Усилитель класса д

Изобретение относитсяк радиотехнике и может быть использовано з ра.диопередающих устройствах,Известен усилитель класса О, содержащий транзисторный ключ, управляемый широтно-импульсным модулятором, выходной трансформатор 1 .Недостатком такого усилителя клас-.са Д является низкая надежность,обусловленная возникновением существенных перенапряжений на транзисторном ключе, вызванных прерыванием тока в индуктивности трансформаторапри выключении транзисторного ключа.Наиболее близким к предлагаемому 15по технической сущности является усилитель класса О, содержащий последовательно соединенные блок широтноимпульсной модуляции и ключевой усилитель мощности, выполненный на первом активном элементе и первом выходном трансформаторе, а также фильтрнижних частот, выход которого соединен с нагрузкой, а вход - соответственно с объединенными катодами выпрямительного и рекуперационного диодов и объединенными анодом рекуперационного диода и первым выводом вторичной обмотки первого выходноготрансформатора, второй вывод которой 30подключен к аноду выпрямительногодиода, 21 .Известный усилитель класса Д обладает нелинейной зависимостью амплитудной характеристики, обусловленной 35нелинейными зависимостями в активномэлементе ключевого усилителя мощности величин времени включения и рассасывания. Наиболее сильно указаннаянелинейность проявляется при низких 40и средних уровнях выходного напряжения,Цель изобретения - повышение линейности амплитудной характеристики 45и увеличение коэффициента полезногодействия,Поставленная цель достигается тем,что в усилитель класса В, содержащийпоследовательно соединенные блок 50широтно-импульсной модуляции и ключевой усилитель мощности, выполненный на первом активном элементе ипервом выходном трансформаторе, атакже фильтр нижних частот, выход 55которого соединен с нагрузкой, авход - соответственно с объединенными катодами выпрямительного и рекуперационного диодов и объединенными анодом рекуперационного диода и первым выводом вторичной обмотки первого выходного трансформатора, второй вывоц которой подключен к аноду выпрямительного диода, введены управляемый аттенюатор, В-триггер, компаратор, источник опорного напряжения, ключ, дополнительный ключевой усилитель мощности, выполненный на втором активном элементе и втором выходном трансформаторе, идополнительный выпрямительный диод, при этом вход дополнительного ключевого усилите -ля мощности через ключ соединен свыходом блока широтно-импульсной модуляции, а вторичная обмотка второго выходного трансформатора включена между анОдами выпрямительногои дополнительного выпрямительногодиодов, катоды которых объединены, йричем выход Фильтра нижних частот соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с информационнымвходом Э-триггера, тактовый входкоторого подключен к выходу блокаширотно-импульсной модуляции, а выход - к управляющим входам аттенюатора и ключа.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема усилителя класса П; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема ключевого усилителя мощности,Усилитель класса 0 (фиг.1) содержит ключевой усилитель 1 мощности,дополнительный ключевой усилитель 2 мощности, выполненные соответственно на первом и втором активных элементах и первом и втором выходныхтрансформаторах (фиг,2), выпрями- тельный 3 и дополнительный. выпрями- тельный 4 диоды, рекуперационныйдиод 5, блок 6 широтно-импульсноймодуляции (ШИИ) фильтр 7 нижнихчастот (ФНЧ), компаратор 8, источник 9 опорного напряжения, Р-триггер 10; управляемый аттенюатор 11,ключ 12, нагрузку 13,Усилитель класса П работает следующим образом.В соответствии с управляющим широтно-модулированным сигналом, вырабатываемым блоком ШИМ 6, ключевой 1 и дополнительный ключевой 2 усилители мощности с подключенными на выходе выпрямитеньным 3 и дополнительным выпрямительным 4 диодами и рекуперационным диодом 5 формируют навходе ФНЧ 7 последовательность однополярных прямоугольных импульсов 5напряжения. ФНЧ 7 выделяет на нагрузке 13 постоянную составляющую этихимпульсов, повторяющую закон изменения входного сигнала усилителя классаР. 10Когда выходное напряжения усилителя класса ,Р превышает уровень,определенный источником 9 опорногонапряжения, на выходе компаратора 8,а также на выходе Д-триггера 10 действует напряжение, соответствующеелогическому нулю, При этом ключ 12замкнут и амплитуда импульсов на входе ФНЧ 7 равна удвоенной амплитудеимпульсов, вырабатываемых каждым изусилителей мощности 1 и 2. Выпрямительный диод 3 при этом постояннозаперт,Если напряжение на выходе усилителя класса О, уменьшаясь, переходит 5уровеньзаданный источником 9 опорного напряжения, на выходе .компаратора 8 появляется сигнал логической. единицы, воспроизводимый 0-триггером 10. В результате этого ключ 12отключает соединение блока ШИМ 6 сдополнительным ключевым усилителем,мощности 2, а коэффициент передачиуправляемого аттенюатора 11 удваивается. За счет выключения дополни 35тельного ключевого усилителя 2 и дополнительного. выпрямительного диода 4 амплитуда импульсов на входеФНЧ 7 уменьшается в два раза и становится равной амплитуде импульсов,формируемых ключевым усилителем 1мощности. Одновременно за счет изменения коэффициента передачи управляе. мого аттенюатора 1 удваиваетсяуп-, равляющее напряжение на входе блока ШИМ 6 и, соответственно, в два раза увеличивается длительность импульсов, вырабатываемых ключевым усилителем 1 мощности, Таким образом, в момент перехода порогового уровня сохраняется неизменной вольт- секундная "площадьимпульсов, формируемых на вхОде ФНЧ 7.Благодаря применению П-.триггера 10, тактируемого импульсами с выхода блока ШИМ 6, отключение (включение) дополнительного ключевого усилителя 2 мощности осуществляется только в паузах между управляющими импульсами, тем самым устраняется возможность перенапряжения в дополнительном ключевом усилителе 2 мощности при его коммутации. Усилитель класса Р. обладает большей линейностью амплитудной характеристики при низких и средних уровнях выходного напряжения, благодаря более точному соответствию продолжительности импульсов, усиленных ключевым усилителем мощности, управ ляющим импульсам, вырабатываемым блоком ШИМ 6, за счет увеличения их длительности в указанном диапазоне выходных напряжений. При этом усилитель класса 0 обладает более высоким КПД, поскольку в области низких и средних амплитуд выходных напряжений, когда работает лишь один ключевой усилитель 1 мощности, удельные коммутационные потери но сравнению с известным усилителем класса Д вдвое ниже при одинаковом использовании активных элементов1127 О 74 ор В.Гирняк 8754/43 Тираж 8 Ь 1 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,Зак одписное 4 ал ППП "Патент", г,Ужго