[实用新型]一种交直流双环反馈的功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交直流双环反馈功率放大器的设计与实现，属于电力仪器校验和产品检测技术领域。

背景技术

在模拟电网的精密功率源设计过程中，经常涉及信号的功率放大，一般而言，低成本的高性能芯片级功率放大器输出电压在+/-40V以下，输出电流+/-10A以下，而模拟电网的精密功率源的输出电压在0～600V之间，输出电流在0～20A之间，所以，无法直接使用芯片级功率放大器驱动。专业高压或大电流的精密功放模块一般采用厚膜电路，价格极其昂贵。业界普遍的做法是使用变压器做功率变换，既满足输出高电压和大电流的要求，也可以实现输出信号和内部电路的隔离，但是无法传递直流能量，这就造成了使用变压器隔离的功放无法在负载侧做深度反馈。当在负载侧加上反馈电阻抑制直流失调电压时，带来的弊端是大大减低功率放大器的等效放大倍数，同时功放的稳定度和负载调整率也下降了。还有一种做法是使用精密交流采样回测的方法，通过PID算法矫正输出值，这种功放电路输出稳定度受负载特性影响，负载无法实时调整，其精度受到交流采样精度和PID算法的影响。本实用新型提出了一种交直流双环反馈功率放大电路，既可以有效抑制功放的直流失调电压又能保证交流信号在负载侧实现深度反馈，满足高精度、高稳定性的要求，且输出信号实现了隔离。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为满足模拟电网精密电源的需要，公开一种由高性能功放、高精度电阻、隔离变压器、精密互感器、串联多级滤波器构成的交直流双环反馈功率放大器。

实现本实用新型的技术方案是，本实用新型交直流双环反馈功率放大器由高性能功放、串联多级滤波器、高精密电阻、隔离变压器和精密互感器组成。高性能功放A的输出端分别连接隔离变压器T₁的一次侧和串联多级滤波器F的输入端，隔离变压器T₁一次侧的另一端接地；串联多级滤波器F的输出端与高精密电阻R₃共接高性能功放A的负输入端，高精密电阻R₃的另一端接地；高精密电阻R₁和R₂的一端共同接高性能功放A的正输入端，高精密电阻R₁的另一端接输入信号V_i，高精密电阻R₂的另一端接精密互感器T₂二次侧；精密互感器T₂的一次侧接隔离变压器T₁的二次侧，即功率放大器输出端。

串联多级滤波器F由三级三阶巴特沃斯滤波器F₁和一级二阶有源低通滤波器F₂串联而成，三级三阶巴特沃斯滤波器F₁输出端接一级二阶有源低通滤波器F₂的输入端。

交直流双环反馈功率放大器中使用LM12CLK高性能功放，使用以色列VISHAY的高精度电阻。

本实用新型的有益效果是，既可以有效抑制功放的直流失调电压又能保证交流信号在负载侧实现深度反馈，满足高精度、高稳定性的要求，且输出信号实现了隔离。

本实用新型适用于模拟电网的精密功率源设计。

附图说明

图1是交直流双环反馈功率放大器电路图；

图2是图1的直流等效电路图；

图3是图1的交流等效电路图；

图中符号：T₁为隔离变压器；T₂为精密互感器；R₁、R₂、R₃为高精度电阻；A为高性能功放；F为串联多级滤波器；F₁为三级三阶巴特沃斯滤波器；F₂为一级二阶有源低通滤波器。

具体实施方式

为了更加具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案及其相关原理进行详细说明。

本实用新型实施例本实用新型交直流双环反馈功率放大器由高性能功放、由三级三阶巴特沃斯滤波器和一级二阶有源低通滤波器串联构成串联多级滤波器、高精密电阻、隔离变压器和精密互感器组成。