[發明專利]一種應用于天線的PWM功率放大器

有效

• 申請號: 201310461618.3
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103501163A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 周濤;張麗;陳軍;王希娟;張莉莉;李玲
• 申請（專利權）人: 洛陽師范學院
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術領域

???本發明涉及放大器領域，具體說的是一種可應用于各種類型的雷達天線，衛星通信天線，動中通衛星天線等的PWM功率放大器。

技術背景

????目前，對于大功率電機調速系統，主要是以增大單個功率管功率的方式實現，但是大功率開關管，尤其是國產大功率開關管，由于制造工藝復雜、制造困難、可靠性差、成本高，因此，國產大功率開關器件的應用受到了一定限制。此外，現有PWM功率放大器主要是微控制器軟件方式，可能出現程序死機現象。

在現有放大器中利用的H橋可逆PWM變換電路工作模式：雙極模式電流脈動大，存在零位震顫現象，利于克服靜摩擦，需要避免同臂導通故障；單極模式電流脈動小，系統過零時，存在死區現象，也需要避免同臂導通故障。例如：一種支持單雙極脈寬調制控制的Ｈ橋電機控制器（201010524194），主要以軟件方式實現，缺點是軟件方式可靠性低，抗干擾性能差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種應用于天線的PWM功率放大器，把旋轉控制信號變換成放大的電功率，以驅動電機旋轉。該功率放大器采用PWM脈寬調制模式，天線伺服系統采用電壓、速度和位置三閉環控制系統。功率補償模塊作為功率放大器方位軸的并聯補償輸出端口，以增加方位軸的驅動能力。一套功率放大器有三條獨立的功率放大通道，即方位通道、俯仰通道和橫滾通道，分別對控制信號進行PWM功率放大輸出，最后，輸出到方位、俯仰和橫滾三個直流伺服電機上。這樣，一套功率放大器完全適應雷達天線三個方向伺服控制，從而簡化天線控制系統的設計。

為實現上述技術目的，本發明所采用的技術方案是：

一種應用于天線的PWM功率放大器，其特征在于：包括

三個功率放大器通道電路，用于同時驅動三路伺服電機；

并聯功率補償模塊，功率放大器和并聯功率補償模塊并聯連接后與伺服電機相連接。

本發明所述的并聯功率補償模塊通過插接件與伺服電機進行電氣連接。

本發明所述的并聯功率補償模塊通過插接件與功率放大器通道電路進行電氣連接。

本發明所述的功率放大器通道電路為功率放大器方位通道電路、功率放大器俯仰通道電路和功率放大器橫滾通道電路。

本發明所述的功率大放器通道電路，包括濾波及輸入放大器、減法器、PI校正器、三角波發生器、調制及邏輯保護電路和H橋PWM功率變換電路組成，由控制計算機發送的控制信號，通過D/A變換成模擬信號?u_i，u_i首先輸入濾波及輸入放大器后，再送到減法器，由測速發電機得到的速度反饋信號和局部電壓負反饋信號同時送至減法器；位置、速度和電壓信號輸入同一個減法器求差后，經過PI校正器進行調節，PI校正器的輸出連接調制及邏輯保護電路中比較器的輸入，三角波發生器的正三角波信號a連接比較器的一路基準輸入，其負三角波信號b連接比較器的另一路基準輸入，綜合后的控制信號電壓和三角波通過電壓比較器，形成占空比隨控制信號電壓而變化的PWM波，調制及邏輯保護電路輸出單極性PWM波信號，輸入到采用雙極模式工作的H橋PWM功率變換電路，H橋PWM功率變換電路的輸出端連接到電機的電樞繞組兩端。

本發明所述的H橋PWM功率變換電路，開關器件T1、T2、T5和T6為達林頓管，T3、T4為開關三極管，T3、T4的射極分別接地，T1的基極連接到電阻R18和R28并聯的一端，電阻R18和R28并聯的另一端連接到T6的基極，T3集電極連接T1基極，二極管D1陽極連接T1基極，二極管D1陰極連接T1的射極，電容C1連接在T3的集電極和地之間，電阻R19連接在T6的射極和基極之間，電阻R14、R15串聯連接連接T1的射極和地之間；T5的基極連接到電阻R16和R27的并聯的一端，電阻R16和R27的并聯的另一端連接到T2的基極，T4集電極連接T5基極，二極管D2陽極連接T5基極，二極管D2陰極連接T5的射極，電容C2連接在T4的集電極和地之間，電阻R17連接在T2的射極和基極之間，電阻R20、R21串聯連接T5的射極和地之間，T2的射極連接T6的射極，T1的射極連接T2的集電極，T5的射極連接T6的集電極，A、B端分別連接電機電樞繞組的兩端。