场效应管功率放大器及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种场效应管功率放大器及系统。其中，该场效应管功率放大器包括：控制电路，用于将单频模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号；四个集成驱动电路，每个集成驱动电路的第一端口分别与控制电路连接，第二端口分别与一个场效应功率开关管连接，用于接收数字信号，并将数字信号转化为用于控制各个场效应功率开关管导通时间或关断时间的驱动信号；输出功率变压器，与各个场效应功率开关管连接，用于在通过驱动信号控制超前桥臂或滞后桥臂导通的情况下，输出放大后的功率；其中，超前桥臂或滞后桥臂各包括两个场效应功率开关管。通过本发明，能够实现输出大功率的功率放大器，且使得该功率放大器达到设计简单、体积小。
【专利说明】场效应管功率放大器及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路领域，具体而言，涉及一种场效应管功率放大器及系统。
【背景技术】
[0002]目前，超长波、长波、中波功率放大器在通信、广播、导航、授时等领域通常采用电子管和场效应管来实现。电子管实现的放大器功率大但存在效率低、需灯丝预热、不可即开即用的缺陷，而且电子管的使用寿命较短；而场效应管实现的放大器的单元功率小，目前只有5kW，但效率高，而且场效应管的器件使用寿命很长。
[0003]随着军用通信及民用领域对功率放大器的功率放大要求的不断提高，现有技术实现的场效应管放大器已经无法满足更大功率的需求。
[0004]由上可知，目前针对上述现有技术所实现的场效应管功率放大器电路复杂、体积大，且无法输出大功率的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]针对相关技术所实现的场效应管功率放大器电路复杂、体积大，且无法输出大功率的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种场效应管功率放大器及系统，以解决上述问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种场效应管功率放大器，该场效应管功率放大器包括:控制电路，用于将单频模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号；四个集成驱动电路，每个集成驱动电路的第一端口分别与控制电路连接，第二端口分别与一个场效应功率开关管连接，用于接收数字信号，并将数字信号转化为用于控制各个场效应功率开关管导通时间或关断时间的驱动信号；输出功率变压器，与各个场效应功率开关管连接，用于在通过驱动信号控制超前桥臂或滞后桥臂导通的情况下，输出放大后的功率；其中，超前桥臂或滞后桥臂各包括两个场效应功率开关管。
[0007]进一步地，第一集成驱动电路的G端口连接于第一场效应功率开关管的栅极，且第一场效应功率开关管的漏极经由第一电感和第一保险丝连接于电源电压；第二集成驱动电路的G端口连接于第二场效应功率开关管的栅极，且第二场效应功率开关管的漏极与第一集成驱动电路的源极连接，第二场效应功率开关管的源极接地；第四集成驱动电路的G端口连接于第四场效应功率开关管的栅极，且第四场效应功率开关管的源极经由第二电感和第二保险丝连接于电源电压；第三集成驱动电路的G端口连接于第三场效应功率开关管的栅极，且第三场效应功率开关管的源极与第四集成驱动电路的漏极连接，第三场效应功率开关管的漏极接地；合成变压器的初级线圈的第一端经由第一电容连接于第二场效应功率开关管的漏极与第一集成驱动电路的源极连接通路上的第一节点，且合成变压器的初级线圈的第二端连接于第四场效应功率开关管的源极与第三集成驱动电路的漏极连接通路上的第二节点；其中，当驱动信号控制第一场效应功率开关管和第三场效应功率开关管同时导通，且第二场效应功率开关管和第四场效应功率开关管同时关断时，电源电压施加在合成变压器的初级线圈上，并通过磁场耦合后输出放大功率；或者，当驱动信号控制第二场效应功率开关管和第四场效应功率开关管同时导通,且第一场效应功率开关管和第三场效应功率开关管同时关断时，电源电压施加在合成变压器的初级线圈上，并通过磁场耦合后输出放大功率。
