Усилитель мощности

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 119) (11) 3 ГЗ/ КОМИТЕТ СССРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ГОСУД АРСТ 8 ЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТО ЬСТБУ К РСНОМУ СВИДЕТЕЛ(54)(57) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий соединенные последовательносумматор, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и и ключевых усилителей мощности, каждыйиз которых содержит источник питания и двухтактный инвертор, первыйи второй входы которого подключенык соответствующим выходам блока управления, а первые и вторые выходысоединены последовательно, причемпервый выход первого двухтактногоинвертора первого ключевого усилителя мощности через цепь обратной связи подключен к первому входу сумматора и является первым выходом усилителя мощности, а второй выход Двухтактного инвертора п-го ключевого усилителя мощности являетсявторым выходом усилителя мощности,а также 11 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 ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены управляемый аттенюатор, шифратор и и двухпозиционных управляемых ключей, первые и вторые выходы которых соединены последовательно, причем второй выход и-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 управляе- С, мых ключей подсоединены к соответствующим выходам блока управления, а первый выход каждого двухпозицион- ьееа ного управляемого ключа через дат- ф чик тока - к шине питания двухтактного инвертора каждого ключевого р усилителя мощности, причем выходы , . юав датчиков тока подключены к входам шифратора, выход которого подключен к управляющим входам блока управле;. ния и управляемого аттенюатора, сигнальный вход которого является входом усилителя мощности, а выход соединен с вторым входом сумматора.2012020Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано для усиления по мощности напряжения низкой частоты.Целью изобретения является повы"шение надежности усилителя мощности,На фиг.1 представлена структурнаязлектрическая схема усилителя мощности; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы его работы. 1 ОУсилитель мощности содержит управляемый аттенюатор 1, сумматор 2,аналого-цифровой преобразователь 3,блок 4 управления, цепь 5 обратной связи, ключевые усилители 6-9 15мощности, источники 10-13 питания,двухпозиционные управляемые ключи14-17, датчики 18-21 тока, двухтактные инверторы 22-25, управляемые ключи 26-29, шифратор 30.Усилитель работает следующим образом.Входной сигнал усилителя (см.фиг.2, диаграмма а) через управляемый аттенюатор 1 поступает на прямой вход сумматора 2, выходной сигнал которого преобразуется аналого-цифровым преобразователем 3 вдвоичный многоразрядный кодКод ) преобразуется блоком 4 управления в многоразрядный параллельный код У, каждый разряд которого используется для управления соответствующим ключевым усилителем 6-9 мощности. Код разбит на три группы, Первая группа разрядов уп 35 равляет двухтактными инверторами 22-25 (фиг.2 б, б, ъ, д соответственно), вторая - двухпозиционными управляемыми ключами 14-17 третья - уп 40 равляемыми ключами 26-29.Алгоритм преобразования кода Х в код У представлен в таблице.Каждый ключевой усилитель 6-9 мощности Формирует выходное нмпуль 45сное напряжение (фиг. 2 е, , , ю ), амплитуда которого определяется величиной напряжения источника 10-13 питания соответствующего ключевого усилителя 6-9 мощности.Напряжение источников 10-13 пи 50 тания выбирается пропорциональным весам двоичных разрядов кода Полярность импульсов определяется знаком сигнала рассогласования между входным напряжением и напряжением от цепи 5 обратной связи (знаковым разрядом кода ), а дли- тельность - текущим значением ко 20 2да Х . Выходной сигнал усилителя (Фиг.2 к) образуется путем алгебраического сложения выходных сигналов ключевых усилителей 6-9 мощности,При выходе из строя одного из двухтактных инверторов 22-25 шифратор 30 по сигналам с датчиков 18- 21 тока. вырабатывает двоичный кодЕ, который переключает блок 4 управления на соответствующую программу формирования сигналов управления в аварийном режиме. Количество программ равно количеству каналов усилителя.Алгоритм преобразования кода Х в код У при отказах различных ка" налов (при различных значениях кода Е ) приведен в таблице.Но выбранной программе отказавший инвертор 22-25 отключается от источника 10-13 питания двухпозиционным управляемым ключом 14-17, а его функции начинает выполнять двухтактный инвертор 22-25, Формировавший ранее ступеньку выходного напряжения с максимальным шагом. Функциональная замена одного двухтактного инвертора 22- 25 другим осуществляется путем переключения на один шаг сигналов управления двухтактными инверторами 22-25 (см. Фиг.З, диагр, 6, в , д . соответственно), ключами 26-29 и источников питания 10-13 за счет формирования сигналов управления двухпозиционными управляемыми ключами 14-17.Например, при выходе из строя двухтактного инвертора 22 источник 10 питания подключается двухпозиционным управляемым ключом 14 к двухтактному инвертору 23; источник 11 - к двухтактному инвертору 24 и т.д. Одновременно на входе двухтактного инвертора 23 Формируется импульсная последовательность, ранее Формировавшаяся для двухтактного инвертора 22, на входе двухтактного инвертора 24 - импульсная последовательность двухтактного инвертора 23 и т.д. Таким образом, ключевой усилитель 7 мощности начинает формировать напряжение, пропорциональное первому разряду кода 1 (фиг.З Ф ); ключевой усилитель 8 мощности - второму (фиг,З ф) и т.д., и суммарное выходное напряжение (фиг.З к) формируется с прежним шагом ступенчатого напряжения.Сигналы управления (код У на выходах блока 4 управления) Разрядыкода Х Разрядыкода Е Отказавший инвертор двухпозиционными ключами двухтактнымиинверторами управляющимиключами 1 11 111 11 22 23 24 25 14 15 16 17 26 27 28 29 4 3 2 1 3 2 1 0 0 0 0+ - наличие сигнала управления на соответствующих ключах и инверторах 3 120 Наряду с переключением программ блока 4 управления выходной код шифратора 30 осуществляет управление управляемым аттенюатором 1, уменьшая величину входного сигнала усилителя (см. фиг.3, диагр. а - пунктирная линия) для исключения насьпцения выходного напряжения усилителя.Устройство-прототип характеризуется искажением формы выходнбго напряжения при отказе одного из инверторов, в то время как в предлагаемом устройстве, за счет сохранения шага формирования ступенчатого 2020 4выходного напряжения, его формаостается прежней.Таким образом, за счет функциональной замены отказавшего двухтактного инвертора 22-25 и уменьшениявеличины входного сигнала, поступающего на аналого-цифровой преобразователь 3, нелинейные искажениявыходного напряжения усилителя мощ О ности увеличиваются незначительно,что по существу и обеспечивает егоповьппенную надежность, характеризуемую как уровень нелинейных искажений при отказе одного из двухтактных инверторов.1202020 Сигналы управления (код У на выходах блока 4 управления) Разряды кода 2,Разрядыкода Х Отказавший инвертор двухтактными двухпозиционииверторами ными ключамиа управляннцимиключами П 1 111 111 11 Г1202020 Сигналы управления (код У на выходах блока 4 управления) Разрядыкода Х Разрядыкода 2,Отказавший ииф вертор двухтак тнымиинверторами управляющимиключами 111 1 111 26 27 28 29 22 23 24 25 4 3 2 1 3 2 11202020 гЗ к А. Зимокосо оррек 8104/59Тираж 871ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений113035,Москва, Ж, Рауш Зак исно омитета СССРи открытий ская наб., д. 4/5 Патент", г. Ужгорсд, ул. Проектна Составитель А. БРедактор М.Бандура Техред А,Бойко