一种电压功率放大器制造技术

一种电压功率放大器，属于放大器领域。包括：驱动模块用于接收输入电压信号，并基于输入电压信号输出驱动电压；放大模块用于放大驱动电压，通过上桥臂放大单元对正相驱动电压进行放大，通过下桥臂放大单元对负相驱动电压进行放大；输出模块用于输出放大后的驱动电压，当输出模块接收放大后的正相驱动电压时，通过上桥臂输出单元输出放大后的正相驱动电压；当输出模块接收放大后的负相驱动电压时，通过其下桥臂输出单元输出放大后的负相驱动电压；辅助开关电路用于接收输入电压信号，当输入电压信号为正相电压信号时，辅助开关电路控制关断下桥臂输出单元；当输入电压信号为负相电压信号时，辅助开关电路控制关断上桥臂输出单元。辅助开关电路控制关断上桥臂输出单元。辅助开关电路控制关断上桥臂输出单元。

【技术实现步骤摘要】
一种电压功率放大器


[0001]本专利技术涉及放大器领域，具体涉及一种电压功率放大器。

技术介绍

[0002]继电保护是电力系统的重要组成部分，为电力系统的安全稳定运行发挥着极其重要的作用。继电保护装置的性能直接关系到电力系统的运行，因此在装置投入运行前或检修时，必须对其各项性能指标进行严格的测试。能够对各种继电保护装置的性能指标进行测试的设备成为继电保护测试仪。
[0003]继电保护测试仪本质上是一台大功率信号发生装置，其中包含有功率放大电路，功率放大电路中包括驱动级运算放大器和两个晶体管，通过驱动级运算放大器驱动两个MOS管。但是由于偏置电路中电流路径的存在，会使得两个MOS管始终处于微导通的状态。此时，若其中一个MOS管处于导通状态，另外一个MOS管处于微导通状态时，单个MOS管的最高耐压要大于2倍的供电电源电压。当功率放大器输出电压较高时，MOS管的耐压值则工作在极限条件，其漏电流会变得非常大，从而导致MOS管消耗的功率直线上升。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是：功率放大器输出高电压时，MOS管的漏电流较大引起功耗增加。
[0005]根据第一方面，一种实施例中提供一种电压功率放大器，包括：
[0006]驱动模块，用于接收输入电压信号，并基于所述输入电压信号输出驱动电压；当输入电压信号为正相电压信号时，所述驱动模块输出的驱动电压为正相驱动电压；当输入电压信号为负相电压信号时，所述驱动模块输出的驱动电压为负相驱动电压；
[0007]放大模块，用于放大所述驱动电压；所述放大模块包括上桥臂放大单元和下桥臂放大单元；当所述放大模块接收所述正相驱动电压时，所述放大模块通过其上桥臂放大单元对所述正相驱动电压进行放大；当所述放大模块接收所述负相驱动电压时，所述放大模块通过其下桥臂放大单元对所述负相驱动电压进行放大；
[0008]输出模块，用于输出放大后的驱动电压；所述输出模块包括与正工作电压连接的上桥臂输出单元和与负工作电压连接的下桥臂输出单元；当所述输出模块接收放大后的所述正相驱动电压时，所述输出模块通过其上桥臂输出单元输出放大后的正相驱动电压；当所述输出模块接收放大后的所述负相驱动电压时，所述输出模块通过其下桥臂输出单元输出放大后的负相驱动电压；
[0009]辅助开关电路，用于接收所述输入电压信号，当所述输入电压信号为所述正相电压信号时，所述辅助开关电路控制关断所述下桥臂输出单元；当所述输入电压信号为所述负相电压信号时，所述辅助开关电路控制关断所述上桥臂输出单元。
[0010]一实施例中，所述上桥臂放大单元包括共射极放大电路和共基极放大电路；
[0011]所述共射极放大电路包括共射极放大器Q21、电阻R25和电阻R24；所述正工作电压
通过电阻R25连接所述共射极放大器Q21的发射极，所述正工作电压还通过电阻R24连接所述共射极放大器Q21的基极，所述共射极放大器Q21的集电极连接所述上桥臂输出单元；