[0008]进一步地，场效应管功率放大器还包括:第一二极管，第一二极管的正极连接于第二场效应功率开关管的源极，第一二极管的负极连接于第一节点，以使得当驱动信号控制第一场效应功率开关管关断之后，且控制第二场效应功率开关管未导通之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流续流。
[0009]进一步地，场效应管功率放大器还包括:第二二极管，第二二极管的正极连接于第四场效应功率开关管的漏极，第二二极管的负极连接于第二节点，以使得当驱动信号控制第二场效应功率开关管导通之后，且第四场效应功率开关管未关断之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流经由第二二极管返回。
[0010]进一步地，场效应管功率放大器还包括:第三二极管，第三二极管的正极连接于第一节点，第三二极管的负极连接于电源电压，以使得当驱动信号控制第二场效应功率开关管关断之后，且第一场效应功率开关管未导通之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流续流。
[0011]进一步地，场效应管功率放大器还包括:第四二极管，第四二极管的正极连接于第二节点，第四二极管的负极连接于电源电压，以使得当驱动信号控制第一场效应功率开关管导通之后，且第三场效应功率开关管未导通之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流经由第四二极管返回。
[0012]进一步地，场效应管功率放大器还包括:第二电容和第三电容，两个电容并联连接之后的第一端连接于电源电压，第二端接地，用于直流滤波和储能。
[0013]进一步地，场效应管功率放大器还包括:第一电阻和第四电容，第一电阻和第四电容串联之后，一端与第一电感连接，另一端接地，用于吸收高频振荡；第二电阻和第五电容，第二电阻和第五电容串联之后，一端与第二电感连接，另一端接地，用于吸收高频振荡。
[0014]进一步地，每个集成驱动电路包括:检测电路,用于实时检测集成驱动电路中DK端口和SK端口之间的电压值，在根据电压值确定集成驱动电路发生过流现象的情况下，封锁集成驱动电路输出驱动信号；处理器，用于记录集成驱动电路封锁驱动信号的封锁次数，并在封锁次数超过预定值的情况下，则发出完全封锁信号以使得集成驱动电路终止自动解锁功能。
[0015]为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种场效应管功率放大系统，该系统包括:包括上述任意一个场效应管功率放大器，场效应管功率放大系统还包括:激励器，与控制电路连接，用于提供单频模拟信号。
[0016]通过本发明，采用控制电路，用于将单频模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号；四个集成驱动电路，每个集成驱动电路的第一端口分别与控制电路连接，第二端口分别与一个场效应功率开关管连接，用于接收数字信号，并将数字信号转化为用于控制各个场效应功率开关管导通时间或关断时间的驱动信号；输出功率变压器，与各个场效应功率开关管连接，用于在通过驱动信号控制超前桥臂或滞后桥臂导通的情况下，输出放大后的功率；其中，超前桥臂或滞后桥臂各包括两个场效应功率开关管，解决了相关现有技术所实现的场效应管功率放大器电路复杂、体积大，且无法输出大功率的问题，进而实现输出大功率的功率放大器，且使得该功率放大器达到设计简单、体积小的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0018]图1是根据本发明实施例的场效应管功率放大器的结构示意图；
[0019]图2是根据图1所示实施例的场效应管功率放大器的电路示意图；
[0020]图3是根据图1和图2所示实施例的驱动信号的脉冲时序示意图。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0022]图1是根据本发明实施例的场效应管功率放大器的结构示意图；图2是根据图1所示实施例的场效应管功率放大器的电路示意图。
