功率放大电路的制作方法

本技术涉及功率放大器，具体而言，涉及一种功率放大电路。

背景技术：

1、用于测试的交流电压源设备和交流电流源设备可以采用线性功率放大器实现高精度输出，线性功率放大器输出环节通常采用npn型功率三极管和pnp型功率三极管或n型功率场效应管和p型功率场效应管串联组成互补输出，其中，npn型功率三极管的集电极或n型功率场效应管漏极连接正电源，pnp型功率三极管集电极或p型功率场效应管的漏极连接负电源，npn型功率三极管和pnp型功率三极管的发射极或n型功率场效应管和p型功率场效应管源极连接在一起作为输出。

2、而且，线性功率放大器在驱动负载时，电源电压和输出电压之间的电压差直接加在功率三极管的集电极和发射极两端或场效应管的漏极与源极之间，随着输出电压和输出电流的增加，功率三极管或场效应管的发热功率不断加大，大量的电源功率消耗在功率三极管或场效应管的发热上，效率低，设备功率也很难做大，即使做大成本也很高。

3、针对相关技术中线性功率放大器驱动负载设备的效率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种功率放大电路，以解决相关技术中线性功率放大器驱动负载设备的效率较低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种功率放大电路。该功率放大电路包括：dc-ac电源，用于输出交流电压；dc-dc电源，用于输出正偏置电压和负偏置电压；线性功率放大单元，用于对输入的参考电压进行放大处理，得到放大后的目标电压，其中，所述交流电压和所述正偏置电压的和值，作为所述线性功率放大单元的正电源电压，所述交流电压和所述负偏置电压的和值，作为所述线性功率放大单元的负电源电压；控制器，用于控制所述dc-dc电源输出的所述正偏置电压和所述负偏置电压的差值在预设范围内，并控制所述dc-ac电源输出的交流电压和所述目标电压相等。

3、进一步地，所述dc-ac电源包括双buck桥输入模块和电流源型逆变器输出模块；所述双buck桥输入模块，用于对第一直流输入电压进行降压处理，得到第一直流输出电压和第二直流输出电压；所述电流源型逆变器输出模块，用于对所述第一直流输出电压和所述第二直流输出电压进行转换处理，得到所述交流电压。

4、进一步地，所述第一直流输入电压包括第一正输入电压和第一负输入电压，所述双buck桥输入模块包括第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管、第一电感和第二电感；所述第一开关管的第一端用于输入所述第一正输入电压，所述第一开关管的第一端与所述第二二极管的阴极电连接，所述第一开关管的第二端与所述第一电感的第一端和所述第一二极管的阴极电连接，用于输出所述第一直流输出电压；所述第二开关管的第一端与所述第一二极管的阳极电连接，所述第一二极管的阳极用于输入所述第一负输入电压，所述第二开关管的第二端与所述第二电感的第一端和所述第二二极管的阳极电连接，用于输出所述第二直流输出电压。

5、进一步地，所述电流源型逆变器输出模块包括第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管和第一电容；所述第三开关管的第一端与所述第三二极管的阳极电连接，所述第三开关管的第二端与所述第一电感的第二端和所述第四开关管的第一端电连接；所述第四开关管的第二端与所述第四二极管的阳极电连接；所述第三二极管的阴极与所述第五二极管的阳极和所述第一电容的第一端电连接，用于输出所述交流电压；所述第四二极管的阴极与所述第六二极管的阳极、所述第一电容的第二端和第一接地端电连接；所述第五开关管的第一端与所述第五二极管的阴极电连接，所述第五开关管的第二端与所述第二电感的第二端和所述第六开关管的第一端电连接；所述第六开关管的第二端与所述第六二极管的阴极电连接。

6、进一步地，所述dc-dc电源包括buck输入模块、boost正偏置电源输出模块和boost负偏置电源输出模块；所述buck输入模块，用于对第二直流输入电压进行降压处理，得到第三直流输出电压；所述boost正偏置电源输出模块，用于对所述第三直流输出电压进行升压处理，得到所述正偏置电压；所述boost负偏置电源输出模块，用于对所述第三直流输出电压进行升压处理，得到所述负偏置电压。

