§ 24.3. Реверсивные магнитные усилители с выходным постоянным током

В реверсивном магнитном усилителе с выходным постоянным током при изменении полярности входного сигнала ток в нагрузке меняет направление на обратное. Такие усилители выполняются по диффе­ренциальной схеме, т. е. ток в нагрузке представляет собой разность двух выпрямленных токов. Реверсивный усилитель выполняется в виде двух однотактных (нереверсивных) усилителей с выпрямителя­ми в цепях рабочих обмоток. На рис. 24.5 приведена одна из воз­можных схем реверсивного усилителя с выходным постоянным то­ком. Рассмотрим отдельно цепь постоянного тока (рис. 24.6, а). Для того чтобы токи каждого из однотактных усилителей /_t и /₂ протека­ли через нагрузку R^ во встречных направлениях, диодные выпрями­тельные мосты должны быть соединены последовательно. Однако при таком соединении образуется шунтирующая цепь, через кото­рую может проходить ток, минуя нагрузку. Через нагрузку проходит только часть тока рабочих обмоток, определяемая соотношением со­противлений нагрузки и диодного моста. Это существенно снижает максимальную мощность в нагрузке. Для увеличения тока в нагрузке последовательно с выпрямительными мостами включаются балласт­ные сопротивления К^. На рис. 24.6, б показаны зависимости

/_н =/(/_у) при наличии балластных сопротивлений (Лд * 0) и без них '• (ив = 0). При rq = 0 возрастает максимальный ток в нагрузке, но на­растание функции /_н =/(/_у) происходит не так быстро, как при

rs = 0. Таким образом, если необходимо иметь усилитель с высоким коэффициентом усиления при малых сигналах управления и с огра­ничением величины выходного сигнала (например, при, использова­нии в качестве нагрузки измерительного прибора), то используется схема без балластных сопротивлений. Если же требуется получить максимальную мощность на выходе и линейную характеристику в широком диапазоне входных сигналов, то необходимо использовать балластные сопротивления. При соединении балластных сопротив­лений по схеме (рис. 24.6, в) к нагрузке прикладывается разность выпрямленных напряжений однотактных усилителей.

Для получения максимальной мощности в нагрузке необходимы определенные соотношения между сопротивлениями R_H, R$ и пол­ным сопротивлением г* рабочих обмоток при максимальном под-магничивании. Для схемы по рис. 24.6, а

Важно отметить что даже при таком оптимальном соотношении между сопротивлениями КПД реверсивного магнитного усилителя с выходным постоянным током не превышает 17 %. Это означает, что мощность каждого из однотактных усилителей, входящих в состав реверсивного усилителя, должна быть по крайней мере в шесть раз больше требуемой мощности в нагрузке. Из-за этого недостатка схе­мы (рис. 24.5 и 24.6) применяют лишь для маломощных усилителей.

Для более мощных усилителей используются схемы, в которых предусмотрены меры по увеличению КПД. Один из возможных способов — замена балластных сопротивлений полупроводниковы­ми триодами (рис. 24.7).

Управляющее напряжение, подаваемое на базу транзисторов VT₁ и VТ₂ с делителя напряжения R₁ и R₂, пропорционально выходному напряжению соответствующего однотактного усилителя и при его увеличении открывает соответствующий триод. Ток в нагрузке при

замене балластных сопротивлений транзисторами увеличивается почти в 2,5 раза, а выходная мощность — почти в 6 раз.