[0023]如图1所示，该场效应管功率放大器包括:控制电路，用于将单频模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号；四个集成驱动电路，每个集成驱动电路的第一端口分别与控制电路连接，第二端口分别与一个场效应功率开关管连接，用于接收数字信号，并将数字信号转化为用于控制各个场效应功率开关管导通时间或关断时间的驱动信号；输出功率变压器，与各个场效应功率开关管连接，用于在通过驱动信号控制超前桥臂或滞后桥臂导通的情况下，输出放大后的功率；其中，超前桥臂或滞后桥臂各包括两个场效应功率开关管。
[0024]本申请上述实施例实现的功率放大器使用H桥式电路，通过移相全桥控制，即通过控制电路提供的数字信号来实现为场效应功率开关管提供驱动信号，以控制场效应功率开关管不同时开通或关断，由于控制每只功率开关管的开通或关断时间，会使其接近零电压、零点流开关，从而减小了场效应功率开关管的损耗及承受的尖峰电压、电流，提高了换能效率，减小了散热器面积，而且由于场效应功率开关管以及驱动电路采用集成化设计，使用方波驱动，从而最终缩小了功率放大器的体积、降低了电路设计的复杂度。而且由于采用H桥式电路从而实现了输出大功率的功能。
[0025]具体的，本申请上述场效应管功率放大器采用全桥移相控制，在外部的激励器输出单频模拟信号之后，控制电路将该模拟信号转换为功率放大器所需的数字信号，该数字信号作为一种控制信号传输给驱动电路。驱动电路根据控制信号来生成驱动信号，该驱动信号控制场效应功率开关管不同时开通或关断，并通过控制每只场效应功率开关管的开通或关断时间，使其接近零电压、零点流开关，减小了场效应功率开关管的损耗及管子承受的尖峰电压、电流。当超前桥臂或滞后桥臂导通时，本申请的功率放大器才有输出的放大功率，其中，在每个周期中首先导通的两只场效应功率开关管称为超前桥臂，后导通的两只场效应功率开关管称为滞后桥臂。
[0026]由上可知，本申请上述实施例解决了相关现有技术所实现的场效应管功率放大器电路复杂、体积大，且无法输出大功率电压的问题，进而实现输出大功率的功率放大器，且使得该功率放大器达到设计简单、体积小的效果。[0027]如图1和2所示，在本申请上述实施例所实现的场效应管功率放大器中，第一集成驱动电路Al的G端口连接于第一场效应功率开关管Vl的栅极，且第一场效应功率开关管Vl的漏极经由第一电感和第一保险丝连接于电源电压；第二集成驱动电路A2的G端口连接于第二场效应功率开关管V2的栅极，且第二场效应功率开关管V2的漏极与第一集成驱动电路Al的源极连接，第二场效应功率开关管V2的源极接地；第四集成驱动电路A4的G端口连接于第四场效应功率开关管V4的栅极，且第四场效应功率开关管V4的源极经由第二电感和第二保险丝连接于电源电压；第三集成驱动电路A3的G端口连接于第三场效应功率开关管V3的栅极，且第三场效应功率开关管V3的源极与第四集成驱动电路A4的漏极连接，第三场效应功率开关管V3的漏极接地；合成变压器的初级线圈的第一端经由第一电容连接于第二场效应功率开关管V2的漏极与第一集成驱动电路Al的源极连接通路上的第一节点，且合成变压器的初级线圈的第二端连接于第四场效应功率开关管V4的源极与第三集成驱动电路A3的漏极连接通路上的第二节点；其中，当驱动信号控制第一场效应功率开关管Vl和第三场效应功率开关管V3同时导通，且第二场效应功率开关管V2和第四场效应功率开关管V4同时关断时，电源电压施加在合成变压器的初级线圈上，并通过磁场耦合后输出放大功率；或者，当驱动信号控制第二场效应功率开关管V2和第四场效应功率开关管V4同时导通，且第一场效应功率开关管Vl和第三场效应功率开关管V3同时关断时，电源电压施加在合成变压器的初级线圈上，并通过磁场耦合后输出放大功率。该实施例中，驱动信号只要实现在一个控制周期内控制任意一个对较线上的场效应开关管导通，另外一个对角线上的场效应开关管便闭，则输出端就会输出放大功率。
[0028]优选地，如图2所示，本申请上述实施例中的场效应管功率放大器还可以包括:第一二极管V6，第一二极管V6的正极连接于第二场效应功率开关管V2的源极，第一二极管V6的负极连接于第一节点，以使得当驱动信号控制第一场效应功率开关管Vl关断之后，且控制第二场效应功率开关管V2未导通之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流续流。该实施例实现了在保证输出放大功率的情况下，使得在切换超前桥臂和滞后桥臂导通或关断的过程中，不会由于在切换过程中发生上下效应功率开关管(例如Vl和V2)直通情况，导致发生短路烧毁器件及电源的问`题。
