Усилитель мощности класса д

ВВсОюэ сОВетснихщилюцешиРЕСПУБЛИН 0704 А Ои 51)4 НОЗР 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) В.А. (53) 621. (56) Авто У 1358065 13.05,86,57) Иэобрет ехнике. Целние КПД и над ие относится к радио- изобретения - повышеежности. Усилитель мощисточник 1 входного но-импульсный модулятный выходной каскад 3,выпрямители 6-9, об и 18 трансформатора ок 13 управления, пороности содержи сигнала, широ тор 2, двухта фильтры 4 и 5 мотки 10, 11, 12 питания, б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ иэоБРетениям и отнРыти Яфи ГННТ СССР(54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ КЛАССА Д гговьп эл-т 14, компараторы 15 и 16, упр,вляемые ключи 19-, вентили 23 и 24, нагрузку 25, дифференцирующий усилитель 26 и детектор 27 нуля. С помощью введенного детектора 27 сигна лы управления подаются только на тот ключ, через который протекает ток рекуперации. Рекуперация начинается в момент прохождения напряжения сети через максимум и происходит на участке, где напряжение и ток уменьшаются по величине. При этом результирующий импульс тока вервичной обмотке трансформатора 12, равньп разности потребляемого и возвращаемо 1 о токов, смещается так, что ток начинает опережать напряжение, Это эквивалентно емкостному характеру нагрузки 25. Цель достигается за счет сшюкения потерь энергии в первичной обмотке трансформатора 12 и подводящих проводах, 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в усилителях мощности низкой частоты.Цель изобретения - повышение КПД5 и надежности усилителя.На чертеже представлена электрическая схема усилителя мощности класса Д.Усилитель мощности класса Д со О держит источник 1 входного сигнала, широтно-импульсный модулятор 2, двухтактный выходной каскад 3, фильтры 4 и 5, выпрямители 6, 7 и 8, 9, вторич" ные обмотки 10 и 11 трансформатора 12 питания, блок 13 управления, пороговый элемент 14, компараторы 15 и 16, дополнительные обмотки 17 и 18 трансформатора 12 питания, управляемые ключи 19, 20, дополнительные уп- щ равляемые ключи 21 и 22, вентили 23 и 24, нагрузку 25, дифференцирующий усилитель 26 и детектор 27 нуля.В процессе усиления сигналов низ кой частоты при возвращении энергии из нагрузки 25 в источник питания (например,в фильтр 4), положительное напряжейие на выходе фильтра 4 возрастает. Одновременно на неинвертиру ющем входе порогового элемента 14 напряжение повышается и достигает порога срабатывания +дЕ. При этом нап-. ряжение на выходе порогового элемента 14 становится положительньи и сохраняется до тех пор, пока напряжение на выходе фильтра 4 не уменьшится до номинального (пороговый элемент 14 выполнен с гистерезисом). Положительное напряжение с выхода порогово+ 4 О го элемента 14 поступает на стробирующий вход блока 13 управления. С помощью компараторов 15 и 16 формируются положительные импульсы, которые поступают на управляющие входы 1 блока 13 управления. Указанные импульсы формируются путем сравнения синусоидального напряжения с вторичной обмотки трансформатора 12 питания и порогового напряжения. Синусоидальное напряжение с частотой сети поступает также на вход дифференцирующего усилителя 26, на выходе которого формируется последовательность импульсов, соответствуазцих первой производной от входного напряпения (отрицательное напряжение на его выходе соответствует нулевому уровню). Импульсы с выхода дифференцирующего усилителя 26 поступают на входсинхронизации блока 13 управления.На установочный вход блока 13 управления поступает сигнал с выхода де-,тектора 27 нуля. При возрастании напряжения на фильтре 4 напряжение навыходе детектора 27 нуля становится .положительным, а в случае возрастания напряжения на фильтре 5 напряжениена выходе детектора 27 нуля становится равным нулю,При превышении напряжения нафильтре 4 на выходах блока 13 управления формируются импульсы управления для управляемых ключей 19 и 22,а при превышении напряжения на фильтре 5 формируются импульсы управления для управляемых ключей 20 и 21.