Усилитель мощности

(191 (и)р 4 Н 03 Г 3/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВ ОМУ ЬСТВ м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Патент США В 4.319.199, кл. 330-297, 1981.Патент Великобритании У 1.315.188, кл. НЗТ, 1971. (54) (57) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий источник питания и соединенные последовательно сумматор, аналогоцифровой преобразователь, блок управления и п ключевых усилителей мощности, каждый из которых содержит двухтактный инвертор, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления, а выходы соединены последовательно, причем первый выход двухтактного инвертора первого ключевого усилителя мощности через цепь обратной связи подключен к первому входу сумматора и является первым вы-. ходом усилителя мощности, а второй выход двухтактного инвертора и -го ключевого усилителя мощности является вторым выходом усилителя мощности, а также и управляемых ключей, каждый из которых включен между выходами двухтактного инвертора каждого ключевого усилителя мощности, приЧем входы управления управляемых ключей подключены к соответствующим выходам блока управле;ния, о т л и ч а ю щ и й с я те что, с целью повышения надежности, введены и датчиков тока, каждый из которых включен между источником питания и шиной питанияа двухтактного инвертора соответству ющего ключевого усилителя мощности, а между выходами л датчиков тока и вторым входом сумматора введены последовательно соединенные шифратор. и управляемый аттенюатор, точка со-аединения которых подключена к управляющему входу блока управления, при этом сигнальный вход управляемого аттенюатора является входом усилителя мощности.12Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано для усиления по мощностинапряжения низкой частоты.Целью изобретения является повышение надежности усилителя мощности.На фиг.1 представлена структурнаяэлектрическая схема усилителя мощ"ности; на фиг,2 и 3 - временные диаграммы его работы.Усилитель мощности содержит управ-,ляемый аттенюатор 1, сумматор 2,аналого-циФровой преобразователь 3,блок 4 управления, цепь 5 обратнойсвязи, источник 6 питания, ключевыеусилители 7-10 мощности, датчики11-14 тока, двухтактные инверторы15-18, управляемые ключи 19-22,шифратор 23Усилитель мощности работает следующим образом.Входной сигнал (см. Фиг.2, диаграмма а ) через управляемый аттенюатор 1 поступает на прямой входсумматора 2, выходной сигнал которого преобразуется аналого-цифровым преобразователем 3 в двоичныймногоразрядный код У.Код Х преобразуется блоком 4управления в многоразрядный параллельный код У, каждый разряд которого используется для управлениясоответствующим ключевым усилителем 7-10 мощности. Код Ч разбитна две группы. Первая группа разрядов управляет двухтактными инверторами 15-18 (фиг,2, диагр. 6,6, 1 3 соответственно), вторая -.управляемыми ключами 19-22.Алгоритм преобразования кеда Хв кодпредставлен в таблице,Каждый ключевой усилитель 7-10мощности формирует выходное импульсное напряжение (фиг.2, диагр, 6, В,, 3 соответственно), амплитудакоторого определяется величинойнапряжения источника 6 питания, аполярность - знаком сигнала рассогласования между входным напряжением и напряжением от цепи 5 обратной связи (знаковым разрядом кода М). Длительность импульсов определяется временем превышениявходным сигналом уровня сигналаобратной связи (значениемразряда кода Х). Выходной сигнал усилителя (фиг.2, диагр. м) формируется путем алгебраического сложения выходных сигналов ключевых уси02021 1 50 55 20 25 30 35 45 лителеи 7 10 мощности В первои зоне (Фиг. 2, 1 - диагр, ю ) выходное напряжение формируется ключевым усилителем 7 мощности. При достижении выходным сигналом верхнего уровня зоны 1 ключевой усилитель 7 мощности выдает напряжение, пропор" цнональное напряжению источника 6 питания, а дальнейшее увеличение выходного напряжения осуществляется за счет работы канала ключевого усилителя 8 мощности (в режиме широтно-импульсной модуляции и т.д.).При выходе иэ строя одного из двухтактных инверторов 15-18 шифра" тор 23 по сигналам с датчиков 11- 14 тока вырабатывает двоичный код Е, который переключает блок 4 управления на соответствующую программу Формирования сигналов управления в аварийном режиме. Количество программы равно количеству ключевых усилителей мощности.Алгоритм преобразования кода Х в код 2, при отказах различных каналов (при различных значениях кода 2) приведен в таблице.По выбранной программе отказавший двухтактный инвертор 15-17 от,ключается по цепям управления, а его функции начинают выполнять двухтактный инвертор 18, формировавший ранее выходное напряжение в верхней зоне. Функциональная замена одного инвертора другим заключается в передаче импульсов управления отказавшего двухтактного инвертора инвертору 18 и осуществляется соответствукицим программированием постоянного запоминающего устройства в блоке 4 управления. Пример формирования выходного напряжения при отказе инвертора 15 первого канала приведен на фиг.З.Одновременно с переключением программ блока 4 управления выходной код шифратора 23 осуществляет управление аттенюатором 1, уменьшая величину входного сигнала усилителя (см. Фиг.2, диагр. 4- пунктир) для исключения "насыщения" выходного напряжения. При этом в . выходном напряжении усилителя (фиг.З, диагр, ) не возникает дополнительных нелинейных искажений.Таким образом, за счет функциональной замены отказавшего двухтактного инвертора 15-18 другим и уменьшения величины входного1202021 4спечивает повышенную надежность усилителя мощности, характеризуемую как уровень нелинейныхиска-,жений при отказе одного из двухтактных инверторов. сигнала, поступающего на аналогоцифровой преобразователь 3, нелинейные искажения выходного напряжения усилителя мощности практически не возрастают, что по существу обеРазряды кода Х Сигнал управления (код Уна выходах логическогоблока управления) Разрядыкода 2 Отказавшийинвертор Е ЮЮЮВШЮ тФадвухтактнымиинверторами15 6 7 1 г4, 3 2 1 18 19 20 21 2 о о о о д 11. 0 0 1 0 Л.1202021 Сигнал управления (код 1на выходах логическогоблока управления) тказ авшийнвертор Разрядыкода 2 Разряды кода Х управляемымиключами 1 111202021 Составитель Е.Бурашниковандура Техред Т.Дубинчак КоРРектоР Л.Пилипенко ктор Подписное 5 1 11 Патент ,г. Ужгород, ул. Проектн аказ 8104/59 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Мо