[0029]优选地，图2所示的本申请上述实施例中的场效应管功率放大器还可以包括--第二二极管，第二二极管的正极连接于第四场效应功率开关管V4的漏极，第二二极管的负极连接于第二节点，以使得当驱动信号控制第二场效应功率开关管V2导通之后，且第四场效应功率开关管V4未关断之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流经由第二二极管返回。该实施例中在原电路中增加了一个快速恢复二极管V7，使得在正半轴箝位过程和负半周电流增长过程中，防止场效应管由于通过过大电流导致损坏的问题。
[0030]优选地，本申请上述实施例中的场效应管功率放大器还可以包括:第三二极管，第三二极管的正极连接于第一节点，第三二极管的负极连接于电源电压，以使得当驱动信号控制第二场效应功率开关管V2关断之后，且第一场效应功率开关管Vl未导通之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流续流。该实施例实现了在负半周功率输出过程中，不会在切换超前桥臂和滞后桥臂导通或关断的过程中，因为切换过程中发生上下效应功率开关管(例如V3和V4)直通情况，导致发生短路烧毁器件及电源的问题。
[0031]优选地，本申请上述实施例中的场效应管功率放大器还可以包括:第四二极管，第四二极管的正极连接于第二节点，第四二极管的负极连接于电源电压，以使得当驱动信号控制第一场效应功率开关管Vl导通之后，且第三场效应功率开关管V3未导通之前，控制合成变压器的初级线圈上的电流经由第四二极管返回。该实施例同样实现了防止场效应管由于通过过大电流导致损坏。
[0032]图3是根据图1和图2所示实施例的驱动信号的脉冲时序示意图。
[0033]如图3所示，本申请上述实施例中的每只场效应功率开关管的导通时间可以设置为接近半个周期，即180°，因此，同一桥臂两只开关管的相位相反，控制器通过控制集成驱动电路输出驱动信号的时序来控制每个场效应功率开关管的导通时间和关断时间，同时，功率放大器的调整功率是通过改变+E端的输出电压来实现，由外部直流电源供给，从而在每个完整开关周期中都实现输出符合需求的放大功率。下面以一个完整开关周期来详细说明本发明，控制器所实现的控制一个完整的开关周期包括有八个工作过程(集成驱动电路Al输出信号A，集成驱动电路A2输出信号B，集成驱动电路A3输出信号C，集成驱动电路A4输出信号D)，具体分析如下:
[0034]1、在t0?tl的时间段内，实现正半周的放大功率输出过程。
[0035]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0036]在t0?tl时间段，控制信号(即驱动信号)控制对角线两只场效应管(VI和V3)导通，即V1、V3同时导通，使两只管子的开通时间有交叠部分，该交叠部分时间即为对角线导通时间。驱动信号交叠时，电流从电源正端一Fl — LI — Vl — C5 — Tl — V3 —电源负端(+E — Fl — LI — Vl — C5 — Tl初级一V3 — GND),电源电压加在变压器初级线圈上，通过磁场耦合，把功率传送给次级调谐回路。
[0037]2、在tl?t2的时间段内，实现正半周续流过程。
[0038]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0039]在tl?t2时间段，Vl关断后，V2还未导通，此段时间是为防止同一桥臂上、下两开关管(VI和V2)直通而设，根据器件的开关时间，设定死区时间，该时间可以通过控制电路自由调整。由于变压器初级电感量很大，电流不能突变，所以变压器初级电流将通过其它器件续流。电流从Tl初级一V3 — GND — V6 — C5 — Tl初级，形成环路。
[0040]3、在t2?t3的时间段内，实现正半周箝位过程。
[0041]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0042]在t2?t3时间段，V2导通，V3还未关断。此时左、右桥中点电压接近0V，电容反方向放电，电流方向发生改变。电流从C5 — V2 — GND — V7 — Tl初级一C5。虽然在此时间段V3仍导通，但由于串联了一个快速恢复二极管，该支路并无电流通过。
