一种电流功率放大器制造技术

本申请涉及一种电流功率放大器，驱动信号提供模块用于对输入信号进行调理和放大，输出上臂驱动信号和下臂驱动信号；电流功率放大模块用于在上臂驱动信号和下臂驱动信号的作用下，输出电流功率放大信号；电流采样模块用于对电流功率放大信号进行电流采样，输出电流反馈信号和电流输出信号；电流反馈模块用于对电流反馈信号进行放大，并将放大后的电流反馈信号反馈至驱动信号提供模块；输出滤波模块用于对电流输出信号进行滤波后输出；由此，通过电流反馈模块对电流反馈信号进行放大后再反馈至驱动信号提供模块，使得电流功率放大模块无需输出较高电流值的电流功率放大信号以及较高的供电电源电压，从而显著减小了耗散功率。从而显著减小了耗散功率。从而显著减小了耗散功率。

【技术实现步骤摘要】
一种电流功率放大器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种电流功率放大器。

技术介绍

[0002]电流功率放大器用于增加输入信号的电流功率，如图1所示，图1为一种电流功率放大器的例子，当功率管Q1
‑
1导通时，功率管Q1
‑
2关断时，电流功率放大器中的电流回路如图2中的(a)所示，电流功率放大器的负载电阻RL1往往很小，甚至是短路，因此电源功率主要通过功率管Q2
‑
1消耗掉。同理，如图2中的(b)所示，当功率管Q1
‑
2导通时，电源功率主要通过功率管Q1
‑
2消耗掉。
[0003]电流功率放大器一般要求具有一定的带载能力，即，当负载电阻RL为某一恒定值时，能够保证最大电流的输出。目前，为保证一定的带载能力，电流功率放大器中的功率管通常需要较高的电源供电电压，且功率管的耗散功率较高，需要庞大的散热系统来保证功率管不会因为高温而损坏，最终导致电流功率放大器的体积庞大、重量较重。
[0004]综上，为适应小型化、轻量化的趋势，对于较低的电源供电电压以及较低的最大输出电流的电流功率放大器具有一定需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是如何降低电流功率放大器的最大耗散功率。
[0006]根据第一方面，一种实施例中提供一种电流功率放大器，包括：
[0007]驱动信号提供模块，用于对输入信号进行调理和放大，得到放大后的信号，并将放大后的信号分为两路驱动信号，其中，一路驱动信号经过放大后产生上臂驱动信号，另一路驱动信号经过放大后产生下臂驱动信号；
[0008]电流功率放大模块，用于在所述上臂驱动信号和下臂驱动信号的作用下，输出电流功率放大信号；
[0009]电流采样模块，用于对所述电流功率放大信号进行电流采样，得到电流采样信号，并将电流采样信号分为一路电流反馈信号和一路电流输出信号；
[0010]电流反馈模块，用于对所述电流反馈信号进行放大，并将放大后的所述电流反馈信号反馈至所述驱动信号提供模块，以调整所述驱动信号提供模块输出的所述上臂驱动信号和下臂驱动信号；
[0011]输出滤波模块，用于对所述电流输出信号进行滤波后输出。
[0012]依据上述实施例的电流功率放大器，包括驱动信号提供模块、电流功率放大模块、电流采样模块、电流反馈模块和输出滤波模块，其中，驱动信号提供模块用于对输入信号进行调理和放大，输出上臂驱动信号和下臂驱动信号；电流功率放大模块用于在上臂驱动信号和下臂驱动信号的作用下，输出电流功率放大信号；电流采样模块用于对电流功率放大信号进行电流采样，输出电流反馈信号和电流输出信号；电流反馈模块用于对电流反馈信号进行放大，并将放大后的电流反馈信号反馈至驱动信号提供模块；输出滤波模块用于对
电流输出信号进行滤波后输出；由此，通过电流反馈模块对电流反馈信号进行放大后再反馈至驱动信号提供模块，使得电流功率放大模块无需输出较高电流值的电流功率放大信号，并且无需较高的供电电源电压，从而，显著减小了电流功率放大模块中的功率管的耗散功率；
[0013]另外，驱动信号提供模块和电流采样模块具有相同的参考地，使得电流采样模块采样的电流采样信号只与采样电阻靠近输出端有关，电流反馈模块中的反馈回路可近似认为是电压反馈，显著提升了电流功率放大器的输出精度。
附图说明
[0014]图1为现有电流功率放大器的结构示意图；
[0015]图2为现有电流功率放大器的工作原理示意图；
[0016]图3为一种实施例的电流功率放大器的结构示意图；
[0017]图4为一种实施例的驱动信号提供模块的电路示意图；
[0018]图5为一种实施例的电流功率放大器的部分电路示意图；
[0019]图6为一种实施例的电流反馈模块的电路示意图；
[0020]图7为现有电流反馈模块的电路示意图；
[0021]图8为另一种实施例的电流反馈模块的电路示意图。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0023]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0024]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
