ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к области радиотехники и связи и может быть использована в широкополосных радиопередатчиках коротковолнового диапазона мощностью 1 кВт и более.
К недостаткам существующих широкополосных радиопередатчиков можно отнести то, что у них относительно низкий по сравнению с радиопередатчиками, имеющие настраиваемые на нагрузку согласующие устройства, коэффициент полезного действия (КПД). КПД таких усилителей мощности из-за работы на рассогласованные нагрузки опускается до уровней не превышающих 50%.
В настоящее время при повышении температуры в корпусе усилителя мощности включается вентилятор, осуществляющий охлаждение усилителя и также потребляющий электроэнергию от общего с усилителем блока питания (БП).
Известны усилители мощности, например, патент РФ №71197 от 14.08.2007, патент РФ №2550561 от 10.05.2015, содержащие устройства, улучшающие КПД широкополосных усилителей мощности.
Наиболее близким по технической сущности является широкополосный усилитель мощности коротковолнового радиопередатчика Р-638 ТЦ 1.270.247-ТУ. Он содержащий блок усиления мощности высокочастотного сигнала, вентилятор, датчик температуры воздуха внутри блока усиления мощности и блок питания широкополосного усилителя, в состав которого входит блок питания вентилятора.
Общим недостатком предложенных устройств является отсутствие возможности преобразования тепловой энергии, рассеиваемой в корпусе усилителя мощности, в полезную мощность.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют в известных источниках информации, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность улучшения коэффициента полезного действия широкополосных усилителей мощности ВЧ сигналов предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленная ПМ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень»
Целью полезной модели является улучшение коэффициента полезного действия широкополосных усилителей мощности высокочастотных сигналов.
Поставленная цель достигается тем, что в усилитель мощности, содержащий блок усиления мощности высокочастотного сигнала, вентилятор, датчик температуры воздуха внутри блока усиления мощности и блок питания широкополосного усилителя, в состав которого входит блок питания вентилятора, дополнительно введены панель преобразования теплового излучения блока усиления мощности в электрический ток, закрепляемый на корпуса блока усиления, и блок сопряжения, причем выход панели преобразования теплового излучения соединен с входом блока сопряжения при этом вход питания вентилятора соединен с выходом блока питания вентилятора, выход датчика температуры соединен с первым входом блока питания вентилятора, а второй вход блока питания вентилятора соединен с блоком сопряжения, а выход блока питания усилителя мощности соединен с входом широкополосного усилителя мощности, на высокочастотный вход которого подается сигнал от возбудительного устройства.
Блок схема широкополосного усилителя мощности приведена на Фиг. 1.
Обозначения, принятые в блок-схеме:
1 - вентилятор;
2 - датчик температуры;
3 - блок сопряжения;
4 - панель преобразования теплового излучения;
5 - широкополосный усилитель мощности -1;
6 - блок питания вентилятора;
7 - блок питания усилителя мощности.
Работа широкополосного усилителя мощности осуществляется следующим образом.
В процессе работы широкополосного усилителя мощности, вследствие повышения коэффициента отражения от несогласованной нагрузки на какой либо из рабочих частот, отраженная от нагрузки мощность возвращается в усилитель и рассеивается на его элементах, следствием чего является повышение температуры элементов выходных цепей усилителя, окружающего воздуха в блоке и корпуса блока усиления. При достижении температуры предельных обоснованных значений по команде от датчика температуры включается охлаждающий вентилятор. Одновременно, независимо от команд датчика температуры, при появлении разности температур между корпусом блока усиления мощности и окружающим воздухом в месте установки усилителя мощности с выхода панели преобразования теплового излучения (выполненной, например, на полупроводниковых твердотельных элементах) в блок сопряжения выхода панели преобразования теплового излучения с входом блока питания вентилятора будет поступать ток, вырабатываемый панелью. Блок сопряжения может быть выполнен, например, таким же, как описан в патенте РФ №2550561, т.е. содержать накопительный конденсатор С и ограничительный диод Д, открывающийся при превышении напряжения на конденсаторе напряжения питания вентилятора (см. Фиг. 2). Ток от панели преобразования теплового излучения накапливает электрический заряд на накопительном конденсаторе блока сопряжения, который используется для подпитки блока питания вентилятора дополнительной энергией. В результате рекуперации тепловой энергии в электрическую снижается потребление мощности вентилятором от общего источника питания усилителя мощности, что, в конечном счете, должно привести к повышению его КПД.
Таким образом, использование панели преобразования теплового излучения в электрическую энергию позволяет возвратить часть энергии, рассеиваемой в виде тепла корпусом усилителя мощности источнику питания и, тем самым повысить КПД широкополосных усилителей мощности.