[0043]4、在t3?t4的时间段内，实现负半周电流增长过程。
[0044]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0045]在t3?t4时间段，V3关断、V4还未导通，右桥中点电压升高，电流逐渐增大，电流从 Tl 初级一C5 — V2 — GND — V7 — Tl 初级。
[0046]5、在t4?t5的时间段内，实现负半周功率输出过程。
[0047]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0048]在t4?t5时间段，V2、V4同时导通。电流方向与t0?tl时间段相反，电流从+E — F2 — L2 — V4 — Tl初级一C5 — V2 — GND,电源电压加在变压器初级线圈上，通过磁场耦合，把功率传送给次级调谐回路。
[0049]6、在t5?t6的时间段内，实现负半周续流过程。
[0050]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0051]在t5?t6时间段，V2关断，Vl还未导通。由于变压器初级电感量很大，电流不能突变，所以变压器初级电流将通过其它器件续流。电流从+E — V4 — Tl初级—C5 — V5 — V9 — +E,形成环路。
[0052]7、在t6?t7的时间段内，实现负半周箝位过程。
[0053]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0054]在t6?t7时间段，Vl导通，V4还未关断，此时左、右桥中点电压接近电源电压。电容反方向放电，电流方向发生改变。电流从C5 — Tl初级一V8 — VlO — Fl — LI — Vl — C5。虽然在此时间段V4仍导通，但由于串联了一个快速恢复二极管，该支路并无电流通过。
[0055]8、在t7?t8的时间段内，实现正半周电流增长过程。
[0056]结合图2和图3可知，具体实施过程如下:
[0057]在t7?t8时间段，V4关断、V3还未导通，变压器两端压差增大，电流逐渐增大，电流从 +E — Vl — C5 — Tl 初级—V8 — +E
[0058]优选地，本申请上述实施例中的场效应管功率放大器还可以包括:第二电容和第三电容(Cl、C2)，两个电容并联连接之后的第一端连接于电源电压，第二端接地，用于实现直流滤波和储能的功能。
[0059]优选地，本申请上述实施例中的场效应管功率放大器还可以包括:第一电阻和第四电容(可以是R1、C3)，第一电阻和第四电容串联之后，一端与第一电感连接，另一端接地，用于吸收高频振荡；第二电阻和第五电容(可以是R2、C4)，第二电阻和第五电容串联之后，一端与第二电感连接，另一端接地，用于吸收高频振荡。
[0060]如图2所示，本申请上述实施例中的每个集成驱动电路可以包括:检测电路，用于实时检测集成驱动电路中DK端口和SK端口之间的电压值，在根据电压值确定集成驱动电路发生过流现象的情况下，封锁集成驱动电路输出驱动信号；处理器，用于记录集成驱动电路封锁驱动信号的封锁次数，并在封锁次数超过预定值的情况下，则发出完全封锁信号以使得集成驱动电路终止自动解锁功能。
[0061]具体的，本申请上述实施例中涉及到的集成驱动电路采用集成设计，具有驱动功能、过流、短路、欠压保护功能，采用15V电源供电，输入信号+15V/0V单极性方波，输出信号+15V/-10V双极性方波。且驱动输出应为正负电压，正电压开通M0SFET，负电压关断管子。驱动输出电压+12V?+15V/-5V?-15V均可，以保护采样取电流或电压为准。当集成驱动电路中检测到有过流或短路或欠压信号后封锁输出时，执行封锁集成驱动电路输出驱动信号的功能，封锁时间可通过RC电路设定，例如设计RC封锁时间为IOOmS,即在封锁时间过后，集成驱动电路执行自动解锁功能，即当封锁时间过后集成驱动电路继续输出信号，若检测支路电流正常则封锁电路不再起作用，若仍不正常则继续封锁输出信号。上述过程为全自动工作，驱动板内处理器会对故障次数进行计数，当单块集成驱动电路对应的支路出现3次故障时，则完全封锁激励信号，不再自动解除封锁。此时需通过外部控制信号或人工通过15V电源进行复位。
