[发明专利]用于磁悬浮涡轮分子泵的开关功率放大器

权利要求书

1.一种用于磁悬浮涡轮分子泵的开关功率放大器，其特征在于，包括：

电流误差信号处理电路(1)，对输入的电流控制信号和电流反馈信号进行求差运算，对所得到的差值进行比例积分运算后输出至PWM信号发生电路(2)；

PWM信号发生电路(2)，对来自所述电流误差信号处理电路(1)的信号进行PWM调制处理，生成并输出两个PWM信号(PWM1和PWM2)；

光耦隔离驱动电路(3)，对所述PWM信号发生电路(2)生成的所述两个PWM信号(PWM1和PWM2)进行光耦隔离，并进行驱动来放大功率，生成并输出用于对下一级电路中的功率开关管(VT1和VT2)的栅极进行驱动的栅极驱动信号(Ug1和Ug2)；

半桥功率主电路(4)，包括使用P沟道MOSFET作为高压端的第一功率开关管(VT1)、使用N沟道MOSFET作为低压端的第二功率开关管(VT2)、相互串联连接的电流检测电阻(R)和负载磁轴承线圈(L)、以及与所述电流检测电阻(R)连接的第一续流二极管(VD1)和与所述负载磁轴承线圈(L)连接的第二续流二极管(VD2)，所述第一功率开关管(VT1)和所述第二功率开关管(VT2)分别与所述栅极驱动信号(Ug1和Ug2)连接，分别利用来自所述光耦隔离驱动电路(3)的所述栅极驱动信号(Ug1和Ug2)，对各个所述功率开关管(VT1和VT2)进行控制，使得所述功率开关管(VT1和VT2)同时导通或者同时关断，由此在所述负载磁轴承线圈(L)中生成的电流作为待检测电流输出；和

电流检测电路(5)，用于检测来自半桥功率主电路(4)的在所述负载磁轴承线圈(L)中流通的电流的大小，将检测出的电流值作为电流反馈信号输出至所述电流误差信号处理电路(1)。

2.根据权利要求1所述的用于磁悬浮涡轮分子泵的开关功率放大器，其特征在于：

所述PWM信号发生电路(2)具备：

多个运算放大器，包括第一运算放大器(A5)和第二运算放大器(A6)；和

多个比较器，包括第一比较器(A7)和第二比较器(A8)，

通过所述第一运算放大器(A5)对输入的载波信号进行跟随后，将得到的信号分别输入到所述第一比较器(A7)的反相输入端和所述第二比较器(A8)的同相输入端，

通过所述第二运算放大器(A6)将来自所述电流误差信号处理电路(1)的信号反相后，将得到的信号分别输入到所述第一比较器(A7)的同相输入端和所述第二比较器(A8)的反相输入端，

所述第二比较器(A8)输出第一脉宽调制信号(PWM1)，所述第一比较器(A7)输出第二脉宽调制信号(PWM2)。

3.根据权利要求1或2所述的用于磁悬浮涡轮分子泵的开关功率放大器，其特征在于：

在所述半桥功率主电路(4)中，所述第一功率开关管(VT1)的栅极驱动信号(Ug1)的参考地电位为所述半桥功率主电路(4)中的母线电源的正极电位(+U)，所述第二功率开关管(VT2)的栅极驱动信号(Ug2)的参考地电位为所述半桥功率主电路(4)中的母线电源的地电位(GND)。

4.根据权利要求3所述的用于磁悬浮涡轮分子泵的开关功率放大器，其特征在于：

在所述半桥功率主电路(4)中，所述第一功率开关管(VT1)的漏极与所述第一续流二极管(VD1)的阴极连接，所述第二功率开关管(VT2)的漏极与所述第二续流二极管(VD2)的阳极连接，

所述电流检测电阻(R)的一端与所述第一功率开关管(VT1)的漏极连接，另一端与所述负载磁轴承线圈(L)的一端连接，所述负载磁轴承线圈(L)的另一端与所述第二功率开关管(VT2)的漏极连接。

5.根据权利要求4所述的用于磁悬浮涡轮分子泵的开关功率放大器，其特征在于：

所述电流检测电路(5)具备：

差分运算放大电路(U1)，包括第三运算放大器(A1)和第四运算放大器(A2)；和

线性光耦隔离电路，包括第五运算放大器(A3)、线性光耦(U2)和第六运算放大器(A4)，

所述半桥功率主电路(4)中的所述电流检测电阻(R)两端的电位(+IN1、-IN1)分别接入到所述第三运算放大器(A1)的同相输入端和反相输入端，经由所述差分运算放大电路(U1)和与其串联连接的所述线性光耦隔离电路，输出与流过所述半桥功率主电路(4)中的所述负载磁轴承线圈(L)的电流成正比的电压信号作为电流反馈信号。