場效應管功率放大器及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種場效應管功率放大器及系統。其中，該場效應管功率放大器包括：控制電路，用于將單頻模擬信號轉換為數字信號，并輸出數字信號；四個集成驅動電路，每個集成驅動電路的第一端口分別與控制電路連接，第二端口分別與一個場效應功率開關管連接，用于接收數字信號，并將數字信號轉化為用于控制各個場效應功率開關管導通時間或關斷時間的驅動信號；輸出功率變壓器，與各個場效應功率開關管連接，用于在通過驅動信號控制超前橋臂或滯后橋臂導通的情況下，輸出放大后的功率；其中，超前橋臂或滯后橋臂各包括兩個場效應功率開關管。通過本發明，能夠實現輸出大功率的功率放大器，且使得該功率放大器達到設計簡單、體積小。
【專利說明】場效應管功率放大器及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電路領域，具體而言，涉及一種場效應管功率放大器及系統。
【背景技術】
[0002]目前，超長波、長波、中波功率放大器在通信、廣播、導航、授時等領域通常采用電子管和場效應管來實現。電子管實現的放大器功率大但存在效率低、需燈絲預熱、不可即開即用的缺陷，而且電子管的使用壽命較短；而場效應管實現的放大器的單元功率小，目前只有5kW，但效率高，而且場效應管的器件使用壽命很長。
[0003]隨著軍用通信及民用領域對功率放大器的功率放大要求的不斷提高，現有技術實現的場效應管放大器已經無法滿足更大功率的需求。
[0004]由上可知，目前針對上述現有技術所實現的場效應管功率放大器電路復雜、體積大，且無法輸出大功率的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0005]針對相關技術所實現的場效應管功率放大器電路復雜、體積大，且無法輸出大功率的問題，目前尚未提出有效的解決方案，為此，本發明的主要目的在于提供一種場效應管功率放大器及系統，以解決上述問題。
[0006]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種場效應管功率放大器，該場效應管功率放大器包括:控制電路，用于將單頻模擬信號轉換為數字信號，并輸出數字信號；四個集成驅動電路，每個集成驅動電路的第一端口分別與控制電路連接，第二端口分別與一個場效應功率開關管連接，用于接收數字信號，并將數字信號轉化為用于控制各個場效應功率開關管導通時間或關斷時間的驅動信號；輸出功率變壓器，與各個場效應功率開關管連接，用于在通過驅動信號控制超前橋臂或滯后橋臂導通的情況下，輸出放大后的功率；其中，超前橋臂或滯后橋臂各包括兩個場效應功率開關管。
[0007]進一步地，第一集成驅動電路的G端口連接于第一場效應功率開關管的柵極，且第一場效應功率開關管的漏極經由第一電感和第一保險絲連接于電源電壓；第二集成驅動電路的G端口連接于第二場效應功率開關管的柵極，且第二場效應功率開關管的漏極與第一集成驅動電路的源極連接，第二場效應功率開關管的源極接地；第四集成驅動電路的G端口連接于第四場效應功率開關管的柵極，且第四場效應功率開關管的源極經由第二電感和第二保險絲連接于電源電壓；第三集成驅動電路的G端口連接于第三場效應功率開關管的柵極，且第三場效應功率開關管的源極與第四集成驅動電路的漏極連接，第三場效應功率開關管的漏極接地；合成變壓器的初級線圈的第一端經由第一電容連接于第二場效應功率開關管的漏極與第一集成驅動電路的源極連接通路上的第一節點，且合成變壓器的初級線圈的第二端連接于第四場效應功率開關管的源極與第三集成驅動電路的漏極連接通路上的第二節點；其中，當驅動信號控制第一場效應功率開關管和第三場效應功率開關管同時導通，且第二場效應功率開關管和第四場效應功率開關管同時關斷時，電源電壓施加在合成變壓器的初級線圈上，并通過磁場耦合后輸出放大功率；或者，當驅動信號控制第二場效應功率開關管和第四場效應功率開關管同時導通,且第一場效應功率開關管和第三場效應功率開關管同時關斷時，電源電壓施加在合成變壓器的初級線圈上，并通過磁場耦合后輸出放大功率。