[0012]所述共基极放大电路包括共基极放大器Q23、电阻R26、电阻R27和电阻R28；所述共基极放大器Q23的集电极连接所述共射极放大器Q21的基极，所述共基极放大器Q23的基极通过电阻R26连接放大器正极驱动电压，共基极放大器Q23的基极还通过电阻R27连接电源地，共基极放大器Q23的发射极通过电阻R28连接所述驱动模块的输出端，用于接收驱动电压。
[0013]一实施例中，所述下桥臂放大单元包括共基极放大电路，所述共基极放大电路包括共基极放大器Q24、电阻R33、电阻R35和电阻R37；所述共基极放大器Q24的发射极通过电阻R33连接所述驱动模块的输出端，用于接收驱动电压，共基极放大器Q24的基极通过电阻R35连接放大器负极驱动电压，共基极放大器Q24的基极还通过电阻R37连接电源地，共基极放大器Q24的集电极连接所述下桥臂输出单元。
[0014]一实施例中，所述上桥臂输出单元包括上桥臂输出电路，所述上桥臂输出电路包括MOS管Q22和电阻R30，所述MOS管Q22的漏极连接所述正工作电压，所述MOS管Q22的栅极连接所述共射极放大器Q21的集电极，所述MOS管Q22的栅极还通过电阻R30连接MOS管Q22的源极，所述MOS管Q22的源极连接所述输出模块的输出端。
[0015]一实施例中，所述下桥臂输出单元包括下桥臂输出电路，所述下桥臂输出电路包括MOS管Q25和电阻R41，所述MOS管Q25的漏极连接所述输出模块的输出端，所述MOS管Q25的栅极连接所述共基极放大器Q24的集电极，所述MOS管Q25的栅极还通过电阻R41连接MOS管Q25的漏极，所述MOS管Q25的漏极连接负工作电压。
[0016]一实施例中，所述辅助开关电路包括辅助开关电路驱动模块；所述辅助开关电路驱动模块包括电阻R38和运算放大器U3A，所述运算放大器U3A的同相输入端通过电阻R38接收输入电压信号，所述运算放大器U3A的反相输入端连接所述运算放大器U3A的输出端。
[0017]一实施例中，所述辅助开关电路还包括上桥臂辅助开关电路和下桥臂辅助开关电路；
[0018]所述上桥臂辅助开关电路包括光电耦合器U2、电阻R29、电阻R34和稳压管D22；所述光电耦合器U2包括第一发光二极管和第一次级三极管；电阻R29的输入端连接MOS管Q22的栅极，电阻R29的输出端连接第一次级三极管输入端，第一次级三极管的输出端连接MOS管Q22的源极；所述运算放大器U3A的输出端连接稳压管D22的输入端，稳压管D22的输出端连接电阻R34的输入端，电阻R34的输出端连接第一发光二极管的输入端，第一发光二极管的输出端连接电源地；
[0019]所述下桥臂辅助开关电路包括光电耦合器U4、电阻R39、电阻R40和稳压管D23；所述光电耦合器U4包括第二发光二极管和第二次级三极管；电阻R39的输入端连接所述MOS管Q25的栅极，电阻R39的输出端连接第二次三极管的输入端，第二次级三极管的输出端连接所述MOS管Q25的源极；所述运算放大器U3A的输出端连接稳压管D23的输出端，稳压管D23的输入端连接电阻R40的输入端，电阻R40的输出端连接第二发光二极管的输出端，第二发光二极管的输入端连接电源地。
[0020]一实施例中，所述驱动模块包括缓冲电路和驱动运算放大电路；
[0021]所述缓冲电路包括运算放大器U2A和电阻R31；电阻R31的输入端接收所述输入电
压信号，电阻R31的输出端连接运算放大器U2A的同相输入端，运算放大器U2A的反相输入端连接运算放大器U2A的输出端；
