DE3502135A1 - Schaltungsanordnung eines schaltverstaerkers - Google Patents
Schaltungsanordnung eines schaltverstaerkersInfo
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- DE3502135A1 DE3502135A1 DE19853502135 DE3502135A DE3502135A1 DE 3502135 A1 DE3502135 A1 DE 3502135A1 DE 19853502135 DE19853502135 DE 19853502135 DE 3502135 A DE3502135 A DE 3502135A DE 3502135 A1 DE3502135 A1 DE 3502135A1
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- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
- H03F3/2178—Class D power amplifiers; Switching amplifiers using more than one switch or switching amplifier in parallel or in series
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Description
Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
Theodor-Stern-Kai 1
D-6000 Frankfurt 70
Theodor-Stern-Kai 1
D-6000 Frankfurt 70
Krn/schb B 84/52 Krn
Schaltungsanordnung eines Schaltverstärker
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung eines Schaltverstärkers gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden
Patentanspruchs.
Es ist bekannt, eine analoge Funktion, in Form eines NF-Signals mit einer Frequenz im HF-Bereich abzutasten und
die gewonnenen Abtastsignale dazu zu benutzen, eine Reihe von Spannungsquellen auf eine gemeinsame Ausgangsleitung
durchzuschalten. Die Ausgangsspannung wird also durch
eine Addition von Teilspannungen erzeugt. Zum Stand der Technik sei auf die DE-OS 30 44 956 und die EP-OS 0 025 verwiesen.
eine Addition von Teilspannungen erzeugt. Zum Stand der Technik sei auf die DE-OS 30 44 956 und die EP-OS 0 025 verwiesen.
Da die Schalter im Rhythmus der Abtastfrequenz geschaltet werden, ist es notwendig, zur Ausfilterung der HF-Komponenten
ein Tiefpaßfilter vorzusehen. Dieses Filter besteht bei dem genannten Stand der Technik darin, daß in
eine Ausgangsleitung eine Drosselspule und zwischen die
Ausgangsleitungen ein Kondensator angeordnet ist, deren Induktivität respektive Kapazität so gewählt sind, daß
ihre Resonanzfrequenz unterhalb der abzutastenden Hochfrequenz liegt.
3 B 84/52 Krn
Der bestehende Sachverhalt sei an Hand der Fig. 1 erläutert:
In der Fig. 1 sind mit 11, 12, ... In Spannungsquellen
bezeichnet. Die Spannungsquellen liegen in Reihe in einer Ausgangsleitung, die zu den Klemmen A und B führt. Es
sind Schalter 21, 22, ... 2n vorgesehen, die in Abhängigkeit des Abtastens der analogen Funktion ein- und ausschalten.
Es sind ferner Dioden 31, 32, ... 3n vorgesehen, die parallel zu den Spannungsquellen liegen und die dazu
dienen, daß bei einer nicht eingeschalteten Spannungsquelle, zum Beispiel 12, die Spannung, die durch die vorhergehende
Spannungsquelle 11 eingeprägt wird (Schalter 21 geschlossen)
einen Strom durch den Ausgangskreis treiben kann. Die Diode 32 überbrückt also den Stromfluß bei nicht eingeschalteter
Spannungsquelle 12.
In eine Ausgangsleitung ist eine Drosselspule 4 und paral-IeI
zu den Ausgangsleitungen ein Kondensator 5 eingeschaltet, die den Tiefpaßfilter bilden. Die Bestimmung
ihrer Induktivität respektive Kapazität erfolgt im oben genannten Sinne.
In der Fig. 1 werden zum Schalten Leistungshalbleiter verwendet, die nicht nur über den Steuerkreis einschaltbar,
sondern auch ausschaltbar sind. Hierzu eignen sich zum Beispiel Gate-turn-off-Thyristoren, sogenennte GTO-Thyristoren,
Leistungstransistoren oder Feldeffekttransistoren.
Damit diese Leistungshalbleiter auch bei einem .auftretenden
Kurzschluß den Kurzschlußstrom unterbrechen können, ist es erforderlich, daß bis zum Ausschaltzeitpunkt der Strom
in den Leistungshalbleiter durch eine Drossel auf einen Stromwert begrenzt wird, der von dem Leistungshalbleiter
noch mit Sicherheit ausgeschaltet werden kann.
