Схемы импульсных усилителей мощности.

При реализации импульсных режимов усиления мощности находит применение последовательно параллельная схема преобразователя, то есть схема, содержащая два регулирующих элемента. Объясняется это тем, что нагрузка импульсного усилителя, как правило, носит активно-индуктивный характер ( -нагрузка). Поэтому обязательным условием его работы является обеспечение цепей протекания тока нагрузки в течение всего периода коммутации. Рассмотрим некоторые типовые схемы усилителей мощности. При этом будем полагать, что в качестве управляющего ключа используется, например, биполярный транзистор.

Схема с замыкающим диодом – это схема с одним управляемым и одним не управляемым ключами (рис. 6.9.). На интервале импульса транзисторный ключ включен и к нагрузке ( ) прикладывается напряжение питания ( ). Ток нагрузки ( ) возрастает.

Рис.6.9. Схема импульсного усилителя с замыкающим диодом.

При выключении транзистора попытка уменьшить ток индуктивности нагрузки приводит к появлению противоЭДС, открывающей неуправляемый ключ (диод ) и ток нагрузки ( ) начинает уменьшаться.

Согласно приведенному описанию, на нагрузке может быть сформирована последовательность однополярных импульсов различной длины, то есть в схеме реализуем только первый импульсный режим регулирования мощности.

Схема с замыкающим транзистором. Если в схеме рис.6.9 неуправляемый ключ (диод )заметить на управляемый(например, транзистор ) и использовать два источника питания, получим схему, позволяющую реализовать все режимы импульсного регулирования мощности (рис.6.10.)

Рис.6.10. Схема импульсного усилителя с замыкающим транзистором.

В данной схеме, если один из транзисторов ( или ) постоянно заперт, то реализуется первый импульсный режим при положительном (заперт ) или отрицательном (заперт ) напряжении на нагрузке. Если транзисторы управляются в противофазе, реализуется второй импульсный режим. Если транзисторы управляются в противофазе и существует интервал, когда они оба заперты, реализуется третий импульсный режим. В этом случае, на интервале пауза, ток нагрузки замыкается через соответствующие диоды ( или ).

Недостатком этой схемы является необходимость двух источников питания различной полярности. От этого недостатка свободна мостовая схема усилителя мощности.

Мостовая схема.В данной схеме каждый вывод нагрузки подключен к выходу своей схемы усилителя с замыкающим транзистором (рис.6.11). При этом транзисторы и , а так же и , работают синхронно. В схеме реализуются все три режима усиления мощности. Например, если переключать транзисторы и , в схеме реализуется первый импульсный режим при положительном токе нагрузки. Если коммутировать транзисторы и - реализуется первый импульсный режим при отрицательном токе нагрузки. Противофазное управление парами транзисторов , , и , - реализует или второй (пауза между импульсами отсутствует) либо третий (управление с паузой) импульсный режимы.

Рис.6.11. Мостовая схема импульсного усилителя.

Генераторы.

Генератором электрических колебаний называется устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию переменного тока требуемой формы. В зависимости от формы выходного напряжения различают генераторы гармонических колебаний и генераторы негармонических колебаний (импульсные или релаксационные генераторы).

Не зависимо от формы выходного напряжения любой генератор может работать в одном из двух режимов: режиме автоколебаний или режиме запуска внешними импульсами. Генератор, работающий в режиме автоколебаний, обычно называют автогенератором. Выходное переменное напряжение формируется на его выходе сразу после подключения напряжения питания и не требует для начала работы подачи внешнего управляющего воздействия.

Генераторы, работающие в режиме запуска внешними импульсами, после подключения источника питания могут, сколь угодно долго, находится в устойчивом состоянии, не формируя выходное переменное напряжение. При подаче управляющего сигнала на вход такого генератор, на его выходе формируется одиночный импульс, параметры которого полностью определяются собственными характеристиками устройства. Такой режим работы часто называют ждущим или заторможенным а реализующие его устройства -одновибраторами.

В соответствии со сказанным, автогенераторный режим работы применяется в устройствах, используемых в основном в качестве задающих генераторов, а ждущий режим – в устройствах, преобразующих форму импульсов к требуемому виду.