[發明專利]供電電壓可變的線性功放驅動方法

有效

• 申請號: 201911203566.3
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110855250B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 劉家曦;李立毅;陳啟明;曹繼偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/08;H03F1/30;H03F1/32;H03F1/52;H03F3/20;G05B19/042;H02M3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

一種供電電壓可變的線性功放驅動方法，屬于功放驅動控制技術領域。本發明針對現有線性功放的功率器件在空載或者輕負載時，在功率器件內部依然會由于高的電壓降而產生巨大的損耗，影響功率器件運行可靠性的問題。它采集線性功放的輸出端電流信號、負載工況需求信號及供電電源的供電電壓信號，并采用控制單元計算獲得線性功放的輸入端電流指令信號；同時獲得可變供電電壓單元的正負電源PWM指令信號；可變供電電壓單元用于根據所述正負電源PWM指令信號對供電電源進行變換，獲得當前預期供電電壓信號，并作為線性功放的實際供電信號，使實際供電信號隨著負載工況需求進行調整。本發明使母線電壓的變化隨著線性功放的實際需求動態的調整。

技術領域

本發明涉及供電電壓可變的線性功放驅動方法，屬于功放驅動控制技術領域。

背景技術

線性功放是一種利用功率器件的線性工作區域將微小信號放大成為大電流、高電壓信號的功率放大器，具有精度高、線性度好、高頻響不易振蕩等優點。線性功放在高精度、高線性度、低失真度等領域以及在光學和測量系統、光刻機系統、精密機床、醫療電源、光學裝配以及航空航天方面也有廣泛的應用。

在具備上述優點的同時，線性功放的功率器件發熱量大以及效率低的問題一直是難以解決的技術難題。尤其是在高電壓的模式下，當空載或者輕負載時，即使有很低的電流輸出，由于功率器件內部的高壓降也會產生巨大的損耗，使得功率器件的發熱劇增。由此降低了功率器件的可靠性，并影響到系統運行的效率。

因此，針對以上不足，亟需找到一種在空載以及低負載情況下能夠提升功率器件工作效率，降低線性功放損耗的驅動控制方法。

發明內容

針對現有線性功放的功率器件在空載或者輕負載時，由于供電電壓不變，在功率器件內部依然會由于高的電壓降而產生巨大的損耗，使發熱劇增，進而影響功率器件運行可靠性的問題，本發明提供一種供電電壓可變的線性功放驅動方法。

本發明的一種供電電壓可變的線性功放驅動方法，包括：

采集線性功放的輸出端電流信號A、負載工況需求信號B及供電電源的供電電壓信號C，并采用控制單元計算獲得線性功放的輸入端電流指令信號I；同時獲得可變供電電壓單元的正負電源PWM指令信號U+及U-；

可變供電電壓單元用于根據所述正負電源PWM指令信號U+及U-對供電電源進行變換，獲得當前預期供電電壓信號U_dc+及U_dc-，并將當前預期供電電壓信號U_dc+及U_dc-作為線性功放的實際供電信號，使實際供電信號隨著負載工況需求進行調整。

根據本發明的供電電壓可變的線性功放驅動方法，

所述線性功放的輸出端電流信號A的獲得方法包括：

在所述線性功放的輸出端與負載之間設置采樣電阻R1，檢測采樣電阻R1兩端的電壓信號A1及A2，通過采樣電阻兩端的電壓信號A1及A2計算獲得線性功放的輸出端電流信號A。

根據本發明的供電電壓可變的線性功放驅動方法，

所述負載工況需求包括：

暫態工作時對功放動態階躍響應能力的需求；

暫態工作時對功放電流加速能力的需求；

穩態工作時對功放穩態電流精度的需求；

以及在不同工況下，對功放帶寬的需求。

根據本發明的供電電壓可變的線性功放驅動方法，

所述采用控制單元獲得線性功放的輸入端電流指令信號I的方法包括：

采用二號AD轉換器對線性功放的輸出端電流信號A進行變換，獲得輸出端電流信號的數字形式，輸入至微處理器；