[0008]進一步地，場效應管功率放大器還包括:第一二極管，第一二極管的正極連接于第二場效應功率開關管的源極，第一二極管的負極連接于第一節點，以使得當驅動信號控制第一場效應功率開關管關斷之后，且控制第二場效應功率開關管未導通之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流續流。
[0009]進一步地，場效應管功率放大器還包括:第二二極管，第二二極管的正極連接于第四場效應功率開關管的漏極，第二二極管的負極連接于第二節點，以使得當驅動信號控制第二場效應功率開關管導通之后，且第四場效應功率開關管未關斷之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流經由第二二極管返回。
[0010]進一步地，場效應管功率放大器還包括:第三二極管，第三二極管的正極連接于第一節點，第三二極管的負極連接于電源電壓，以使得當驅動信號控制第二場效應功率開關管關斷之后，且第一場效應功率開關管未導通之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流續流。
[0011]進一步地，場效應管功率放大器還包括:第四二極管，第四二極管的正極連接于第二節點，第四二極管的負極連接于電源電壓，以使得當驅動信號控制第一場效應功率開關管導通之后，且第三場效應功率開關管未導通之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流經由第四二極管返回。
[0012]進一步地，場效應管功率放大器還包括:第二電容和第三電容，兩個電容并聯連接之后的第一端連接于電源電壓，第二端接地，用于直流濾波和儲能。
[0013]進一步地，場效應管功率放大器還包括:第一電阻和第四電容，第一電阻和第四電容串聯之后，一端與第一電感連接，另一端接地，用于吸收高頻振蕩；第二電阻和第五電容，第二電阻和第五電容串聯之后，一端與第二電感連接，另一端接地，用于吸收高頻振蕩。
[0014]進一步地，每個集成驅動電路包括:檢測電路,用于實時檢測集成驅動電路中DK端口和SK端口之間的電壓值，在根據電壓值確定集成驅動電路發生過流現象的情況下，封鎖集成驅動電路輸出驅動信號；處理器，用于記錄集成驅動電路封鎖驅動信號的封鎖次數，并在封鎖次數超過預定值的情況下，則發出完全封鎖信號以使得集成驅動電路終止自動解鎖功能。
[0015]為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種場效應管功率放大系統，該系統包括:包括上述任意一個場效應管功率放大器，場效應管功率放大系統還包括:激勵器，與控制電路連接，用于提供單頻模擬信號。
[0016]通過本發明，采用控制電路，用于將單頻模擬信號轉換為數字信號，并輸出數字信號；四個集成驅動電路，每個集成驅動電路的第一端口分別與控制電路連接，第二端口分別與一個場效應功率開關管連接，用于接收數字信號，并將數字信號轉化為用于控制各個場效應功率開關管導通時間或關斷時間的驅動信號；輸出功率變壓器，與各個場效應功率開關管連接，用于在通過驅動信號控制超前橋臂或滯后橋臂導通的情況下，輸出放大后的功率；其中，超前橋臂或滯后橋臂各包括兩個場效應功率開關管，解決了相關現有技術所實現的場效應管功率放大器電路復雜、體積大，且無法輸出大功率的問題，進而實現輸出大功率的功率放大器，且使得該功率放大器達到設計簡單、體積小的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1是根據本發明實施例的場效應管功率放大器的結構示意圖；
[0019]圖2是根據圖1所示實施例的場效應管功率放大器的電路示意圖；
[0020]圖3是根據圖1和圖2所示實施例的驅動信號的脈沖時序示意圖。
【具體實施方式】
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0022]圖1是根據本發明實施例的場效應管功率放大器的結構示意圖；圖2是根據圖1所示實施例的場效應管功率放大器的電路示意圖。
[0023]如圖1所示，該場效應管功率放大器包括:控制電路，用于將單頻模擬信號轉換為數字信號，并輸出數字信號；四個集成驅動電路，每個集成驅動電路的第一端口分別與控制電路連接，第二端口分別與一個場效應功率開關管連接，用于接收數字信號，并將數字信號轉化為用于控制各個場效應功率開關管導通時間或關斷時間的驅動信號；輸出功率變壓器，與各個場效應功率開關管連接，用于在通過驅動信號控制超前橋臂或滯后橋臂導通的情況下，輸出放大后的功率；其中，超前橋臂或滯后橋臂各包括兩個場效應功率開關管。
