The utility model discloses a digital simulation switching power amplifier. The switching power amplifier is composed of the following components: high-speed digital control interface, power interface, monitoring and protection circuit, DSP + FPGA controller, driving circuit, power module component, output filter. The digital simulation switching power amplifier of the utility model and its preparation method add a high-performance controller with DSP+FPGA to the amplifier for closed-loop control with output signal as feedback, so that the switching power amplifier has very low distortion in operation frequency; in the power part, the H-bridge cascade technology is used to obtain multi-level. The output further improves the performance of the switching power amplifier; at the same time, in the system efficiency, the utility model adopts the water-cooled and air-cooled combined cooling technology, adopts the water-cooled technology for the main power heating components, and the air-cooled technology for other circuits such as the control board, thus maximizing the unit volume power density and improving the system performance. Reliability.
【技术实现步骤摘要】
一种数字仿真开关功率放大器
本技术属于电力电子设备领域,具体涉有一种数字仿真开关功率放大器。
技术介绍
在电力电子等电气设备中,功率放大器是非常重要的一个元器件,在医疗设备、工业设备中有广泛的应用。功率放大器根据功率器件工作方式的不同,可分为线性功率放大器和开关功率放大器。线性功率放大器失真小、响应快,输入输出信号基本上是线性关系,但是由于其存在直流导通损耗,导致效率一般在30%~60%之间,低效率导致其功率很难超过1kW。开关功率放大器,以功率开关器件为基础,运用脉冲宽度调制(PulseWidthModulation,PWM)技术,将输入参考小信号放大为所需要的功率信号的设备,驱动相应的功率负载。其功率器件工作于开关状态,因此效率较高,一般在80%以上,但是失真大、响应慢,其主要衡量指标是系统失真,用于反映输出信号变化能够与输入信号的变化相一致的能力。目前,随着经济持续稳定的发展,以工业、医疗需求为主的大功率高性能开关功率放大器的相关技术也得到了快速发展。早在上世纪60年代就有人提出了开关功率放大器的概念,而鉴于当对电力电子器件开关特性的限制,设计出的开关功率放大器输出波形畸变大,无法得到有效的推广。随着电力电子器件制造技术的进步,尤其是上世纪90年代功率场效应晶体管(PowerMOSFET,简写为“功率MOSFET”)器件及绝缘栅双极晶体管(IGBT)的性能大幅度提升,推动了开关功率放大器的研究。九十年代以来,半导体集成制作工艺的发展,尤其是以CMOS电路为主要部件的制造工艺的发展,使得开关功率放大器及其控制电路已能实现单片集成。芯片中开关功率放大器自 ...
【技术保护点】
1.一种数字仿真开关功率放大器,其特征在于,所述开关功率放大器由以下元件组成:高速数字控制接口,功率接口,监控保护电路,数字信号处理和现场可编程门阵列DSP+FPGA控制器,驱动电路,功率模块组件,输出滤波器;其中,所述高速数字控制接口与采样信号输入设备相连,同时与DSP+FPGA控制器相连,用于实时反馈采样信号;所述DSP+FPGA控制器与驱动电路相连,用于实现电流电压双闭环控制和自适应控制;所述监控保护电路与所述FPGA控制器相连,用于为所述FPGA控制器提供电路保护;所述驱动电路与功率模块组件相连,用于驱动功率模块组件;所述功率模块组件与输出滤波器相连,用于提供功率变换;所述功率接口与功率输入设备相连,同时与输出滤波器相连,用于为所述滤波器的功率变换提供功率;所述输出滤波器用于输出滤波。
【技术特征摘要】
1.一种数字仿真开关功率放大器,其特征在于,所述开关功率放大器由以下元件组成:高速数字控制接口,功率接口,监控保护电路,数字信号处理和现场可编程门阵列DSP+FPGA控制器,驱动电路,功率模块组件,输出滤波器;其中,所述高速数字控制接口与采样信号输入设备相连,同时与DSP+FPGA控制器相连,用于实时反馈采样信号;所述DSP+FPGA控制器与驱动电路相连,用于实现电流电压双闭环控制和自适应控制;所述监控保护电路与所述FPGA控制器相连,用于为所述FPGA控制器提供电路保护;所述驱动电路与功率模块组件相连,用于驱动功率模块组件;所述功率模块组件与输出滤波器相连,用于提供功率变换;所述功率接口与功率输入设备相连,同时与输出滤...
【专利技术属性】
技术研发人员:闻伟,赵海云,
申请(专利权)人:南京双启新能源科技有限公司,
类型:新型
国别省市:江苏,32
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