带新型补偿电路的开关功率放大器

摘要

功率放大器在工业、航空电子、通信及家庭娱乐等领域中有着广泛的应用。传统的功率放大器工作时，直接对模拟信号进行放大，开关管必须工作在线性放大区，功率耗散较大。 开关功率放大器的工作基于PWM模式：将输入信号与载波信号进行比较，经采样，得到脉冲宽度与输入信号幅度成正比例变化的PWM信号，然后经过驱动电路，驱动功率开关管，通过控制功率开关管的开关，实现放大，将放大的PWM电压送入低通滤波器，还原为放大的输入信号。开关功率放大器的开关管工作于开关状态，理论上效率可达100％，实际运用时效率也可达80％以上。开关功率放大器由于具有很高的效率，在体积、效率和功耗要求较高的场合具有很大的优势。目前，开关功率放大器已成为电力电子领域的研究热点，受到人们越来越多的关注。 开关功率放大器具有效率高的优势，但是由于开关变换器本身固有的非线性，开关功率放大器的失真通常大于传统的线性放大器，这是影响开关功率放大器得以广泛应用的原因。动态补偿技术，是在检测信号的基础上，对系统输出进行快速补偿的方法。动态补偿方法具有控制精度高、响应速度快等优点，因此非常适用于开关功率放大器的控制。 本文以开关功率放大器和动态补偿方法为基础，重点针对开关功率放大器的失真问题，提出带新型补偿电路的开关功率放大器，构造出带新型补偿电路的开关功率放大器的主电路结构和控制电路，并通过仿真和实验进行验证。主要工作如下： 1. 在简要介绍开关功率放大器原理及结构的基础上，从理论上系统地分析引起开关功率放大器失真的因素，进行仿真分析，探索减少开关功率放大器失真的方法。 2. 构造了带新型补偿电路的开关功率放大器的主电路，确定了主开关功率放大器的控制方式和辅助补偿电路控制方式，并对其工作原理进行介绍。 3. 在理论分析的基础上，进行仿真分析和实验研究。