ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам, коммутирующим нагрузку в бортовой сети автомобиля или аналогичного объекта, работающего в условиях помех, требующего защиты от короткого замыкания нагрузки и определения состояния выходного вывода (диагностики).
Известны транзисторные усилители мощности с защитой от короткого замыкания, входной вывод которых предназначен для подключения к узлу управления, содержащие цепь положительной обратной связи, подключенную между входным и выходным выводами, фильтрующий конденсатор, подключенный к входному выводу и цепи положительной обратной связи (1, 2, 3).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является усилитель мощности, примененный в транзисторном регуляторе напряжения (1), входные выводы которого предназначены для подключения к узлу управления, содержащий цепь положительной обратной связи, подключенную между входным и выходным выводами усилителя мощности, фильтрующий конденсатор, подключенный ко входному выводу усилителя мощности и цепи положительной обратной связи.
Известный усилитель мощности обеспечивает защиту от короткого замыкания нагрузки и работу в условиях помех, но управляется по двум входным выводам и не обеспечивает диагностики состояния выходного вывода. Это ухудшает эксплуатационные характеристики транзисторного усилителя мощности и сужает область его применения.
Задачей полезной модели является создание возможности управлять и диагностировать транзисторный усилитель мощности по входному выводу.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества и надежности управления нагрузкой.
Поставленная задача достигается тем, что транзисторный усилитель мощности, входной вывод которого предназначен для подключения к узлу управления и диагностики, содержащий цепь положительной обратной связи, подключенную между входным и выходным выводами, фильтрующий конденсатор, подключенный к входному выводу и цепи положительной обратной связи, шунтирующий резистор, подключенный к выходному выводу усилителя мощности и к выводу для подключения напряжения питания.
На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого транзисторного усилителя мощности.
Устройство имеет входной вывод 1, цепь положительной обратной связи 3, выходной вывод 2, шунтирующий резистор 4.
Входной вывод 1 предназначен для подключения к узлу управления и диагностики и соединен цепью положительной обратной связи 3 с выходным выводом 2, резистор 4, подключенный меду выходным выводом и выводом для подключения напряжения питания, шунтирующий выходной ключевой элемент.
Транзисторный усилитель мощности работает следующим образом.
При действии на входном выводе 1 включающего импульса усилитель мощности подключает выходной вывод 2 к питающему напряжению, обеспечивая через цепь положительной обратной связи 3 напряжение на входном выводе 1, что приводит усилитель мощности в устойчивое состояние «включено» и позволяет, при отсутствии на входном выводе 1 включающего и выключающего импульсов, определить это состояние.
При действии на входном выводе 1 выключающего импульса, усилитель мощности отключает выходной вывод 2 от питающего напряжения, обеспечивая через цепь положительной обратной связи 3 устойчивое состояние «выключено» и позволяет, при отсутствии на входном выводе 1 включающего и выключающего импульсов, определить это состояние.
Если в этом состоянии происходит отключение нагрузки на выходном выводе 2, через шунтирующий резистор 4 действует напряжение, которое через цепь положительной обратной связи 3 действует на входной вывод 1, что позволяет, при отсутствии на этом выводе включающего и выключающего импульсов, определить состояние «обрыв» нагрузки.
При коротком замыкании, в состоянии «включено», выводов усилителя мощности, предназначенных для подключения к нагрузке, увеличивается падение напряжения на подводящих питающее напряжение проводах и внутреннем сопротивлении источника питающего напряжения. При заданном значении этого напряжения срабатывает цепь положительной обратной связи 3, выключая усилитель мощности, что позволяет, при отсутствии на входном выводе 1 включающего и выключающего импульсов, определить состояние «короткое замыкание». Таким образом, при коротком замыкании нагрузки через выходной вывод усилителя мощности 2 протекает ток, среднее значение которого пропорционально его величине во время действия включающего импульса и скважности (отношению длительности включающего импульса к периоду их следования). Узел управления и диагностики формирует на входном выводе 1 включающие импульсы со скважностью не более 0,01, поэтому ток через выходной вывод 2, предназначенный для подключения к нагрузке, имеет небольшое среднее и большое амплитудное значения.
Внутреннее сопротивление усилителя мощности значительно меньше суммарного сопротивления подводящих питающее напряжение проводов и внутреннего сопротивления источника питающего напряжения, поэтому падение напряжения во время включающего импульса, приложено к питающим проводам и источнику питающего напряжения, что обеспечивает малую мощность рассеивания и заданный тепловой режим усилителя мощности. При снятии короткого замыкания с выводов, предназначенных для подключения к нагрузке, включающий импульс, действуя на входной вывод 1 усилителя мощности, переводит его в состояние «включено», подключая выходной вывод 2 к напряжению питания. Далее транзисторный усилитель мощности работает в обычном режиме.
Таким образом, предлагаемый транзисторный усилитель мощности обеспечивает не только состояния «включено», «выключено» и защиту от короткого замыкания нагрузки, но и возможность проверки (диагностирования) четырех состояний выходного вывода: «включено», «выключено», «короткое замыкание», «обрыв» по одному входному выводу. Это расширяет функциональные возможности и повышает надежность транзисторного усилителя мощности.
Источники информации
1. Патент на полезную модель RU 79729 U1, 2009 МПК Н02Р 9/30, бюл. №1.
2. Авторское свидетельство SU №1157639 Н02Р 9/04, 1985, бюл. №19.
3. Авторское свидетельство SU №1073873А, кл. Н02Р 9/30, 1984, бюл. №6.