CN104753475A - X类放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种新型放大器，即X类放大器（ClassX），包括第一放大电路模块、第二放大电路模块；第一放大电路模块包括：第一输入端；第一输出端；第一开关器件组，在脉宽调制信号作用下控制第一放大电路模块于正向工作电压和反向工作电压之间切换；第二放大电路模块包括第二输入端，用以输出一交变的与第一输出端的信号方向相反、频率一致的第二输出信号；第二输出端，第二开关器件组，在第二脉宽调制信号作用下控制第二放大电路模块于正向工作电压和反向工作电压之间切换；第一输出端与第二输出端提供一输出信号给外部负载，Class X（Class-X）使得输出信号的范围扩大到两倍正负电压，结构简单，易于实现放大器工作的高效率。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种新型放大器。
背景技术
功率放大器是一种基本的电路器件，基于与电路拓扑结构和工作原理有关的基本特性，功率放大器被划分为若干不同的种类，其中A类、B类、AB类和C类，这四种类型的功率放大器主要采用有源器件作为控制电流源，它们之间的主要差别在于偏置情况的不同，即导通角有所不同，这类传统的功率放大器具有较高的线性度，但效率较低，属于线性功率放大器；为了获得更高的效率，采用开关模式功率放大器，其相比于传统的线性模式功率放大器能够提供更高的效率，主要有D类、E类和F类，其中D类放大器由于在高频下晶体管的开关延时不可忽略，流过晶体管的电流波形和电压波形将出现很大的重叠区，而且在晶体管没有完全导通或完全截止时，晶体管上的电压很高，引入的损耗也高，极大地降低了D类放大器的效率；而E类放大器要求驱动信号必须有很快的上升时间，否则会引入额外的损耗，这限制了E类放大器的应用，另外F类功率放大器使用输出谐波网络对晶体管漏端电压或电流中的谐波成分进行控制，归整晶体管漏端的电压波形或电流波形，使得它们没有重叠区，减少开关的损耗，提高了功率放大器的效率，然而也存在结构复杂，效率不高的缺点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新型放大器，即X类放大器（ClassX），解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种X类放大器，其中，包括第一放大电路模块、第二放大电路模块；
所述第一放大电路模块包括：
一第一输入端，用以连接需要放大的第一交变信号；
一第一输出端，用以输出交变的第一输出信号；
一第一直流电源；
一接地端；
一第一交汇结点；
一第一控制电路，用以根据所述第一输入端输入的交变信号生成脉宽调制信号；
一第一开关器件组，设置于所述第一直流电源、所述第一输出端、所述第一交汇结点及所述接地端之间的电路上，在所述脉宽调制信号作用下控制所述第一放大电路模块于正向工作电压和反向工作电压之间切换；
所述第二放大电路模块包括：
一第二输入端，用以连接需要放大的第二交变信号；
一第二输出端，用以输出一交变的与所述第一输出端的信号方向相反、频率一致的第二输出信号；
一第二直流电源；
一第二接地端，所述第二接地端与所述接地端连通；
一第二交汇结点；
一第二控制电路，用以根据所述第二输入端输入的交变信号生成第二脉宽调制信号；
一第二开关器件组，设置于所述第二直流电源、所述第二输出端、所述第二交汇结点及所述接地端之间的电路上，在所述第二脉宽调制信号作用下控制所述第二放大电路模块于正向工作电压和反向工作电压之间切换。
优选地，
所述第一输入端输入的信号与所述第二输入端输入的信号方向相同时，在所述脉宽调制信号作用下，所述第一输出端的信号与所述第一输入端的信号方向相反；
或，在所述第二脉宽调制信号作用下，所述第二输出端输出的信号与所述第二输入端信号方向相反。
优选地，
所述第一输入端输入的信号与所述第二输入端输入的信号方向相反时，所述第一放大电路模块工作于正向工作电压时，所述第二放大电路模块工作于反向工作电压，所述第一放大电路模块工作于反向工作电压时，所述第二放大电路模块工作于正向工作电压。
优选地，
所述第一放大电路模块还包括，
一设置有第一储能元件的第一正向输出电路，用于正向工作电压，可切换的连接于所述第一直流电源、所述第一输出端、所述第一交汇结点及所述接地端之间；
一设置有第二储能元件的第一反向输出电路，用于反向工作电压，可切换的连接于所述第一直流电源、所述第一输出端、所述第一交汇结点及所述接地端之间；
所述第一开关器件组在所述脉宽调制信号作用下控制所述第一放大电路模块于所述第一正向输出电路和所述第一反向输出电路之间切换。
优选地，
所述第一放大电路模块还包括：
一反馈网络，连接于所述第一输出端与所述接地端之间，用以产生一电压反馈信号；
一电流检测电路，可控制的并联于所述第一直流电源与所述第一交汇结点之间，用以根据所述脉宽调制信号产生一电流检测信号；
