專利名稱：開關(guān)－模擬功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于廣播擴(kuò)音機(jī)的開關(guān)-模擬功率放大器。
背景技術(shù)：
近幾年，數(shù)字功率放大器技術(shù)發(fā)展很快，其主要優(yōu)點(diǎn)是放大器發(fā)熱很小，電源效率可高達(dá)85％～90％。但是，這項(xiàng)技術(shù)在公共廣播擴(kuò)音機(jī)方面的應(yīng)用遇到了困難。原因是1、廣播型擴(kuò)音機(jī)輸出電壓特別高，我國(guó)還廣泛使用音頻輸出電壓高達(dá)240伏的機(jī)種。2、為滿足可靠性和抗干擾性能的要求，廣播擴(kuò)音機(jī)希望輸出方式為平衡輸出，并且輸出端與功率管、地線、電源部分隔離。3、廣播擴(kuò)音機(jī)希望有幾種不同的輸出電壓，以滿足不同的使用場(chǎng)合，數(shù)字功率放大器很難滿足這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種開關(guān)-模擬功率放大器，既具備開關(guān)放大器的高效率低發(fā)熱特性，又具有傳統(tǒng)模擬放大器功率輸出所有的技術(shù)外特性，而且發(fā)熱量小，功率管管耗小。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的開關(guān)-模擬功率放大器，包括一線性放大器，一與該線性放大器相連接檢測(cè)其管壓降的取樣放大器，該取樣放大器的輸出端連接至一比較器的正向輸入端，形成比較器的控制端，所述比較器的輸出端控制一直流斬波器導(dǎo)通或斷開，所述直流斬波器的輸出端與電源之間串聯(lián)連接一電感、電容，所述線性放大器的電源由直流斬波器提供，并且直流斬波器受控于線性放大器功率管管壓降；當(dāng)比較器的控制端電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，其輸出高電位，進(jìn)而推動(dòng)直流斬波器導(dǎo)通，其輸出電流經(jīng)電感使電容充電，隨著電容端電壓的升高，線性放大器的管壓降隨著升高，當(dāng)線性放大器的管壓降大于設(shè)定值時(shí)，比較器的控制端電壓小于基準(zhǔn)電壓，其輸出低電位，直流斬波器關(guān)斷，線性放大器的電源由電容放電維持，隨著電容端電壓降低，線性放大器的管壓降也隨著降低，當(dāng)線性放大器的管壓降低于設(shè)定值時(shí)，比較器的控制端電壓大于基準(zhǔn)電壓，比較器輸出高電位，推動(dòng)直流斬波器再次導(dǎo)通。
采用本發(fā)明所述的開關(guān)-模擬功率放大器，由于其采用高壓電源，且線性放大器始終工作于低管壓降工作狀態(tài)，所以無(wú)論是直流斬波器，還是線性放大器發(fā)熱相當(dāng)小，整機(jī)效率高達(dá)85％～90％，與現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)放大器效率相當(dāng)。既具備開關(guān)放大器的高效率低發(fā)熱特性，又具有傳統(tǒng)模擬放大器功率輸出所有的技術(shù)外特性，其技術(shù)性能與現(xiàn)有技術(shù)的線性放大器相似。


圖1是本發(fā)明開關(guān)-模擬功率放大器的原理框圖；圖2是本發(fā)明開關(guān)-模擬功率放大器一實(shí)施例原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明開關(guān)-模擬功率放大器是開關(guān)與模擬相結(jié)合的功率放大器，包括一線性放大器，一與該線性放大器相連接檢測(cè)其管壓降的取樣放大器，該取樣放大器的輸出端連接至一比較器的正向輸入端，形成比較器的控制端，所述比較器的輸出端控制一直流斬波器導(dǎo)通或斷開，所述直流斬波器的輸出端與電源之間串聯(lián)連接一電感、電容(圖中未示)，所述線性放大器的電源由該直流斬波器提供，并且直流斬波器受控于線性放大器功率管管壓降。構(gòu)成開關(guān)-模擬功率放大器。
下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖2是本發(fā)明開關(guān)-模擬功率放大器原理圖。其中，電源采用直流300V，輸入變壓器B1有兩個(gè)次級(jí)繞組N3、N4，線性放大器由場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2組成。場(chǎng)效應(yīng)管V1的漏極D1與電源連接，源極S1與電阻R4連接，柵極G1與輸入變壓器B1的次級(jí)繞組N3的一端連接。穩(wěn)壓二極管D1、電容C2并聯(lián)后再與電阻R1串聯(lián)連接，穩(wěn)壓二極管D1的陰極和電阻R1的接點(diǎn)與次級(jí)繞組N3的另一端連接，電阻R1的另一端與電源連接。穩(wěn)壓二極管D1的陽(yáng)極及電阻R4的另一端與輸出變壓器B2初級(jí)繞組的一端相連接。
場(chǎng)效應(yīng)管V2的電路組成及元件之間的連接關(guān)系與場(chǎng)效應(yīng)管V1的不同點(diǎn)在于，穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極及電阻R5的另一端與輸出變壓器B2初級(jí)繞組的另一端連接，其余完全相同，在此不再重復(fù)。
