Ключевой усилитель мощности

 

Изобретение относится к электротехнике и м,6, использовано при проектировании вторичных источников питания . Цель - повьшение КПД. Устр-во содержит силовой 1 и вспомогательный 2 транзисторы. Эмиттер дополнительного транзистора 3 соединен с базой вcпoмoгafeльнoгo транзистора 2 и диодом 7. При подаче положительного потенциала на эмиттер силового транзистора 1 относительно базы дополнительного транзистора 3 все транзисторы активно заперты. При изменении полярности управляющего напряжения через переход база - эмиттер дополнительного транзистора 3 протекает ток управления . Чем больший ток протекает через базу силового транзистора 1, тем больше напряжение смещения его ба за - коллекторного перехода, что увеличивает прямой ток через диоды 6 и 7 и уменьшает ток базы вспомогательного транзистора 2. За счет регулирую щего действия токов через диоды 4-7 силовой транзистор 1 работает в режиме насьш1ения с регулируемой глубиной насьпцения, а вспомогательный 2 и дополнительный 3 транзисторы работают на границе области активного режима. 1 3.п. ф-лы, 1 нл. ffi й IND сд со б f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1427530 А 1 (51) 4 Н 02 M 7/538

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4196212/24-07 (22) 12.01.87 (46) 30.09.88. Вюл. Н 36 (72) Н.Н.Лаптев и В.А.Цишевский (53) 621.314 ° 058(088.8) (56) Коссов Д.A. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключения. M. Энергия, 1971, с.111,рис.510б.

Электронная техника в автоматике.

Под ред. Ю.И,Конева. Вып.9 ° М.: Сов. радио, 1977, с. 25, рис.бб.

Электронная техника в автоматике.

Под ред. Ю.И,Конева. Вып.15 ° М.: Сов. радио и связь, 1985, с. 194-195. (54) КЛЮЧЕВОЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано при проектировании вторичных источников питания. Цель — повьппение КПД. Устр-во содержит силовой 1 и вспомогательный

2 транзисторы. Эмиттер дополнительного транзистора 3 соединен с базой Í

-С::3- + — --1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДБЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ вспомогательного транзистора 2 и диодом 7. При подаче положительного потенциала на эмиттер силового транзистора 1 относительно базы дополнительного транзистора 3 все транзисторы активно заперты. При изменении полярности управляющего напряжения через переход база — эмиттер дополнительного транзистора 3 протекает ток управления. Чем больший ток протекает через базу силового транзистора 1, тем больше напряжение смещения его база — коллекторного перехода, что увеличивает прямой ток через диоды 6 и

7 и уменьшает ток базы вспомогатель-. ного транзистора 2. За счет регулирую-ф щего действия токов через диоды 4-7 силовой транзистор 1 работает в режиме насьпцения с регулируемой глубиной ( насьпцения, а вспомогательный 2 H дополнительный 3 транзисторы работают ф на границе области активного режима.

1 з.п. ф-лы, 1 ил. Вил

1427530

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники

Целью изобретения является повыше- ние КПД.

На чертеже приведена схема ключе" вого усилителя мощности. 10

Ключевой усилитель мощности содержит силовой транзистор 1, вспомогат тельный транзистор 2, дополнительный транзистор 3, регулирующие контуры на диодах 4-7 и вспомогательный источ- 15 пик 8 напряжейия с выводами 9-11.

В устройство между коллекторбм и базой силового транзистора 1 последовательно подключен вспомогательный источник 8 напряжения (первым 9 и 20 вторым 10 выводами) и вспомогательный транзистор 2, база которого через два последовательно соединенных диода

6 7 подключена к коллектору силовоГо транзистора 1, причем для получения нового качества — увеличения коэффициента усиления без увеличения мощности источника 8 при одновременном увеличении КПД вЂ” источник 8 снабжен дополнительным выводом 11, соеди- 30 иенным через дополнительный транзистор 3 с базой вспомогательного транзистора 2, база дополнительного транзистора 3 через первый 4, второй 5 и третий 6 диоды соединена с коллектором силового транзистора 1, а база вспомогательного транзистора 2 - через четвертый диод 7 — с общей точ кой диодов 5 и 6.