所述第一控制电路与所述反馈网络及所述电流检测电路连接，用以根据所述电压反馈信号、所述电流检测信号及所述第一输入端的信号生成所述脉宽调制信号。
优选地，
所述第一开关器件组包括：
第A开关器件组，用以当所述第一正向输出电路工作时，于所述脉宽调制信号作用下控制所述第一正向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换，
第B开关器件组，用以当所述第一反向输出电路工作时，于所述脉宽调制信号作用下控制所述第一反向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换。
优选地，
所述第一控制电路包括：
一误差放大器，用于对所述反馈网络输出的电压反馈信号与所述第一输入端的信号进行比较，得到一误差放大信号；
一比较器，用以对所述电流检测电路获得的电流检测信号及所述误差放大信号进行比较，产生一比较信号；
一时钟信号产生器；所述时钟信号产生器用于产生时钟信号，所述时钟信号连接所述电流检测电路；
一PWM控制器，用于依据所述比较信号产生脉宽调制信号，所述PWM控制器还连接所述时钟信号。
优选地，
所述反馈网络主要由一电阻分压电路形成，所述电阻分压电路包括预订数量且相互串联地连接于所述第一输出端与所述接地端之间之间的分压电阻，所述分压电阻间相连接的点形成分压节点；
所述反馈电压信号自预定的分压节点处引出。
优选地，
所述电流检测电路包括：
一检测电阻，串联于所述电流检测电路上；
一检测单元，连接所述检测电阻的两端，用以检测流过所述检测电阻的电流；
一受所述脉宽调制信号控制通断的检测控制开关，连接于所述电流检测电路上。
优选地，
所述第一正向输出电路包括：
第一充电控制支路，连接于所述第一直流电源与所述第一交汇结点之间；
第一充放电支路，连接于所述第一交汇结点与所述第一输出端之间；
第一放电控制支路，连接于所述第一交汇结点与所述接地端之间；
所述第一储能元件串联于所述第一充放电支路上；
所述第一正向输出电路于充电模式时，所述第A开关器件组控制所述第一充电控制支路及所述第一充放电支路导通，并控制所述第一放电控制支路断开，使所述第一直流电源输入的电流对所述第一储能元件充电；
所述第一正向输出电路于放电模式时，所述第A开关器件组控制所述第一放电控制支路及所述第一充放电支路导通，并控制所述第一充电控制支路断开，使所述第一储能元件对所述第一输出端放电。
优选地，
所述第一反向输出电路包括：
第二充电控制支路，连接于所述第一直流电源与所述第一交汇结点之间；
第二充放电支路，连接于所述第一交汇结点与所述接地端之间；
第二放电控制支路，连接于所述第一交汇结点与所述第一输出端之间；
所述第二储能元件串联于所述第二充放电支路上；
所述第一反向输出电路于充电模式时，所述第B开关器件组控制所述第二充电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第二放电控制支路断开，使所述第一直流电源输入的电流对所述第二储能元件充电；
所述第一反向输出电路于放电模式时，所述第B开关器件组控制所述第二放电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第二充电控制支路断开，使所述第二储能元件对所述第一输出端放电。
优选地，
所述第A开关器件组包括一第一开关器件、一第二开关器件、一第三开关器件；
所述第一开关器件连接于所述第一充电控制支路上；
所述第二开关器件连接于所述第一充放电支路上，与所述第一储能元件串联连接，并位于所述第一交汇结点与所述第一储能元件之间；
所述第三开关器件连接于第一放电控制支路上。
优选地，
所述第一反向输出电路包括：
第二充电控制支路，所述第二充电控制支路与所述第一充电控制支路共用同一物理线路结构；
第二充放电支路，连接于所述第一交汇结点与所述接地端之间；
第二放电控制支路，连接于所述第一交汇结点与所述第一输出端之间；
所述第二储能元件串联于所述第二充放电支路上；
所述第一反向输出电路于充电模式时，所述第B开关器件组控制所述第一充电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第二放电控制支路断开，使所述第一直流电源输入的电流对所述第二储能元件充电；
所述第一反向输出电路于放电模式时，所述第B开关器件组控制所述第二放电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第一充电控制支路断开，使所述第二储能元件对所述输出端放电。
优选地，
所述第B开关器件组包括所述第一开关器件，还包括一第四开关器件、一第五开关器件；
所述第四开关器件连接于所述第二放电控制支路上；
所述第五开关器件连接于所述第二充放电支路上，与所述第二储能元件串联连接，并位于所述第一交汇结点与所述第二储能元件之间。
优选地，
