CN202334446U - 双极性高压功率放大器 - Google Patents

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裴茂林
孙平
张春强
胡海梅
刘见
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Abstract

一种双极性高压功率放大器，该放大器由高压放大级（1）、多组并联功率放大级（2）、电压负反馈网络（3）和相关电子元器件R1、R0、R2、Rf、Riso、Cl组成；输入信号Vi通过输入电阻R1加在高压放大级的正相输入端，高压放大级的输出端接多组并联功率放大级，功率放大级末级输出电阻R0的反馈电压信号V0通过增益电阻Rf加在高压放大级的反相输入端，增益电阻R2一端接高压放大级的反相输入端，一端接地；由Riso和Cl组成RC低通滤波器接在功率放大级末级输出端。该放大器驱动2.5μF大容性负载（压电陶瓷驱动器）时，能实现单端到地-500V—+500V高压输出，电压增益40dB。本实用新型可应用于校表源。

Description

双极性高压功率放大器
技术领域    
    本实用新型涉及一种双极性高压功率放大器，属电力高压电子器件技术领域。
背景技术    
以往多功能校验仪的功放电路，如图1所示。它主要由功率放大器、输出变压器、取样电路、反馈电路组成。由于采用变压器输出方式，存在频带宽、响应速度慢，不能满足阶跃响应试验及还原各种复杂波形要求的弊端，而且造成仪器体积大重量沉，因此，对功放电路的改进十分必要。
发明内容    
本实用新型的目的是，针对以前多功能校验仪功放电路采用变压器输出存在的弊端，设计出大容性负载双极性高压功率放大器。
本发明的技术方案是，本实用新型双极性高压功率放大器采用高压集成运算放大器，并联多组功率放大级增强放大器的电流驱动能力，提高了其动态性能并分散了动态驱动大容性负载时在放大器中产生的功耗，确保了放大器的安全工作。
本实用新型双极性高压功率放大器由高压放大级1、多组并联功率放大级2、电压负反馈网络3和相关电子元器件R1、R0、R2、Rf、Riso、Cl组成。输入信号Vi通过输入电阻R1加在高压放大级的正相输入端，高压放大级的输出端接多组并联功率放大级，功率放大级末级输出电阻R0的反馈电压信号V0通过增益电阻Rf加在高压放大级的反相输入端，增益电阻R2一端接高压放大级的反相输入端，一端接地；由Riso和Cl组成RC低通滤波器接在功率放大级末级输出端。
高压放大级1实现输入信号Vi与反馈电压信号差值的放大和电压放大，输出高于Vil驱动多组并联功率放大级；各功率放大级具有均流功能，用于增强放大器对负载电容CL的充放电能力并分担在放大器中产生的功耗；输入信号Vi加在高压放大级的正相输入端，反馈电压信号加在反相输入端，构成电压负反馈，整个放大器为一正相放大器，电压增益为1+Rf/R2。正负高压直流电源（+HV，-HV）为高压放大级和各功率放大级提供高压直流信号。
高压放大级采用PA85U高压集成运算放大器。它是一种高压、高宽带MOCFET运算放大器，持续输出电流75mA，最大输出电压峰—峰值1140V，转换速率16V/μs，最大耗散功率40W。
高压运放PA85U能够实现高压输出并具有较高的频率带宽和转换速率，但是电流驱动能力很弱，不能满足大容性负载动态应用对驱动电流的要求。因此需要在高压运放后增加功率放大级用于增强其电流驱动能力。各功率放大级受高压放大级的高压输出信号Vil驱动，对电流进行放大，而不放大电压。
本实用新型与现有技术比较的有益效果是，本实用新型双极性高压功率放大器采用高压集成运放（PA85U），在保证放大器性能的同时使电路设计和调试简单；并联多组功率放大级增强了放大器的电流驱动能力，提高了其动态性能并分散了动态驱动大容性负载时在放大器中产生的功耗，确保了放大器的安全工作。实践证明，该放大器驱动2.5μF大容性负载（压电陶瓷驱动器）时，能实现单端到地-500V—+500V高压输出，电压增益40dB，最大瞬时充放电电流达1A，并具有较高的稳定性和线性度。该电路已改变原来由变压器输出电压的模式。
本实用新型可应用于校表源。
附图说明    
图1为变压器输出的功放电路；
图2为本实用新型放大器原理图；
图中图号表示：1是高压放大级；2是多组并联功率放大级（1、2、…、N）；3是电压负反馈网络；11是功率放大器；12是输出变压器；13是反馈电路；14是取样电路；Riso和Cl组成RC低通滤波器，R2和Rf为增益电阻，R1为输入电阻，R0为输出电阻。
具体实施方式
本实用新型具体实施方式如图2所示。
本实施例双极性高压功率放大器由高压放大级1、多组并联功率放大级2、电压负反馈网络3和相关电子元器件组成。图中，Riso和Cl组成RC低通滤波器，R2、Rf为增益电阻，R1为输入电阻，R0为输出电阻。
高压放大级采用Cirrus Logic公司生产的PA85U高压集成运算放大器；高压放大级实现输入信号Vi与反馈电压信号差值的放大和电压放大，输出高于Vil驱动多组并联功率放大级，对电流进行放大；各功率放大级具有均流功能，用于增强放大器对负载电容CL的充放电能力并分担在放大器中产生的功耗；输入信号Vi加在高压放大级的正相输入端，反馈电压信号加在反相输入端，构成电压负反馈，整个放大器为一正相放大器，电压增益A=1+Rf/R2。正负高压直流电源（+HV，-HV）为高压放大级和各功率放大级提供高压直流信号。
为了保证放大器具有较高的频率带宽，在放大器输出与负载之间接入隔离电阻Riso，此时在放大器开环增益曲线上既引入极点fp1=1/[2π（R0+Riso）CL]又引入零点fz1=1/（2πR0CL）。当隔离电阻Riso取适当值，使fp1 与fz1 距离较近时，极点的影响将被零点补偿掉，即负载对开环增益曲线的影响被电阻隔离了，从而确保放大器在稳定的同时具有较高的频率带宽。
本实施例双极性高压功率放大器的性能测试：
为测试双极性高压功率放大器的性能，在并联两组功率放大级，驱动等效电容2.5μF的压电陶瓷驱动器时，对其动态性能、阶跃响应及线性度等进行了测试。
（1）动态频响
动态性能通常以放大器小信号及大信号同样情况下的频率响应带宽来衡量。经测试该放大器最大瞬时充放电电流达1A，放大器具有较强的电流驱动能力和动态性能。
（2）阶跃响应
由于负载电容量较大，导致输出响应速度较慢，为提高响应速度可增加功率放大级的组数以增强电流驱动能力。时域阶跃响应中没有出现峰值现象，说明放大器具有足够的相位裕度，稳定性好。
（3）线性度
在实际应用中通常对放大器的线性度要求非常高。对放大器输入-5V—+5V的电压信号（对应输出为-500V—+500V），每隔0.5V采用精度为0.1%的电压表测量放大器的输出。数据显示，放大器的线性度大于99.9%，说明放大器输出能很好地跟随输入信号，具有很高的线性度。

