推挽功率放大器

推挽功率放大器 高阈值逻辑电路 high threshold logic 由二极管-晶体管逻辑电路 (DTL)和改进型二极管-晶体管逻辑电路(M,DTL)改进而来的一种高阈值双极型中、低速数字集成电路，简称HTL电路。HTL电路具有很好的抗干扰性能。图中 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示从DTL电路到HTL电路的改进过程。 HTL电路的主要特点，是用齐纳二极管(D)代替DTL、M-DTL电路中原来的电平位移二极2 管(D)并将D反接。齐纳二极管的制造工艺与常规双极型集成电路制备工艺相同，所以齐纳f2 二极管可在双... 推挽功率放大器 利用两个特性参数完全相同的晶体管使其电路结构上完全对称，而激励反相的功放对叫做推挽电路。 关于推挽放大器的理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 在“非线性电子线路”课程中已讨论过，我们这里仅对应用在发射机功放电路中推挽电路的有关内容作一简单介绍。因为在现代电视发射机中，特别是全固态发射机，推挽功率放大器的应用越来越广泛，不管是BJT还是MOSFET，通常都有推挽管产品，也叫平衡式功率晶体管，即把两管做在一个半导体芯片上，双管芯封装，可从根本上保证两 管参数的一致性，不需做配对挑选，两管的发射极在管内连接并与管壳相连，以便使发射极到地的引线最短，更加有利于保证推挽电路的结构对称。 推挽放大器电路如图5—32所示，一管在正半周导通，另一管在负半周导通，两管交替工作，输出电流在集电极合成完整的波形。由于两管对称反相激励，电路结构上又完全对称，所以其电路的各对称中点必然是高频地电位点，跨接在两管输入输出电路中的电容或电感均可看成是两个相同的电容或电感的串联，而其中点接地。 图5—32 推挽放大器电路原理图 两管对称激励，即两管基极电压和集电极电流瞬时波形均相同而反相，集电极到地的基波高频电压相等而相反，所以两管集电极之间的基波高频电压U为单管的两倍(U=2U)，而ccccce基波高频电流与单管相同，所以两管总输出功率为单管的两倍。 推挽放大器电路的阻抗匹配网络，因为不需要实际的中心接地点，所以两管的输入匹配网络以及输出匹配网络可以合一，只是匹配网络的结构形式需采用平衡式阻抗变换网络，基极之间的输入阻抗和集电极之间所需的负载阻抗是单管时的两倍，所以输入、输出匹配网络的阻抗变换比降低一倍。 两管均工作在甲乙类，以克服交越失真。因为，当工作在乙类时，由于管子具有一定的导通电压(硅管0.7V、锗管0.2V)，正负半周合成的波形在交接处会产生交越失真，所以在B-E结加正偏压使管子实际工作在甲乙类。 推挽功率放大电路具有以下优点: 1.有利于改善宽带能力 因为阻抗变比降低了一倍，有利于改善宽带能力，使大功率管的匹配网络易于设计和调整。 2.对偶次谐波滤波度好 因为当两管反相激励而在输入回路中再反相合成输出时，两管输出的所有奇次谐波均反相，经反相合成后均相加输出，而两管输出的所有偶次谐波均同相，经反相合成后均相消。但需指出:由于实际存在的参数离散性和结构上的不对称性，VHF和UHF条件下偶次谐波抑 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 不能改善很多。 3.有利于提高增益 采用平衡管时发射极外引线阻抗上的高频电流反相抵消，使发射极外引线上的高频压降为零。单管放大器中发射极引线电感已成为降低单级增益的重要因素，而在推挽放大器中外引线电感的作用将被显著减弱。在米波和分米波段，推挽电路发射极外引线阻抗不起反馈作用，是一个可用来提高增益的附加优点，可提高2dB左右。 推挽功放电路的主要缺点是两管之间没有隔离能力，当一管损坏时，另一管的负载阻抗和工作状态将变化很大，甚至可能引致整个电路失效或导致另一管相继损坏。其次对元器件参数的离散性和结构上的对称性有较严格要求。 