[发明专利]一种线性-谐振复合式超高频逆变器

摘要

本发明公开一种线性‑谐振复合式超高频逆变器，属于无线通信(能量传输)和功率变换技术领域。该结构包括线性放大器，谐振逆变器及其谐振驱动电路，线性放大器和谐振逆变器在输出端并联后连接到负载，组成主功率电路，主功率电路的输出电压作为谐振驱动电路的输入，经过谐振驱动电路的移相衰减后作为谐振逆变器功率开关管的驱动。本发明将线性放大器和开关类放大器进行了并联，从而使其兼具了线性放大线性度好，输出波形质量好和开关放大器效率高的优点。

主权项

1.一种线性‑谐振复合式超高频逆变器，包括线性放大器，谐振逆变器及其谐振驱动电路，线性放大器和谐振逆变器在输出端并联后连接到负载，组成主功率电路，主功率电路的输出电压作为谐振驱动电路的输入，经过谐振驱动电路的移相衰减后作为谐振逆变器功率开关管Q的驱动；所述线性放大器包括第一输出功率晶体管T₁和第二输出功率晶体管T₂，偏置恒流源I_bias，第一偏置二极管D₁和第二偏置二极管D₂，缓冲级电阻R₃，缓冲级晶体管T₃，第一分压采样电阻R₁和第二分压采样电阻R₂，以及电压调节器和电压放大级；其中，第一输出功率晶体管T₁作为上管，第二输出功率晶体管T₂作为下管，第一输出功率晶体管T₁集电极与输入电压源V_cc连接，第一输出功率晶体管T₁发射极与第二输出功率晶体管T₂的发射极连接，第二输出功率晶体管T₂的发射极与负载电阻R_L的一端连接，第二输出功率晶体管T₂的集电极与输入电压源V_ee连接，负载电阻R_L的另一端接地；偏置恒流源I_bias输出端与第一偏置二极管D₁的阳极连接，第一偏置二极管D₁的阳极与第一输出功率晶体管T₁的基极连接，第一偏置二极管D₁的阴极与第二偏置二极管D₂的阳极连接，第二偏置二极管D₂的阴极连接于第二输出功率晶体管T₂的基极，第二输出功率晶体管T₂的基极与缓冲级晶体管T₃的发射极相连；第一分压电阻R₁和第二分压电阻R₂串联后并联在负载电阻R_L两端，其中第二分压电阻R₂一端接地，另一端连接在电压调节器的反向输入端，电压调节器的输出端与电压放大级的输入端连接，电压放大级的输出端与缓冲级晶体管T₃的基极连接，缓冲级电阻R₃一端连接在缓冲级晶体管T₃的基极，另一端连接在缓冲级晶体管T₃的发射极；所述谐振逆变器包括输入谐振电感L_F，二次谐波陷阱电感L_2F，二次谐波陷阱电容C_2F，功率开关管外部并联谐振电容C_F，输出电感L_S，输出电容C_S和谐振逆变器功率开关管Q；其中，二次谐波陷阱电感L_2F和二次谐波陷阱电容C_2F串联后与谐振逆变器功率开关管Q并联；输入谐振电感L_F一端与输入电压源V_in正极连接，另一端与谐振逆变器功率开关管Q的漏极连接；功率开关管外部并联谐振电容C_F与谐振逆变器功率开关管Q并联；输出电感L_S和输出电容C_S串联后，一端连接在谐振逆变器功率开关管Q的漏极，另一端与负载电阻R_L的非接地端相连；其特征在于，所述谐振驱动电路包括输入级电阻R_di、输入级电感L_di，输出级电感L_do，输出级电阻R_do和中间电容C_d，谐振逆变器功率开关管Q的输入寄生电容C_iss，其中输入级电阻R_di一端与负载电阻R_L的非接地端相连，另一端与输入级电感L_di的一端相连，输入级电感L_di的另一端与中间电容C_d的上端相接，中间电容C_d的下端接地；输出级电感L_do一端连接至中间电容C_d的上端，另一端与输出级电阻R_do连接，输出级电阻R_do的另一端和谐振逆变器功率开关管Q的栅极相连，谐振逆变器功率开关管Q的输入寄生电容C_iss并联在其栅极和源极之间。