所述第一正向输出电路工作时，所述第二充放电支路、所述第二放电控制支路断开；所述第一反向输出电路工作时，所述第一充放电支路、所述第一放电控制支路断开。
优选地，所述第一开关器件组包括P沟道MOSFET，所述第一开关器件组还包括N沟道MOSFET。
优选地，所述第一控制电路通过选通电路连接所述第一开关器件组的控制端。
优选地，所述第一输入端输入的信号与所述第二输入端输入的信号振幅相等、方向相反，所述第一输出端与所述第二输出端输出经放大的信号提供给负载。
优选地，所述第二放大电路模块与所述第一放大电路模块具有相同的物理线路结构。
有益效果：由于采用以上技术方案，本发明Class X（Class-X）提供了一种新型放大器，使得输出信号扩大了正负电压的范围；本发明结构简单，易于实现放大器工作的高效率。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图；
图2是本发明的第一输出端输出正电压时，第一放大电路模块在充电周期内电流的流向示意图；
图3是本发明的第一输出端输出正电压时，第一放大电路模块放电周期内电流的流向示意图；
图4是本发明的第一输出端输出负电压时，第一放大电路模块充电周期内电流的流向示意图；
图5是本发明的第一输出端输出负电压时，第一放大电路模块放电周期内电流的流向示意图；
图6是本发明的第一输出端输出正电压时，第一放大电路模块主要开关器件的控制端信号波形图及电流波形图；
图7是本发明的第一输出端输出负电压时，第一放大电路模块主要开关器件的控制端信号波形图及电流波形图；
图8是本发明的一种实施例的第一输出端（Vout1）输出信号波形图及第二输出端（Vout2）输出信号波形图及提供给负载的输出信号（Vout）的波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参照图1，本发明提供一种新型放大器，即X类放大器，包括第一放大电路模块11，第二放大电路模块12；
第一放大电路模块11包括：
一第一输入端（Vin1），用以连接需要放大的第一交变信号；
一第一输出端（Vout1），用以输出交变的第一输出信号；
一第一直流电源（VDD1）；
一接地端（GND）；
一第一交汇结点（X1）；
一第一控制电路，用以根据第一输入端（Vin1）输入的交变信号生成脉宽调制信号；
一第一开关器件组，设置于第一直流电源（VDD1）、第一输出端（Vout1）、第一交汇结点（X1）及接地端（GND）之间的电路上，在脉宽调制信号作用下控制第一放大电路模块11于正向工作电压和反向工作电压之间切换；
第二放大电路模块12包括：
一第二输入端（Vin2），用以连接需要放大的第二交变信号；
一第二输出端（Vout2），用以输出一交变的与第一输出端的信号方向相反、频率一致的第二输出信号；
一第二直流电源（VDD2）；
一第二接地端（GND2），第二接地端（GND2）与接地端（GND）连通；
一第二交汇结点（X2）；
一第二控制电路，用以根据第二输入端（Vin2）输入的交变信号生成第二脉宽调制信号；
一第二开关器件组，设置于第二直流电源（VDD2）、第二输出端（Vout2）、第二交汇结点（X2）及接地端（GND）之间的电路上，在第二脉宽调制信号作用下控制第二放大电路模块12于正向工作电压和反向工作电压之间切换；
本发明的第一放大电路模块11与第二放大电路模块12分别为一切换电路结构，可以分别于正向工作电压和反向工作电压之间切换，并在正向工作电压或反向工作电压工作状态下，交替切换于充电模式和放电模式，实现放大正电压或负电压，提供放大的信号给外部负载，使得输出信号扩大了正负电压范围。本发明结构简单，易于实现放大器工作的高效率。
作为本发明的一种优选的实施例，第一输入端输入的信号与第二输入端输入的信号方向相同时，在脉宽调制信号作用下，第一输出端的信号与第一输入端的信号方向相反；
或，在第二脉宽调制信号作用下，第二输出端输出的信号与第二输入端信号方向相反。
作为本发明的一种优选的实施例，第一输入端（Vin1）输入的信号与第二输入端（Vin2）输入的信号方向相反时，第一放大电路模块11工作于正向工作电压时，第二放大电路模块12工作于反向工作电压，相应地，第一放大电路模块11工作于反向工作电压时，第二放大电路模块12工作于正向工作电压。第一输出端（Vout1）与第二输出端（Vout2）与同一外部负载串联连接，以提供一叠加的信号给外部负载。
作为本发明的一种优选的实施例，第一放大电路模块11还包括，
一设置有第一储能元件（L1）的第一正向输出电路，用于正向工作电压，可切换的连接于第一直流电源（VDD1）、第一输出端（Vout1）、第一交汇结点（X1）及接地端（GND）之间；
一设置有第二储能元件（L2）的第一反向输出电路，用于反向工作电压，可切换的连接于第一直流电源（VDD1）、第一输出端（Vout1）、第一交汇结点（X1）及接地端（GND）之间；
第一开关器件组在脉宽调制信号作用下控制第一放大电路模块11于第一正向输出电路和第一反向输出电路之间切换。