多相交叉升压电路及其在 有源功率因数校正技术中的应用 翁征明1，陈承志1，张正南2 (1深圳市智威堡科技有限公司，广东 深圳 518026) (2北京电力电子新技术研究开发中心，北京 100088) 摘 要 : 提 出 一 种 新 的 ,已 获 专 利 的 多 相 交 叉 升 压 电 路 拓 扑 (专 利 申 请 号 No. 00257426 , 00130365)。 使 用 这 种 多 相 电 路 拓 扑 ， 可 将 电 力 电 子 产 品 的 有 源 功 率 因 数 校 正 的 输 出 功 率 扩 展 至 2, 4kW， 以 满 足 IEC 1000 3 2标 准 的 规 定 。 多 相 交 叉 升 压 式 的 有 源 功 率 因 数 校 正 技 术 具 有 输 出 功 率 大 ， 电 路 简 单 ， 成 本 低 等 优 点 。 对 双 端 推 挽 式 升 压 电 路 的 主 功 率 级 和 控 制 器 做 了 分 析 ， 并 给 出 了 输 出 功 率 为 2kW样 机 的 实 验 结 果 。 关键词 : 多 相 交 叉 ; 升 压 电 路 ; 有 源 功 率 因 数 校 正 ; 双 端 推 挽 式 升 压 电 路 1 引 言 在 脉 宽 调 制 技 术 上 发 展 起 来 的 高 频 变 换 技 术 大 大 提 高 了 电 能 的 变 换 效 率 ; 缩 小 了 电 力 电 子 产 品 的 体 积 ; 减 轻 了 其 重 量 ; 从 而 降 低 了 能 耗 ; 节 省 了 材 料 。 但 因 为 高 频 脉 宽 调 制 变 换 技 术 大 多 采 用 电 容 滤 波 型 整 流 电 路 ( 输 入 电 流 受 滤 波 电 容 的 影 响 为 脉 冲 状 态 ， 如 图 1所 示 ) ， 所 以 功 率 因 数 低 、 输 入 电 流 谐 波 成 分 大 ， 是 公 用 电 网 中 最 主 要 的 谐 波 源 ， 对 电 力 系 统 造 成 很 大 危 害 [1]。 随 着 诸 如 开 关 电 源 、 电 子 镇 流 器 、 电 机 变 频 调 速 装 置 及 家 用 电 器 等 大 量 电 力 电 子 产 品 的 应 用 ， 电 力 系 统 出 现 了 日 趋 严 重 的 高 次 谐 波 电 流 污 染 问 题 [2]。 另 外 大 多 数 电 力 电 子 产 品 的 功 率 因 数 低 , 这 样 就 给 电 网 带 来 额 外 的 负 担 , 造 成 零 线 发 热 ， 影 响 供 电 质 量 。 同 时 还 增 加 了 用 户 的 电 费 [3]。 抑 制 谐 波 和 提 高 功 率 因 数 已 成 为 电 力 电 子 技 术 所 面 临 的 一 个 重 大 课 题 , 正 在 受 到 越 来 越 多 的 关 注 。 功 率 因 数 的 提 高 不 仅 可 抑 制 电 网 谐 波 ， 同 时 还 可 以 降 低 输 入 电 流 及 所 消 耗 的 功 率 ， 提 高 电 网 效 率 ， 改 善 电 磁 兼 容 性 ( EMC) 。 世 界 上 许 多 国 家 和 国 际 组 织 都 对 电 力 电 子 产 品 的 功 率 因 数 及 谐 波 成 分 作 了 限 制 。 其 中 较 有 影 响 的 是 IEC 555 2标 准 及 IEC 1000 3 2标 准 [4]， [5]。 我 国 也 于 1984年 和 1993年 分 别 制 定 了 限 制 谐 波 的 规 定 和 国 家 标 准 [6]。 为 了 使 电 力 电 子 产 品 的 功 率 因 数 及 谐 波 成 分 满 足 上 述 的 规 定 和 标 准 ， 可 在 整 流 桥 和 滤 波 电 容 之 间 加 一 级 用 于 功 率 因 数 校 正 的 功 率 变 换 电 路 ， 使 输 入 电 流 为 正 弦 波 ， 从 而 提 高 功 率 因 数 ， 这 就 是 有 源 功 率 因 数 校 正 技 术 。 在 用 于 功 率 因 数 校 正 的 功 率 变 换 电 路 中 ，最 常 采 用 的 是 升 压 式 电 路 。 尤 其 是 在 小 功 率 ( 几 十 瓦 至 上 千 瓦 ) 的 电 力 电 子 产 品 中 ， 采 用 升 压 式 的 有 源 功 率 因 数 校 正 技 术 可 使 交 流 输 入 电 流 与 交 流 输 入 电 压 保 持 同 相 位 ， 使 功 率 因 数 接 近 于 1[1]。 