х ко- . да 2 ) приведен в таблице. По выбранной программе отказавший инвертор 22-25 отключаетс  от источника 10-13 питани  двухпозицио .нным управл емым ключом 14-17, а его функции начинает выполн ть двухтактный инвертор 22-25, формировавший ранее ступеньку выходного напр жени  с максимальным шагом. Функциональна  замена одного двухтактного инвертора 2225 другим осуществл етс  путем переключени  на один шаг сигнгшов управлени  двухтактными инверторами 22-25 (см. фиг.З, диагр. б, в 1, д соответственно), ключами 26-29 и источников питани  10-13 : за счет формировани  сигналов управлени  двухпозиционными управл емыми ключами 14-17. Например, при выходе из стро  двухтактного инвертора 22 источник 10питани  подключаетс  двухпозиционным управл емым ключом 14 к двухтактному инвертору 23; источник 1I- к двухтактному инвертору 24 и т.д. Одновременно на входе двухтактного инвертора 23 формируетс  импульсна  последовательность, ранее формировавша с  дл  двухтактного инвертора 22, на входе двухтактного инвертора 24 - импульсна  последовательность двухтактного инвертора 23 и т.д. Таким образом, ключевой усилитель 7 мощности начинает формировать напр жение, пропорциональное первому разр ду кода X (фиг.3 ж); ключевой усилитель 8 мощности - второму (фиг.З -J-) и т.д., и суммарное выходное напр жение (фиг.З к) формируетс  с прежим шагом ступенчатого напр жени . 31 Нар ду с переключением программ блока 4 управлени , выходной код 2. шифратора 30 осуществл ет управлени управл емым аттенюатором 1, уменьша  величину входного сигнала усилител  (см. фиг.З, диаг.р. ч - пунктирна  лини ) дл  исключени  насьш ени  выходного напр жени  усилител . Устройство-прототип характеризуетс  искажением формы выходного напр жени  при отказе одного из инверторов , в то врем  как в предлагаемом устройстве, за счет сохранени  шага формировани  ступенчатого 15 тактных инверторов. 0. 4 выходного напр жени , его форма . остаетс  прежней, Таким образом, за счет функциональной замены отказавшего двухтакт ого инвертора 22-25 и уменьшени  величины входного сигнала, поступающего на аналого-цифровой преобразователь 3, нелинейные искажени  выходного напр жени  усилител  мощности увеличиваютс  незначительно, что по существу и обеспечивает его повьш1енную надежность, характеризуемую как уровень нелинейных искажений при отказе одного из двух

0000 0001

0010 0011

+ +

0100

01 О 1

+ +

0110 + +

0001 1 1

+ + + 1000 1001

++ 1010

++ 1011

+ ++

11 00 1101

+ ++ 1110

+ ++

1 11 I

+ + ++ + - наличие сигнала управлени  на торах

+ +

+ +

+ +

+

+ +

+ +

+ + +

++ соответствукщих ключах и инвер111

+ + 000 001 + 010.

Продолжение таблицы

+ + + + +

4- ++ +

++ +

+ +

+ ++

+ +

22

i.1

пг

23

20J

ii

f

2

r®

I

25

s

I- I

.

г

в.

Ж:

а.

г- д

CL:

Ж

Г W

Claims (1)

1. УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий соединенные последовательно сумматор, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и η ключевых усилителей мощности, каждый из которых содержит источник питания и двухтактный инвертор, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления,^ первые и вторыевыходы соединены последовательно, причем первый выход первого двухтактного инвертора первого ключевого усилителя мощности через цепь обратной связи подключен к первому входу сумматора и является первым выходом уси- лителя мощности, а второй выход Двухтактного инвертора η-го ключевого усилителя мощности является вторым выходом усилителя мощности, а также η управляемых ключей, каждый из которых включен между выходами каждого двухтактного инвертора ключевого усилителя мощности, причем входы управления управляемых ключей подключены'к соответствующим выходам блока управления, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введе* ны управляемый аттенюатор, шифратор и η двухпозиционных управляемых ключей, первые и вторые выходы которых соединены последовательно, причем второй выход η-го двухпозиционного ключа подключен к первому выходу первого двухпозиционного ключа, вход каждого двухпозиционного управляемого ключа подключен к выходу источника питания соответствующего двухтактного инвертора ключевого усилителя мощности, входы управления двухпозиционных управляемых ключей подсоединены к соответ-^ ' ствующим выходам блока управления, а первый выход каждого двухпозиционного управляемого ключа через датчик тока - к шине питания двухтактного инвертора каждого ключевого усилителя мощности, причем выходы датчиков тока подключены к входам шифратора, выход которого подключён к управляющим входам блока управления и управляемого аттенюатора, сигнальный вход которого является входом усилителя мощности, а выход соединен с вторым входом сумматора.

   $8

   SU „.,1202020 >