作为本发明的一种优选的实施例，第一开关器件组包括：
第A开关器件组，用以当第一正向输出电路工作时，于脉宽调制信号作用下控制第一正向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换，
第B开关器件组，用以当第一反向输出电路工作时，于脉宽调制信号作用下控制第一反向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换。
作为本发明的一种优选的实施例，第一放大电路模块11还可以包括：
一反馈网络，连接于第一输出端（Vout1）与接地端（GND）之间，用以产生一电压反馈信号（Vfb）；
一电流检测电路，可控制的并联于第一直流电源（VDD1）与第一交汇结点（X1）之间，用以根据脉宽调制信号产生一电流检测信号；
第一控制电路与反馈网络及电流检测电路连接，用以根据电压反馈信号、电流检测信号及第一输入端的信号生成脉宽调制信号。
作为本发明的一种优选的实施例，反馈网络主要由一电阻分压电路形成，电阻分压电路包括预订数量且相互串联地连接于第一输出端（Vout1）与接地端（GND）之间的分压电阻，分压电阻间相连接的点形成分压节点；电压反馈信号（Vfb）自预定的分压节点处引出。
一种优选的实施例，电阻分压电路包括两个串联的分压电阻（R1、R2），从两个串联的分压电阻相连接的点引出电压反馈信号（Vfb）。本发明的第一输出端（Vout1）与接地端（GND）之间还并联一滤波电容（C1）。
作为本发明的一种优选的实施例，电流检测电路包括：
一检测电阻（R3），串联于电流检测电路上；
一检测单元6，连接检测电阻（R3）的两端，用以检测流过检测电阻（R3）的电流；
一受脉宽调制信号控制通断的检测控制开关（Mp3），连接于电流检测电路上。
作为本发明的一种优选的实施例，第一控制电路包括：
一误差放大器3，用于对反馈网络输出的电压反馈信号与第一输入端（Vin1）的信号进行比较，得到一误差放大信号；
一比较器2，用以对电流检测电路获得的电流检测信号及误差放大信号进行比较，产生一比较信号；
一时钟信号产生器5；时钟信号产生器5用于产生时钟信号，时钟信号连接电流检测电路；
一PWM控制器1，用于依据比较信号产生脉宽调制信号，PWM控制器1还连接时钟信号。
一种优选的实施例，第一输入端（Vin1）输入的信号输入误差放大器3的同相输入端（+），电压反馈信号（Vfb）经过一电平转换电路4输入第一控制电路。经过转换后的电压反馈信号（Vfb′）输入误差放大器3的反相输入端（-），误差放大信号输入比较器2的同相输入端（+），电流检测信号输入比较器2的反相输入端（-），比较器2产生一比较信号进入PWM控制器1。
作为本发明的一种优选的实施例，本发明的第一正向输出电路包括：
第一充电控制支路，连接于第一直流电源（VDD1）与第一交汇结点（X1）之间；
第一充放电支路，连接于第一交汇结点（X1）与第一输出端（Vout1）之间；
第一放电控制支路，连接于第一交汇结点（X1）与接地端（GND）之间；
第一储能元件（L1）串联于第一充放电支路上；
参照图2，第一正向输出电路于充电模式时，第A开关器件组控制第一充电控制支路及第一充放电支路导通，并控制第一放电控制支路断开，使第一直流电源（VDD2）输入的电流对第一储能元件充电；图中箭头所示方向为充电方向；
参照图3，第一正向输出电路于放电模式时，第A开关器件组控制第一放电控制支路及第一充放电支路导通，并控制第一充电控制支路断开，使第一储能元件对第一输出端（Vout1）放电；图中箭头所示方向为放电方向；
作为本发明的一种优选的实施例，本发明的第一反向输出电路包括：
第二充电控制支路，连接于第一直流电源（VDD1）与第一交汇结点（X1）之间；
第二充放电支路，连接于第一交汇结点（X1）与接地端（GND）之间；
第二放电控制支路，连接于第一交汇结点（X1）与第一输出端（Vout1）之间；
第二储能元件（L2）串联于第二充放电支路上。
第一反向输出电路于充电模式时，第B开关器件组控制第二充电控制支路及第二充放电支路导通，并控制第二放电控制支路断开，使第一直流电源（VDD2）输入的电流对第二储能元件充电；
第一反向输出电路于放电模式时，第B开关器件组控制第二放电控制支路及第二充放电支路导通，并控制第二充电控制支路断开，使第二储能元件（L2）对输出端（Vout）放电。
作为本发明的再一种优选的实施例，本发明的第一反向输出电路包括：
第二充电控制支路，第二充电控制支路与第一充电控制支路共用同一物理线路结构；
第二充放电支路，连接于第一交汇结点（X1）与接地端（GND）之间；
第二放电控制支路，连接于第一交汇结点（X1）与第一输出端（Vout1）之间；
第二储能元件（L2）串联于第二充放电支路上；
参照图4，第一反向输出电路于充电模式时，第B开关器件组控制第二充电控制支路及第二充放电支路导通，并控制第二放电控制支路断开，使第一直流电源（VDD2）输入的电流对第二储能元件充电；图中箭头所示方向为充电方向；