Ключевой усилитель моЩности рабо- 40 тает следующим образом.

Пусть управляющий сигнал обеспечивает положительный потенциал на эмиттере силового транзистора 1. В этом случае все три транзистора 1-3 45 активно заперты.

При изменении полярности управляющего сигнала через переход база— эмиттер транзистора 3 начинает протекать ток управления. Еще большие токи начинают протекать через база— эмиттерные переходы транзисторов 2 и

1. Чем больший ток протекает через базу транзистора 1, тем больше напряжение смещения его база — коллектор"

55 ного перехода, что приводит к увеличению прямого така через диоды 6 и

7, а это уменьшает ток базы транзистора 2. В результате транзистор 2 из области насыщения переводится. в режим, соответствующий границе активной области, ток эмиттера транзистора 2 ограничивается, а глубина насыщения транзистора 1 уменьшается ° . В свою очередь, увеличение тока через диод 7 увеличивает падение напряжения на нем, что приводит к увеличению прямого тока через диоды 4, 5 и уменьшает ток базы транзистора 3.

При увеличении тока эмиттера транзист тора 3 увеличивается напряжение на его база — эмиттерном переходе, увеличивается ток через диоды 4, 5 и уменьшается ток базы транзистора 3.

В результате действия двух последних механизмов транзистор 3 из области насыщения переводится на границу активной области.

Таким образом, при подаче положительного управляющего сигнала на базу транзистора 3 ключевой усилитель мощности переходит в проводящее состояние и напряжение источника питания прикладывается к нагрузке.

За счет регулирующего действия токов через диоды 4-7 транзистор 1 работает в режиме насыщения с регулируемой глубиной насыщения, а транзисторы 2 и 3 — на границе области активного режима. B этом режиме оптимально используются усилительные свойства транзисторов и .схема имеет улучшенные по сравнению с составным усилителем частотные характеристики переключения. При изменении тока нагрузки токи баз транзнсторов соответственно меняются.

При изменении полярности управляющего сигнала транзисторы 3, 2, 1 переходят в область отсечки, а их управляющие переходы оказываются активно запертыми.: В дальнейшем процессы повторяются.

Ток, потребляемый от источника 8 насыщающего напряжения по выводу 9, более чем на порядок превосходит ток, потребляемый от источника 8 по ponosнительному выводу. Для современных кремниевых приборов напряжение насыщающего источника достаточно иметь в пределах 1-2 В. При применении в качестве вспомогательного транзистора известного составного транзистора потребовалось бы напряжение 2-4 В, падение напряжения на указанном вспомогательном транзисторе увеличилось бы примерно в два раза, а следовательно, 1427530 4 ного транзистора, эмиттер которого присоединен к базе силового транзистора, а база вспомогательного транзистора подключена к эмиттеру допол-. нительного транзистора, база которого подключена к второму входному выводу и через последовательную цепь из первого, второго и третьего диодов соединена с коллектором силового транзистора, о т л и ч а ю щ и и = с я тем, что, с целью повышения

КПД, вспомогательный источник напряжения снабжен дополнительным выводом, подключенным к коллектору дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен через введенный четвертый диод с точкой соединения второго и третьего диодов.

2.усилитель мощности по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что управляющие переходы вспомогательного и дополнительного транзисторов шунтированы обратными диодами. уменьшился бы коэффициент полезного действия.

В предложенном ключевом усилителе общая мощность источника 8 практичес"

5 ки не увеличивается.

Для защиты управляющих переходов транзисторов 2, 3 и уменьшения времени выключения силового транзистора 2 10 параллельно управляющим переходам транзисторов 2, 3 могут быть включены обратные диоды.

Формула изобретения

1.Ключевой усилитель мощности, содержащий силовой транзистор, эмиттер которого присоединен к .первому входному и выходному выводу, а коллектор -20 к второму выходному выводу и первому выводу вспомогательного источника напряжения, второй вывод которого подключен к коллектору вспомогательСос тави тель Е . Ежов . Техред А.Кравчук

Корректор З.Лончакова

Редактор А.Маковская

Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4862/53

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4