[0024]本申請上述實施例實現的功率放大器使用H橋式電路，通過移相全橋控制，即通過控制電路提供的數字信號來實現為場效應功率開關管提供驅動信號，以控制場效應功率開關管不同時開通或關斷，由于控制每只功率開關管的開通或關斷時間，會使其接近零電壓、零點流開關，從而減小了場效應功率開關管的損耗及承受的尖峰電壓、電流，提高了換能效率，減小了散熱器面積，而且由于場效應功率開關管以及驅動電路采用集成化設計，使用方波驅動，從而最終縮小了功率放大器的體積、降低了電路設計的復雜度。而且由于采用H橋式電路從而實現了輸出大功率的功能。
[0025]具體的，本申請上述場效應管功率放大器采用全橋移相控制，在外部的激勵器輸出單頻模擬信號之后，控制電路將該模擬信號轉換為功率放大器所需的數字信號，該數字信號作為一種控制信號傳輸給驅動電路。驅動電路根據控制信號來生成驅動信號，該驅動信號控制場效應功率開關管不同時開通或關斷，并通過控制每只場效應功率開關管的開通或關斷時間，使其接近零電壓、零點流開關，減小了場效應功率開關管的損耗及管子承受的尖峰電壓、電流。當超前橋臂或滯后橋臂導通時，本申請的功率放大器才有輸出的放大功率，其中，在每個周期中首先導通的兩只場效應功率開關管稱為超前橋臂，后導通的兩只場效應功率開關管稱為滯后橋臂。
[0026]由上可知，本申請上述實施例解決了相關現有技術所實現的場效應管功率放大器電路復雜、體積大，且無法輸出大功率電壓的問題，進而實現輸出大功率的功率放大器，且使得該功率放大器達到設計簡單、體積小的效果。[0027]如圖1和2所示，在本申請上述實施例所實現的場效應管功率放大器中，第一集成驅動電路Al的G端口連接于第一場效應功率開關管Vl的柵極，且第一場效應功率開關管Vl的漏極經由第一電感和第一保險絲連接于電源電壓；第二集成驅動電路A2的G端口連接于第二場效應功率開關管V2的柵極，且第二場效應功率開關管V2的漏極與第一集成驅動電路Al的源極連接，第二場效應功率開關管V2的源極接地；第四集成驅動電路A4的G端口連接于第四場效應功率開關管V4的柵極，且第四場效應功率開關管V4的源極經由第二電感和第二保險絲連接于電源電壓；第三集成驅動電路A3的G端口連接于第三場效應功率開關管V3的柵極，且第三場效應功率開關管V3的源極與第四集成驅動電路A4的漏極連接，第三場效應功率開關管V3的漏極接地；合成變壓器的初級線圈的第一端經由第一電容連接于第二場效應功率開關管V2的漏極與第一集成驅動電路Al的源極連接通路上的第一節點，且合成變壓器的初級線圈的第二端連接于第四場效應功率開關管V4的源極與第三集成驅動電路A3的漏極連接通路上的第二節點；其中，當驅動信號控制第一場效應功率開關管Vl和第三場效應功率開關管V3同時導通，且第二場效應功率開關管V2和第四場效應功率開關管V4同時關斷時，電源電壓施加在合成變壓器的初級線圈上，并通過磁場耦合后輸出放大功率；或者，當驅動信號控制第二場效應功率開關管V2和第四場效應功率開關管V4同時導通，且第一場效應功率開關管Vl和第三場效應功率開關管V3同時關斷時，電源電壓施加在合成變壓器的初級線圈上，并通過磁場耦合后輸出放大功率。該實施例中，驅動信號只要實現在一個控制周期內控制任意一個對較線上的場效應開關管導通，另外一個對角線上的場效應開關管便閉，則輸出端就會輸出放大功率。
[0028]優選地，如圖2所示，本申請上述實施例中的場效應管功率放大器還可以包括:第一二極管V6，第一二極管V6的正極連接于第二場效應功率開關管V2的源極，第一二極管V6的負極連接于第一節點，以使得當驅動信號控制第一場效應功率開關管Vl關斷之后，且控制第二場效應功率開關管V2未導通之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流續流。該實施例實現了在保證輸出放大功率的情況下，使得在切換超前橋臂和滯后橋臂導通或關斷的過程中，不會由于在切換過程中發生上下效應功率開關管(例如Vl和V2)直通情況，導致發生短路燒毀器件及電源的問`題。
