一種交直流雙環(huán)反饋的功率放大器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種交直流雙環(huán)反饋的功率放大器，所述放大器由高性能功放A、串聯(lián)多級(jí)濾波器F、高精密電阻、隔離變壓器T1和精密互感器T2組成。串聯(lián)多級(jí)濾波器F由三級(jí)巴特沃斯濾波器F1和二階有源低通濾波器F2串聯(lián)而成。交直流雙環(huán)反饋功率放大器中使用LM12CLK高性能功放，使用以色列VISHAY的高精度電阻。本實(shí)用新型既可以有效抑制功放的直流失調(diào)電壓又能保證交流信號(hào)在負(fù)載側(cè)實(shí)現(xiàn)深度反饋，滿足高精度、高穩(wěn)定性的要求，且輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)了隔離。本實(shí)用新型適用于模擬電網(wǎng)的精密功率源設(shè)計(jì)。
【專利說(shuō)明】—種交直流雙環(huán)反饋的功率放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種交直流雙環(huán)反饋功率放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，屬于電力儀器校驗(yàn)和產(chǎn)品檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在模擬電網(wǎng)的精密功率源設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常涉及信號(hào)的功率放大，一般而言，低成本的高性能芯片級(jí)功率放大器輸出電壓在+/-40V以下，輸出電流+/-1OA以下，而模擬電網(wǎng)的精密功率源的輸出電壓在O?600V之間，輸出電流在O?20A之間，所以，無(wú)法直接使用芯片級(jí)功率放大器驅(qū)動(dòng)。專業(yè)高壓或大電流的精密功放模塊一般采用厚膜電路，價(jià)格極其昂貴。業(yè)界普遍的做法是使用變壓器做功率變換，既滿足輸出高電壓和大電流的要求，也可以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)和內(nèi)部電路的隔離，但是無(wú)法傳遞直流能量，這就造成了使用變壓器隔離的功放無(wú)法在負(fù)載側(cè)做深度反饋。當(dāng)在負(fù)載側(cè)加上反饋電阻抑制直流失調(diào)電壓時(shí)，帶來(lái)的弊端是大大減低功率放大器的等效放大倍數(shù)，同時(shí)功放的穩(wěn)定度和負(fù)載調(diào)整率也下降了。還有一種做法是使用精密交流采樣回測(cè)的方法，通過(guò)PID算法矯正輸出值，這種功放電路輸出穩(wěn)定度受負(fù)載特性影響，負(fù)載無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)整，其精度受到交流采樣精度和PID算法的影響。本實(shí)用新型提出了一種交直流雙環(huán)反饋功率放大電路，既可以有效抑制功放的直流失調(diào)電壓又能保證交流信號(hào)在負(fù)載側(cè)實(shí)現(xiàn)深度反饋，滿足高精度、高穩(wěn)定性的要求，且輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)了隔離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為滿足模擬電網(wǎng)精密電源的需要，公開(kāi)一種由高性能功放、高精度電阻、隔離變壓器、精密互感器、串聯(lián)多級(jí)濾波器構(gòu)成的交直流雙環(huán)反饋功率放大器。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，本實(shí)用新型交直流雙環(huán)反饋功率放大器由高性能功放、串聯(lián)多級(jí)濾波器、高精密電阻、隔離變壓器和精密互感器組成。高性能功放A的輸出端分別連接隔離變壓器T1的一次側(cè)和串聯(lián)多級(jí)濾波器F的輸入端，隔離變壓器T1 一次側(cè)的另一端接地；串聯(lián)多級(jí)濾波器F的輸出端與高精密電阻R3共接高性能功放A的負(fù)輸入端，高精密電阻R3的另一端接地；高精密電阻R1和R2的一端共同接高性能功放A的正輸入端，高精密電阻R1的另一端接輸入信號(hào)Vi,高精密電阻R2的另一端接精密互感器T2 二次側(cè)；精密互感器T2的一次側(cè)接隔離變壓器T1的二次側(cè)，即功率放大器輸出端。
[0005]串聯(lián)多級(jí)濾波器F由三級(jí)三階巴特沃斯濾波器F1和一級(jí)二階有源低通濾波器F2串聯(lián)而成，三級(jí)三階巴特沃斯濾波器F1輸出端接一級(jí)二階有源低通濾波器F2的輸入端。
[0006]交直流雙環(huán)反饋功率放大器中使用LM12CLK高性能功放，使用以色列VISHAY的高精度電阻。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是，既可以有效抑制功放的直流失調(diào)電壓又能保證交流信號(hào)在負(fù)載側(cè)實(shí)現(xiàn)深度反饋，滿足高精度、高穩(wěn)定性的要求，且輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)了隔離。[0008]本實(shí)用新型適用于模擬電網(wǎng)的精密功率源設(shè)計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是交直流雙環(huán)反饋功率放大器電路圖；
