一种线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路的制作方法

本发明涉及放大器及放大控制，具体涉及一种线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路。

背景技术：

1、功放采用的是线性高频放大器。线性功放正常工作的前提是有一个稳定的静态工作点。线性功放必须设置静态工作点使线性功率管具有一定静态电流始终工作在放大状态，静态工作点电流小，幅度低的信号会产生截止失真，静态工作点高则静态电流大，带来损耗变大、幅度高的信号会产生饱和失真的问题。

2、此外，线性功放的损耗全部转化为功率输出级电路上的线性功率管的发热，当负载的阻抗很小或发生短路时，电路的输出电流过大，容易损坏线性功率管。为了保护功率输出级电路，现有的线性功率放大器设有输出电流的保护电路。当输出电流超过预设的限流值时，永久关闭功率管或者将输出电流限制在预设值，从而保护功率管。

3、现有静态工作点调理电路为开环控制，静态工作点不稳定，误差较大，过流保护电路无法自恢复。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，不仅能够自动调整静态工作点，而且在输出电流过大时进行自恢复保护。

2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

3、一种线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，包括静态工作点反馈调理电路和输出过流保护电路；

4、静态工作点反馈调理电路包括运算放大器u11、电容c11、电阻r11、电阻r13、电阻r19，所述运算放大器u11的反相输入端分别与电阻r11、电容c11一端连接，r11另一端电压为-vbb，vbb为静态工作点电压，c11另一端连接u11输出端，u11同相输入端与gnd_out连接，u11输出端与线性功率管t11栅极连接，线性功率管t11漏极连接+vcc，源极分别连接电阻r19、电阻r13的一端，r19另一端连接gnd_out，r13另一端连接u11反相输入端，gnd_out为电路参考地和输出vo正极的连接点，vo为线性功放输出电压。

5、进一步的，输出过流保护电路包括三极管t12、三极管t13、电阻r17、电阻r18，所述三极管t13集电极与u11反相输入端连接，t13发射极与u11输出端连接，t13基极与三极管t12集电极连接，t12发射极连接gnd_out，t12基极分别与电阻r17、电阻r18一端连接，r17另一端连接线性功率管t11源极，r18另一端连接gnd_out。

6、进一步的，还包括二极管d11、稳压二极管d12、0欧姆电阻r12、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电容c12，所述二极管d11正极连接gnd_out，d11负极连接u11同相输入端，电阻r12连接在u11同相输入端和gnd_out之间，稳压二极管d12正极连接u11反相输入端，d12负极连接u11输出端，电阻r14一端连接t13基极，另一端连接u11输出端，r15连接在u11输出端和t11栅极之间，r16连接在t11栅极和t11源极之间，c12连接在t12基极与gnd_out之间。

7、进一步的，t12为npn型三极管，t13为pnp型三极管。

8、进一步的，稳态时，ibo=vbb/r11，ifo=vsat/r13，取r11=r13，则ifo=ibo，vsat=vbb，isat=vsat/r19，vsat=vbb，有isat = vbb /r19；

9、其中，vbb为线性功率管t11静态工作点电压，ibo为调理电路静态工作电流，ifo为调理电路静态工作反馈电流，vsat为静态工作反馈电压，isat为线性功率管t11的静态工作电流。

10、启动时，isat =0，vsat =0，ifo=0，-vbb为负电压，c11电流由运放u11输出端流向反相输入端，c11充电至t11导通阈值，t11开始导通，电路启动；

11、其中，ifo为调理电路静态工作反馈电流，vsat为静态工作反馈电压，isat为线性功率管t11的静态工作电流。

12、动态调整过程为：

13、稳态时，ifo=ibo，c11上充放电电流动态为零；

14、当isat偏小时，ifo偏小，c11充电，u11输出电压升高，t11线性导通程度变大，isat增大；

15、当isat偏大时，ifo偏大，c11放电，u11输出电压降低，t11线性导通程度变小，isat减小。

16、输出过流保护过程为：

17、定义输出电流为io，vt12为三极管t12导通阈值，，t12导通，t13基极电压变为零，t13导通，c11通过t13发发射极到集电极放电，c11电压降为零，u11输出电压降为零，t11驱动电压vgs减为零，t11关闭，isat+io=0，t12关闭，t13关闭，电路回到启动状态，开始自恢复。

18、进一步的，线性功率管t11为mos管、igbt、mos管复合电路或构造的n型igbt或p型igbt。

19、本发明的优点在于：提供了一种线性功放静态工作点调理电路及自恢复保护电路，两部分共用同一运放电路简洁高效，保证了线性功率管稳定的静态工作点和输出过流保护与保护自恢复。

技术特征：

1.一种线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，包括静态工作点反馈调理电路和输出过流保护电路；

2.根据权利要求1所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，所述输出过流保护电路包括三极管t12、三极管t13、电阻r17、电阻r18，所述三极管t13集电极与u11反相输入端连接，t13发射极与u11输出端连接，t13基极与三极管t12集电极连接，t12发射极连接gnd_out，t12基极分别与电阻r17、电阻r18一端连接，r17另一端连接线性功率管t11源极，r18另一端连接gnd_out。

3.根据权利要求1或2所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，还包括二极管d11、稳压二极管d12、0欧姆电阻r12、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电容c12，所述二极管d11正极连接gnd_out，d11负极连接u11同相输入端，电阻r12连接在u11同相输入端和gnd_out之间，稳压二极管d12正极连接u11反相输入端，d12负极连接u11输出端，电阻r14一端连接t13基极，另一端连接u11输出端，r15连接在u11输出端和t11栅极之间，r16连接在t11栅极和t11源极之间，c12连接在t12基极与gnd_out之间。

4.根据权利要求2所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，所述t12为npn型三极管，t13为pnp型三极管。

5.根据权利要求1所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，稳态时，ibo=vbb/r11，ifo=vsat/r13，取r11=r13，则ifo=ibo，vsat=vbb，isat=vsat/r19，vsat=vbb，有isat = vbb /r19；

6.根据权利要求1所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，启动时，isat =0，vsat =0，ifo=0，-vbb为负电压，c11电流由运放u11输出端流向反相输入端，c11充电至t11导通阈值，t11开始导通，电路启动；

7.根据权利要求1所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，动态调整过程为：

8.根据权利要求2所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，输出过流保护过程为：

9.根据权利要求1或2所述线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，其特征在于，所述线性功率管t11为mos管、igbt、mos管复合电路或构造的n型igbt或p型igbt。

技术总结本发明提出一种线性功放静态工作点调理及自恢复保护电路，属于放大器及放大控制技术领域，包括静态工作点反馈调理电路和输出过流保护电路，静态工作点反馈调理电路包括运算放大器U11、电容C11、电阻R11、电阻R13、电阻R19，输出过流保护电路包括运算放大器U11、三极管T12、三极管T13、电阻R17、电阻R18，两部分共用同一运放，电路简洁高效，保证了线性功率管稳定的静态工作点和输出过流保护与保护自恢复。技术研发人员：白洪超,禹金标,马强强,胡志通,史继虎受保护的技术使用者：山东艾诺智能仪器有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20