[0029]優選地，圖2所示的本申請上述實施例中的場效應管功率放大器還可以包括--第二二極管，第二二極管的正極連接于第四場效應功率開關管V4的漏極，第二二極管的負極連接于第二節點，以使得當驅動信號控制第二場效應功率開關管V2導通之后，且第四場效應功率開關管V4未關斷之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流經由第二二極管返回。該實施例中在原電路中增加了一個快速恢復二極管V7，使得在正半軸箝位過程和負半周電流增長過程中，防止場效應管由于通過過大電流導致損壞的問題。
[0030]優選地，本申請上述實施例中的場效應管功率放大器還可以包括:第三二極管，第三二極管的正極連接于第一節點，第三二極管的負極連接于電源電壓，以使得當驅動信號控制第二場效應功率開關管V2關斷之后，且第一場效應功率開關管Vl未導通之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流續流。該實施例實現了在負半周功率輸出過程中，不會在切換超前橋臂和滯后橋臂導通或關斷的過程中，因為切換過程中發生上下效應功率開關管(例如V3和V4)直通情況，導致發生短路燒毀器件及電源的問題。
[0031]優選地，本申請上述實施例中的場效應管功率放大器還可以包括:第四二極管，第四二極管的正極連接于第二節點，第四二極管的負極連接于電源電壓，以使得當驅動信號控制第一場效應功率開關管Vl導通之后，且第三場效應功率開關管V3未導通之前，控制合成變壓器的初級線圈上的電流經由第四二極管返回。該實施例同樣實現了防止場效應管由于通過過大電流導致損壞。
[0032]圖3是根據圖1和圖2所示實施例的驅動信號的脈沖時序示意圖。
[0033]如圖3所示，本申請上述實施例中的每只場效應功率開關管的導通時間可以設置為接近半個周期，即180°，因此，同一橋臂兩只開關管的相位相反，控制器通過控制集成驅動電路輸出驅動信號的時序來控制每個場效應功率開關管的導通時間和關斷時間，同時，功率放大器的調整功率是通過改變+E端的輸出電壓來實現，由外部直流電源供給，從而在每個完整開關周期中都實現輸出符合需求的放大功率。下面以一個完整開關周期來詳細說明本發明，控制器所實現的控制一個完整的開關周期包括有八個工作過程(集成驅動電路Al輸出信號A，集成驅動電路A2輸出信號B，集成驅動電路A3輸出信號C，集成驅動電路A4輸出信號D)，具體分析如下:
[0034]1、在t0?tl的時間段內，實現正半周的放大功率輸出過程。
[0035]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0036]在t0?tl時間段，控制信號(即驅動信號)控制對角線兩只場效應管(VI和V3)導通，即V1、V3同時導通，使兩只管子的開通時間有交疊部分，該交疊部分時間即為對角線導通時間。驅動信號交疊時，電流從電源正端一Fl — LI — Vl — C5 — Tl — V3 —電源負端(+E — Fl — LI — Vl — C5 — Tl初級一V3 — GND),電源電壓加在變壓器初級線圈上，通過磁場耦合，把功率傳送給次級調諧回路。
[0037]2、在tl?t2的時間段內，實現正半周續流過程。
[0038]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0039]在tl?t2時間段，Vl關斷后，V2還未導通，此段時間是為防止同一橋臂上、下兩開關管(VI和V2)直通而設，根據器件的開關時間，設定死區時間，該時間可以通過控制電路自由調整。由于變壓器初級電感量很大，電流不能突變，所以變壓器初級電流將通過其它器件續流。電流從Tl初級一V3 — GND — V6 — C5 — Tl初級，形成環路。
[0040]3、在t2?t3的時間段內，實現正半周箝位過程。
[0041]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0042]在t2?t3時間段，V2導通，V3還未關斷。此時左、右橋中點電壓接近0V，電容反方向放電，電流方向發生改變。電流從C5 — V2 — GND — V7 — Tl初級一C5。雖然在此時間段V3仍導通，但由于串聯了一個快速恢復二極管，該支路并無電流通過。