7、进一步地，所述第二直流输入电压包括第二正输入电压和第二负输入电压，所述buck输入模块包括第七开关管、第七二极管、第三电感和第四电感；所述第七开关管的第一端用于输入所述第二正输入电压，所述第七开关管的第二端与所述第三电感的第一端和所述第七二极管的阴极电连接，用于输出所述第三直流输出电压；所述第七二极管的阳极用于输入所述第二负输入电压，所述第七二极管的阳极与所述第四电感的第一端电连接；其中，所述boost正偏置电源输出模块包括第八开关管、第八二极管和第二电容；所述第八开关管的第一端与所述第三电感的第二端和所述第八二极管的阳极电连接；所述第八二极管的阴极与所述第二电容的第一端电连接，所述第八二极管的阴极用于输出所述正偏置电压。

8、进一步地，所述boost负偏置电源输出模块包括第九开关管、第九二极管和第三电容；所述第九开关管的第一端与所述第八开关管的第二端和公共端电连接，其中，所述公共端为所述正偏置电压和所述负偏置电压的公共端；所述第九开关管的第二端与所述第四电感的第二端和所述第九二极管的阴极电连接；所述第九二极管的阳极与所述第三电容的第一端电连接，所述第九二极管的阳极用于输出所述负偏置电压；所述第三电容的第二端与所述第二电容的第二端和所述公共端电连接。

9、进一步地，所述线性功率放大单元包括功率放大模块和互补功率输出模块；所述功率放大模块，用于对所述输入的参考电压进行放大处理，得到放大后的初始电压；所述互补功率输出模块，用于基于所述初始电压，输出所述目标电压。

10、进一步地，所述功率放大模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一放大器、第二放大器、正偏置信号电源和负偏置信号电源；所述第一电阻的第一端用于输入目标偏置电压，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端和所述第一放大器的正相输入端电连接；所述第二电阻的第二端与第二接地端电连接；所述第一放大器的反相输入端与所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端电连接；所述第三电阻的第二端用于输入所述参考电压；所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端和所述第一放大器的输出端电连接；所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端和所述第二放大器的反相输入端电连接；所述第二放大器的正相输入端与第三接地端电连接，所述第二放大器的输出端与所述正偏置信号电源的负极和所述负偏置信号电源的正极电连接，用于输出所述初始电压。

11、进一步地，所述互补功率输出模块包括p型功率场效应管和n型功率场效应管；所述n型功率场效应管的栅极与所述正偏置信号电源的正极电连接；所述p型功率场效应管的栅极与所述负偏置信号电源的负极电连接；所述n型功率场效应管的漏极作为所述线性功率放大单元的正电源电压端，所述n型功率场效应管的源极与所述p型功率场效应管的源极和所述第六电阻的第二端电连接，用于输出所述目标电压；所述p型功率场效应管的漏极作为所述线性功率放大单元的负电源电压端。

12、通过本技术，采用以下器件：dc-ac电源，用于输出交流电压；dc-dc电源，用于输出正偏置电压和负偏置电压；线性功率放大单元，用于对输入的参考电压进行放大处理，得到放大后的目标电压，其中，交流电压和正偏置电压的和值，作为线性功率放大单元的正电源电压，交流电压和负偏置电压的和值，作为线性功率放大单元的负电源电压；控制器，用于控制dc-dc电源输出的正偏置电压和负偏置电压的差值在预设范围内，并控制dc-ac电源输出的交流电压和目标电压相等，解决了相关技术中线性功率放大器驱动负载设备的效率较低的问题。通过使用dc-ac交流电压源和dc-dc双路直流电压源结合的方式，使得线性功率放大器在驱动负载时，加在功率三极管的集电极和发射极两端或场效应管的漏极与源极之间只有一个直流偏置电压，不随输出电压变化，发热功率和输出电流的增加成正比，从而提高了线性功率放大器功率输出级的效率，进而达到了使用较低成本即可实现基于线性功率放大器的大功率交流测试电压源设备或交流测试负载设备的效果。