[发明专利]高频变压器输出交直流的放大装置

说明书

一、技术领域

一种信号放大装置，尤指一种采用高频变压器输出交流和直流电压的放大装置。

二、背景技术

习知的隔离变压器的副边须串联整流器才能输出直流，然而一旦接上整流器又不能输出交流。并且习知的高频变压器由于磁饱和现象而不能直接传递低频交流信号。如习知的逆变电源的输出端须有复杂的换向电路才能利用高频变压器输出工频电压；再如习知的开关电源虽然采用体积小成本低的高频变压器，但只能输出直流，不能随意的改变输出的极性和幅度；又如习知的变压器输出音频功率放大器采用笨重的低频功率变压器，只能输出音频，不能输出直流，占用体积大，笨重而且成本高。

三、发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单、成本低、效率高、采用高频变压器输出交直流电压的放大装置，输入交流信号即输出相应放大的交流电压，输入直流信号即输出相应放大的直流电压。

众所周知当隔离变压器的初级通以直流就会发生磁饱和。为防止发生磁饱和，必须通以对称的交流如对称推挽式开关电源，或在每个工作周期内都进行退磁如单端反激式开关电源。从单端反激式的工作原理可知，只要驱动方波的占宽比不超过每个周期的50％且提供一个退磁通道即可确保变压器顺利退磁。本发明的工作方式介于对称推挽式和单端反激式之间：当输入信号为零时，以对称推挽方式工作；当输入信号不为零时，驱动方波的宽度随输入信号变化，但最大宽度不超过50％，以确保变压器有足够的退磁时间。带有反向二极管的功率场效应晶体管和原边绕组以双线并绕的方式绕制的高频输出变压器，提供退磁通道。

本发明包括误差调制器、驱动器、功率开关管、高频变压器、滤波器。功率开关管应选择带有反向二极管的功率场效应管，或并有反向二极管的双极性晶体管。高频输出变压器的原边绕组以双线并绕的方式绕制。功率开关管和高频输出变压器以对称推挽的方式联结。误差调制器将输入信号同来自滤波器后面的输出电压比较后调制出宽度相应变化的高频方波，驱动器把来自误差调制器的方波放大后再去驱动功率开关管，经功率开关管进行功率放大后的高频方波由高频变压器输出，再经滤波器滤除高频成份，即可在输出端获得正比于输入信号的输出电压。为确保高频变压器不会磁饱和，功率开关管的导通时间不超过每个工作周期的50％。

本发明与习知的产品相比，其进步在于：可在高频变压器的输出端简单高效地获得交流电压和直流电压。可广泛地用于音频放大、电机驱动、逆变电源、也可用于可随意调节的大功率稳定直流电源等领域。

四、附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明的滤波器的输入和输出波形

图3为本发明的误差调制器结构示意图

图4为本发明的误差调制器的工作波形图

五、具体实施例

如图1本发明包括：误差调制器、驱动器、功率开关管Q1和Q2、高频输出变压器T1、输出滤波器。

本发明的关键部件误差调制器原理如图3，脉冲宽度调制器PWM1和PWM2。脉冲宽度调制器有多个型号的集成电路可用，如SG3525A、SG3526A等。本实施例以SG3525A为例，采用两片SG3525A(分别称为PWM1和PWM2)通过3脚联机同步工作；并设定适当的死区时间以防止输出方波的占空比超过50％；输入信号同时送入PWM1内的误差放大器A的-端1脚和PWM2内的误差放大器A的+端2脚；来自输出滤波器后面的输出反馈信号经降压后送入PWM1中误差放大器A的+端2脚和PWM2中的误差放大器A的-端1脚。再经PWM1、PWM2内部比较调制后在输出端就会得到宽度变化的方波。当信号为零时，PWM1的14脚和PWM2的11脚输出宽度同为最大值；当信号正向增大时，PWM1的14脚输出的方波宽度相应减小，而PWM2的11脚输出方波宽度保持不变；当信号负向增大时，PWM1的14脚输出的方波保持最大宽度不变，而PWM2的11脚输出的方波宽度相应减小。工作波形如图4。

误差调制器的主要目的是能够让输出的两路方波信号的占宽比不超过整个工作周期的50％，以确保高频输出变压器在任一周期里都不会出现磁饱和；且当方波信号的占宽比在受输入信号调制不断改变或关断。误差调制器可由其他型号的集成电路或由分立元件仿本实施例构成。

功率开关管应选择带有反向二极管的功率场效应管，或并有反向二极管的双极性晶体管。高频变压器的原边绕组以双线并绕的方式绕制。功率开关管和高频输出变压器以对称推挽的方式联结。