Усилитель класса АВ с гальванической развязкой

Транзисторы часто находят применение в качестве трех выводных усилительных устройств, в которых напряжение входного и выходного сигналов отсчитываются от общего вывода. Таким образом, вход и выход привязаны к напряжению на этом выводе. С другой стороны, четырех выводной усилитель позволяет развязать вход и выход схемы. Используя оптическую развязку, вы можете создать четырех выводной усилитель класса АВ. Так как величина выходного напряжения оптрона ограничивает его использование, вы можете применить дискретные транзисторы для получения изолированного усилителя.

На рис1 приведен пример простого, инвертирующего усилителя класса АВ с амплитудным значением выходного сигнала 1 кВ, в котором использованы две идентичные усилительные ячейки. Частотная характеристика усилителя для полного усиления расположена в области от постоянного тока до частоты 20 кГц.

Вы можете обеспечить усиление и более высоких частот, но при меньшей величине усиления. Соотношение резисторов R2 и R1 устанавливает величину усиления. Эта схема исключает необходимость использования множества компонентов для сдвига уровней, которые обычно используются при стандартном построении схемы. Положительная и отрицательная ячейки усиления управляются в противофазе.

Резисторы R4 и R5, подключенные к источникам 15 В и -15 В, обеспечивают необходимое напряжение смещение гарантирующее постоянно включенное состояние выходных транзисторов. Точная подстройка величины резисторов R4 и R5 может устранить искажения выходного сигнала типа «ступенька». Стабилитроны D1 и D2 обеспечивают обратное смещение фотодиодов величиной 6,2 В.

Резисторы R10, R11, R12, и R13 формируют местную отрицательную обратную связь для выходных транзисторов. Вы должны установить четыре STW8N80 N-канальных MOSFET транзистора на подходящий радиатор для предотвращения их перегрева. Схема не требует активной защиты от короткого замыкания. Одной пары 125 мА предохранителей в линиях высоковольтного питания достаточно для защиты схемы от разрушения.

На рис2 показан отклик схемы на прямоугольный сигнал 10 кГц. Сигнал не имеет искажений на вершинах импульсов, а передний и задний фронты практически одинаковы. На рис3 показан отклик схемы на синусоидальный сигнал частотой 20 кГц. Сигнал на обоих рисунках имеет амплитуду 1 кВ.


Ответить