但 由 于 这 种 简 单 的 传 统 升 压 式 电 路 为 单 端 电 路 拓 扑 ， 一 般 只 适 用 于 对 输 出 功 率 为 几 十 瓦 至 1千 瓦 左 右 的 小 功 率 电 力 电 子 产 品 进 行 有 源 功 率 因 数 校 正 ， 应 用 范 围 受 到 很 大 的 局 限 。 尽 管 在 诸 如 分 布 式 通 讯 电 源 等 一 些 产 品 中 ， 可 通 过 电 源 模 块 的 并 联 来 实 现 较 大 功 率 的 输 出 [7]。 但 必 须 对 各 并 联 模 块 进 行 较 为 复 杂 的 均 流 控 制 ， 因 此 成 本 高 ， 电 路 复 杂 。 本 文 所 提 出 的 多 相 交 叉 升 压 电 路 是 一 种 新 的 ,已 获 专 利 的 多 相 升 压 电 路 拓 扑 (专 利 申 请 号 No.00257426 , 00130365)。 在 有 源 功 率 因 数 校 正 技 术 中 使 用 这 种 多 相 交 叉 升 压 电 路 拓 扑 ， 只 需 对 控 制 电 路 做 很 小 的 改 变 ， 就 可 将 采 用 有 源 功 率 因 数 校 正 的 电 力 电 子 产 品 的 输 出 功 率 扩 展 至 2, 3 kW以 上 。 多 相 交 叉 升 压 式 的 有 源 功 率 因 数 校 正 技 术 具 有 输 出 功 率 大 ， 电 路 简 单 ， 成 本 低 等 优 点 。 这 种 新 电 路 拓 扑 的 采 用 大 大 扩 展 了 有 源 功 率 因 数 校 正 技 术 在 电 力 电 子 产 品 中 的 应 用 范 围 。 2 多 相 交 叉 升 压 电 路 的 几 种 基 本 拓 扑 结 构 多 相 交 叉 升 压 电 路 为 多 端 电 路 拓 扑 ， 既 可 以 做 成 双 端 的 推 挽 式 ( 即 二 路 交 叉 移 相 ) ， 也 可 以 做 成 三 端 式 ( 即 三 路 交 叉 移 相 ) 以 及 四 路 ， 五 路 ( ( ( ( ( ( 直 至 N路 ( N? 2， 整 数 ) 。 从 实 用 的 角 度 来 看 ， 2路 将 会 得 到 较 广 泛 的 应 用 。 图 2为 推 挽 式 升 压 电 路 拓 扑 。 从 图 2可 看 出 ， 它 与 图 1 示 的 传 统 的 单 端 式 升 压 电 路 不 同 , 推 挽 式 升 压 电 路 所 由 两 路 完 全 相 同 的 单 端 升 压 电 路 并 联 组 成 。 由 两 组 相 位 相 差 180? 的 驱 动 信 号 分 别 去 驱 动 功 率 开 关 器 件 S1、 S2， 使 两 路 交 叉 导 通 。 通 过 调 节 驱 动 信 号 的 占 空 比 ， 可 在 一 定 范 围 内 调 节 输 出 电 压 。 如 采 用 同 样 容 量 的 功 率 开 关 器 件 ， 其 输 出 功 率 为 单 端 式 升 压 电 路 的 2倍 。 图 3为 双 路 并 联 推 挽 式 升 压 电 路 拓 扑 。 由 两 路 推 挽 式 升 压 电 路 直 接 并 联 ， 共 用 输 入 整 流 电 路 和 输 出 电 容 。 如 采 用 同 样 容 量 的 功 率 开 关 器 件 ， 其 输 出 功 率 为 单 端 式 升 压 电 路 的 4倍 。 只 要 驱 动 容 量 足 够 ， 可 用 同 一 组 推 挽 的 脉 冲 信 号 来 驱 动 相 应 的 4只 功 率 开 关 器 件 。 多 相 交 叉 升 压 电 路 既 可 应 用 于 单 相 交 流 电 源 的 有 源 功 率 因 数 校 正 ， 也 可 应 用 于 三 相 交 流 电 源 的 有 源 功 率 数 校 正 。 图 4为 由 3个 单 相 推 挽 式 升 压 电 路 组 成 的 三 因 相 推 挽 式 升 压 电 路 拓 扑 。 3 多 路 交 叉 移 相 升 压 电 路 的 工 作 原 理 推 挽 式 升 压 电 路 是 最 简 单 ， 也 是 最 基 本 的 多 路 交 叉 移 相 式 升 压 电 路 。 