参照图5，第一反向输出电路于放电模式时，第B开关器件组控制第二放电控制支路及第二充放电支路导通，并控制第二充电控制支路断开，使第二储能元件（L2）对输出端（Vout）放电；图中箭头所示方向为放电方向。
作为本发明的再一种优选的实施例，第一正向输出电路工作时，第二充放电支路、第二放电控制支路断开；第一反向输出电路工作时，第一充放电支路、第一放电控制支路断开。
作为本发明的一种优选的实施例，第A开关器件组包括一第一开关器件（Mp0）、一第二开关器件（Mp1）、一第三开关器件（Mn1）；
第一开关器件（Mp0）连接于第一充电控制支路上；
第二开关器件（Mp1）连接于第一充放电支路上，与第一储能元件（L1）串联连接，并位于第一交汇结点（X1）与第一储能元件（L1）之间；
第三开关器件（Mn1）连接于第一放电控制支路上。
第二开关器件（Mp1）组包括第一开关器件（Mp0），还包括一第四开关器件（Mp2）、一第五开关器件（Mn2）；
第四开关器件（Mp2）连接于第二放电控制支路上；
第五开关器件（Mn2）连接于第二充放电支路上，与第二储能元件（L2）串联连接，并位于第一交汇结点（X1）与第二储能元件（L2）之间。
参照图1，一种优选的实施例，第二放大电路模块12包括，一设置有第三储能元件（L3）的第二正向输出电路，用于正向工作电压，一设置有第四储能元件（L4）的第二反向输出电路，用于反向工作电压；
作为本发明的一种优选的实施例，第一放大电路模块11与第二放大电路模块12具有相同的物理线路结构，第一放大电路模块11与第二放大电路模块12的组成单元一一对应。
本发明的开关器件可以包括P沟道MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属-氧化层-半导体场效晶体管），还可以包括N沟道MOSFET。作为本发明的优选实施例，第一开关器件（Mp0）、第二开关器件（Mp1）、第四开关器件（Mp2）采用P沟道MOSFET，第三开关器件（Mn1）和第五开关器件（Mn2）采用N沟道MOSFET。检测控制开关（Mp3）也可以采用P沟道MOSFET；本发明的第一储能元件（L1）、第二储能元件（L2）可以采用电感元件，PWM控制器1可以设有第一信号输出端、第二信号输出端，第一信号输出端分别通过选通电路连接P沟道MOSFET的栅极；第二信号输出端分别通过选通电路连接N沟道MOSFET的栅极，选通电路可以采用传输门电路实现。附图中PG0，PG1，PG2，NG1，NG2分别为一选通电路；优选地，PG0，PG1，PG2，NG1，NG2可以是同一选通电路的不同输出端。N沟道MOSFET的衬底还分别连接一选通电路（Mnb1，Mnb2）。
以第一放大电路模块11为例，本发明需要放大正向工作电压时，需要第一正向输出电路工作，PWM控制器1通过选通电路PG0提供给第一开关器件（Mp0）的选通信号如图6中PG0的波形图所示，第三开关器件（Mn1）的选通电路Mnb1接低电平，第三开关器件（Mn1）在选通电路NG1的选通信号的作用下交替通断，NG1的波形图如图6中所示，PWM控制器1通过选通电路PG1控制第二开关器件（Mp1）常通，图6中略去PG1的波形图；选通电路PG0和选通电路NG1的交替变换使得第一开关器件（Mp0）和第三开关器件（Mn1）交替通断，流经第一开关器件（Mp0）的电流IMp0的波形图和流经第三开关器件（Mn1）的电流IMn1的波形图分别示于图6中，从而实现第一正向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换，第一输出端（Vout1）输出为正电压，正向输出电路充电模式的电流流向参照图2所示，图中箭头所示方向为充电方向；第一正向输出电路放电模式的电流流向参照图3，图中箭头所示方向为放电方向；
同样以第一放大电路模块11为例，本发明需要放大反向工作电压时，第一反向输出电路工作时，PWM控制器1通过选通电路PG0提供给第一开关器件（Mp0）的选通信号如图7中PG0的波形图所示，PWM控制器1通过选通电路PG2提供给第四开关器件（Mp2）的选通信号如图7中PG2的波形图所示，第五开关器件（Mn2）在选通电路NG2及选通电路Mnb2的控制下常通，图7中略去NG2的波形图；选通电路PG0和选通电路PG2的交替变换使得第一开关器件（Mp0）和第四开关器件（Mp2）交替通断，流经第一开关器件（Mp0）的电流IMp0的波形图和流经第四开关器件（Mp2）的电流IMp2的波形图分别示于图7中，从而实现第一反向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换，输出端输出为负电压；第一反向输出电路充电模式的电流流向参照图4所示，图中箭头所示方向为充电方向；第一反向输出电路放电模式的电流流向参照图5，图中箭头所示方向为放电方向。