[0043]4、在t3?t4的時間段內，實現負半周電流增長過程。
[0044]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0045]在t3?t4時間段，V3關斷、V4還未導通，右橋中點電壓升高，電流逐漸增大，電流從 Tl 初級一C5 — V2 — GND — V7 — Tl 初級。
[0046]5、在t4?t5的時間段內，實現負半周功率輸出過程。
[0047]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0048]在t4?t5時間段，V2、V4同時導通。電流方向與t0?tl時間段相反，電流從+E — F2 — L2 — V4 — Tl初級一C5 — V2 — GND,電源電壓加在變壓器初級線圈上，通過磁場耦合，把功率傳送給次級調諧回路。
[0049]6、在t5?t6的時間段內，實現負半周續流過程。
[0050]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0051]在t5?t6時間段，V2關斷，Vl還未導通。由于變壓器初級電感量很大，電流不能突變，所以變壓器初級電流將通過其它器件續流。電流從+E — V4 — Tl初級—C5 — V5 — V9 — +E,形成環路。
[0052]7、在t6?t7的時間段內，實現負半周箝位過程。
[0053]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0054]在t6?t7時間段，Vl導通，V4還未關斷，此時左、右橋中點電壓接近電源電壓。電容反方向放電，電流方向發生改變。電流從C5 — Tl初級一V8 — VlO — Fl — LI — Vl — C5。雖然在此時間段V4仍導通，但由于串聯了一個快速恢復二極管，該支路并無電流通過。
[0055]8、在t7?t8的時間段內，實現正半周電流增長過程。
[0056]結合圖2和圖3可知，具體實施過程如下:
[0057]在t7?t8時間段，V4關斷、V3還未導通，變壓器兩端壓差增大，電流逐漸增大，電流從 +E — Vl — C5 — Tl 初級—V8 — +E
[0058]優選地，本申請上述實施例中的場效應管功率放大器還可以包括:第二電容和第三電容(Cl、C2)，兩個電容并聯連接之后的第一端連接于電源電壓，第二端接地，用于實現直流濾波和儲能的功能。
[0059]優選地，本申請上述實施例中的場效應管功率放大器還可以包括:第一電阻和第四電容(可以是R1、C3)，第一電阻和第四電容串聯之后，一端與第一電感連接，另一端接地，用于吸收高頻振蕩；第二電阻和第五電容(可以是R2、C4)，第二電阻和第五電容串聯之后，一端與第二電感連接，另一端接地，用于吸收高頻振蕩。
[0060]如圖2所示，本申請上述實施例中的每個集成驅動電路可以包括:檢測電路，用于實時檢測集成驅動電路中DK端口和SK端口之間的電壓值，在根據電壓值確定集成驅動電路發生過流現象的情況下，封鎖集成驅動電路輸出驅動信號；處理器，用于記錄集成驅動電路封鎖驅動信號的封鎖次數，并在封鎖次數超過預定值的情況下，則發出完全封鎖信號以使得集成驅動電路終止自動解鎖功能。
[0061]具體的，本申請上述實施例中涉及到的集成驅動電路采用集成設計，具有驅動功能、過流、短路、欠壓保護功能，采用15V電源供電，輸入信號+15V/0V單極性方波，輸出信號+15V/-10V雙極性方波。且驅動輸出應為正負電壓，正電壓開通M0SFET，負電壓關斷管子。驅動輸出電壓+12V?+15V/-5V?-15V均可，以保護采樣取電流或電壓為準。當集成驅動電路中檢測到有過流或短路或欠壓信號后封鎖輸出時，執行封鎖集成驅動電路輸出驅動信號的功能，封鎖時間可通過RC電路設定，例如設計RC封鎖時間為IOOmS,即在封鎖時間過后，集成驅動電路執行自動解鎖功能，即當封鎖時間過后集成驅動電路繼續輸出信號，若檢測支路電流正常則封鎖電路不再起作用，若仍不正常則繼續封鎖輸出信號。上述過程為全自動工作，驅動板內處理器會對故障次數進行計數，當單塊集成驅動電路對應的支路出現3次故障時，則完全封鎖激勵信號，不再自動解除封鎖。此時需通過外部控制信號或人工通過15V電源進行復位。