[0062]由此可知，本申请提供了一种放大甚低频CW、FSK、MSK、00K信号的O?30kW的功率放大器，具体的，本申请所示的各个实施例中所涉及到的MOSFET (V1、V2、V3、V4)模块可以使用IGBT、SiC, BJT器件进行替换。当MOSFET管电压不够时，可以串联使用；电流不够时，可并联使用；电流、电压均不够时可串并联即混联使用；C1可以是薄膜电容、铝电解电容；C2可以是陶瓷电容、涤纶电容、薄膜电容；C3、C4可是云母电容、薄膜电容、陶瓷电容；C5可以是薄膜电容；二极管模块(V5、V6、Tl、V8、V9、V10)采用具有快速恢复特性的二极管即可，电压、电流能力与MOSFET器件相当。电压不够时可串联使用，但需均压；电流不够可并联使用；R1、R2可选用无感电阻、线绕电阻；F1、F2选用半导体保护用熔断器，具有快速保护功能，电压、电流能力与MOSFET电压、电流承受能力相当；L1、L2为空心电感器，电感几个微亨。根据电感绕线材料不同，可以考虑是否使用骨架。此处不需要含铁芯电感；输出功率变压器Tl为合成变压器，为了传送功率及与负载进行阻抗匹配，变压器磁环采用超微晶材料，其磁芯材料可以是铁氧体、铁基纳米晶(超微晶)；功率放大器信号的输入、输出均采用航空插头，输出线缆采用多股励磁线；水冷板输入、输出采用自封接头。整个H桥式电路安装在一个采用铝合金板折弯焊接与面板组合为箱体，其优点是具有较好的机械强度和屏蔽性能。箱体内底面铺铜板作为电路地，并与箱体绝缘，电路地与箱体屏蔽地分开。
[0063]本申请还可以提供一种场效应管功率放大系统，该系统包括上述任意一种场效应管功率放大器的实施方式，且场效应管功率放大系统还可以包括:激励器，与控制电路连接，用于提供单频模拟信号。
[0064]从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果:本申请提供的功率放大器主要由多只大功率场效应管，多只快速恢复二极管，多块集成驱动电路板，一个输出功率变压器组成，该功率放大器采用多只场效应管，使用H桥式电路，通过移相全桥控制，使场效应管不同时开通或关断，并通过控制每只功率开关管的开通或关断时间，使其接近零电压、零点流开关，减小了开关损耗及管子承受的尖峰电压、电流，提高了换能效率，减小了散热器面积，最终缩小了功率放大器体积。场效应管集成驱动电路采用集成化设计，使用方波驱动，降低了开关损耗。功率放大器内部还采取了缓冲电感、吸收阻容装置及阻断环流的二极管等措施，使其适应各种输入信号，进一步提高了其工作稳定性。功率输出采用变压器耦合，磁芯为环状，使用超微晶材料，具有高磁感、高导磁率、低损耗、及优异的温度稳定性，很好地取代以往锰锌铁氧体。措施冷却采用水冷，通过水冷板对功率器件进行冷却。以往甚低频功率放大器采用强迫风冷，由于目前输出功率加大，体积缩小，功率密度过大，强迫风冷已不适合，水冷散热效率高，热传导率为传统风冷方式的20倍以上，且无风冷散热的高噪音，很好地解决了降温和降噪问题。
[0065]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种场效应管功率放大器,其特征在于,包括: 控制电路，用于将单频模拟信号转换为数字信号，并输出所述数字信号； 四个集成驱动电路，每个所述集成驱动电路的第一端口分别与所述控制电路连接，第二端口分别与一个场效应功率开关管连接，用于接收所述数字信号，并将所述数字信号转化为用于控制各个所述场效应功率开关管导通时间或关断时间的驱动信号； 输出功率变压器，与各个所述场效应功率开关管连接，用于在通过所述驱动信号控制所述超前桥臂或所述滞后桥臂导通的情况下，输出放大后的功率； 其中，所述超前桥臂或所述滞后桥臂各包括两个所述场效应功率开关管。
