§ 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 и протекали через нагрузку 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 . На рис. 24.6, б показаны зависимости при наличии балластных сопротивлений ( ) и без них ( ). При возрастает максимальный ток в нагрузке, но нарастание функции происходит не так быстро, как при . 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,о) к нагрузке прикладывается разность выпрямленных Напряжений однотактпых усилителей.

Для получения максимальной мощности в нагрузке необходимы определенные соотношения между сопротивлениями , и полным сопротивлением рабочих обмоток при максимальном подмагничивании. Для схемы по рис. 24.6, а

Для схемы по рис. 24.6, в

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 и с делителя напряжения и , 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.