[实用新型]一种双极性软开关PWM功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率放大器，特别是一种双极性软开关PWM功率放大器。

背景技术

据目前已知的PWM音频功率放大装置，如D类功率放大器，其中的功率开关大多工作于硬开关模式，即功率开关关断或开通的过程中，开关所承受的电压与电流均不为零，因此在开通或关断过程中伴随着较大的损耗，即开关损耗。开关频率越高，则开关损耗就越大，同时硬开关过程还会产生高频电磁干扰。因此，硬开关性PWM音频功率放大装置的开关频率不能太高.

在开关电源设计当中广泛使用软开关技术来解决功率开关管开关损耗的问题，然而，据目前已知的开关电源装置，其输出的极性是固定的，因此，开关电源中所用的软开关技术不能直接应用于音频功率放大装置。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种适合音频功率放大的双极性软开关PWM功率放大器，结合开关电源中的软开关技术，解决现有技术的功率管开关损耗较大的而使效率降低、开关频率受限的问题。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种双极性软开关PWM功率放大器，包括用于提供能量的功率电源以及：

比较单元，包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述比较单元对第一输入端和第二输入端的输入信号进行处理后从第一输出端和第二输出端输出第一信号和第二信号；

脉冲宽度调制信号输出单元，根据所述比较单元第一输出端输出的第一信号输出大功率脉冲信号；

变换开关组，包括开关管，所述开关管根据脉冲宽度调制输出单元输出的大功率脉冲信号实现开通和关闭；

第一变压器，原边与变换开关组连接，经过变换和隔离后向负载提供能量；

脉冲极性切换单元，接收所述比较单元第二输出端输出的第二信号以及脉冲宽度调制信号输出单元输出的大功率脉冲信号，根据第二信号输出与大功率脉冲信号同相或者反相的切换脉冲信号；

极性切换开关组，连接于变压器的副边和负载之间，根据脉冲极性切换单元输出的切换脉冲信号进行开关切换。

优选的是，本实用新型还包括能量吸收单元，用于当极性切换开关组关闭时吸收负载的能量。

优选的是，本实用新型还包括能量回馈单元，所述能量回馈单元连接于能量吸收单元以及功率电源之间，用于将能量吸收单元吸收的能量回馈到功率电源中。

优选的是，所述比较单元的前端设有误差积分放大器，所述误差积分放大器对来自控制装置的给定信号以及来自负载的反馈信号进行处理，所述比较单元的第一输入端接收误差积分放大器的输出信号，第二输入端接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的比较单元根据两输入信号对脉冲极性切换单元输出的切换脉冲信号进行控制，极性切换开关组根据切换脉冲信号进行开关切换，使得本实用新型的功率放大器的输出电压能够在正电压和负电压之间变换，即使得其输出具有双极性，因此能够很好地满足音频功率放大的应用领域；本实用新型的电路结构能够应用上开关电源中的软开关技术，其工作时开关管能够实现零电压切换，其开关损耗能够有效地降低，因而可以提高PWM功率放大器的开关频率，从而提供放大器的信噪比，还可以减小公知的放大器中所需的输出低通滤波器的体积。

此外，当本实用新型进一步包括能量吸收单元时，极性切换开关组关闭的时候负载中剩余的能量能够被吸收，当进一步包括能量回馈单元时，此部分吸收能量能够回馈到功率电源中，使得整个放大器的效率得到提高；比较单元前端的误差积分放大器能够对来自控制装置的给定信号以及来自负载的反馈信号首先进行处理，误差积分放大器的输出为对两信号之间的差值进行积分放大之后的信号，与比较单元直接处理两输入信号相比，这种方法更稳定、更方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的电路方框示意图；

图2为本实用新型优选实施例的电路原理图。

具体实施方式