管壓降取樣放大器由取樣電路和放大電路組成。取樣電路由晶體管V3、V4構(gòu)成。晶體管V3的集電極通過(guò)電阻R8與電源連接，基極通過(guò)電阻R6與場(chǎng)效應(yīng)管V1的源極S1連接，二極管D6的陰極與晶體管V3的基極相連接，晶體管V3、V4的集電極與放大電路晶體管V5的基極連接，晶體管V4的基極通過(guò)電阻R7與場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極S2連接，二極管D7的陰極與晶體管V4的基極相連接。穩(wěn)壓二極管D3與電容C4并聯(lián)后再與電阻R12相串聯(lián)，并跨接在電源與系統(tǒng)地線之間。穩(wěn)壓二極管D3的陰極與電源連接，穩(wěn)壓二極管D3的陽(yáng)極與二極管D6、D7的陽(yáng)極、晶體管V3、V4的發(fā)射極電阻R10、R11相連接。放大電路晶體管V5的發(fā)射極電阻R9與電源連接，集電極電阻R3與系統(tǒng)地線連接。
比較器IC具有正向輸入端、反向輸入端和輸出端。電阻R13與穩(wěn)壓二極管D4串接在電源電壓VC與系統(tǒng)地線之間，穩(wěn)壓二極管D4的陰極與反向輸入端相連，陽(yáng)極與系統(tǒng)地線連接，比較基準(zhǔn)電壓V0由穩(wěn)壓二極管D4決定。放大電路晶體管V5的集電極電阻R3與其集電極的接點(diǎn)連接比較器IC的正向輸入端，作為比較器IC的控制端。比較器按通常的方式與電源VC和系統(tǒng)地線相連接。
直流斬波器包括一場(chǎng)效應(yīng)管V6，其柵極G6與比較器的輸出端相連接，源極S6與系統(tǒng)地線連接，電容C1和電感L串接后與二極管D5并聯(lián)，然后連接在漏極D6與電源之間。電容C1和電感L的接點(diǎn)與輸出變壓器B2的初級(jí)繞組的中間抽頭相接。
場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的靜態(tài)工作點(diǎn)由穩(wěn)壓二極管D1、D2決定，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1或V2對(duì)應(yīng)導(dǎo)通，當(dāng)其管壓降低于某一設(shè)定值時(shí)，取樣電路晶體管V3或V4導(dǎo)通，經(jīng)放大電路晶體管V5放大后，電流流經(jīng)電阻R3，并產(chǎn)生控制電壓。當(dāng)該控制電壓大于基準(zhǔn)電壓V0時(shí)，比較器IC輸出高電位，推動(dòng)直流斬波器場(chǎng)效應(yīng)管V6導(dǎo)通，輸出電流經(jīng)電感L送到電容C1，使電容C1的端電壓升高，于是場(chǎng)效應(yīng)管V1或V2的管壓降也跟著升高。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V1或V2的管壓降大于設(shè)定電壓時(shí)，管壓降取樣放大器的晶體管V3、V4、V5和直流斬波器的場(chǎng)效應(yīng)管V6立即關(guān)斷，線性放大器的場(chǎng)效應(yīng)管V1或V2的輸入電壓由電容C1放電維持。當(dāng)電容C1的電壓因放電降低，或者場(chǎng)效應(yīng)管V1或V2進(jìn)一步導(dǎo)通時(shí)，其管壓降再次降至設(shè)定值；于是經(jīng)管壓降取樣放大器的晶體管V3、V4、V5取樣放大后，當(dāng)輸入比較器IC的正向輸入端的控制電壓大于基準(zhǔn)電壓V0時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V6再次導(dǎo)通。上述過(guò)程周而復(fù)始反復(fù)重現(xiàn)。音頻輸出功率經(jīng)輸出變壓器B2的初級(jí)耦合到次級(jí)送出。該變壓器B2的次級(jí)可以作成不同的輸出電壓，也可以取出幾十伏電壓作負(fù)反饋取樣用。
作為技術(shù)的變通，可以用線性放大器與兩組斬波器組成橋式開關(guān)-模擬放大器，也可以由橋式線性放大器與斬波器組成開關(guān)-模擬放大器。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)-模擬功率放大器，其特征在于包括—線性放大器，一與該線性放大器相連接檢測(cè)其管壓降的取樣放大器，該取樣放大器的輸出端連接至一比較器的正向輸入端，形成比較器的控制端，所述比較器的輸出端控制一直流斬波器導(dǎo)通或斷開，所述直流斬波器的輸出端與電源之間串聯(lián)連接一電感、電容，所述線性放大器的電源由該直流斬波器提供，并且直流斬波器受控于線性放大器；當(dāng)比較器的控制端電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，其輸出高電位，進(jìn)而推動(dòng)直流斬波器導(dǎo)通，其輸出電流經(jīng)電感使電容充電，隨著電容端電壓的升高，線性放大器的管壓降隨著升高，當(dāng)線性放大器的管壓降大于設(shè)定值時(shí)，比較器的控制端電壓小于基準(zhǔn)電壓，其輸出低電位，直流斬波器關(guān)斷，線性放大器的電源由電容放電維持，隨著電容端電壓降低，線性放大器的管壓降也隨著降低，當(dāng)線性放大器的管壓降低于設(shè)定值時(shí)，比較器的控制端電壓大于基準(zhǔn)電壓，比較器輸出高電位，推動(dòng)直流斬波器再次導(dǎo)通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)－模擬功率放大器，包括一線性放大器，一與該線性放大器相連接檢測(cè)其管壓降的取樣放大器，取樣放大器的輸出端連接至一比較器的正向輸入端，形成比較器的控制端，比較器的輸出端控制一直流斬波器導(dǎo)通或斷開，直流斬波器的輸出端與電源之間串聯(lián)連接一電感、電容，所述線性放大器的電源由該直流斬波器提供，并且直流斬波器受控于線性放大器。本發(fā)明既具備開關(guān)放大器的高效率低發(fā)熱特性，又具有傳統(tǒng)模擬放大器功率輸出所有的技術(shù)外特性，而且發(fā)熱量小，功率管管耗小。適用于5千瓦功率輸出的超大功率廣播擴(kuò)音機(jī)。
文檔編號(hào)H03F1/02GK1797943SQ20041009335
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者徐耀忠 申請(qǐng)人:徐耀忠