[0062]由此可知，本申請提供了一種放大甚低頻CW、FSK、MSK、00K信號的O?30kW的功率放大器，具體的，本申請所示的各個實施例中所涉及到的MOSFET (V1、V2、V3、V4)模塊可以使用IGBT、SiC, BJT器件進行替換。當MOSFET管電壓不夠時，可以串聯使用；電流不夠時，可并聯使用；電流、電壓均不夠時可串并聯即混聯使用；C1可以是薄膜電容、鋁電解電容；C2可以是陶瓷電容、滌綸電容、薄膜電容；C3、C4可是云母電容、薄膜電容、陶瓷電容；C5可以是薄膜電容；二極管模塊(V5、V6、Tl、V8、V9、V10)采用具有快速恢復特性的二極管即可，電壓、電流能力與MOSFET器件相當。電壓不夠時可串聯使用，但需均壓；電流不夠可并聯使用；R1、R2可選用無感電阻、線繞電阻；F1、F2選用半導體保護用熔斷器，具有快速保護功能，電壓、電流能力與MOSFET電壓、電流承受能力相當；L1、L2為空心電感器，電感幾個微亨。根據電感繞線材料不同，可以考慮是否使用骨架。此處不需要含鐵芯電感；輸出功率變壓器Tl為合成變壓器，為了傳送功率及與負載進行阻抗匹配，變壓器磁環采用超微晶材料，其磁芯材料可以是鐵氧體、鐵基納米晶(超微晶)；功率放大器信號的輸入、輸出均采用航空插頭，輸出線纜采用多股勵磁線；水冷板輸入、輸出采用自封接頭。整個H橋式電路安裝在一個采用鋁合金板折彎焊接與面板組合為箱體，其優點是具有較好的機械強度和屏蔽性能。箱體內底面鋪銅板作為電路地，并與箱體絕緣，電路地與箱體屏蔽地分開。
[0063]本申請還可以提供一種場效應管功率放大系統，該系統包括上述任意一種場效應管功率放大器的實施方式，且場效應管功率放大系統還可以包括:激勵器，與控制電路連接，用于提供單頻模擬信號。
[0064]從以上的描述中，可以看出，本發明實現了如下技術效果:本申請提供的功率放大器主要由多只大功率場效應管，多只快速恢復二極管，多塊集成驅動電路板，一個輸出功率變壓器組成，該功率放大器采用多只場效應管，使用H橋式電路，通過移相全橋控制，使場效應管不同時開通或關斷，并通過控制每只功率開關管的開通或關斷時間，使其接近零電壓、零點流開關，減小了開關損耗及管子承受的尖峰電壓、電流，提高了換能效率，減小了散熱器面積，最終縮小了功率放大器體積。場效應管集成驅動電路采用集成化設計，使用方波驅動，降低了開關損耗。功率放大器內部還采取了緩沖電感、吸收阻容裝置及阻斷環流的二極管等措施，使其適應各種輸入信號，進一步提高了其工作穩定性。功率輸出采用變壓器耦合，磁芯為環狀，使用超微晶材料，具有高磁感、高導磁率、低損耗、及優異的溫度穩定性，很好地取代以往錳鋅鐵氧體。措施冷卻采用水冷，通過水冷板對功率器件進行冷卻。以往甚低頻功率放大器采用強迫風冷，由于目前輸出功率加大，體積縮小，功率密度過大，強迫風冷已不適合，水冷散熱效率高，熱傳導率為傳統風冷方式的20倍以上，且無風冷散熱的高噪音，很好地解決了降溫和降噪問題。
[0065]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種場效應管功率放大器,其特征在于,包括: 控制電路，用于將單頻模擬信號轉換為數字信號，并輸出所述數字信號； 四個集成驅動電路，每個所述集成驅動電路的第一端口分別與所述控制電路連接，第二端口分別與一個場效應功率開關管連接，用于接收所述數字信號，并將所述數字信號轉化為用于控制各個所述場效應功率開關管導通時間或關斷時間的驅動信號； 輸出功率變壓器，與各個所述場效應功率開關管連接，用于在通過所述驅動信號控制所述超前橋臂或所述滯后橋臂導通的情況下，輸出放大后的功率； 其中，所述超前橋臂或所述滯后橋臂各包括兩個所述場效應功率開關管。