以 下 是 对 推 挽 式 升 压 开 关 电 路 工 作 原 理 的 叙 述 。 其 它 多 路 交 叉 移 相 式 升 压 电 路 拓 扑 结 构 如 双 路 并 联 推 挽 式 升 压 电 路 等 可 在 此 基 础 上 推 出 。 图 2所 示 的 推 挽 式 升 压 开 关 电 路 可 看 作 由 两 路 输 入 端 和 输 出 端 并 联 连 接 的 单 端 式 升 压 子 电 路 组成 。 这 两 路 单 端 式 升 压 子 电 路 分 别 由 功 率 开 关 器 件 S1、 电 感 L1、 二 极 管 VD1和 功 率 开 关 器 件 S2、 电 感 L2、 二 极 管 VD2组 成 。 图 5为 推 挽 式 升 压 电 路 的 各 点 波 形 图 。 交 流 输 入 u经 全 波 整 流 后 的 电 压 ud加 到 推 挽 式 升 压 电 路 的 输 入 端 。 由 有 源 功 率 因 数 校 正 控 制 驱 动 电 路 提 供 的 两 组 相 位 相 差 180? 的 驱 动 信 号 ugs1和 ugs2分 别 驱 动 功 率 开 关 器 件 S1、 S2， 使 两 路 交 叉 导 通 。 从 图 5中 可 看 出 ,与 通 常 单 端 式 升 压 电 路 不 同 , 推 挽 式 升 压 电 路 的 输 出 电 压 是 由 两 个 完 全 相 同 的 波 形 相 移 180? 叠 加 而 成 。 其 输 出 功 率 可 扩 展 为 单 端 式 升 压 电 路 的 2倍 。 图 3所 示 的 双 路 并 联 推 挽 式 升 压 电 路 由 图 2所 示 的 两 组 推 挽 式 升 压 有 源 功 率 因 数 校 正 电 路 直 接 并 联 组 成 。 由 两 组 相 位 相 差 180? 的 驱 动 信 号 ugs1和 ugs2分 别 去 驱 动 双 路 并 联 的 推 挽 式 升 压 电 路 中 功 率 开 关 器 件 S1、 S3和 S2、 S4， 使 双 路 并 联 推 挽 式 升 压 电 路 中 功 率 开 关 器 件 S1和 S3分 别 与 S2和 S4交 叉 导 通 。 双 路 并 联 推 挽 式 升 压 电 路 的 各 点 波 形 与 推 挽 式 升 压 电 路 的 基 本 相 同 。 其 输 出 功 率 可 扩 展 为 单 端 式 升 压 电 路 的 4倍 。 图 4所 示 的 三 相 有 源 功 率 因 数 校 正 电 路 拓 扑 中 每 一 相 所 对 应 的 推 挽 式 升 压 电 路 的 工 作 原 理 及 相 应 各 点 的 波 形 与 单 相 推 挽 式 升 压 电 路 的 相 同 。 双 端 推 挽 式 升 压 有 源 功 率 因 数 校 正 控 制 及 驱 动 电 路 原 理 图 如 图 6所 示 ， 由 推 挽 式 升 压 主 电 路 和 有 源 功 率 因 数 校 正 控 制 驱 动 电 路 组 成 。 图 中 虚 线 框 内 为 推 挽 式 升 压 有 源 功 率 因 数 校 正 的 专 用 控 制 电 路 ， 该 电 路 由 有 源 功 率 因 数 校 正 专 用 集 成 电 路 ， 分 频 器 及 驱 动 器组 成 。 功 率 因 数 校 正 控 制 电 路 可 采 用 任 意 一 种 有 源 功 率 因 数 校 正 专 用 集 成 电 路 ， 例 如 UC3854、 MC34261、 ML4812、 TDA4814、 CS3810 等 [3]， [8]。 由 有 源 功 率 因 数 校 正 专 用 集 成 电 路 输 出 的 脉 宽 调 制 信 号 经 分 频 器 给 出 两 组 相 位 相 差 180? 的 脉 冲 信 号 ， 使 驱 动 器 提 供 两 组 相 位 相 差 180? 的 驱 动 信 号 ugs1和 别 驱 动 功 率 开 关 器 件 S1、 S2， 使 两 路 开 关 即 两 路 升 ugs2分 压 电 路 交 叉 导 通 。 4 主 电 路 实 验 结 果 的 分 析 实 验 采 用 最 简 单 ， 最 基 本 的 多 相 交 叉 式 升 压 电 路 — — 双 端 推 挽 升 压 式 的 电 路 。 