In der zum Stand der Technik genannten EP-OS 0 025 234 ist in der dortigen Fig. 4 ein Schaltverstärker angegeben,
4 B 8
dem jeder Teilspannungsstufe am Ausgang ein eigenes Tiefpaßfilter zugeordnet ist. Es ist in der Fig. 2 der vorliegenden
Anmeldung wiedergegeben:
In der Fig. 2 sind gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. verwendet worden. Im Unterschied zur Fig. 1 ist auf die
Drosselspule 4 in Fig. 1 und auf den Kondensator 5 in
Fig. 1 verzichtet worden. Dafür sind parallel zu den
Dioden 31, 32, ... 3n Kondensatoren 51, 52, ... 5n angeordnet worden und ferner zwischen jeden Schalter-Dioden-Verbindungspunkt und dem jeweiligen Kondensator Drosselspulen 41, 42, ... 4n. Diese Drosselspulen begrenzen in
einem Kurzschlußfall den Kurzschlußstrom.
Drosselspule 4 in Fig. 1 und auf den Kondensator 5 in
Fig. 1 verzichtet worden. Dafür sind parallel zu den
Dioden 31, 32, ... 3n Kondensatoren 51, 52, ... 5n angeordnet worden und ferner zwischen jeden Schalter-Dioden-Verbindungspunkt und dem jeweiligen Kondensator Drosselspulen 41, 42, ... 4n. Diese Drosselspulen begrenzen in
einem Kurzschlußfall den Kurzschlußstrom.
Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung ist jedoch, daß
die vorgesehenen Teiltiefpaßfilter bezüglich der Filterung der Ausgangsspannung nicht wirksam sind. Sie erfordern vielmehr zusätzlich einen noch höheren Filteraufwand, weil bei ihnen bei jedem Einschaltvorgang die Kondensatoren bis zu dem doppelten Wert der Spannung der
Spannungsquellen aufschwingen können. Diese Spannungsspitzen müßten durch ein nachgeschaltetes Filter herausgefiltert werden. Die an den Ausgängen der Teilspannungsquellen angeordneten Drosseln und Kondensatoren können
die vorgesehenen Teiltiefpaßfilter bezüglich der Filterung der Ausgangsspannung nicht wirksam sind. Sie erfordern vielmehr zusätzlich einen noch höheren Filteraufwand, weil bei ihnen bei jedem Einschaltvorgang die Kondensatoren bis zu dem doppelten Wert der Spannung der
Spannungsquellen aufschwingen können. Diese Spannungsspitzen müßten durch ein nachgeschaltetes Filter herausgefiltert werden. Die an den Ausgängen der Teilspannungsquellen angeordneten Drosseln und Kondensatoren können
für den Ausgang des Schaltverstärkers nicht als lineares Tiefpaßfilter wirken. Sie rufen vielmehr erhöhte Verzerrungen
hervor.
Beim Einschalten einer Spannungsstufe kann sich der Ausgangskondensator
bis zur doppelten Spannung der. Teilspannungsquelle aufladen. Die Entladung auf die Spannung der
Teilspannungsquellen ist dann anschließend vom fließenden Laststrom abhängig. Je größer dieser ist, desto schneller
entlädt sich der Kondensator. Beim Ausschalten entlädt
sich der Kondensator durch den Laststrom, das heißt also auch der Ausschaltvorgang einer Schaltstufe ist laststromabhängig.
sich der Kondensator durch den Laststrom, das heißt also auch der Ausschaltvorgang einer Schaltstufe ist laststromabhängig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für einen Schaltverstärker zu schaffen, bei dem die Oberschwingungen
wirksam gefiltert werden und bei dem außerdem die Leistungshalbleiterschalter Kurzschlußströme beherrsehen
können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.
Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist es, daß bei Kurzschluß zwischen einer Teilspannungsquelle oder mehreren
Teilspannungsquellen (d.h. zum Beispiel zwischen den Leistungspunkten Bl und B2 oder den Verbindungspunkten Bl und
Bn in Fig. 3) oder bei Kurzschluß am Ausgang des Schalt-Verstärkers die Leistungshalbleiter, die Teilspannungsquellen
zu- und abschalten, vor Überstrom geschützt werden. Sie begrenzen den Stromanstieg derart, daß die Leistungshalbleiter am Ende ihrer Ausschaltzeit den angestiegenen
Strom noch abzuschalten vermögen und dieser abzuschaltende .Strom unterhalb des zulässigen abschaltbaren Stromes liegt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß das Tiefpaßfilter auch bei sich
ändernden Schaltzuständen der Teilspannungsquellen in seiner Wirkung nicht verändert wird. Das Tiefpaßfilter mit den
Teildrosselspulen ist in seiner Wirkung identisch mit einem Tiefpaßfilter mit einer Drossel am Ausgang.
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
In der Fig. 3, die dieses Ausführungsbeispiel zeigt, sind, wie in den Figuren 1 und 2 die Teilspannungsquellen mit
11, 12, ... In bezeichnet. Mit 21, 22, ... 2n sind Leistungshalbleiterschalter
bezeichnet, die die Spannungs-
INSPECTED
quellen auf die Ausgangsleitungen (Klemmen A und B) durchschalten.
Parallel zu jeder Spannungsquelle und zugehörigem Schalter liegen die schon beschriebenen Stromführungsdioden
31, 32, ...3n. 5 Jeder aus einer Spannungsquelle, einem Leistungshalbleiter-Schalter
und einer Stromführungsdiode gebildeten Spannungsstufe ist eine Drosselspule 41, 42, ... 4n nachgeschaltet,
die jeweils nach dem Verbindungspunkt eines Schalters für eine Spannungsquelle mit der diese Spannungsquelle überbrückenden Diode in die Ausgangsleitung eingefügt
ist. Zwischen den Ausgangsleitungen liegt ein Kondensator
Die Gesamtinduktivität aller Drosselspulen 41, 42, ... 4n wird so gewählt, daß sie zusammen mit der Kapazität des
Kondensators 5 ein Tiefpaßfilter für die Hochfrequenzkomponenten, die auf Grund der Schalterbetätigungen im Rhythmus
der HF-Abtastung der Eingangsspannung entstehen, ergeben.
- Leerseite
Claims (1)
- Licentia Patent-Verwaltungs-GmbHTheodor-Stern-Kai 1D-6000 Frankfurt 70 tKrn/schbB 84/52 KrnSchaltungsanordnung eines SchaltverstärkersPatentanspruchSchaltungsanordnung eines Schaltverstärkers, bei dem die Ausgangsspannung durch Addition von Teilspannungen erzeugt wird, wobei je nach der Höhe des zu verstarkenden NF-Eingangssignals das mit ei-ner im HF-Bereich liegenden Abtastfrequenz abgetastet wird, eine entsprechende Zahl von durch Dioden überbrückbaren Spannungsstufen über Schalter in Reihe geschaltet wird, und bei dem ein Tiefpaßfilter zur Eliminierung der Hochfrequenzkomponenten, die durch die Schaltschritte der Schalter verursacht werden, vorgesehen ist,dadurch gekennzeichnet, daß jedem in Form eines Leistungshalbleiters ausgebildeten Schalter (21, 22, ... 2n) eine Drosselspule (41, 42, ... 4n) nachgeschaltet ist, die jeweils nach dem Verbindungspunkt eines als Schalter dienenden Leistungshalbleiters für eine Spannungsquelle (11, 12, ... In) mit der diese Spannungsquelle überbrükkenden Diode (31, 32 ... 3n) in die Ausgangsleitung (Klemmen A, B) eingefügt ist, und daß die Gesamtindukti-5 vität aller Drosselspulen so gewählt wird, daß sie zusammen mit der Kapazität eines parallel zur Ausgangsleitung liegenden Kondensators (5) ein Tiefpaßfilter für die Hochfrequenzkomponenten ergibt.BAO ORIGINAL
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853502135 DE3502135A1 (de) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | Schaltungsanordnung eines schaltverstaerkers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853502135 DE3502135A1 (de) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | Schaltungsanordnung eines schaltverstaerkers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3502135A1 true DE3502135A1 (de) | 1986-07-24 |
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ID=6260540
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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DE (1) | DE3502135A1 (de) |
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- 1985-01-19 DE DE19853502135 patent/DE3502135A1/de not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TELEFUNKEN SENDERTECHNIK GMBH, 1000 BERLIN, DE |
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8131 | Rejection |