[实用新型]一种电流型线性功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率放大技术领域，具体的说，涉及一种电流型线性功率放大器。

背景技术

线性功率放大器因为效率低、体积大等缺点已逐渐被开关型功率放大器取代，但是由于开关型功率放大器电磁干扰比较大，在对电磁干扰敏感的场合线性功率放大器仍然无可替代。在以感应同步器为测角元件的转台控制系统中应用开关型功率放大器作为电机驱动器会影响系统精度，即便以光电码盘作为测角元件的转台系统，因为用户被测产品的电磁兼容性要求有时也需要配备线性功率放大器作为电机驱动器。传统的线性功率放大器采用多级三极管或场效应管电路构成，受电路结构和器件参数所限，输出电压及输出电流较小，不能满足需要高电压、大电流输出的高精度转台控制系统的电机驱动要求。

发明内容

本实用新型提出一种电流型线性功率放大器，能够实现高电压、大电流输出。

本实用新型的技术方案为：

一种电流型线性功率放大器，所述的功率放大器电路为双电源互补推挽结构，包括正电源VCC、负电源VEE、PI调节器、功放保护与故障处理电路、正负桥臂隔离驱动电路、IGBT功率输出模块、霍尔电流传感器、电流负反馈电路、相位补偿电路以及负载。

输入信号和电流负反馈电路的输出信号共同作为PI调节器的输入信号，PI调节器的输出信号作为正负桥臂隔离驱动电路的输入信号，正负桥臂隔离驱动电路有G+输出端、S+输出端、G-输出端以及S-输出端，分别与IGBT功率输出模块的正桥臂栅极输入端、IGBT功率输出模块的输出端、负桥臂栅极输入端、IGBT功率输出模块的负电源端对应连接，IGBT功率输出模块的输出端连接到霍尔电流传感器的电流输入端，霍尔电流传感器的电流输出端连接到相位补偿电路和负载，霍尔电流传感器的输出信号作为电流负反馈电路的输入信号，电流负反馈电路的输出信号还作为功放保护与故障处理电路的输入信号，功放保护与故障处理电路的输出送至PI调节器，IGBT功率输出模块的正电源端与正电源VCC连接，IGBT功率输出模块的负电源端与负电源VEE连接。

IGBT功率输出模块包含n个IGBT器件(VT₁～VT_n)，n个电阻(R₁～R_n)，其中n为大于2的偶数，n个IGBT器件和n个电阻分为奇偶两组，奇数组包括n为奇数的IGBT器件(VT₁～VT_n-1)和电阻(R₁～R_n-1)，奇数组整体构成IGBT功率输出模块的正桥臂，偶数组包括n为偶数的IGBT器件(VT₂～VT_n)和电阻(R₂～R_n)，偶数组整体构成IGBT功率输出模块的负桥臂，奇数组所有IGBT器件的集电极都连接到一起作为正电源端，奇数组中的每个IGBT器件的发射极均连接一个奇数组中的电阻，而所有奇数组中电阻的另一端与偶数组中所有IGBT器件的集电极都连接到一起作为IGBT功率输出模块的输出端，偶数组中每个IGBT器件的发射极均串接一个偶数组中的电阻，所有偶数组中电阻的另一端都连接到一起作为IGBT功率输出模块的负电源端，所有奇数组IGBT器件的栅极连接到一起作为正桥臂栅极输入端，所有偶数组IGBT器件的栅极连接到一起作为负桥臂栅极输入端。

正负桥臂隔离驱动电路包括一个可调三端稳压器电路、两个线性光耦模拟隔离传输电路、以及由第一运算放大器U2、第二运算放大器U3、电阻(R1～R8)构成的信号分解处理电路，可调三端稳压器电路的输出分别经电阻R1与第一运算放大器U2的同相输入端连接、经电阻R6与第二运算放大器U3的同相输入端连接，第二运算放大器U3的同相输入端同时经电阻R4接地，前级电路的输出信号作为正负桥臂隔离驱动电路的输入信号Vin，Vin分别经电阻R2与第一运算放大器U2的同相输入端连接、经电阻R7与第二运算放大器U3的反相输入端连接，第二运算放大器U3的反相输入端同时经电阻R8接第二运算放大器U3的输出端，第一运算放大器U2的反相输入端分别经电阻R3接地、经电阻R5接第一运算放大器U2的输出端，第一运算放大器U2和第二运算放大器U3的输出分别接线性光耦模拟隔离传输电路的输入，第一运算放大器U2的输出经线性光耦模拟隔离传输电路后产生正桥臂栅极信号G+，独立电源VP1的地(GND1)作为输出端S+，第二运算放大器U3的输出经线性光耦模拟隔离传输电路后产生负桥臂栅极信号G-，独立电源VP2的地(GND2)作为输出端S-。