一种具体实施例，第一输入端（Vin1）与第二输入端（Vin2）输入差分信号，即幅度相等，相位相反的交变信号，第一放大电路模块11工作于正向工作电压时，第二放大电路模块12工作于反向工作电压，相应地，第一放大电路模块11工作于反向工作电压时，第二放大电路模块12工作于正向工作电压，第一输出端（Vout1）与第二输出端（Vout2）分别输出经过放大的差分信号，波形图参照图8所示，并通过与同一外部负载串联连接，以提供一叠加的输出信号（Vout）给外部负载，输出信号（Vout）输出交变信号的波形图可以参照图8所示。本发明使得输出信号的范围扩大到两倍正负电压。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (19)
1.一种X类放大器，其特征在于，包括第一放大电路模块、第二放大电路模块；
所述第一放大电路模块包括：
一第一输入端，用以连接需要放大的第一交变信号；
一第一输出端，用以输出交变的第一输出信号；
一第一直流电源；
一接地端；
一第一交汇结点；
一第一控制电路，用以根据所述第一输入端输入的交变信号生成脉宽调制信号；
一第一开关器件组，设置于所述第一直流电源、所述第一输出端、所述第一交汇结点及所述接地端之间的电路上，在所述脉宽调制信号作用下控制所述第一放大电路模块于正向工作电压和反向工作电压之间切换；
所述第二放大电路模块包括：
一第二输入端，用以连接需要放大的第二交变信号；
一第二输出端，用以输出一交变的与所述第一输出端的信号方向相反、频率一致的第二输出信号；
一第二直流电源；
一第二接地端，所述第二接地端与所述接地端连通；
一第二交汇结点；
一第二控制电路，用以根据所述第二输入端输入的交变信号生成第二脉宽调制信号；
一第二开关器件组，设置于所述第二直流电源、所述第二输出端、所述第二交汇结点及所述接地端之间的电路上，在所述第二脉宽调制信号作用下控制所述第二放大电路模块于正向工作电压和反向工作电压之间切换。
2.根据权利要求1所述的X类放大器，其特征在于，
所述第一输入端输入的信号与所述第二输入端输入的信号方向相同时，在所述脉宽调制信号作用下，所述第一输出端的信号与所述第一输入端的信号方向相反；
或，在所述第二脉宽调制信号作用下，所述第二输出端输出的信号与所述第二输入端信号方向相反。
3.根据权利要求1所述的X类放大器，其特征在于，
所述第一输入端输入的信号与所述第二输入端输入的信号方向相反时，所述第一放大电路模块工作于正向工作电压时，所述第二放大电路模块工作于反向工作电压，所述第一放大电路模块工作于反向工作电压时，所述第二放大电路模块工作于正向工作电压。
4.根据权利要求1所述的X类放大器，其特征在于，所述第一放大电路模块还包括，
一设置有第一储能元件的第一正向输出电路，用于正向工作电压，可切换的连接于所述第一直流电源、所述第一输出端、所述第一交汇结点及所述接地端之间；
一设置有第二储能元件的第一反向输出电路，用于反向工作电压，可切换的连接于所述第一直流电源、所述第一输出端、所述第一交汇结点及所述接地端之间；
所述第一开关器件组在所述脉宽调制信号作用下控制所述第一放大电路模块于所述第一正向输出电路和所述第一反向输出电路之间切换。
5.根据权利要求1所述的X类放大器，其特征在于，所述第一放大电路模块还包括：
一反馈网络，连接于所述第一输出端与所述接地端之间，用以产生一电压反馈信号；
一电流检测电路，可控制的并联于所述第一直流电源与所述第一交汇结点之间，用以根据所述脉宽调制信号产生一电流检测信号；
所述第一控制电路与所述反馈网络及所述电流检测电路连接，用以根据所述电压反馈信号、所述电流检测信号及所述第一输入端的信号生成所述脉宽调制信号。
6.根据权利要求4所述的X类放大器，其特征在于，所述第一开关器件组包括：
第A开关器件组，用以当所述第一正向输出电路工作时，于所述脉宽调制信号作用下控制所述第一正向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换，
第B开关器件组，用以当所述第一反向输出电路工作时，于所述脉宽调制信号作用下控制所述第一反向输出电路于充电模式和放电模式之间交替切换。
7.如权利要求5所述的X类放大器，其特征在于，所述第一控制电路包括：
一误差放大器，用于对所述反馈网络输出的电压反馈信号与所述第一输入端的信号进行比较，得到一误差放大信号；
一比较器，用以对所述电流检测电路获得的电流检测信号及所述误差放大信号进行比较，产生一比较信号；
一时钟信号产生器；所述时钟信号产生器用于产生时钟信号，所述时钟信号连接所述电流检测电路；
一PWM控制器，用于依据所述比较信号产生脉宽调制信号，所述PWM控制器还连接所述时钟信号。
8.根据权利要求5所述的X类放大器，其特征在于，所述反馈网络主要由一电阻分压电路形成，所述电阻分压电路包括预订数量且相互串联地连接于所述第一输出端与所述接地端之间之间的分压电阻，所述分压电阻间相连接的点形成分压节点；
所述反馈电压信号自预定的分压节点处引出。
9.根据权利要求5所述的X类放大器，其特征在于，所述电流检测电路包括：