[0025]请参考图2，在基于微机继电保护的电流功率放大器的一个例子中，当负载电阻RL为0.5欧姆时，最大输出交流电流为30A时，电流功率放大器的功率消耗主要是在负载电阻RL上，但是要维持电源供电电压不低于21.2V，一般根据功率管特性，往往会留1
‑
2V余量，即供电电源电压不低于
±
23V。但是当负载电阻RL为0欧姆时，即输出短路，功率又全部加在功率管上，其耗散功率高达450VA，需要庞大的散热系统来保证功率器不会因为高温而损坏，因此基于微机继电保护的电流功率放大器具有体积庞大、重量较重的缺点。
[0026]基于上述问题，在本专利技术实施例中，首先，电流反馈模块不是直接将电流反馈信号通过电阻反馈到驱动信号提供模块，而是经过对电流反馈信号放大后反馈到驱动信号提供模块，使得等效采样电阻为电流反馈信号的放大系数与实际采样电阻的乘积，而电流功率放大器的输出电流的电流值为采样电阻两端的电压与电流的比值，这样，增大等效采样电阻的阻值，使得输出电流的电流值减小，从而降低了电流功率放大器的最大耗散功率；其次，驱动信号提供模块和电流采样模块具有相同的参考地，使得电流采样模块采样的电流采样信号只与采样电阻靠近输出端有关，电流反馈模块中的反馈回路可近似认为是电压反馈，显著提升了电流功率放大器的输出精度。
[0027]请参考图3，图3为一种实施例的电流功率放大器的结构示意图，电流功率放大器包括：驱动信号提供模块101、电流功率放大模块102、电流采样模块103、电流反馈模块104和输出滤波模块105。其中，驱动信号提供模块101的输入端用于接收输入信号，电流功率放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流功率放大器，其特征在于，包括：驱动信号提供模块，用于对输入信号进行调理和放大，得到放大后的信号，并将放大后的信号分为两路驱动信号，其中，一路驱动信号经过放大后产生上臂驱动信号，另一路驱动信号经过放大后产生下臂驱动信号；电流功率放大模块，用于在所述上臂驱动信号和下臂驱动信号的作用下，输出电流功率放大信号；电流采样模块，用于对所述电流功率放大信号进行电流采样，得到电流采样信号，并将电流采样信号分为一路电流反馈信号和一路电流输出信号；电流反馈模块，用于对所述电流反馈信号进行放大，并将放大后的所述电流反馈信号反馈至所述驱动信号提供模块，以调整所述驱动信号提供模块输出的所述上臂驱动信号和下臂驱动信号；输出滤波模块，用于对所述电流输出信号进行滤波后输出。2.如权利要求1所述的电流功率放大器，其特征在于，所述驱动信号提供模块、电流采样模块和电流反馈模块均具有第一参考地；所述电流功率放大模块和输出滤波模块均具有第二参考地。3.如权利要求1所述的电流功率放大器，其特征在于，所述电流功率放大模块包括：上臂功率放大单元，用于在所述上臂驱动信号的作用下，输出上臂电流功率放大信号；下臂功率放大单元，用于在所述下臂驱动信号的作用下，输出下臂电流功率放大信号；其中，所述电流功率放大信号包括上臂电流功率放大信号和下臂电流功率放大信号。4.如权利要求1所述的电流功率放大器，其特征在于，所述驱动信号提供模块包括：输入信号调理单元，用于对所述输入信号进行差分放大和反相比例放大，得到调理后的信号，所述调理后的信号的电流幅度与所述输入信号的电流幅度具有预设的比例关系；信号放大及偏置单元，用于对所述调理后的信号进行放大，得到放大后的信号，并将放大后的信号分为两路驱动信号，其中，一路驱动信号经过固定电压值放大后产生上臂驱动信号，另一路驱动信号经过固定电压值放大后产生下臂驱动信号。5.如权利要求4所述的电流功率放大器，其特征在于，所述电流反馈模块包括：运算放大单元，用于对所述电流反馈信号进行比例放大，得到放大后的电流反馈信号。6.如权利要求4所述的电流功率放大器，其特征在于，所述输入信号调理单元包括：差分放大电路和反相比例放大电路；所述差分放大电路包括：运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述运算放大器U1A的同相输入端通过电阻R1接收所述输入信号，运算放大器U1的同相输入端还通过电阻R3连接第一参考地，运算放大器U1A的反相输入端通过电阻R2连接第二参考地，运算放大器U1A的反相输入端还通过电阻R4连接运算放大器U1A的输出端；所述反相比例放大电路包括：运算放大器U1B、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电容C1，运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R5连接所述差分放大器U1A的输出端，运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R6连接运算放大器U1B的输出端，电容C1并联在电阻R6的两端，运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R7连接第一参考地，运算放大器U1B的输出端用于输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳翠翠，
申请(专利权)人：深圳市思得宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：