实 验 条 件 如 下 : 主 电 路 功 率 开 关 器 件 采 用 IR的 功 率 MOSFET IRFP460， 耐 压 500 V ， 最 大 电 流 20 A。 对 应 输 出 功 率 1 kW， 由 2个 主 功 率 开 关 器 件 交 叉 组 成 。 2个 电 感 分 别 为 1mH， 采 用 材 料 为 R2KB的 EE40磁 芯 ， 电 感 中 流 过 的 电 流 为 4 A。 对 应 输 出 功 率 2 kW的 电 路 ， 2个 主 功 率 开 关 器 件 分 别 由 4个 IRFP460并 联 组 成 ， 2个 电 感 分 别 为 0.5 mH， 采 用 材 料 为 R2KB的 EE55磁 芯 ， 电 感 中 流 过 的 电 流 为 8 A。 对 应 输 出 功 率 4 kW的 电 路 ， 2个 主 功 率 开 关 器 件 分 别 由 8个 IRFP460并 联 组 成 ， 2个 电 感 分 别 为 0.25 mH， 采 用 材 料 为 R2KB的 EE65B磁 芯 ， 电 感 中 流 过 的 电 流 为 16 A。 每 路 的 开 关 频 率 为 fs=100 kHz。 推 挽 升 压 式 电 路 的 控 制 及 驱 动 由 PWM专 用 集 成 电 路 SG3525的 两 路 输 出 经 射 随 功 放 器 来 完 成 。 图 7为 双 端 推 挽 升 压 式 控 制 及 驱 动 实 验 电 路 图 。 5 结 语 双 端 推 挽 升 压 式 电 路 的 实 验 结 果 表 明 本 电 路 适 用 于 2, 4kW电 力 电 子 产 品 的 有 源 功 率 因 数 校 正 。 具 有 成 本 低 ， 控 制 电 路 简 单 的 优 点 。 同 时 减 少 了 输 出 直 流 电 压 的 脉 动 。 是 一 种 实 用 性 很 强 的 基 本 电 路 拓 扑 。 参 考 文 献 [1] Thomas Key, et al.Costs and Benefits of Harmonic Current Reduction for Switch mode Power Supplies in a Commercial Office Building[C].IEEE IAS Annual Meeting.Orlando,FL,1995. [2] 吴 竞 昌 .电 能 系 统 谐 波 [M].北 京 : 水 利 电 力 出 版 社 ，1998. [3] 王 兆 安 ， 杨 君 .谐 波 抑 制 和 无 功 功 率 补 偿 [M].机 械 工 业 出版 社 ， 1998. [4] IEEE Std. 519-1992, IEEE recommended practices and requirements for harmonic control in electric power systems[S].1993. [5] IEC Sub committee 77A report. Disturbances caused by equipment connected to the public low voltage supply system. Part 2:Harmonics[S].1990 (Revised draft of IEC555-2). [6] 中 国 国 家 标 准 GB/T 14549-93,电 能 质 量 公 有 电 网 谐 波 [S]. 中 国 标 准 出 版 社 ， 1994. [7] Mark Jordan. UNITRODE APPLICATION NOTE U-129,UC3907 Load Share IC Simplifies Parallel Power Supply Design[M]. [8] Philip C Todo. UNITRODE APPLICATION NOTE U-134,UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design[M].