[0022]所述驱动运算放大电路包括运算放大器U2B、电阻R32、电阻R36和电容C22，运算放大器U2A的输出端通过电阻R32连接运算放大器U2B的同相输入端，运算放大器U2B的反向输入端通过电阻R36连接电源地，运算放大器U2B的输出端通过电容C22直接连接运算放大器的U2B反向输入端，通过所述运算放大器U2B的输出端为所述驱动模块的输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压功率放大器，其特征在于，包括：驱动模块，用于接收输入电压信号，并基于所述输入电压信号输出驱动电压；当输入电压信号为正相电压信号时，所述驱动模块输出的驱动电压为正相驱动电压；当输入电压信号为负相电压信号时，所述驱动模块输出的驱动电压为负相驱动电压；放大模块，用于放大所述驱动电压；所述放大模块包括上桥臂放大单元和下桥臂放大单元；当所述放大模块接收所述正相驱动电压时，所述放大模块通过其上桥臂放大单元对所述正相驱动电压进行放大；当所述放大模块接收所述负相驱动电压时，所述放大模块通过其下桥臂放大单元对所述负相驱动电压进行放大；输出模块，用于输出放大后的驱动电压；所述输出模块包括与正工作电压连接的上桥臂输出单元和与负工作电压连接的下桥臂输出单元；当所述输出模块接收放大后的所述正相驱动电压时，所述输出模块通过其上桥臂输出单元输出放大后的正相驱动电压；当所述输出模块接收放大后的所述负相驱动电压时，所述输出模块通过其下桥臂输出单元输出放大后的负相驱动电压；辅助开关电路，用于接收所述输入电压信号，当所述输入电压信号为所述正相电压信号时，所述辅助开关电路控制关断所述下桥臂输出单元；当所述输入电压信号为所述负相电压信号时，所述辅助开关电路控制关断所述上桥臂输出单元。2.如权利要求1所述的电压功率放大器，其特征在于，所述上桥臂放大单元包括共射极放大电路和共基极放大电路；所述共射极放大电路包括共射极放大器Q21、电阻R25和电阻R24；所述正工作电压通过电阻R25连接所述共射极放大器Q21的发射极，所述正工作电压还通过电阻R24连接所述共射极放大器Q21的基极，所述共射极放大器Q21的集电极连接所述上桥臂输出单元；所述共基极放大电路包括共基极放大器Q23、电阻R26、电阻R27和电阻R28；所述共基极放大器Q23的集电极连接所述共射极放大器Q21的基极，所述共基极放大器Q23的基极通过电阻R26连接放大器正极驱动电压，共基极放大器Q23的基极还通过电阻R27连接电源地，共基极放大器Q23的发射极通过电阻R28连接所述驱动模块的输出端，用于接收驱动电压。3.如权利要求1所述的电压功率放大器，其特征在于，所述下桥臂放大单元包括共基极放大电路，所述共基极放大电路包括共基极放大器Q24、电阻R33、电阻R35和电阻R37；所述共基极放大器Q24的发射极通过电阻R33连接所述驱动模块的输出端，用于接收驱动电压，共基极放大器Q24的基极通过电阻R35连接放大器负极驱动电压，共基极放大器Q24的基极还通过电阻R37连接电源地，共基极放大器Q24的集电极连接所述下桥臂输出单元。4.如权利要求1或2所述的电压功率放大器，其特征在于，所述上桥臂输出单元包括上桥臂输出电路，所述上桥臂输出电路包括MOS管Q22和电阻R30，所述MOS管Q22的漏极连接所述正工作电压，所述MOS管Q22的栅极连接所述共射极放大器Q21的集电极，所述MOS管Q22的栅极还通过电阻R30连接MOS管Q22的源极，所述MOS管Q22的源极连接所述输出模块的输出端。5.如权利要求1或3所述的电压功率放大器，其特征在于，所述下桥臂输出单元包括下桥臂输出电路，所述下桥臂输出电路包括MOS管Q25和电阻R41，所述MOS管Q25的漏极连接所述输出模块的输出端，所述MOS管Q25的栅极连接所述共基极放大器Q24的集电极，所述MOS管Q25的栅极还通过电阻...

【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：