Claims (2)

1.一种双极性高压功率放大器，其特征在于，所述放大器由高压放大级（1）、多组并联功率放大级（2）、电压负反馈网络（3）和相关电子元器件R1、R0、R2、Rf、Riso、Cl组成；输入信号Vi通过输入电阻R1加在高压放大级的正相输入端，高压放大级的输出端接多组并联功率放大级，功率放大级末级输出电阻R0的反馈电压信号V0通过增益电阻Rf加在高压放大级的反相输入端，增益电阻R2一端接高压放大级的反相输入端，一端接地；由Riso和Cl组成RC低通滤波器接在功率放大级末级输出端。
2.根据权利要求1所述的一种双极性高压功率放大器，其特征在于，所述高压放大级采用PA85U高压集成运算放大器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103199809A (zh) * 2013-03-22 2013-07-10 常州大学 一种同相双极性高压比例放大电路
CN109471482A (zh) * 2018-09-12 2019-03-15 华中科技大学 一种双极性多路隔离输出的高压信号放大系统
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103199809A (zh) * 2013-03-22 2013-07-10 常州大学 一种同相双极性高压比例放大电路
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CN109471482A (zh) * 2018-09-12 2019-03-15 华中科技大学 一种双极性多路隔离输出的高压信号放大系统
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