CN2591867Y

CN2591867Y - 大功率热插拔调频功率放大器

Info

Publication number: CN2591867Y
Application number: CN 02294770
Authority: CN
Inventors: 陈兆武; 郭庆新
Original assignee: Jizhao Electronic Co ltd Beijing
Current assignee: Jizhao Electronic Co ltd Beijing
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2012-12-27

Abstract

本实用新型属于无线电通信设备技术领域，涉及一种调频广播大功率热插拔功率放大器，由机壳、功率放大电路、散热器组成；功率放大电路由两个结构相同对称放置的功放模块组成，该每一个功放模块包括：功放印刷电路板、散热器、带把手的盖板、导向支撑条；其中，功放印刷电路板固定在散热器侧面，带把手的盖板固定在散热器的上、下底面上，导向支撑条固定在带把手的盖板的中部；所说的两个功放模块的散热器紧固在一起，两散热器中间相对处形成一风道，每一个印刷电路板端部有上的多个对外连接的焊盘，整个功率放大器通过盖板的把手与导向支撑条直接进行热插拔。本实用新型具有输出功率大、结构紧凑、工作稳定、工作效率高、安装调试方便等优点。

Description

大功率热插拔调频功率放大器

技术领域

本实用新型属于无线电通信设备技术领域，特别涉及调频广播大功率热插拔功率放大器的电路和结构设计。

背景技术

随着无线电通信技术和调频广播技术的发展，广播信息的不间断传输是各个广播电台和广大听众的要求；因此要求发射机稳定、不间断地工作，功率放大器是发射机主要部件，也是易损部件之一。若广播发射机没有采用功率放大器热插拔结构，当发射机的功率放大器出现故障时只能采用停止广播信息的发送的方法对设备进行维修；难以实现发射机的不间断工作。

传统的功率放大器由功率放大管和相应的输入输出匹配电路构成，为实现大功率输出，一般采用的功率合成器，传统的功率合成器有同相合成器，90°正交电桥、180°合成电桥等多种合成形式。传统的功率放大器的接插件结构一般是在其输入接口11、输出口12和电源接口13处采用带螺纹的接头，如图1所示。这种接插件结构难以实现带电热插拔。

为实现功率放大器的带电热插拔，一般是在原有的功率放大器上将带螺纹的接头换成具有带电插拔的非标准接头，如图2所示；采用特殊加工制作的射频接头作为射频广播信号的输入接口21、输出接口22，采用特殊加工制作的航空插头作为工作电源输入接口23，另外还要配置定位销24，非标准的热插拔接头的价格都比较贵，一般会比通用的带螺纹的接头的接头贵几倍，甚至几十倍，从而使功率放大器的成本提高。目前广播产品上也出现了这种热插拔的功率放大器，其输出功率一般不大于800W。由于发射机的输出功率要求不断增大，如果采用这种中等输出功率的热插拔功率放大器模块，必将导致发射机需要的功率模块多、合成网络负载、发射机体积大，结构复杂等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为克服已有技术的不足之处，提出一种大功率热插拔调频功率放大器，对功率放大电路进行合理设计，将电路与接插结构充分结合，具有大功率、大工作电流、工作稳定、可在带电条件下印刷电路板直接插拔的特点。

本实用新型设计的一种大功率热插拔调频功率放大器，由机壳、功率放大电路、散热器组成；其特征在于，所说的功率放大电路由两个结构相同对称放置的功放模块组成，该每一个功放模块包括：功放印刷电路板、散热器、带把手的盖板、导向支撑条；其中，功放印刷电路板固定在散热器侧面，带把手的盖板固定在散热器的上、下底面上，导向支撑条固定在带把手的盖板的中部；所说的两个功放模块的散热器紧固在一起，两散热器中间相对处形成一风道，所说的每一个印刷电路板的端部上有多个对外连接的焊盘，整个功率放大器通过盖板的把手与导向支撑条直接进行热插拔。

