模拟技术中的基于PWM功率放大器的新型中频电源研究
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2020-12-07
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模拟技术中的基于模拟技术中的基于PWM功率放大器的新型中频电源研究功率放大器的新型中频电源研究
摘 要：介绍了一种基于脉宽调制功率放大器的新型中频电源技术的原理、系统构成和关键问题的解决；实现
了中频电源小型化和高性能的技术要求。 关键词：SA08；电磁兼容；脉宽调制功率放大器；中频电源 引
言 传统中频电源一般包括两个环节：即前级稳压；后级中频逆变；基本采用分立元器件。虽无传统的旋转
部件；但体积仍然较大；效率较低；结构复杂；调试麻烦；不可靠因素较多；直接影响了电源及设备的可靠
性。各种新型舰载电子设备对中频电源的体积重量和性能指标提出了更为严格的要求；而传统中频电源已无法
满足；解决的途径只能是寻求更为先进的变频技术。 正弦脉宽调制SPW
摘 摘 要：要：介绍了一种基于脉宽调制功率放大器的新型中频电源技术的原理、系统构成和关键问题的解决；实现了中频
电源小型化和高性能的技术要求。
关键词：关键词：SA08；电磁兼容；脉宽调制功率放大器；中频电源
引引 言言
传统中频电源一般包括两个环节：即前级稳压；后级中频逆变；基本采用分立元器件。虽无传统的旋转部件；但体积仍
然较大；效率较低；结构复杂；调试麻烦；不可靠因素较多；直接影响了电源及设备的可靠性。各种新型舰载电子设备对中频
电源的体积重量和性能指标提出了更为严格的要求；而传统中频电源已无法满足；解决的途径只能是寻求更为先进的变频技
术。
正弦脉宽调制SPWM(Sine Pulse Width Modulation) 技术利用功率器件的导通与关断；把直流电压变成幅度相等而宽度按
正弦规律变化的电压脉冲序列；并通过控制脉冲的宽度和和脉冲序列的周期以达到变压变频目的。采用SPWM技术的电源主
要优点有：效率高、体积小、噪声小、失真度小、响应快。
随着电力电子技术及器件的发展；特别是功率MOSFET、IGBT、MCT、IPM以及单片集成脉宽调制功率放大器等新型器
件的出现；使电压型SPWM逆变器得到广泛的关注、开发和应用。
工作原理工作原理
早期SPWM中频电源多采用分立器件构成；系统中的振荡器、比较器、死区发生器、驱动等需要十分谨慎的调节；且可
靠性不高；现在这种方案已很少采用；后来出现了单片集成SPWM控制器；如HEF4752V等；将振荡器、比较器、运放等集成
于单片IC内部；大大简化了系统设计；系统可靠性也大为提高；随着高速单片机和低价位DSP控制器的出现；数字化中频电
源开始广泛使用；与此同时还出现了可编程数字化SPWM发生器，如SA838等；进一步简化了系统设计；提高了系统可靠
性。但是所有这些控制方案在构成一个完整的电源系统时都需要至少三路隔离电源；电源体积很难进一步减小。
美国APEX公司结合电力电子技术和功率放大器技术设计生产了脉宽调制功率放大器；该系列放大器将振荡器、PWM发
生器、死区发生器、自举驱动器、IGBT和续流二级管、过流/过热保护等功能部件全部集成一体；使其成为一个完整的PWM功
率放大器；使用者只需按要求提供所需的模拟调制信号；经放大器后将输出基波为调制信号的高频高压SPWM信号序列；再
经高频滤波后就可得到幅度和功率均放大的调制信号。若将放大器和滤波视为一个整体；其功能就等同于传统线性功率放大
器；但其效率却高得多。
PWM功率放大器代表型号SA08典型参数：
功率输入电压16～500VDC；单相全桥输出；最大输出电流20A；最大传递功率10kW；内部振荡及控制电路实现22.
5kHz的开关频率；模块效率高达98%；具有内部过流和过热保护；同时提供用户外部限流设置和关断功能；MO-127封装；工
作温度范围- 55～125℃。
SA08外观和引脚分布图见图1；内部功能图见图2 。
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