[发明专利]一种大容性负载的开关式驱动功放

说明书

本发明公开了一种大容性负载的开关式驱动功放，包括数字/模拟变换控制电路、PWM整流电路、多路半桥逆变电路、电源电路与大容性负载，还包括多路半桥逆变电路；所述多路半桥逆变电路与大容性负载相连。本发明采用多路半桥逆变电路并联拓扑结构，利用移相式SPWM驱动方式控制核心放大管，产生高压、高频、大电流输出给大容性负载。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种大容性负载的开关式驱动功放。

背景技术

现有技术中，容性负载驱动功放多采用直流放大式和开关式两种方法实现。当大容性负载工作在千赫兹级时，容性负载随着工作频率增高，交流阻抗减少，驱动功放在高压、高频输出时电流远超过低频或直流工作状态。在电学中，容性负载因与驱动电路的输出阻抗R构成的RC回路会对驱动功放的动态性能产生影响，因此对容性负载驱动功放性能的要求较高。随着电力电子的发展，以运算放大器、模拟功率器件为核心的直流放大式驱动功放具有原理简单、驱动方式容易的优点，但当应用于高压、高频、大功率输出场合时，存在电路功率损耗大、转换效率低等缺陷，尤其在大容性负载情况下，存在高频、高压下，输出大电流困难的问题。

对于大容性负载，存在瞬间大电流充电问题，轻则干扰驱动，影响可靠性，重则损毁器件。在MOS管选型方案中，第一代Si双极晶体管虽在低频相位控制中已得到广泛应用，但由于工作频率受到限制，不适用于大容性负载的使用场合；第二代MOSFET虽有所改善，但以此牺牲了高压工作能力，功率MOSFET以更快的速率随击穿电压增加而变坏。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种大容性负载的开关式驱动功放，包括数字/模拟变换控制电路、PWM整流电路、多路半桥逆变电路、电源电路与大容性负载，还包括多路半桥逆变电路；所述数字/模拟变换控制电路第一输出端与PWM整流电路输入端相连；所述电源电路分别与PWM整流电路、多路半桥逆变电路相连；所述PWM整流电路输出端、数字/模拟变换控制电路输出端分别与多路半桥逆变电路输入端相连；所述数字/模拟变换控制电路用于信号源输入端以及输出SPWM信号，SPWM信号用于驱动多路半桥逆变电路；所述多路半桥逆变电路与大容性负载相连。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：整流电路实现AC-DC的单位功率因素整流，输出0至千伏级的稳定直流电压给多路半桥逆变电路，数字/模拟变换控制电路产生SPWM信号驱动多路半桥逆变电路中MOSFET管，将整流电路输出的直流电压逆变为由SPWM信号决定幅值频率的正弦波电压信号，最终作用于大容性负载。

本发明的有益效果在于：本发明采用多路半桥逆变电路并联拓扑结构，利用移相式SPWM驱动方式控制核心放大管，产生高压、高频、大电流输出给大容性负载。

附图说明

图1是本发明的系统图；

图2是多路半桥逆变电路的电路图；

图3是SPWM调制波形示意图；

图4是多路半桥逆变电路输出电压波形图；

图5是大容性负载驱动电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如附图1所示，本发明一种大容性负载的开关式驱动功放，包括数字/模拟变换控制电路、PWM整流电路、多路半桥逆变电路、电源电路与大容性负载，还包括多路半桥逆变电路；所述数字/模拟变换控制电路第一输出端与PWM整流电路输入端相连；所述电源电路分别与PWM整流电路、多路半桥逆变电路相连；所述PWM整流电路输出端、数字/模拟变换控制电路输出端分别与多路半桥逆变电路输入端相连；所述数字/模拟变换控制电路用于信号源输入端以及输出SPWM信号，SPWM信号用于驱动多路半桥逆变电路；所述多路半桥逆变电路与大容性负载相连。