2.根据权利要求1所述的场效应管功率放大器，其特征在于， 第一集成驱动电路的G端口连接于第一场效应功率开关管的栅极，且所述第一场效应功率开关管的漏极经由第一电感和第一保险丝连接于所述电源电压； 第二集成驱动电路的G端口连接于第二场效应功率开关管的栅极，且所述第二场效应功率开关管的漏极与所述第一集成驱动电路的源极连接，所述第二场效应功率开关管的源极接地； 第四集成驱动电路的G端口连接于第四场效应功率开关管的栅极，且所述第四场效应功率开关管的源极经由第二电感和第二保险丝连接于所述电源电压； 第三集成驱动电路的G端口连接于第三场效应功率开关管的栅极，且所述第三场效应功率开关管的源极与所述第四集成驱动电路的漏极连接，所述第三场效应功率开关管的漏极接地； 所述合成变压器的初级线圈的第一端经由第一电容连接于所述第二场效应功率开关管的漏极与所述第一集成驱动电路的源极连接通路上的第一节点，且所述合成变压器的初级线圈的第二端连接于所述第四场效应功率开关管的源极与所述第三集成驱动电路的漏极连接通路上的第二节点； 其中，当所述驱动信号控制所述第一场效应功率开关管和第三场效应功率开关管同时导通，且所述第二场效应功率开关管和所述第四场效应功率开关管同时关断时，所述电源电压施加在所述合成变压器的初级线圈上，并通过磁场耦合后输出所述放大功率； 或者，当所述驱动信号控制所述第二场效应功率开关管和第四场效应功率开关管同时导通，且所述第一场效应功率开关管和所述第三场效应功率开关管同时关断时，所述电源电压施加在所述合成变压器的初级线圈上，并通过磁场耦合后输出所述放大功率。
3.根据权利要求2所述的场效应管功率放大器，其特征在于，所述场效应管功率放大器还包括: 第一二极管，所述第一二极管的正极连接于所述第二场效应功率开关管的源极，所述第一二极管的负极连接于所述第一节点，以使得当所述驱动信号控制所述第一场效应功率开关管关断之后，且控制所述第二场效应功率开关管未导通之前，控制所述合成变压器的初级线圈上的电流续流。
4.根据权利要求2所述的场效应管功率放大器，其特征在于，所述场效应管功率放大器还包括: 第二二极管，所述第二二极管的正极连接于所述第四场效应功率开关管的漏极，所述第二二极管的负极连接于所述第 二节点，以使得当所述驱动信号控制所述第二场效应功率开关管导通之后，且所述第四场效应功率开关管未关断之前，控制所述合成变压器的初级线圈上的电流经由所述第二二极管返回。
5.根据权利要求2所述的场效应管功率放大器，其特征在于，所述场效应管功率放大器还包括: 第三二极管，所述第三二极管的正极连接于所述第一节点，所述第三二极管的负极连接于所述电源电压，以使得当所述驱动信号控制所述第二场效应功率开关管关断之后，且所述第一场效应功率开关管未导通之前，控制所述合成变压器的初级线圈上的电流续流。
6.根据权利要求2所述的场效应管功率放大器，其特征在于，所述场效应管功率放大器还包括: 第四二极管，所述第四二极管的正极连接于所述第二节点，所述第四二极管的负极连接于所述电源电压，以使得当所述驱动信号控制所述第一场效应功率开关管导通之后，且所述第三场效应功率开关管未导通之前，控制所述合成变压器的初级线圈上的电流经由所述第四二极管返回。
7.根据权利要求2所述的场效应管功率放大器，其特征在于，所述场效应管功率放大器还包括: 第二电容和第三电容，两个电容并联连接之后的第一端连接于所述电源电压，第二端接地，用于直流滤波和储能。
8.根据权 利要求2所述的场效应管功率放大器，其特征在于，所述场效应管功率放大器还包括: 第一电阻和第四电容，所述第一电阻和第四电容串联之后，一端与所述第一电感连接，另一端接地，用于吸收高频振荡； 第二电阻和第五电容，所述第二电阻和第五电容串联之后，一端与所述第二电感连接，另一端接地，用于吸收高频振荡。
9.根据权利要求1所述的场效应管功率放大器，其特征在于，每个所述集成驱动电路包括: 检测电路，用于实时检测所述集成驱动电路中DK端口和SK端口之间的电压值，在根据所述电压值确定所述集成驱动电路发生过流现象的情况下，封锁所述集成驱动电路输出所述驱动信号； 处理器，用于记录所述集成驱动电路封锁所述驱动信号的封锁次数，并在所述封锁次数超过预定值的情况下，则发出完全封锁信号以使得所述集成驱动电路终止自动解锁功倉泛。
10.一种场效应管功率放大系统,其特征在于,包括权利要求1至9中任意一项所述的场效应管功率放大器，所述场效应管功率放大系统还包括: 激励器，与所述控制电路连接，用于提供所述单频模拟信号。
【文档编号】H03F3/20GK103825562SQ201210469805
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月19日 优先权日:2012年11月19日
【发明者】谭啸, 李志 , 张伟, 叶进, 谢家祥 申请人:北京北广科技股份有限公司