[发明专利]一种功率放大器

权利要求书

1.一种功率放大器，其特征在于，包括控制器、驱动模块、功率放大模块和滤波模块，所述控制器通过所述驱动模块与所述功率放大模块电连接并传输PWM调制信号，所述功率放大模块的输出端与所述滤波模块电连接；

其中，所述功率放大模块包括n个功率放大单元，每个所述功率放大单元分别包括输入端和输出端，n个所述功率放大单元的输入端串联连接，n个所述功率放大单元的输出端并联连接，所述功率放大模块的输入端与外部的高压直流供电单元连接，1≤n≤32。

2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述控制器用于完成信号的采样/缓存，并与2n个频率相同、相位依次相差π/n的数字三角载波进行PWM脉宽调制，产生2n组频率相同、相位依次相差π/n的所述PWM调制信号，且每组所述PWM调制信号包含两个电平互补的PWM调制信号组成，其占空比与输入信号的幅度成正比。

3.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述驱动电路模块位于所述控制器与所述功率放大模块之间，用于接收所述控制器输出的2n组所述PWM调制信号，完成所述PWM调制信号的功率放大，使其能够驱动所述功率放大模块。

4.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，每个所述功率放大单元包括全桥逆变电路，每个所述全桥逆变电路包括H桥电路、输入电容和变压器；

所述H桥电路由四组电路结构相同的功率开关单元呈H桥形式连接形成，其中，每一组所述功率开关单元包括一个功率开关器件。

5.如权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述H桥电路的输入两端和所述输入电容并联设置在所述功率放大模块输入端的正极和所述功率放大模块输入端的负极之间，所述H桥电路接收所述高压直流供电单元的高压直流电；

所述H桥电路中同一个桥臂的两个所述功率开关器件接收驱动电路模块输出的一组所述PWM调制信号，用于实现所述驱动模块输出信号的功率放大。

6.如权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述变压器包括初级绕组和次级绕组，所述H桥电路的输出两端分别与所述变压器的所述初级绕组的两端连接；所述变压器的所述次级绕组的两端分别与所述功率放大模块输出端的正极和所述功率放大模块输出端的负极连接。

7.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述控制器包括在相同的时钟节拍下并行运行的采样/缓存模块、定时器、2n个PWM调制器和故障处理模块；

所述采样/缓存模块用于接收输入信号，并将输入信号进行数字量化和缓存，然后输送至所述2n个PWM调制器；

所述定时器用于接收启停信号，并向所述2n个PWM调制器发出2n路时间间隔依次相差T/2n的相位触发信号，T为所述PWM调制器的载波周期；

所述2n个PWM调制器用于完成所述采样/缓存模块输出的信号的PWM调制；还用于在接收所述相位触发信号后，按照所述相位触发信号控制输出PWM调制信号的载波相位；

所述故障处理模块用于获取所述功率放大模块中所述功率放大单元的故障信息，向故障的功率放大单元发送故障旁路控制信号，向所述故障的功率放大单元对应的所述定时器和所述PWM调制器分别发送输出移相控制信号和使能控制信号。

8.如权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括状态采集模块，所述状态采集模块分别与所述控制器、所述驱动模块和所述功率放大模块电连接，所述状态采集模块用于采集所述驱动模块和所述功率放大模块工作状态，并根据工作状态向所述控制器的所述故障处理模块输出所述故障信息，所述故障信息包括所述功率放大模块中所述功率放大单元的故障数量和故障位置。

9.如权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，每个所述PWM调制器均包括一一对应设置的计数器和比较器，其中，所述计数器由所述定时器输出的对应相位触发信号启动，产生周期性数字三角调制载波；所述比较器用于实时将所述计数器的计数值与输入信号的数字量化值进行比较，输出所述PWM调制信号。

10.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述将输入信号进行脉宽调制产生2n组PWM调制信号，包括：

将输入信号与2n个频率相同、相位依次相差π/n的数字三角调制载波进行脉宽调制，产生2n组所述PWM调制信号。