一检测电阻，串联于所述电流检测电路上；
一检测单元，连接所述检测电阻的两端，用以检测流过所述检测电阻的电流；
一受所述脉宽调制信号控制通断的检测控制开关，连接于所述电流检测电路上。
10.根据权利要求6所述的X类放大器，其特征在于，所述第一正向输出电路包括：
第一充电控制支路，连接于所述第一直流电源与所述第一交汇结点之间；
第一充放电支路，连接于所述第一交汇结点与所述第一输出端之间；
第一放电控制支路，连接于所述第一交汇结点与所述接地端之间；
所述第一储能元件串联于所述第一充放电支路上；
所述第一正向输出电路于充电模式时，所述第A开关器件组控制所述第一充电控制支路及所述第一充放电支路导通，并控制所述第一放电控制支路断开，使所述第一直流电源输入的电流对所述第一储能元件充电；
所述第一正向输出电路于放电模式时，所述第A开关器件组控制所述第一放电控制支路及所述第一充放电支路导通，并控制所述第一充电控制支路断开，使所述第一储能元件对所述第一输出端放电。
11.根据权利要求6所述的X类放大器，其特征在于，所述第一反向输出电路包括：
第二充电控制支路，连接于所述第一直流电源与所述第一交汇结点之间；
第二充放电支路，连接于所述第一交汇结点与所述接地端之间；
第二放电控制支路，连接于所述第一交汇结点与所述第一输出端之间；
所述第二储能元件串联于所述第二充放电支路上；
所述第一反向输出电路于充电模式时，所述第B开关器件组控制所述第二充电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第二放电控制支路断开，使所述第一直流电源输入的电流对所述第二储能元件充电；
所述第一反向输出电路于放电模式时，所述第B开关器件组控制所述第二放电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第二充电控制支路断开，使所述第二储能元件对所述第一输出端放电。
12.根据权利要求6所述的X类放大器，其特征在于，所述第A开关器件组包括一第一开关器件、一第二开关器件、一第三开关器件；
所述第一开关器件连接于所述第一充电控制支路上；
所述第二开关器件连接于所述第一充放电支路上，与所述第一储能元件串联连接，并位于所述第一交汇结点与所述第一储能元件之间；
所述第三开关器件连接于第一放电控制支路上。
13.根据权利要求10所述的X类放大器，其特征在于，所述第一反向输出电路包括：
第二充电控制支路，所述第二充电控制支路与所述第一充电控制支路共用同一物理线路结构；
第二充放电支路，连接于所述第一交汇结点与所述接地端之间；
第二放电控制支路，连接于所述第一交汇结点与所述第一输出端之间；
所述第二储能元件串联于所述第二充放电支路上；
所述第一反向输出电路于充电模式时，所述第B开关器件组控制所述第一充电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第二放电控制支路断开，使所述第一直流电源输入的电流对所述第二储能元件充电；
所述第一反向输出电路于放电模式时，所述第B开关器件组控制所述第二放电控制支路及所述第二充放电支路导通，并控制所述第一充电控制支路断开，使所述第二储能元件对所述输出端放电。
14.根据权利要求12所述的X类放大器，其特征在于，所述第B开关器件组包括所述第一开关器件，还包括一第四开关器件、一第五开关器件；
所述第四开关器件连接于所述第二放电控制支路上；
所述第五开关器件连接于所述第二充放电支路上，与所述第二储能元件串联连接，并位于所述第一交汇结点与所述第二储能元件之间。
15.根据权利要求13所述的X类放大器，其特征在于，
所述第一正向输出电路工作时，所述第二充放电支路、所述第二放电控制支路断开；所述第一反向输出电路工作时，所述第一充放电支路、所述第一放电控制支路断开。
16.根据权利要求1所述的X类放大器，其特征在于，所述第一开关器件组包括P沟道MOSFET，所述第一开关器件组还包括N沟道MOSFET。
17.根据权利要求1所述的X类放大器，其特征在于，所述第一控制电路通过选通电路连接所述第一开关器件组的控制端。
18.根据权利要求1所述的X类放大器，其特征在于，所述第一输入端输入的信号与所述第二输入端输入的信号振幅相等、方向相反，所述第一输出端与所述第二输出端输出经放大的信号提供给负载。
19.根据权利要求1至18任意一项所述的X类放大器，其特征在于，所述第二放大电路模块与所述第一放大电路模块具有相同的物理线路结构。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108351723A (zh) * | 2015-11-11 | 2018-07-31 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 输入装置及输入装置的驱动方法 |
