SU995272A1 - Усилитель мощности - Google Patents

Description

Изобретение относится к усилительным устройствам и может быть исполь- зовано в качестве выходного усилителя мощности в следящих системах.

Известен усилитель мощности, содержащий управляющий транзистор и транзистор динамической нагрузки, включенные последовательно по постоянному току, при этом между эмиттером транзистора динамической нагрузки, который является выходом усилителя мощности, и коллектором управляющего транзистора включен диод, а к соответствующей шине источника питания подключен одним выводом резистор смещейия, другой вывод которого соединен через первый резистор с базой транзистора динамической нагрузки и непосредственно с эмиттером первого дополнительного транзистора,коллектор которого подключен к базе транзистора динамической нагрузки и коллектору управляющего транзистора 1

Однако известный усилитель мощности обладает низким коэффициентом полезного действия (КПД) и не позволяет обеспечить защиты от токов короткого затыкания.

Цель изобретения - повышение КПД усилителя и защита от токов короткого замыкания.

Указанная цель достигается тем, что в усилителе эмиттер транзистора динамической нагрузки соединен с 6a*t зой второго дополнительного транзистора, эмиттер которого соединён сё IQ средней точкой резистивного делителя, а коллектор - с базой первого дополнительного транзистора и через второй резистор - с соответствующей шиной источника питания.

На чертеже изображена принципи15 альная схема предлагаемого усилителя мощности.

Устройство содержит управляющий транзистор 1, транзистор 2 динамической нагрузки, первый дополнительный 20 транзистор 3, второй ‘дополнительный транзистор 4, диод 5, резистор 6 смещения, первый и второй резисторы 7 и> 8 и резистивный делитель 9.

Усилитель мощности работает сле25 дующим образом.

В нормальном режиме, когда сопротивление нагрузки Rh >, ^rhhcw При запертом управляющем транзисторе 1 транзистор 2 динамической нагрузки 30 открыт коллекторным током первого . 995272 дополнительного транзистора 3, открытого коллекторным током второго дополнительного транзистора 4. Колле к· . торный ток второго дополнительного транзистора 4 определяется эквивалентным сопротивлением резистивного делителя 9 и выходным напряжением усилителя, так как потенциал эмиттера второго дополнительного транзистора 4 приблизительно равен выходному напряжению. Так как база транзистора 2 соединена с коллектором через переход коллектор-эмиттер первого дополнительного транзистора 3 и резистор крытом торе 3 тора 2 величину падения напряжения на резисторе б и поэтому он далек от насыщения и его усилительные свойства сохраняются на достаточно высоком уровне, что не требует дополнительно увеличивать ток смещения, как в известном усилителе. В то же время первый дополнительный транзистор 3 может находиться в насыщении. В этом случае максимальное выходное напряжение в предлагаемом усилителе будет выше, чем у известного, на величину, равную входному напряжению первого дополнительного транзистора 3. При поступлении сигнала на базу управляющего транзистора 1 последний начинает открываться и часть тока .смещения ответвляется в его коллек!тор, уменьшая тем самым ток базы транзистора 2. Выходное напряжение начинает уменьшаться, в связи с чем уменьшается ток резистивного делителя 9, и, соответственно, ток коллектора второго дополнительного транзистора 4, уменьшается ток базы первого дополнительного транзистора. 3 и, как следствие, уменьшается ток смещения, т.е. с уменьшением выходного напряжения ток смещения также уменьшается.

В предлагаемом усилителе теоретический КПД по току равен 99%, что на 1% меньше, чем у прототипа для точки максимального выходного напряжения. При учете КПД по напряжению общий максимальный КПД усилителя 0,836, что выше, чем у прототипа (0,82).

Только в окрестностях точки максимального выходного напряжения для прототипа последний имеет несколько больший КПД по току, а на большей части динамической характеристики у предлагаемого усилителя коэффициент полезного действия выше, чем у прототипа. Особенно это заметно при малых значениях выходного напряжения, когда КПД прототипа по току стремится к 0, а КПД предлагаемого усилителя остается близок к 100%.

6', то даже при полностью отпервом дополнительном транзиспотенциал коллектора транзисвьале потенциала его базы на

Если по каким-либо причинам начнет уменьшаться сопротивление наίгрузки и (достигнет значения, когда ^! ток смещения не может больше поддерживать на выходе усилителя требуемого напряжения, оно уменьшится,что_? в свою очередь, вызовет дальнейшее ⁷ уменьшение выходного напряжения и т.д.,.прка на выходе усилителя напряжение не станет равным нулю. В свяIq'sh с этим ток коллектора транзистора 2 станет равным нулю, т.е. произойдет защита его от выхода из строя. Так происходит защита усилите-, ля при уменьшении нагрузки, если по.- следняя включена между выходом усилителя и средней точкой источника питания или выходом усилителя и минусом источника питания. В этом случае закрывается первый и второй дополнительные транзисторы.

Если нагрузка включена между выходом усилителя и плюсом источника питания, то, несмотря на то, что первый дополнительный транзистор 3, задающий ток Смещения и второй дополнительный транзистор 4 будут открыты, транзистор 2 динамической нагрузки также не выйдет из строя, так как он будет закрыт обратным напряжением, возникающим на диоде 5, т.е. транзистор 2 динамической нагрузки защи- . щен от выхода из строя при уменьшении нагрузки и коротком замыкании нагрузки при любом способе ее включения.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 1 520б90,кл.Н 03 Р 3/26,1973{прототип;