Мостовой усилитель тока — SU 1084954 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 9 Н 03 Г 3 20 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ тво СССР 13,03,72 КА, соточник каждое оследо- янномУ митте- нагрузза ко- транструкту- выходно- возбуж- кческой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(541(57) МОСТОВОЙ УСИЛИТЕЛЬ ТОдержащий в одной диагонали испитания, а в другой нагрузку,плечо которого выполнено на пвательно соединенных по постотоку, имеющих разную структурвключенных по схеме с общим эром транзисторе динамическойки и выходном транзисторе, баторого соединена с эмиттеромзистора управления, имеющегору, одинаковую со структуройго транзистора, причем цепьдения базы транзистора динам нагрузки одного плеча соединена с коллектором транзистора управления противоположного плеча, а между эмиттером выходного транзистора в каждом плече и общей шиной включен датчик тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения сквозных токов при увеличении коэффициента усиления, в каждое плечо мостового усилителя тока введен операционный усилитель, неинвертирующий вход которого в одном плече и инвертирующий вход в другом плече через соответственно введенные первый и второй токоограничивающие резисторы объединены и являются входом мостового усилителя тока, а в каждом плече выходС и инвертирующий вход операционного усилителя через соответственно введенные дополнительный резистор и резистор обратной связи подключены со- С ответственно к базе транзистора управления и к эмиттеру выходного тран- Д зистора, который через введенный резистор смещения подключен к шине источника питания.Изобретение относится к радиотехнике, в частности к измерительной технике, и может использоваться в промышленной автоматике при построении систем регулирования и управления. 5Известен мостовой усилитель тока, выполненный на транзисторах разной структуры, в одну диагональ которого ,включен основной источник питания, а в другую - нагрузка, два транзистора управления, два операционных усилителя с дополнительными источниками питания, два датчика тока г.1 1,Данный мостовой усилитель тока обеспечивает стабилизацию тока в нагрузке, но имеет низкую надежность иэ-эа сквозных токов через выходные транзисторы.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является мОстовой усилитель тока, содержащий в одной диагонали источник питания, а в другой - нагрузку, каждое плечо которого выполнено на последовательно соединенных по постоянному току, имеющих разную структуру и включен ных по схеме с общим эмиттером транзистора динамической нагрузки и выходном транзисторе, база которого соединена с эмиттером транзистора управления, имеющем структуру., оди наковую с структурой выходного транзистора, причем цепь возбуждения базы транзистора динамической нагрузки одного плеча соединена с коллектором транзистора управления противоположного плеча, а между эмиттером выходного транзистора в каждом плече и общей шиной включен датчик тока 23,.Однако известный мостовой усилитель тока не обеспечивает стабилизации выходного тока и имеет сравнительно низкую надежность, обусловленную возможностью возникновения сквозных токоВ через выходные транзисторы при резких колебаниях питающего напряжения и резких изменениях полярности входного сигнала.Цель изобретения - уменьшение схвозных токов при увеличении коэффициента усиления. 50Цель достигается тем, что в мостовом усилителе тока, содержащем в одной диагонали источник питания, а в другой нагрузку, каждое плечо которого выполнено на последовательно сое диненных по постоянному току, имеющих разную структуру и включенных по схеме с общим эмиттером транзистора динамической нагрузки и выходном транзисторе, база которого соедине на с эмиттером транзистора управления, имеющего структуру, одинаковую со структурой выходного транзистора, причем цепь возбуждения базы транзистора динамической нагрузки одного 65 плеча соединена с коллектором транзистора управления противоположного плеча, а между эмиттером выходного транзистора в каждом плече и общей шиной включен датчик тока, в каждое плечо мостового усилителя тока введен операционный усилитель, неинвертирующий вход которого в одном плече и инвертирующий вход в другом плече через соответственно введенные первый и второй токоограничивающие резисторы объединены и являются входом мостового усилителя тока, а в каждом плече выход и инвертирующий ,вход операционного усилителя черезсоответственно введенные дополнительный резистор и резистор обратной свяэи подключены соответственно к базетранзистора управления и к эмиттерувыходного транзистора, который черезвведенный резистор смещения подключен к шине источника питания.