Импульс управления с выхода блока13 управления открывает управляемыйключ 19, включая при этом цепь рекуперации, Через фильтр 4, вентиль23, управляемый ключ 19, дополнительную обмотку 17 и вторичную обмотку -10 трансформатора 12 питания протекает импульс тока, который не совпадает по фазе с напряжением в дополнительной и вторичной обмотках 17и 10. При этом реактивная энергия,накопленная в фильтре 4, трансформируется в питающую сеть, К некоторому моменту времени напряжение нафильтре 4 снижается до допустимой ве.личины, Если перекачка реактивнойэнергии из нагрузки 25 в фильтр 4продолжается, то напряжение на фильтре 4 будет увеличиваться. В моментвремени, когда на противофазном выходе блока 13 управления формируется импульс управления, открывается,дополнительный управляемый ключ 22,включая при этом цепь рекуперации,Через фильтр 4, вентиль 23, дополнительный управляемый ключ 22, дополнительную обмотку 18 и вторичную обмотку 11 трансформатора 12 питания протекает импульс тока рекуперации. Далее напряжение на фильтре 4 восстанавливается до допустимой величины.Процесс повторяется до исчезновения .причины, вызывающей возрастание напряжения на фильтре 4. Таким образом, сигналы управленияподаются только на тот управляемыйключ, через который протекает токрекуперации, например 19, при этомФормула изобретения Составитель С. МироновТехред Л. Сердюкова Корректор Т, Малец Редактор А. Огар Заказ 3759/56 Тираж 884 ПодписноеРчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5 14через управляемый ключ 20 токи непротекают,Рекуперация начинается в моментпрохождения напряжения сети черезмаксимум и происходит на участке,где напряжение и ток уменьшаются повеличине, при этом результирунщий импульс тока в первичной обмотке трансформатора питания, равный разностипотребляемого и возвращаемого токов, смещается так, что ток начинаетопережать напряжение (при нулевом исходном фазовом сдвиге), что эквивалентно емкостному характеру нагрузки. Учитывая, что большинствонагрузок носит индуктивный характер,КПД питающей сети улучшается и снижаются потери энергии в первичнойобмотке трансформатора и подводящихпроводах, что повышает общий КПДусилителя и его надежность. Усилитель мощности класса Д, содержащий последовательно включенные широтно-импульсный модулятор и двухтактНЫй выходной каскад, трансформатор питания, выводы вторичной обмотки которого подключены через соответствующие цепи из последовательно соединенных выпрямителя и фильтра к выводам питания каждого плеча двухтактного выходного каскада, пороговый элемент, входы которого подключены к выходам фильтров каждого плеча, а его выход - к стробирующему входу блока управления, а также в каждом . плече компаратор, выход которого соединен с управляющим входом блока уп 90704ираВЛЕНИЯ ПОС,11 ЕЛН.1 н 1 Е.1.НО С ЭЕ. 1П.допйпнительную обмотку тра 11 сфнрмачра питания, управляема 11 кню 1 11 в.н -тиль, а тд(же допОП 111 те.ы 11 А у 11 рф.вляемый ключ, вход компаратсра пол"ключен к точке соединения,11,111 р 11 м 11 -ля, дополнительной и вторичной обмоток трансформатора питания, а вентиль подключен к точке соединениясоответствующего фильтра с выпрямителем, причем каждый дополнительныйуправляемый ключ подключен между точкой соединения вентиля с управляемымключом одного плеча и точкой соединения дополнительной обмотки с управляемым ключом другого плеча, приэтом выход блока управления соединен с управляющим входом управляе. -мого ключа оцного плеча, противофазный выхоц блока управления соединенс управляющим входом дополнительного управияемого ключа другого плеча,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения КПД и надежности,введеН детектор нуля, выход которогосоединен с установочным входом блока управления, вход - с выходамифильтров, а между точкой соединениявыпрямителя с допол 1 п 1 тельной обмоткойкаждого плеча трансформатора питания и входом синхронизации блока управления введен дифференцирующий усилитель, причем первый цополнительныйвыход блока управления соединен с управляющим входом дополнительного управляемого ключа одного пле 1 а, а второй дополнительный противофазныйвыход блока управления - с упражняющим входом управляемого ключа другого плеча.