CN216774723U - 一种用于射频电源的射频功率放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于射频电源的射频功率放大电路，包括幅度变换电路、整形电路、限幅电路、偏置电路和开关放大电路，幅度变换电路的输入端输入正弦波信号，幅度变换电路的输出端与整形电路连接，整形电路与限幅电路连接，限幅电路与偏置电路连接，偏置电路与开关放大电路连接。本实用新型采用输入波形整形的方式，提高效率，并保证更低的二次和三次谐波，兼顾ClassAB类和Class‑E的优点；能够应用于射频电源领域，频率涵盖1MHz、2MHz、13.56MHz、60MHz等应用领域。

Description

一种用于射频电源的射频功率放大电路

技术领域

本实用新型涉及射频电源技术领域，尤其涉及一种用于射频电源的射频功率放大电路。

背景技术

射频电源广泛应用于工业领域，输出频率较高的能量，比如1MHz、2MHz、13.56MHz、60MHz等。目前，主要采用VDMOS或者LDMOS器件制作的放大电路来实现射频信号波形的放大，包括输入为标准正弦波的ClassAB类放大电路，但效率比较低；以及输入为方波的Class-E，或D类开关电路，即便有LC网络，但输出波形谐波分量依然很大，同时LC因为滤除谐波，磁环电感L发热严重。因此，急需一种保证更低的二次和三次谐波的前提下，提高效率，兼顾ClassAB类和Class-E的优点的射频功率放大电路。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于射频电源的射频功率放大电路，保证更低的二次和三次谐波的前提下，提高效率，兼顾ClassAB类和Class-E的优点。

本实用新型提供一种用于射频电源的射频功率放大电路，包括幅度变换电路、整形电路、限幅电路、偏置电路和开关放大电路，所述幅度变换电路的输入端输入正弦波信号，所述幅度变换电路的输出端与所述整形电路连接，所述整形电路与所述限幅电路连接，所述限幅电路与所述偏置电路连接，所述偏置电路与所述开关放大电路连接。

进一步地，所述幅度变换电路采用巴伦，所述巴伦的非平衡端口输入正弦波信号，所述巴伦的平衡端口与所述整形电路连接，所述巴伦的接地端口接地。

进一步地，所述幅度变换电路采用放大器组成的电路。

进一步地，所述整形电路包括第一电容和二极管，所述第一电容的一端与所述巴伦的平衡端口连接，所述第一电容的另一端与所述二极管的正极连接，所述二极管的负极与所述限幅电路连接。

进一步地，所述限幅电路采用限幅二极管，所述限幅二极管的负极与所述二极管的负极、所述偏置电路连接，所述限幅二极管的正极接地。

进一步地，所述偏置电路包括第一电阻、第二电阻、电感、第二电容、第三电容、电源，所述电源的负极接地，所述电源的正极与所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述电感的一端连接，所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端均接地，所述电感的另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端与所述限幅二极管的负极、所述开关放大电路的输入端连接，所述第二电阻的另一端接地。

进一步地，所述开关放大电路为Class D类开关放大电路、Class E类开关放大电路、Class F类开关放大电路、Class EF类开关放大电路。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供一种用于射频电源的射频功率放大电路，包括幅度变换电路、整形电路、限幅电路、偏置电路和开关放大电路，幅度变换电路的输入端输入正弦波信号，幅度变换电路的输出端与整形电路连接，整形电路与限幅电路连接，限幅电路与偏置电路连接，偏置电路与开关放大电路连接。本实用新型采用输入波形整形的方式，提高效率，并保证更低的二次和三次谐波，兼顾ClassAB类和Class-E的优点；能够应用于射频电源领域，频率涵盖1MHz、2MHz、13.56MHz、60MHz等应用领域。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的用于射频电源的射频功率放大电路图；