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема мостовогоусилителя тока,Мостовой усилитель тока содержитвыходные транзисторы 1 и 2, транзис-.торы 3 и 4 динамической нагрузки,транзисторы 5 и 6 управления, операционные усилители 7 и 8,датчики 9и 10 тока, первый и второй токоограничивающие резисторы 11 и 12, дополнительные резисторы 13 и 14, резисторы 15 и 16 обратной связи, резисторы 17 и 18 смещения, источник 19питания, диоды 20-23, нагрузку 24.Мостовой усилитель тока работаетследующим образом.При отсутствии сигнала на входемостового усилителя тока выходноенапряжение операционных усилителей7 и 8 имеет. отрицательную полярностьэа счет подачи положительного напряжения с делителей напряжения, образованных иэ резисторов 17 и 18 смещения и датчиков 9 и 10 тока, черезрезисторы 15 и 16 обратной связи наих инвертирующие входы. При этомтранзисторы 5 и б управления, а также выходные транзисторы 1, 2 и транзисторы 3 и 4 динамической нагрузкизаперты и ток в нагрузке 24 отсутствует.При подаче на вход мостового усилителя тока сигнала, например, положительной полярности, операционныйусилитель 7 усиливает этот сигнал,и на базу транзистора 5 управлениячерез дополнительный резистор 13 поступает положительное напряжение.Операционный усилитель 8 "инвертирует" и усиливает входной сигнал.При этом его выходное напряжение отрицательной полярности через дополнительный резистор 14 поступает набазу транзистора б управления. Такимобразом, транзистор 5 управлениязткрывается, что обеспечивает откры 1084954вание выходного транзистора 1 и транзистора 4 динамической нагрузки, а транзистор б управления и связанные с ним выходной транзистор 2 и транзистор 3 управления еще сильнее закрываются, 5Диоды 21 и 23 предохраняют переходы база-эмиттер транзистора б управления и выходного транзистора 2 от пробоя обратным напряжением. При этом по цепи: плюс источник 19 пита ния, транзистор 4 динамической нагрузки, нагрузка 24, выходной транзистор 1, датчик 9 тока, минус источ ник 19 питания - протекает ток, В случае изменения тока нагрузки, обусловленного дестабилизирующими факторами, меняется также ток через датчик 9 тока, меняется величина падения напряжения на нем и величина входного сигнала, поступающая через резистор 15 обратной связи на инвертирующий вход операционного усилителя 7, Выходное напряжение операционного усилителя 7 при этом имеет такую величину и знак, которые обеспечивают соответствующее открывание или эапирание транзистора 5 управления и связанного с ним выходного транзистора 1, чтобы скомпенсировать изменение тока в нагрузке 24, т.е. обеспечивают его стабилизацию.При изменении полярности входного сигнала аналогично работают элементы в другой диагонали мостового усилите.ля тока, и направление тока в нагрузке 24 меняется на обратное,В случае возникновения сквозныхтоков через выходной транзистор 1 итранзистор 4 динамической нагрузки,выходной транзистор 2 и транзистор 3динамической нагрузки увеличиваетсяположительное напряжение на датчиках 9, 10 тока. Эти напряжения инвертируются операционными усилителями7, 8 и запирают соответствующие транзисторы 5, б управления и связанныес ними выходные транзисторы 1, 2,что обеспечивает ограничение сквозных токов и повышение надежности усилителя.В частном случае ограничениесквозного тока может быть обеспеченопри его возникновении пораздельно водной из пар выходного транзистора1 и транзистора 3 динамической нагрузки или выходного транзи-тора 2 итранзистора 4 дин-мической нагрузки. Диоды 20-23, как в случае нормальной работы мостового усилителятока, предохраняют переходы, базазмиттер соответствующих транзисторовот пробоя обратным запирающим напряжением.Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежностьмостового усилителя тока,сн акаэ гфилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная 034/52 Тираж 862 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, По комитета СССР открытий ушская наб