[發明專利]一種基于諧振網絡的E類放大器多路直接功率合成電路

在審

• 申請號: 202210825401.5
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115189661A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 孫敏;蔡東升;劉明;王宇飛;彭毓川;黃琦;李堅
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217;H03F1/02;H03H7/01
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種基于諧振網絡的E類放大器多路直接功率合成電路，首先通過電壓調節單元將輸入電流的交流分量和高次諧波剔除，同時通過開關管并聯電容的方法使開關管工作在ZVS條件下，然后通過LC串聯諧振電路實現輸入電流的整形濾波，使得輸出為正弦；接著將單路的電壓調節單元與單路的LC諧振單元組成改進型的E類功率放大電路，這便是單路E類功率放大器的實現過程；最后通過功率合成單元多將多個單路E類功率放大器并聯接入，最終實現功率的合成放大。

技術領域

本發明屬于射頻電源技術領域，更為具體地講，涉及一種基于諧振網絡的E類放大器多路直接功率合成電路。

背景技術

射頻電源在實際應用時，要求射頻電源系統工作頻率高、功率輸出強、同時能夠驅動一定變化范圍的負載。E類功率放大器作為一種高效率功率放大器具有能耗低、結構簡單、可設計性強、實用性很高等優點。E類放大器主要按照開關管的電流電壓不同時出現的原理來設計。

E類功率放大器雖然效率高、結構簡單，但是其單路輸出功率并不高，為了提高射頻電源系統的輸出功率，采用一定的功率合成方法實現多路功率輸出的合并，目前傳統E類功率放大器的輸出合成主要采用變壓器進行。

如圖1所示，傳統功率合成一種是基于電壓的功率合成方法，將2路幅值相等、相位相差半個周期的E類功放輸出接入兩個巴倫變壓器的對應端口，從而實現輸出的合成，該功率合成電路的總輸出電壓幅值為單路輸入電壓的4倍，輸出電流為單路輸入的0.5倍。設單路輸出阻抗均為R_L，那么合成后其輸出電路阻抗應修改為原值的8R_L。

如圖2所示，傳統功率合成另一種是基于電流的功率合成方法，該方法以放大輸出電流量的方式來提高輸出功率等級。該方法采用的電路使用單個巴倫變壓器接2路E類放大器的輸出，使得合成電路輸出電壓與單路輸出電壓相同，輸出電流為對應的兩倍，輸出阻抗應修改為對應單路阻抗的0.5R_L。

綜述，兩種傳統功率合成電路和本發明基于諧振網絡的E類放大器多路直接功率合成電路相比，如表1所示：