开关放大器及其控制方法_4

文档序号:9457887阅读:来源:国知局
器在50%的占空比下被关闭,从而在一个周期内作为全部输出电压生成5.50XVs/12o另一方面,在图3中作为第一个工作的逆变器明示了第三逆变器,但这仅仅是用于说明容错型开关放大器100根据脉冲宽度调制信号控制12个逆变器112、118的工作的过程的例示,并非受此限定。
[0069]接着,假定容错型开关放大器100基于输入信号及输入信号相关放大信号的反馈结果,在第二个周期中需要生成7.75XVs/12的全部输出电压。此时,在上一个周期结束时有5个逆变器处于开启状态,而下一个周期开始时需要有8个逆变器处于开启状态,因此,容错型开关放大器100根据脉冲宽度调制信号补充开启下一序位的3个逆变器,并使得处于开启状态的逆变器中序位最低的逆变器在75%的占空比下被关闭。S卩,由于在上一个周期中第四逆变器至第八逆变器处于开启状态,因此,容错型开关放大器100使得下一序位的第九逆变器至第十一逆变器以开启状态工作,使得在第四逆变器至第十一逆变器中序位最低的第四逆变器在75 %的占空比下被关闭。
[0070]接着,假定容错型开关放大器100基于输入信号及输入信号相关放大信号的反馈结果,在第三个周期中需要生成4.50XVs/12的全部输出电压,则在下一个周期开始时应有共5个逆变器处于开启状态。另一方面,由于上一个周期结束时有第五逆变器至第十一逆变器的7个逆变器以开启状态工作,因此,容错型开关放大器100应使处于开启状态的逆变器中序位低的2个逆变器关闭,并使得剩余开启状态的逆变器中序位最低的逆变器在50 %的占空比下被关闭。即,使得第五逆变器至第六逆变器关闭,作为剩余开启状态的逆变器的第七逆变器至第十一逆变器中序位最低的第七逆变器在50%的占空比下被关闭。
[0071]接着,假定容错型开关放大器100基于输入信号及输入信号相关放大信号的反馈结果,在第四个周期中需要生成11.25XVS/N的全部输出电压,则容错型开关放大器100应在切换周期开始时有12个逆变器处于开启状态。另一方面,容错型开关放大器100在上一周期中有第八逆变器至第十一逆变器以开启状态工作,因此,补充开启下一序位的八个逆变器,并使得处于开启状态的逆变器中序位最低的逆变器在25%的占空比下被关闭。
[0072]本实施例容错型开关放大器100通过从脉冲宽度调制控制部105接收脉冲宽度调制信号来控制N个逆变器的工作。此时,脉冲宽度调制控制部105基于输入信号及输入信号相关放大信号的反馈结果,分析出在每个切换周期的开始点需要从N个逆变器112、118输出的全部输出电压。脉冲宽度调制控制部105根据所分析的输出电压,计算出第一逆变器112至第N逆变器118中需要补充开启或关闭的逆变器的数量。在需要补充开启或关闭N个逆变器112、118中的至少一个逆变器的情况下,脉冲宽度调制控制部105生成脉冲宽度调制信号,以按照已设定的逆变器的工作顺序从序位高的逆变器开始开启。脉冲宽度调制控制部105生成脉冲宽度调制信号,使得在需要关闭N个逆变器112、118中的至少一个逆变器的情况下,从序位低的逆变器开始关闭。脉冲宽度调制控制部105生成脉冲宽度调制信号,使得在需要按照规定占空比关闭N个逆变器112、118中的至少一个逆变器的情况下,从序位低的逆变器开始关闭。由此,分别适用于容错型开关放大器100的第一逆变器至第N逆变器112、118的开关频率,相比于在开关放大器由一个逆变器构成的情况下适用于一个逆变器的开关频率,最多减少至1/N,由于切换电压减少至1/N,因此,开关损耗也可实现明显小于1/N的效果。
[0073]图4为示出本实施例混合型开关放大器200根据脉冲宽度调制信号控制N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238的工作的过程的示例图。另一方面,假定本实施例混合型开关放大器200可生成的最大输出电压为2500Vs,N 一 I个逆变器222、228可分别生成的最大输出电压为500Vs,M个逆变器232、238可分别生成的最大输出电压为lOOVs,N -1个逆变器222、228共由4个逆变器构成,M个逆变器232、238共由5个逆变器构成。此时,N -1个逆变器222、228及M个逆变器232、238分别按顺序设有I至4、1至5的序号。
[0074]并且,在图4中例示了通过图2所示的工作顺序补充开启或关闭N -1个逆变器222、228及M个逆变器232、238中的至少一个逆变器的过程,但不受此限定,可通过各种工作顺序补充开启或关闭N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238中的至少一个逆变器。
[0075]另一方面,在图4中,为了便于说明,假定了输出电压从最小电压到最大电压线性增加并减少的情况。基于输入信号及输入信号相关放大信号的反馈结果,混合型开关放大器200在每个周期需要生成的全部初始电压为500Vs以下的情况下,M个逆变器232、238依次开启并工作,从而生成输出电压。接着,在需要生成500Vs以上的输出电压的情况下,N— I个逆变器222、228中的一个逆变器以开启状态工作,M个逆变器232、238以开启或关闭状态工作,并提供所需的输出电压。即,在需要生成650Vs的输出电压的情况下,N— I个逆变器222、228中序位最低的第一逆变器以开启状态工作,并且为了提供剩余150Vs的输出电压,M个逆变器232、238中的序位低的第一逆变器至第二逆变器以开启状态工作。接着,通过使得在开启状态的M个逆变器232、238中序位低的第一逆变器在50 %的占空比下被关闭,生成650Vs的输出电压。