图2为本实用新型的波形变换示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种用于射频电源的射频功率放大电路，包括幅度变换电路、整形电路、限幅电路、偏置电路和开关放大电路，幅度变换电路的输入端输入正弦波信号，幅度变换电路的输出端与整形电路连接，整形电路与限幅电路连接，限幅电路与偏置电路连接，偏置电路与开关放大电路连接。通过幅度变换电路对输入的正弦波信号进行幅度变换，幅度变换后的正弦波信号经整形电路进行整形，整形后的波形经限幅电路和偏置电路进行限幅和偏置处理，处理后的波形输入至开关放大电路进行放大。将输入正弦波波形整形和Class E、ClassD、Class F、Class EF等类开关放大电路结合，保证更低的二次和三次谐波的前提下，提高效率，兼顾ClassAB类和Class-E的优点。

如图1所示，幅度变换电路采用巴伦BALUN，巴伦的非平衡端口输入正弦波信号，正弦波信号如图2中的A所示，巴伦的平衡端口与整形电路连接，巴伦的接地端口接地。通过巴伦对输入的正弦波进行幅度变换,幅度变换后的正弦波信号如图2中的B所示，巴伦结构简单，且适合射频电源频率。应当理解的是，幅度变换电路也可以根据实际情况选择其他实现方式，如采用放大器组成的电路。

整形电路包括第一电容C1和二极管D1，第一电容的一端与巴伦的平衡端口连接，第一电容的另一端与二极管的正极连接，二极管的负极与限幅电路连接。幅度变换后的正弦波信号经整形电路进行整形，整形后的波形如图2中的C所示。

限幅电路采用限幅二极管D2，限幅二极管的负极与二极管的负极、偏置电路连接，限幅二极管的正极接地。

偏置电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、电感L、第二电容C2、第三电容C3、电源，电源的负极接地，电源的正极与第二电容的一端、第三电容的一端、电感的一端连接，第二电容的另一端、第三电容的另一端均接地，电感的另一端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端、第二电阻的一端与限幅二极管的负极、开关放大电路的输入端连接，第二电阻的另一端接地。

整形后的波形经限幅电路和偏置电路进行限幅和偏置处理，得到合适的输入波形，如图2中的D所示。将得到的输入波形输入至开关放大电路进行放大。

开关放大电路为Class D类开关放大电路、Class E类开关放大电路、Class F类开关放大电路、Class EF类开关放大电路等开关放大电路。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于射频电源的射频功率放大电路，其特征在于：包括幅度变换电路、整形电路、限幅电路、偏置电路和开关放大电路，所述幅度变换电路的输入端输入正弦波信号，所述幅度变换电路的输出端与所述整形电路连接，所述整形电路与所述限幅电路连接，所述限幅电路与所述偏置电路连接，所述偏置电路与所述开关放大电路连接。

2.如权利要求1所述的一种用于射频电源的射频功率放大电路，其特征在于：所述幅度变换电路采用巴伦，所述巴伦的非平衡端口输入正弦波信号，所述巴伦的平衡端口与所述整形电路连接，所述巴伦的接地端口接地。

3.如权利要求1所述的一种用于射频电源的射频功率放大电路，其特征在于：所述幅度变换电路采用放大器组成的电路。

4.如权利要求2所述的一种用于射频电源的射频功率放大电路，其特征在于：所述整形电路包括第一电容和二极管，所述第一电容的一端与所述巴伦的平衡端口连接，所述第一电容的另一端与所述二极管的正极连接，所述二极管的负极与所述限幅电路连接。

5.如权利要求4所述的一种用于射频电源的射频功率放大电路，其特征在于：所述限幅电路采用限幅二极管，所述限幅二极管的负极与所述二极管的负极、所述偏置电路连接，所述限幅二极管的正极接地。

6.如权利要求5所述的一种用于射频电源的射频功率放大电路，其特征在于：所述偏置电路包括第一电阻、第二电阻、电感、第二电容、第三电容、电源，所述电源的负极接地，所述电源的正极与所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述电感的一端连接，所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端均接地，所述电感的另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端与所述限幅二极管的负极、所述开关放大电路的输入端连接，所述第二电阻的另一端接地。

7.如权利要求1所述的一种用于射频电源的射频功率放大电路，其特征在于：所述开关放大电路为Class D类开关放大电路、Class E类开关放大电路、Class F类开关放大电路、Class EF类开关放大电路。

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