2.根據權利要求1所述的場效應管功率放大器，其特征在于， 第一集成驅動電路的G端口連接于第一場效應功率開關管的柵極，且所述第一場效應功率開關管的漏極經由第一電感和第一保險絲連接于所述電源電壓； 第二集成驅動電路的G端口連接于第二場效應功率開關管的柵極，且所述第二場效應功率開關管的漏極與所述第一集成驅動電路的源極連接，所述第二場效應功率開關管的源極接地； 第四集成驅動電路的G端口連接于第四場效應功率開關管的柵極，且所述第四場效應功率開關管的源極經由第二電感和第二保險絲連接于所述電源電壓； 第三集成驅動電路的G端口連接于第三場效應功率開關管的柵極，且所述第三場效應功率開關管的源極與所述第四集成驅動電路的漏極連接，所述第三場效應功率開關管的漏極接地； 所述合成變壓器的初級線圈的第一端經由第一電容連接于所述第二場效應功率開關管的漏極與所述第一集成驅動電路的源極連接通路上的第一節點，且所述合成變壓器的初級線圈的第二端連接于所述第四場效應功率開關管的源極與所述第三集成驅動電路的漏極連接通路上的第二節點； 其中，當所述驅動信號控制所述第一場效應功率開關管和第三場效應功率開關管同時導通，且所述第二場效應功率開關管和所述第四場效應功率開關管同時關斷時，所述電源電壓施加在所述合成變壓器的初級線圈上，并通過磁場耦合后輸出所述放大功率； 或者，當所述驅動信號控制所述第二場效應功率開關管和第四場效應功率開關管同時導通，且所述第一場效應功率開關管和所述第三場效應功率開關管同時關斷時，所述電源電壓施加在所述合成變壓器的初級線圈上，并通過磁場耦合后輸出所述放大功率。
3.根據權利要求2所述的場效應管功率放大器，其特征在于，所述場效應管功率放大器還包括: 第一二極管，所述第一二極管的正極連接于所述第二場效應功率開關管的源極，所述第一二極管的負極連接于所述第一節點，以使得當所述驅動信號控制所述第一場效應功率開關管關斷之后，且控制所述第二場效應功率開關管未導通之前，控制所述合成變壓器的初級線圈上的電流續流。
4.根據權利要求2所述的場效應管功率放大器，其特征在于，所述場效應管功率放大器還包括: 第二二極管，所述第二二極管的正極連接于所述第四場效應功率開關管的漏極，所述第二二極管的負極連接于所述第 二節點，以使得當所述驅動信號控制所述第二場效應功率開關管導通之后，且所述第四場效應功率開關管未關斷之前，控制所述合成變壓器的初級線圈上的電流經由所述第二二極管返回。
5.根據權利要求2所述的場效應管功率放大器，其特征在于，所述場效應管功率放大器還包括: 第三二極管，所述第三二極管的正極連接于所述第一節點，所述第三二極管的負極連接于所述電源電壓，以使得當所述驅動信號控制所述第二場效應功率開關管關斷之后，且所述第一場效應功率開關管未導通之前，控制所述合成變壓器的初級線圈上的電流續流。
6.根據權利要求2所述的場效應管功率放大器，其特征在于，所述場效應管功率放大器還包括: 第四二極管，所述第四二極管的正極連接于所述第二節點，所述第四二極管的負極連接于所述電源電壓，以使得當所述驅動信號控制所述第一場效應功率開關管導通之后，且所述第三場效應功率開關管未導通之前，控制所述合成變壓器的初級線圈上的電流經由所述第四二極管返回。
7.根據權利要求2所述的場效應管功率放大器，其特征在于，所述場效應管功率放大器還包括: 第二電容和第三電容，兩個電容并聯連接之后的第一端連接于所述電源電壓，第二端接地，用于直流濾波和儲能。
8.根據權 利要求2所述的場效應管功率放大器，其特征在于，所述場效應管功率放大器還包括: 第一電阻和第四電容，所述第一電阻和第四電容串聯之后，一端與所述第一電感連接，另一端接地，用于吸收高頻振蕩； 第二電阻和第五電容，所述第二電阻和第五電容串聯之后，一端與所述第二電感連接，另一端接地，用于吸收高頻振蕩。
9.根據權利要求1所述的場效應管功率放大器，其特征在于，每個所述集成驅動電路包括: 檢測電路，用于實時檢測所述集成驅動電路中DK端口和SK端口之間的電壓值，在根據所述電壓值確定所述集成驅動電路發生過流現象的情況下，封鎖所述集成驅動電路輸出所述驅動信號； 處理器，用于記錄所述集成驅動電路封鎖所述驅動信號的封鎖次數，并在所述封鎖次數超過預定值的情況下，則發出完全封鎖信號以使得所述集成驅動電路終止自動解鎖功倉泛。
10.一種場效應管功率放大系統,其特征在于,包括權利要求1至9中任意一項所述的場效應管功率放大器，所述場效應管功率放大系統還包括: 激勵器，與所述控制電路連接，用于提供所述單頻模擬信號。
【文檔編號】H03F3/20GK103825562SQ201210469805
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月19日 優先權日:2012年11月19日
【發明者】譚嘯, 李志 , 張偉, 葉進, 謝家祥 申請人:北京北廣科技股份有限公司