所说的电路板上的多个焊盘中可至少有一个与电路板端部的距离比其它的要远，用以得到整个功放模块已经连接好的信号。

所说的功放印刷电路板的电路，可包括一个放置在输入口的单向耦合器，与其相连的一个单端功率放大器，一个平衡功率放大器，和一个放置在输出口的双定向耦合器；以及同时与所说各器件相连的一个工作状态检测电路，与单端功率放大器、平衡功率放大器相连的一个工作电源分配电路。

所说的平衡放大器由一个输入口正交电桥，一个输出口正交电桥，分别与该输入、输出口正交电桥相连的2个单端功率放大器组成，所说的输入口正交电桥、输出口正交电桥都是采用普通的漆包线经绕制而成，其中，输出口正交电桥采用了三条普通的漆包线扭成一股之后绕制而成。

本实用新型上述结构可实现1000W-1500W的大功率热插拔调频功率放大器。

本实用新型主要有以下优点：

1、采用印刷电路板实现大功率、大工作电流条件下直接插拔，材料容易取得，成本低；

2、电路采用扭绞线正交电桥，有效缩小功率放大器体积，加工容易，调试方便；

3、采用2个功放模块对接形式，功率放大器本身可以构成有效风道，有利于通风散热，提供可靠性；

4、每一个功率放大器单元只有2组由2个结构件一散热器和带把手的盖板构成，结构简单；

5、采用大功率LDMOS功率放大器晶体管，工作在乙类状态，具有输出功率大、效率高、工作稳定等优点。

附图说明

图1为传统的功率放大器结构示意图；

图2为传统的热插拔调频功率放大器结构示意图；

图3为本实施例大功率热插拔调频功率放大器结构示意图；

图4为本实施例大功率热插拔调频功率放大器的700W功放模块电路板接口示意图；

图5为本实施例大功率热插拔调频功率放大器的700W功放模块电原理框图；

图6为本实施例大功率热插拔调频功率放大器的700W功放模块的平衡放大器电原理框图；

具体实施方式

本实用新型的结构及工作原理结合各附图及实施例详细说明如下：

本实施例设计的1400W大功率热插拔调频功率放大器总体结构如图3所示；由2个700W功放模块组成；一个功放模块由功放印刷电路板301、散热器302、带把手的盖板303、导向支撑条304组成；其中，功放印刷电路板301固定在散热器302侧面上，带把手的盖板303固定在散热器302的上、下底面上，导向支撑条304固定在带把手的盖板303的中部；另一个功放模块组成结构完全相同，2个功放模块对称放置通过散热器紧固在一起，散热器相对处形成一个中间风道，利于通风散热。每一个700W功放模块直接通过印刷电路板上的多个焊盘对外连接，整个功率放大器通过盖板的把手直接进行热插拔。

本实施例的大功率热插拔调频功率放大器的每一个700W功放模块的印刷电路板上有44个焊盘对外连接，如图4所示。其中印刷电路板正面有22个焊盘，如图4a所示，印刷电路板反面有22个焊盘，如图4b所示，印刷电路板正面的焊盘37、焊盘39构成调频信号输入口401，调频信号从这里输入到功率放大器模块中；印刷电路板正面的焊盘1、焊盘3构成调频信号输出口402，放大后的调频信号从这里输出；印刷电路板正面的焊盘15、17、19、21和反面的焊盘16、18、20、22构成电源输入口403，功放的工作电源从这里输入，电源输入口403的各个焊盘要比输入口401和输出口402的各个焊盘短1mm，这样在带电热插拔过程中，可以保证功率放大器的输入口、输出口连接好以后，才提供给工作电源；焊盘23要比其他的焊盘短3mm，其作用是为了输出一个反馈信号，如果这个焊盘与后面的接口连接好，则说明整个功放模块已经连接好；从而保证在安装时，确保大功率热插拔调频功率放大器的输入输出匹配后，才开始工作，保证大功率热插拔调频功率放大器的安全。其他的焊盘可以根据实际定义成特定功能的接口或接地。各个焊盘通过印刷电路板上的铜箔线同功率放大器内的模块相连接。这里所说的焊盘数量可以根据实际适当增加或减少；各个焊盘的功能也可以根据实际情况做相应的调整。