| CN110080892A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-02 | 车行天下网络科技股份有限公司 | 基于进气压力信号的汽车控制方法 |
| CN111130659A (zh) * | 2018-10-30 | 2020-05-08 | 华为技术有限公司 | 一种多通道参数估计的方法、装置、系统及芯片 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0585925A2 (en) * | 1992-09-02 | 1994-03-09 | Nec Corporation | Voltage converting circuit and multiphase clock generating circuit used for driving the same |
| US6496059B1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-12-17 | Tranh T. Nguyen | Clas-N amplifer |
| CN1462504A (zh) * | 2001-03-08 | 2003-12-17 | 恩菲赛克斯有限公司 | 高效开关放大器 |
| US20080150620A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Lesso John P | Charge pump circuit and methods of operation thereof |
| CN101924469A (zh) * | 2010-08-06 | 2010-12-22 | 东南大学 | 具有快速瞬态响应的开关电源 |
| CN102739048A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-17 | 雅马哈株式会社 | 电压转换电路 |
-
2013
- 2013-12-27 CN CN201310739544.5A patent/CN104753475B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0585925A2 (en) * | 1992-09-02 | 1994-03-09 | Nec Corporation | Voltage converting circuit and multiphase clock generating circuit used for driving the same |
| US6496059B1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-12-17 | Tranh T. Nguyen | Clas-N amplifer |
| CN1462504A (zh) * | 2001-03-08 | 2003-12-17 | 恩菲赛克斯有限公司 | 高效开关放大器 |
| US20080150620A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Lesso John P | Charge pump circuit and methods of operation thereof |
| CN101924469A (zh) * | 2010-08-06 | 2010-12-22 | 东南大学 | 具有快速瞬态响应的开关电源 |
| CN102739048A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-17 | 雅马哈株式会社 | 电压转换电路 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108351723A (zh) * | 2015-11-11 | 2018-07-31 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 输入装置及输入装置的驱动方法 |
| CN111130659A (zh) * | 2018-10-30 | 2020-05-08 | 华为技术有限公司 | 一种多通道参数估计的方法、装置、系统及芯片 |
| CN111130659B (zh) * | 2018-10-30 | 2021-10-26 | 华为技术有限公司 | 一种多通道参数估计的方法、装置、系统及芯片 |
| CN110080892A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-02 | 车行天下网络科技股份有限公司 | 基于进气压力信号的汽车控制方法 |
Also Published As
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