SU1427530A1 - Ключевой усилитель мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и м,6, использовано при проектировании вторичных источников питани . Цель - повьшение КПД. Устр-во содержит силовой 1 и вспомогательный 2 транзисторы. Эмиттер дополнительного транзистора 3 соединен с базой вcпoмoгafeльнoгo транзистора 2 и диодом 7. При подаче положительного потенциала на эмиттер силового транзистора 1 относительно базы дополнительного транзистора 3 все транзисторы активно заперты. При изменении пол рности управл ющего напр жени  через переход база - эмиттер дополнительного транзистора 3 протекает ток управлени . Чем больший ток протекает через базу силового транзистора 1, тем больше напр жение смещени  его ба за - коллекторного перехода, что увеличивает пр мой ток через диоды 6 и 7 и уменьшает ток базы вспомогательного транзистора 2. За счет регулирую щего действи  токов через диоды 4-7 силовой транзистор 1 работает в режиме насьш1ени  с регулируемой глубиной насьпцени , а вспомогательный 2 и дополнительный 3 транзисторы работают на границе области активного режима. 1 3.п. ф-лы, 1 нл. ffi й IND сд со б f

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани  систем радиотехники, автоматики и вьтислительной техники.

Целью изобретени   вл етс  повьше- ние К1Щ,

На чертеже приведена схема ключевого усилител  мощности, ; Ключевой усилитель мощности содержит силовой транзистор 1, вспомогат . цельный транзистор 2, дополнительный транзистор 3, регулирующие контуры на

10

области насыщени  переводитс , в режим , соответствующий границе активной области, ток эмиттера транзистора 2 ограничиваетс , а глубина насыщени  транзистора 1 уменьшаетс , В свою очередь, увеличение тока через диод 7 увеличивает падение напр жений на нем, что приводит к увеличению пр мого тока через диоды 4, 5 и уменьшает ток базы транзисто ра 3 При увеличении тока эмиттера транзис тора 3 увеличиваетс  напр жение на его база - эмиттерном переходе, увеДиодах 4-7 и вспомогательный источ- 15 личиваетс  ток через диоды 4, 5 и 8 напр жени  с вьшодами 9-11. уменьшаетс  ток базы транзистора 3.

области насыщени  переводитс , в режим , соответствующий границе активной области, ток эмиттера транзистора 2 ограничиваетс , а глубина насыщени  транзистора 1 уменьшаетс , В свою очередь, увеличение тока через диод 7 увеличивает падение напр жений на нем, что приводит к увеличению пр мого тока через диоды 4, 5 и уменьшает ток базы транзисто ра 3. При увеличении тока эмиттера транзист тора 3 увеличиваетс  напр жение на его база - эмиттерном переходе, увеличиваетс  ток через диоды 4, 5 и уменьшаетс  ток базы транзистора 3.

; В устройство между коллектором И базой силового транзистора 1 после- ;)1овательно подключен вспомогательный Источник 8 напр жени  (первым 9 и 20 Йторым 10 вьдаодами) и вспомогательный Транзистор 2, база которого через два Последовательно соединенных диода 6, 7 подключена к коллектору силового транзистора 1) причем дл  получени  нового качества - увеличени  Коэффициента усилени  без увеличени  Мощности источника 8 при одновремен- feoM увеличении КПД - источник 8 снаб25

В результате действи  двух после них механизмов транзистор 3 из обла ти насыщени  переводитс  на границу активной области.

Таким образом, при подаче положи тельного управл ющего сигнала на ба ЗУ транзистора 3 ключевой усилитель мощности переходит в провод щее сос то ние и напр жение источника- питани  прикладьшаетс  к нагрузке.

За счет регулирующего действи  т ков через диоды 4-7 транзистор 1 работает в режиме насыщени  с регул

35

40

.ен дополнительным выводом 11, соеди 30 руемой глубиной насьш;ени , а тран- ненным через дополнительный транзистор 3 с базой вспомогательного транзистора 2 база дополнительного тран- |эистора 3 через первый 4, второй 5 И третий 6 диоды соединена с коллектором силового транзистора 1, а база вспомогательного транзистора 2 - через четвертый диод 7 - с общей точкой диодов 5 и 6.

Ключевой усилитель мощности работает следующим образом.

Пусть управл ющий сигнал обеспечивает положительный потенциал на эмиттере силового транзистора 1, В этом случае все три транзистора 1-3 активно заперты.