[0010]圖2是圖1的直流等效電路圖；
[0011]圖3是圖1的交流等效電路圖；
[0012]圖中符號(hào)=T1為隔離變壓器；T2為精密互感器況、R2> R3為高精度電阻；Α為高性能功放；F為串聯(lián)多級(jí)濾波器J1為三級(jí)三階巴特沃斯濾波器；F2為一級(jí)二階有源低通濾波器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了更加具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及其相關(guān)原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]本實(shí)用新型實(shí)施例本實(shí)用新型交直流雙環(huán)反饋功率放大器由高性能功放、由三級(jí)三階巴特沃斯濾波器和一級(jí)二階有源低通濾波器串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)多級(jí)濾波器、高精密電阻、隔離變壓器和精密互感器組成。
[0015]功率放大器中高性能功放A輸出端經(jīng)一隔離變壓器T1產(chǎn)生輸出信號(hào)，以使輸出信號(hào)與內(nèi)部電路隔離，串聯(lián)多級(jí)濾波器F輸入端接高性能功放A輸出端，串聯(lián)多級(jí)濾波器F輸出端接高性能功放A的負(fù)輸入端，由此構(gòu)成直流反饋回路；精密互感器T2 —次側(cè)接負(fù)載側(cè)，也即隔離變壓器T1 二次側(cè)；精密互感器T2 二次側(cè)經(jīng)一個(gè)高精密電阻R2接至高性能功放A的正輸入端，由此構(gòu)成交流反`饋。串聯(lián)多級(jí)濾波器F由三級(jí)三階巴特沃斯濾波器F1和一級(jí)二階有源低通濾波器F2串聯(lián)構(gòu)成，三級(jí)三階巴特沃斯濾波器F1輸入端接高性能功放A的輸出端，三級(jí)三階巴特沃斯濾波器F1輸出端接一級(jí)二階有源低通濾波器F2的輸入端，一級(jí)二階有源低通濾波器F2的輸出端接至高性能功放A的負(fù)輸入端，高性能功放A正、負(fù)輸入端分別經(jīng)精密電阻％、R3接至功率放大器輸入信號(hào)Vi及地端，使用檔位自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)寬量程。
[0016]本實(shí)用新型的功放是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn):
[0017]串聯(lián)有源多級(jí)濾波器是交直流雙環(huán)反饋的關(guān)鍵，它實(shí)現(xiàn)了直流信號(hào)與交流信號(hào)的分離。巴特沃斯濾波器的傳遞函數(shù)為:
【權(quán)利要求】
1.一種交直流雙環(huán)反饋的功率放大器，其特征在于，所述放大器由高性能功放A、串聯(lián)多級(jí)濾波器F、高精密電阻、隔離變壓器T1和精密互感器T2組成；高性能功放A的輸出端分別連接隔離變壓器T1的一次側(cè)和串聯(lián)多級(jí)濾波器F的輸入端，隔離變壓器T1 一次側(cè)的另一端接地；串聯(lián)多級(jí)濾波器F的輸出端與高精密電阻R3共接高性能功放A的負(fù)輸入端，高精密電阻R3的另一端接地；高精密電阻R1和R2的一端共同接高性能功放A的正輸入端，高精密電阻R1的另一端接輸入信號(hào)Vi,高精密電阻R2的另一端接精密互感器T2 二次側(cè)；精密互感器T2的一次側(cè)接隔離變壓器T1的二次側(cè)，即功率放大器輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交直流雙環(huán)反饋的功率放大器，其特征在于，所述串聯(lián)多級(jí)濾波器F由三級(jí)三階巴特沃斯濾波器和一級(jí)二階有源低通濾波器串聯(lián)構(gòu)成，三級(jí)三階巴特沃斯濾波器F1輸出端接二階有源低通濾波器F2的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交直流雙環(huán)反饋的功率放大器，其特征在于，所述高性能功放A為L(zhǎng)M12CLK高性能功放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交直流雙環(huán)反饋的功率放大器，其特征在于，所述高精密電阻為以色列VISHAY高精密電阻。
【文檔編號(hào)】H03F3/20GK203522656SQ201320535131
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】劉見(jiàn), 吳君明, 劉經(jīng)昊, 聶方明, 李欣, 王潯, 董洛群, 黃健中, 唐新宇, 李東江, 靳紹平 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江西省電力科學(xué)研究院