[發明專利]一種功率放大器

有效

• 申請號: 201810117490.1
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108336980B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 鄭海榮;邱維寶;言文斌
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03L5/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本申請提供了一種功率放大器，該功率放大器應用于超聲神經刺激，可以提升功率放大器輸出的功率效率。包括：電源電路、電壓放大電路、電流放大電路、差分輸入電路、恒流源電路以及頻響優化電路，其中，電源電路分別與電壓放大電路、電流放大電路、差分輸入電路、恒流源電路以及頻響優化電路相連，差分輸入電路分別與頻響優化電路以及恒流源電路相連，頻響優化電路還與電壓放大電路相連，電壓放大電路還與恒流源電路以及電流放大電路相連。

技術領域

本申請涉及功放技術領域，具體而言，涉及一種功率放大器。

背景技術

超聲刺激屬于既古老又新興的無創神經刺激手段，采用超聲作為神經刺激手段歷來是人們廣泛關注的焦點。

高強度聚焦超聲(HIFU，High intensity focused ultrasound)技術是通過超聲波換能器，將功率放大器提供的電能量轉換為機械振動，利用機械振動形成的超聲波束聚焦于神經靶區，以此達到超聲神經刺激的目的。其中，靶區的溫度由聚焦靶區的超聲波束能量和作用時間決定。因而，如何有效控制功率放大器提供的電能量大小以及作用時間是控制靶區溫度的關鍵。

超聲波換能器的核心部件為壓電陶瓷，使用周期變化的電壓可以使得壓電陶瓷周期性的機械振動，功率放大器一般采用三極管、場效應管組成電流放大電路以獲得大電流作為輸出，輸出電流通過匹配器轉化成電壓作用于換能器，其中，匹配器需要按照每個換能器的參數進行特別制作。由于場效應管或三極管與負載(壓電陶瓷)是通過并聯的方式連接形成分流網絡，當場效應管或三極管輸出的大電流作用于分流網絡，由于場效應管或三極管的阻抗，大電流易引起功率的無謂消耗，從而導致功率放大器的輸出功率效率較低；進一步地，由于流過場效應管或三極管的電流過大，使得場效應管或三極管溫升較快，從而燒毀場效應管或三極管。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種功率放大器，能夠提升功率放大器輸出的功率效率。

第一方面，本發明提供了功率放大器，該功率放大器應用于超聲神經刺激，包括：電源電路、電壓放大電路、電流放大電路、差分輸入電路、恒流源電路以及頻響優化電路，其中，

電源電路，用于依據設定的負載與最大輸出功率計算輸出電壓，向電壓放大電路、電流放大電路、差分輸入電路、恒流源電路以及頻響優化電路提供所述輸出電壓；

差分輸入電路，用于依據電源電路的負極輸出電壓，對外部輸入的預先設置的控制信號進行差分放大處理，并輸出至恒流源電路以及頻響優化電路；

頻響優化電路，用于依據電源電路的正極輸出電壓，對差分輸入電路的輸出進行頻率響應優化后，輸出至電壓放大電路；

恒流源電路，用于作為電壓放大電路的偏置電路，將差分輸入電路的輸出調節為恒流源，輸出至電壓放大電路；

電壓放大電路，用于作為電流放大電路的偏置電路，依據電源電路的正極輸出電壓以及負極輸出電壓，對恒流源電路以及頻響優化電路的輸出進行電壓放大后，輸出至電流放大電路；

電流放大電路，用于對電壓放大電路的輸出電流進行電流放大，保持電壓放大電路的輸出電壓不變，并輸出至負載。

結合第一方面，本發明提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述頻響優化電路包括：第二三極管、第三三極管、第五三極管、第六三極管、第七三極管、第十四穩壓管、第一電阻、第二電阻以及第三電阻，其中，

第一電阻的一端、第二電阻的一端以及第三三極管的集電極分別與電源電路的正極輸出電壓相連；

第一電阻的另一端與第五三極管的發射極相連；

第五三極管的基極分別與集電極以及第二三極管的基極相連，集電極還與第六三極管的集電極相連；