本实施例的大功率热插拔调频功率放大器的700W功放模块的电路组成原理框图如图5所示。包括一个放置在输入口的单向耦合器，与其相连的一个单端功率放大器，一个平衡功率放大器，和一个放置在输出口的双定向耦合器；以及同时与所说各器件相连的一个工作状态检测电路，与单端功率放大器、平衡功率放大器相连的一个工作电源分配电路几个部分；其中单向耦合器，单端功率放大器，工作状态检测电路，工作电源分配电路的电原理比较简单，可采用公知技术及常规器件实现，例如：单向耦合器采用微带线实现，单端功率放大器采用MRF148A晶体管，工作状态检测电路采用LM358运放，工作电源分配电路采用普通电阻、电容组成；平衡功率放大器采用本申请人的专利(专利号为ZL 93 2 23721.5)“扭绞线射频正交电桥”，实现。

其工作原理为：调频信号经过单定向耦合器后分成两个大小不同的信号，大信号作为主信号输出给单端功率放大单元，小信号输出给工作状态检测电路；主信号由单端放大器单元放大后输出给平衡放大器单元，平衡放大器将主信号进一步，通过双定向耦合器从输出；双定向耦合器耦合出小部分的输出信号和反射信号，输出给工作状态检测电路。工作状态检测电路将检测到的调频输入信号、放大后的输出信号、反射信号信号转换成对应的模拟电压输出。

本实施例的大功率热插拔调频功率放大器的功放模块的平衡放大器电路组成原理框图如图6所示。由一个输入口正交电桥，一个输出口正交电桥。分别与该输入、输出口正交电桥相连的2个350W输出能力的单端功率放大器(例如MRF151G)组成，输入口正交电桥、输出口正交电桥都是采用普通的漆包线经绕制而成，其中，输出口正交电桥采用了三条普通的漆包线扭成一股之后绕制而成，增大了正交电桥的功率容量。

本实施例的功率放大器的结构尺寸如下：

整体外形尺寸：258×194×132mm³

重量：5.6kg

本实施例的技术指标如下：

工作频率：87-108MHz

总输出功率：1400W

增益：35dB(典型值)

输入、输出反射损耗：≥26dB

效率：≥70％

Claims

1、一种大功率热插拔调频功率放大器，由机壳、功率放大电路、散热器组成；其特征在于，所说的功率放大电路由两个结构相同对称放置的功放模块组成，该每一个功放模块包括：功放印刷电路板、散热器、带把手的盖板、导向支撑条；其中，功放印刷电路板固定在散热器侧面，带把手的盖板固定在散热器的上、下底面上，导向支撑条固定在带把手的盖板的中部；所说的两个功放模块的散热器紧固在一起，两散热器中间相对处形成一风道，所说的每一个印刷电路板的端部上有多个对外连接的焊盘，整个功率放大器通过盖板的把手与导向支撑条直接进行热插拔。

2、如权利要求1所述的大功率热插拔调频功率放大器，其特征在于，所说的电路板上的多个焊盘中至少有一个与电路板端部的距离比其它的要远，用以得到整个功放模块已经连接好的信号。

3、如权利要求1所述的大功率热插拔调频功率放大器，其特征在于，所说的功放印刷电路板的电路，包括一个放置在输入口的单向耦合器，与其相连的一个单端功率放大器，一个平衡功率放大器，和一个放置在输出口的双定向耦合器；以及同时与所说各器件相连的一个工作状态检测电路，与单端功率放大器、平衡功率放大器相连的一个工作电源分配电路。

4、如权利要求3所述的大功率热插拔调频功率放大器，其特征在于，所说的平衡放大器由一个输入口正交电桥，一个输出口正交电桥，分别与该输入、输出口正交电桥相连的2个单端功率放大器组成，所说的输入口正交电桥、输出口正交电桥都是采用普通的漆包线经绕制而成，其中，输出口正交电桥采用了三条普通的漆包线扭成一股之后绕制而成。