SU470058A1 - Ключевой усилитель мощности - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электротехники , касающейс  проблем преобразовани  и регулировани  электрической энергии.

Составной транзистор при всех его преимуществах в отношении возможности выполнени  в малом объеме имеет существенный недостаток , заключающийс  в том, что в нем сложно достигнуть режима насыщени  силовых транзисторов.

Изобретение может широко примен тьс  при решении проблемы комплексной миниатюризации устройств преобразовани  и регулировани  электрической энергии, котора  в насто щее врем  решаетс  в электротехнической, радиотехнической , электронной и других област х промышленности. Технической задачей в предлагаемом изобретении  вл етс  построение универсального ключа посто нного тока , имеющего малые потери, высокий коэффициент усилени  и не имеющего деталей, ке поддающихс  миниатюризации.

Эта задача решаетс  за счет широкого применени  составного транзистора.

Однако известные схемы имеют р д существенных недостатков.

В них практически отсутствует возможность осуществить активное запирание транзисторов . Автоматический запуск и выключение в них не осуществл ютс  без наличи  дополнительного довольно сложного управл ющего устройства.

При высокочастотных коммутаци х имеетс  такой момент, когда суммарный ток баз равен

нулю и на нагрузке по вл ютс  импульсы помех , исключить которые без ухудшени  динамических свойств ключа не удаетс .

Предлагаетс  схема ключевого усилител  мощности свободных от указанных педостатков . Схема базируетс  на использовании па|зы составных транзисторов, имеющих единый токоограничивающий трансформатор, работающий на высокой частоте. Отличительное свойство схемы состоит в

том, что в ней автоматически измен етс  входна  характеристика составного транзистора, что обеспечивает исключение указанных недостатков .

Конструктивно это достигаетс  за счет того,

что базы силовых транзисторов соедин ютс  между собой через встречно включенные управл ющие переходы вспомогательных транзисторов и согласно включенные вторичные обмотки токоограничивающего трансформатора , а источник управл ющих сигналов присоедин етс  к базе силового транзистора через последовательно соединенные управл ющий переход вспомогательного транзистора и одну пз указанных вторичных обмоток.

Схема предлагаемого ключевого усилител  мощности приведена на чертеже.

В состав схемы вход т силовые транзисторы 1, 2, вспомогательные транзисторы 3, 4 и токоогракичивающий трансформатор 5.

При поступлении управл ющего сигнала с плюсом на базу приоткрываютс  транзисторы 1, 2, 3, 4. Пусть из-за неоднородности характеристик через транзистор 1 пойдет несколько больщий ток, чем через транзистор 2. При этом на обмотках трансформатора 5 наводитс  напр жение с плюсом на началах, обозначенных точками.

Напр жение на обмотке 6 вычитаетс  из напр жений на управл ющих переходах транзисторов 1 и 3, а напр жение на обмотке 7 суммируетс  с напр жени ми на управл ющих переходах транзисторов 2 и 4. В результате весь управл ющий ток идет через базу транзистора 3, а весь ток нагрузки через эмиттер транзистора 1.

После насыщени  сердечника трансформатора 5 сигнал управлени  наведет на обмотке 6 плюс на конце. Суммарное входное падение напр жени  левого по схеме составного транзистора начнет расти, а у правого составного транзистора - падать. Ток базы транзистора

3будет уменьшатьс , а ток базы транзистора

4увеличиватьс . Напр жение на обмотках трансформатора 5 изменит пол рность. Силовой транзистор 2 перейдет в область глубокого насыщени  и будет пропускать весь ток нагрузки. В дальнейшем процессы повтор ютс  до тех пор, пока не изменитс  сигнал управлени . Выключение усилител  мощности принципиально не отличаетс  от выключени  обычного составного транзистора. Обеспечиваетс  активное запирание каждого из транзисторов . Надежное возбуждение обеспечиваетс  самим управл ющим сигналом. Отсутствуют моменты времени (в открытом состо нии), когда бы суммарный базовый ток равн лс  нулю. Размеры сердечника минимальны и не завис т от частоты коммутации тока нагрузки.

Предмет изобретени 

Ключевой усилитель мощности, содержащий

по меньшей мере пару силовых транзисторов, каждый из которых соединен с вспомогательным транзистором по схеме составного транзистора , с использованием трансформатора, первична  обмотка которого включена последовательно с цепью нагрузки, а вторична  обмотка включена последовательно с силовой цепью вспомогательного транзистора, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  к.п.д. и коэффициента усилени  по мощности

при уменьшенных габаритах трансформатора, вторичные обмотки указанного трансформатора включены между базами и эмиттерами соответствующих силовых и вспомогательных транзисторов, причем, если к базе одного силового транзистора вторична  обмотка присоединена началом, то к базе другого транзистора друга  вторична  обмотка упом нутого трансформатора присоединена концом.

ЬУ

-4Jv,A.,---. .

f

j

Uu