При изменении пол рности управл ю- щего сигнала через переход база - эмиттер транзистора 3 начинает про- текать ток управлени . Еще большие токи начинают протекать через база - эмиттерные переходы транзисторов 2 и 1. Чем больший ток протекает через базу транзистора 1, тем больше напр 45

50

зисторы 2 и 3 - на границе области активного режима, В этом режиме опт мально используютс  усилительные свойства транзисторов и .схема имеет улучшенные по сравнению с составным усилителем частотные характеристики переключени . При изменении тока на

.грузки токи баз Транзисторов соотве ственно мен ютс .

При изменении пол рности управл  щего сигнала транзисторы 3, 2, 1 пе реход т в область отсечки, а их управл ющие переходы оказьшаютс  ак тивно запертыми, В дальнейшем проце сы повтор ютс .

Ток, потребл емый от источника 8 насьщ;ающего напр жени  по вьгооду 9, более чем на пор док превосходит то потребл емый от источника В по допо нительному выводу. Дл  современных кремниевых приборов напр   ение насы

щающего источника достаточно иметь пределах 1-2 В, При применении в ка честве вспомогательного транзистора

жение смещени  его база - коллектор- jg известного составного транзистора потребовалось бы напр жение 2-4 .В, падение напр жени  на указанном вспомогательном транзисторе увеличилось бы примерно в два раза, а следовательно.

ного перехода, что приводит к увели чению пр мого тока через диоды 6 и 7, а это уменьшает ток базы транзистора 2. В результате Транзистор 2 из

0

5

В результате действи  двух последних механизмов транзистор 3 из обласг ти насыщени  переводитс  на границу активной области.

Таким образом, при подаче положительного управл ющего сигнала на ба-. ЗУ транзистора 3 ключевой усилитель мощности переходит в провод щее состо ние и напр жение источника- питани  прикладьшаетс  к нагрузке.

За счет регулирующего действи  токов через диоды 4-7 транзистор 1 работает в режиме насыщени  с регули

руемой глубиной насьш;ени , а тран-

зисторы 2 и 3 - на границе области активного режима, В этом режиме оптимально используютс  усилительные свойства транзисторов и .схема имеет улучшенные по сравнению с составным усилителем частотные характеристики переключени . При изменении тока нагрузки токи баз Транзисторов соответственно мен ютс .

При изменении пол рности управл ющего сигнала транзисторы 3, 2, 1 переход т в область отсечки, а их управл ющие переходы оказьшаютс  активно запертыми, В дальнейшем процессы повтор ютс .

Ток, потребл емый от источника 8 насьщ;ающего напр жени  по вьгооду 9, более чем на пор док превосходит ток, потребл емый от источника В по дополнительному выводу. Дл  современных кремниевых приборов напр   ение насыщающего источника достаточно иметь в пределах 1-2 В, При применении в качестве вспомогательного транзистора

известного составного транзистора потребовалось бы напр жение 2-4 .В, падение напр жени  на указанном вспомогательном транзисторе увеличилось бы примерно в два раза, а следовательно.

уменьшилс  бы коэффициент полезного действи ,

В предложенном ключевом усилителе обща  мощность источника 8 практически не увеличиваетс .

Дл  защиты управл ющих переходов транзисторов 2, 3 и уменьшени  времени выключени  силового транзистора 2 параллельно управл ющим переходам транзисторов 2, 3 могут быть включены обратные диоды,

f

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1,Ключевой усилитель мощности, содержащий силовой транзистор, эмиттер которого присоединен к .первому вход- и выходному вьтоду, а коллектор к второму выходному выводу и первому выводу вспомогательного источника напр жени , второй вьшод которого подключен к коллектору вспомогатель0

   5

   0

   него транзистюра, эмиттер которого присоединен к базе силового транзистора , а база вспомогательного транзистора подключена к эмиттеру дополнительного транзистора, база которого подключена к второму входному выводу и через последовательную цепь из первого, второго и третьего диодов соединена с коллектором силового транзистора, отличающий с   тем, что, с целью повышени  КПД, вспомогательный источник напр жени  снабжен дополнительным выводом, подключенным к коллектору дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен через введенный четвертый диод с точкой соединени  второго и третьего диодов,

   2,Усилитель мощности по п,1, о т - ли чающийс  тем, что управл ющие переходы вспомогательного и дополнительного транзисторов шунтированы обратными диодами.