[发明专利]低功耗脉冲功率放大器

说明书

本发明涉及一种电子电路技术领域内的低功耗脉冲功率放大器，采用D类功放结构，包括：隔离电路，对功率放大器的输入信号进行光电隔离；驱动电路，利用驱动芯片和辅助元件，为后级的功率MOSFET提供全桥驱动信号；功率MOSFET，工作在大信号开关状态，组成D类功率放大器的全桥拓扑结构；变压器和匹配单元，升高功率MOSFET的输出电压，并具有阻抗匹配的功能；自检电路，对功放的输出信号进行分压、检波，输出小信号的自检信号；保护电路，为功放提供过压、过流、过温保护。本发明通过优化驱动电路和功率MOSFET的工作状态、优化设计匹配单元的参数，极大地降低了电路的功耗。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体的，涉及一种低功耗脉冲功率放大器。

背景技术

发射机主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。广泛应用于电视，广播，雷达等各种民用、军用设备。主要可分为调频发射机，调幅发射机，光发射机等多种类型。

发射机的作用是将输入的小功率电信号进行及时、低失真地转换成大功率电信号发射出去。发射机是电子系统的重要组成部分，在大功率应用场合下，发射机同时也是电子系统中体积最大、耗电量最大的单元。随着目前电子技术及信号处理技术的发展，硬件实现出效率更高、损耗更小、发射灵活度更高的高性能发射机变得越来越重要。

功率放大器是发射机的重要组成部分，同时也是整个发射机中最耗能的模块。功率放大器是一种以输出较大功率为目的的放大电路，它一般直接驱动负载，带载能力要强。功率放大器通常工作在大信号状态下，因而存在电压放大器(小信号放大器)中没有出现过的输出功率要尽可能大、效率要高、功率管散热等特殊问题。在大功率应用场合下，考虑到功率管散热需求，功率放大器一般设计为脉冲工作方式，同时对功率放大器的功耗和效率提出了更高要求。

经对现有技术的检索，中国发明专利CN201210349841.4，发明名称为一种功率放大器，该功率放大器包括第一级单元以及第二级单元；第一级单元接收锁相环传来的高频脉冲信号并对其进行方波整形，以使脉冲信号的电平达到预设的阈值，其包括依次串接的第一反相器和第二反相器；第二级单元与第一级单元相耦接，接收经过方波整形的脉冲信号，其包括依次串接的第一增益放大模块和至少一个第二增益放大模块，该第二增益放大模块包括增益放大子模块和增益控制子模块；增益控制子模块接收系统输入的通断控制信号，切换相应的增益放大子模块的工作状态，以使第二级单元输出不同增益的放大信号。该发明的功率放大器实时调整功率放大器的增益，提升了功率放大器效率。但该发明无法通过优化驱动电路和功率MOSFET的工作状态、优化设计匹配单元的参数，降低电路的功耗。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种低功耗脉冲功率放大器。本发明通过驱动电路中上管驱动采用外部自举电容上电，使得驱动电源数目较其他IC驱动大大减小；隔离电路采用高速逻辑门光耦合器，减小了光耦开关的延迟时间，同时可以应用在高频率场合；通过优化驱动电路和功率MOSFET的工作状态、优化设计匹配单元的参数，极大地降低了电路的功耗。

本发明涉及一种低功耗脉冲功率放大器，采用D类功放结构，包括隔离电路、驱动电路、功率MOSFET、变压器和匹配单元、自检电路、保护电路；

隔离电路，对功率放大器的输入信号进行光电隔离；

驱动电路，利用驱动芯片和辅助元件，为后级的功率MOSFET提供全桥驱动信号；

功率MOSFET，工作在大信号开关状态，组成D类功率放大器的全桥拓扑结构；

变压器和匹配单元，升高功率MOSFET的输出电压，并具有阻抗匹配的功能；

自检电路，对功放的输出信号进行分压、检波，输出小信号的自检信号；

保护电路，为功放提供过压、过流、过温保护。