[0076]S卩,本实施例混合型开关放大器200利用脉冲宽度调制控制部205,使得N — I个逆变器222、228以低开关频率进行切换并提供使输入信号放大所需要的大部分输出电压。同时,混合型开关放大器200利用脉冲宽度调制控制部205生成脉冲宽度调制信号,使得M个逆变器232、238以高开关频率进行切换并提供剩余输出电压,从而以低导通损耗工作,在高开关频率中也能够以低开关损耗工作。
[0077]图5为用于说明用于由本实施例容错型开关放大器100控制N个逆变器112、118的工作的脉冲宽度调制信号的生成方法的流程图。
[0078]如图5所示,用于由本实施例容错型开关放大器100控制N个逆变器112、118的工作的脉冲宽度调制信号的生成方法,首先从计算容错型开关放大器100需要在每个切换周期的开始点补充开启或关闭的逆变器的数量的过程开始(步骤S510)。即,容错型开关放大器100基于输入信号及输入信号相关放大信号的反馈结果,分析出在每个切换周期的开始点需要从N个逆变器112、118输出的全部输出电压,并根据所分析的输出电压,计算出N个逆变器112、118中需要补充开启或关闭的逆变器的数量。
[0079]在需要补充开启N个逆变器112、118中的至少一个逆变器的情况下(步骤S520),容错型开关放大器100生成脉冲宽度调制信号,以补充开启已设定顺序的逆变器(步骤S530) ο例如,在需要补充开启N个逆变器112、118中的至少一个逆变器的情况下,容错型开关放大器100生成脉冲宽度调制信号,以按照已设定的逆变器的工作顺序从序位高的逆变器开始补充开启。
[0080]在N个逆变器112、118中存在需要关闭的逆变器的情况下(步骤S540),容错型开关放大器100生成脉冲宽度调制信号,使得处于开启状态的逆变器中的已设定顺序的逆变器关闭(步骤S550)。例如,在N个逆变器112、118中存在需要关闭的逆变器的情况下,容错型开关放大器100生成脉冲宽度调制信号,使得处于开启状态的逆变器中的序位低的逆变器开始关闭。
[0081]在N个逆变器112、118中处于开启状态的逆变器需要以规定占空比关闭的情况下(步骤S560),容错型开关放大器100生成脉冲宽度调制信号,使得处于开启状态的逆变器中已设定顺序的逆变器在规定占空比下关闭(步骤S570)。例如,在N个逆变器112、118中处于开启状态的逆变器需要以规定占空比关闭的情况下,容错型开关放大器100生成脉冲宽度调制信号,使得处于开启状态的逆变器中序位最低的逆变器在规定占空比下关闭。
[0082]图6为用于说明用于由本实施例混合型开关放大器200控制N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238的工作的脉冲宽度调制信号的生成方法的流程图。
[0083]如图6所示,用于由本实施例混合型开关放大器200控制N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238的工作的脉冲宽度调制信号的生成方法,首先从计算混合型开关放大器200需要在每个切换周期的开始点补充开启或关闭的N -1个逆变器222、228及M个逆变器232、238的数量的过程开始(步骤S610)。S卩,混合型开关放大器200基于输入信号及输入信号相关放大信号的反馈结果,分析出在每个切换周期的开始点需要从N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238输出的全部输出电压。混合型开关放大器200根据所分析的输出电压,计算出N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238中需要补充开启或关闭的逆变器的数量。
[0084]在需要补充开启N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238中的至少一个逆变器的情况下(步骤S620),混合型开关放大器200生成脉冲宽度调制信号,以补充开启已设定于N -1个逆变器222、228及M个逆变器232、238的顺序的逆变器(步骤S630)。例如,在需要补充开启N -1个逆变器222、228及M个逆变器232、238中的至少一个逆变器的情况下,混合型开关放大器200生成脉冲宽度调制信号,以按照分别已设定于N -1个逆变器222、228及M个逆变器232、238的逆变器的工作顺序从序位高的逆变器开始补充开启。
[0085]在需要关闭N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238中处于开启状态的至少一个逆变器的情况下(步骤S640),混合型开关放大器200生成脉冲宽度调制信号,使得分别已设定于N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238的顺序的逆变器关闭(步骤S650) ο例如,在需要关闭N — I个逆变器222、228及M个逆变器232、238中处于
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