一种交直流双环反馈的功率放大器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种交直流双环反馈的功率放大器，所述放大器由高性能功放A、串联多级滤波器F、高精密电阻、隔离变压器T1和精密互感器T2组成。串联多级滤波器F由三级巴特沃斯滤波器F1和二阶有源低通滤波器F2串联而成。交直流双环反馈功率放大器中使用LM12CLK高性能功放，使用以色列VISHAY的高精度电阻。本实用新型既可以有效抑制功放的直流失调电压又能保证交流信号在负载侧实现深度反馈，满足高精度、高稳定性的要求，且输出信号实现了隔离。本实用新型适用于模拟电网的精密功率源设计。
【专利说明】—种交直流双环反馈的功率放大器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种交直流双环反馈功率放大器的设计与实现，属于电力仪器校验和产品检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在模拟电网的精密功率源设计过程中，经常涉及信号的功率放大，一般而言，低成本的高性能芯片级功率放大器输出电压在+/-40V以下，输出电流+/-1OA以下，而模拟电网的精密功率源的输出电压在O?600V之间，输出电流在O?20A之间，所以，无法直接使用芯片级功率放大器驱动。专业高压或大电流的精密功放模块一般采用厚膜电路，价格极其昂贵。业界普遍的做法是使用变压器做功率变换，既满足输出高电压和大电流的要求，也可以实现输出信号和内部电路的隔离，但是无法传递直流能量，这就造成了使用变压器隔离的功放无法在负载侧做深度反馈。当在负载侧加上反馈电阻抑制直流失调电压时，带来的弊端是大大减低功率放大器的等效放大倍数，同时功放的稳定度和负载调整率也下降了。还有一种做法是使用精密交流采样回测的方法，通过PID算法矫正输出值，这种功放电路输出稳定度受负载特性影响，负载无法实时调整，其精度受到交流采样精度和PID算法的影响。本实用新型提出了一种交直流双环反馈功率放大电路，既可以有效抑制功放的直流失调电压又能保证交流信号在负载侧实现深度反馈，满足高精度、高稳定性的要求，且输出信号实现了隔离。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:为满足模拟电网精密电源的需要，公开一种由高性能功放、高精度电阻、隔离变压器、精密互感器、串联多级滤波器构成的交直流双环反馈功率放大器。
[0004]实现本实用新型的技术方案是，本实用新型交直流双环反馈功率放大器由高性能功放、串联多级滤波器、高精密电阻、隔离变压器和精密互感器组成。高性能功放A的输出端分别连接隔离变压器T1的一次侧和串联多级滤波器F的输入端，隔离变压器T1 一次侧的另一端接地；串联多级滤波器F的输出端与高精密电阻R3共接高性能功放A的负输入端，高精密电阻R3的另一端接地；高精密电阻R1和R2的一端共同接高性能功放A的正输入端，高精密电阻R1的另一端接输入信号Vi,高精密电阻R2的另一端接精密互感器T2 二次侧；精密互感器T2的一次侧接隔离变压器T1的二次侧，即功率放大器输出端。
[0005]串联多级滤波器F由三级三阶巴特沃斯滤波器F1和一级二阶有源低通滤波器F2串联而成，三级三阶巴特沃斯滤波器F1输出端接一级二阶有源低通滤波器F2的输入端。
[0006]交直流双环反馈功率放大器中使用LM12CLK高性能功放，使用以色列VISHAY的高精度电阻。
[0007]本实用新型的有益效果是，既可以有效抑制功放的直流失调电压又能保证交流信号在负载侧实现深度反馈，满足高精度、高稳定性的要求，且输出信号实现了隔离。[0008]本实用新型适用于模拟电网的精密功率源设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是交直流双环反馈功率放大器电路图；
[0010]图2是图1的直流等效电路图；
[0011]图3是图1的交流等效电路图；
[0012]图中符号=T1为隔离变压器；T2为精密互感器况、R2> R3为高精度电阻；Α为高性能功放；F为串联多级滤波器J1为三级三阶巴特沃斯滤波器；F2为一级二阶有源低通滤波器。
【具体实施方式】
[0013]为了更加具体地描述本发明，下面结合附图及【具体实施方式】对本发明的技术方案及其相关原理进行详细说明。
[0014]本实用新型实施例本实用新型交直流双环反馈功率放大器由高性能功放、由三级三阶巴特沃斯滤波器和一级二阶有源低通滤波器串联构成串联多级滤波器、高精密电阻、隔离变压器和精密互感器组成。
[0015]功率放大器中高性能功放A输出端经一隔离变压器T1产生输出信号，以使输出信号与内部电路隔离，串联多级滤波器F输入端接高性能功放A输出端，串联多级滤波器F输出端接高性能功放A的负输入端，由此构成直流反馈回路；精密互感器T2 —次侧接负载侧，也即隔离变压器T1 二次侧；精密互感器T2 二次侧经一个高精密电阻R2接至高性能功放A的正输入端，由此构成交流反`馈。串联多级滤波器F由三级三阶巴特沃斯滤波器F1和一级二阶有源低通滤波器F2串联构成，三级三阶巴特沃斯滤波器F1输入端接高性能功放A的输出端，三级三阶巴特沃斯滤波器F1输出端接一级二阶有源低通滤波器F2的输入端，一级二阶有源低通滤波器F2的输出端接至高性能功放A的负输入端，高性能功放A正、负输入端分别经精密电阻％、R3接至功率放大器输入信号Vi及地端，使用档位自动切换实现宽量程。
[0016]本实用新型的功放是通过以下方法实现:
[0017]串联有源多级滤波器是交直流双环反馈的关键，它实现了直流信号与交流信号的分离。巴特沃斯滤波器的传递函数为:
【权利要求】
1.一种交直流双环反馈的功率放大器，其特征在于，所述放大器由高性能功放A、串联多级滤波器F、高精密电阻、隔离变压器T1和精密互感器T2组成；高性能功放A的输出端分别连接隔离变压器T1的一次侧和串联多级滤波器F的输入端，隔离变压器T1 一次侧的另一端接地；串联多级滤波器F的输出端与高精密电阻R3共接高性能功放A的负输入端，高精密电阻R3的另一端接地；高精密电阻R1和R2的一端共同接高性能功放A的正输入端，高精密电阻R1的另一端接输入信号Vi,高精密电阻R2的另一端接精密互感器T2 二次侧；精密互感器T2的一次侧接隔离变压器T1的二次侧，即功率放大器输出端。
2.根据权利要求1所述的一种交直流双环反馈的功率放大器，其特征在于，所述串联多级滤波器F由三级三阶巴特沃斯滤波器和一级二阶有源低通滤波器串联构成，三级三阶巴特沃斯滤波器F1输出端接二阶有源低通滤波器F2的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种交直流双环反馈的功率放大器，其特征在于，所述高性能功放A为LM12CLK高性能功放。
4.根据权利要求1所述的一种交直流双环反馈的功率放大器，其特征在于，所述高精密电阻为以色列VISHAY高精密电阻。
【文档编号】H03F3/20GK203522656SQ201320535131
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】刘见, 吴君明, 刘经昊, 聂方明, 李欣, 王浔, 董洛群, 黄健中, 唐新宇, 李东江, 靳绍平 申请人:国家电网公司, 江西省电力科学研究院