[实用新型]一种数字功率放大器

权利要求书

1.一种数字功率放大器，其特征在于，所述数字功率放大器包括数字控制器(1)、驱动模块(2)、状态采集模块(3)、n个功放模块(4)、m个功放冗余模块(40)、功率合成模块(5)和滤波模块(6)，其中，n为大于0的整数，m为大于或等于0的整数；

所述数字控制器(1)用于采集和缓存输入信号，并将输入信号进行脉宽调制产生2n组PWM控制信号，2n组所述PWM控制信号的频率相同、相位依次相差π/n，所述PWM控制信号的占空比与输入信号的幅度成正比；其中，每组所述PWM控制信号包括两个电平互补的PWM信号；

所述驱动模块(2)位于所述数字控制器(1)与n个所述功放模块(4)之间，用于放大2n组所述PWM控制信号；

所述功放模块(4)用于放大所述驱动模块(2)输出的信号，所述功放冗余模块(40)用于替换发生故障的所述功放模块(4)；

所述状态采集模块(3)用于采集所述驱动模块(2)和每个所述功放模块(4)的状态信息，所述状态信息包括正常运行状态信息和故障信息；所述数字控制器(1)还用于接收所述状态采集模块(3)采集的所述状态信息，并识别所述状态信息中的故障信息后，控制所述功放冗余模块(40)替换发生故障的功放模块(4)运行或者控制所述功放冗余模块(40)和未发生故障的所述功放模块(4)重新分配运行，并向所述功率合成模块(5)发送旁路控制信号；

所述功率合成模块(5)用于接收所述数字控制器(1)输出的旁路控制信号，以及将所述功放模块(4)输出的功率信号进行合成；

所述滤波模块(6)用于对所述功率合成模块(5)输出的功率信号进行滤波处理，生成模拟功率信号。

2.如权利要求1所述的数字功率放大器，其特征在于，所述数字控制器(1)包括在相同的时钟节拍下并行运行的采样/缓存模块(11)、延时/定时器(12)、故障处理模块(13)、2n个数字PWM调制器(14)和输出信号分配模块(15)；

所述采样/缓存模块(11)用于接收输入信号，并将输入信号进行数字量化和缓存，然后输送至所述2n个数字PWM调制器(14)；

所述故障处理模块(13)用于接收所述状态采集模块(3)采集的所述状态信息，识别所述状态信息中的故障信息和所述故障信息对应的发生故障的功放模块(4)，统计发生故障的功放模块(4)数量k并发送至所述延时/定时器(12)，向所述输出信号分配模块(15)发送使能控制信号EN，并向所述功率合成模块(5)发送旁路控制信号Ei；

所述延时/定时器(12)用于接收启停信号，并向所述2n个数字PWM调制器(14)发出2n路时间间隔依次相差T/(2n)的相位触发信号，T为所述数字PWM调制器(14)的载波周期；还用于接收发生故障的功放模块(4)的数量k，并比较判断k与m的大小，根据判断结果向所述2n个数字PWM调制器(14)发出对应的相位触发信号；

所述2n个数字PWM调制器(14)用于完成所述采样/缓存模块(11)输出的信号的PWM调制；还用于在接收所述相位触发信号后，按照所述相位触发信号控制输出的PWM控制信号的载波相位；

所述输出信号分配模块(15)用于接收使能控制信号EN后，根据所述使能控制信号EN向对应的功放模块(4)发送PWM控制信号。

3.如权利要求2所述的数字功率放大器，其特征在于，所述延时/定时器(12)还用于比较判断发生故障的功放模块(4)数量k大于所述功放冗余模块(40)的数量m时，重新计算所述数字PWM调制器(14)的相位触发时间间隔为T/(2×(n+m-k))，并向所述2×(n+m-k)个数字PWM调制器(14)发送重置后的2×(n+m-k)路相位触发信号。

4.如权利要求2所述的数字功率放大器，其特征在于，每个所述数字PWM调制器(14)均包括一一对应设置的计数器(141)和比较器(142)，其中，所述计数器(141)由所述延时/定时器(12)输出的对应相位触发信号启动，产生周期性数字三角调制载波；所述比较器(142)用于实时将所述计数器(141)的计数值与输入信号的数字量化值进行比较，输出所述PWM控制信号。