DE570491T1 - Verfahren und Vorrichtung zur Hochleistungsrundfunkfrequenzverstärkungim Schaltbetrieb. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Hochleistungsrundfunkfrequenzverstärkungim Schaltbetrieb.

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DE570491T1
DE570491T1 DE0570491T DE92906032T DE570491T1 DE 570491 T1 DE570491 T1 DE 570491T1 DE 0570491 T DE0570491 T DE 0570491T DE 92906032 T DE92906032 T DE 92906032T DE 570491 T1 DE570491 T1 DE 570491T1
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DE
Germany
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switch
voltage
high frequency
load
power
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DE0570491T
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English (en)
Inventor
Michael Mueller
Robert Porter
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Advanced Energy Industries Inc
Original Assignee
Advanced Energy Industries Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2176Class E amplifiers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Claims (55)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker, um eine Last mit Leistung zu versorgen, das umfaßt:
a. Anlegen einer Versorgungsspannung an einen Schalter, der eine interne Kapazität besitzt und schnell von einem leitenden Zustand in einen nichtleitenden Zustand übergehen kann; wobei
b. der Schalter dazu veranlaßt wird, schnell in seinen leitenden Zustand überzugehen und während eines leitenden ZeitIntervalls, in dem die Versorgungsspannung einen Stromfluß durch den Schalter bewirkt, leitend zu bleiben; dann
c. der Stromfluß durch den Schalter mittels einer induktive Netzwerkschaltung während des leitenden Zeitintervalls eingestellt wird; dann
d. der Schalter dazu veranlaßt wird, schnell in seinen nichtleitenden Zustand überzugehen und während eines Antwort-Zeitintervalls, in dem sich über dem Schalter eine Spannung aufbaut, nichtleitend zu bleiben; dann
e. eine Antwort-Spannungswelle durch die Wirkung der induktiven Netzwerkschaltung erzeugt wird, wobei die induktive Netzwerkschaltung die interne Kapazität des Schalters positiv ausnutzt, ohne durch einen Nebenschlußkondensator beeinflußt zu werden, und wobei die Antwortwelle während des gesamten Antwort-Zeitintervalls eine zeitlich veränderliche Spannung besitzt; dann
f. der Schalter erneut dazu veranlaßt wird, in einem Einschaltzeitpunkt schnell in seinen leitenden Zustand überzugehen und damit erneut das leitende Zeit-
intervall zu beginnen, wobei die Spannung unmittelbar vor dem Einschaltzeitpunkt wesentlich ist.
2. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, bei dem der Schalter eine interne Kapazität besitzt und bei dem die interne Kapazität des Schalters eine interne Varaktorkapazität umfaßt.
3. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 2, bei dem die interne Varaktorkapazität wesentlich ist.
4. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 3, bei dem der Schalter eine Durchbruchspannung besitzt und bei dem die Durchbruchspannung nicht kleiner als 400 Volt ist.
5. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, bei dem die Spannung der Antwortwelle im Einschaltzeitpunkt ungefähr 50% der Versorgungsspannung ist.
6. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1 oder 3, bei dem die Spannung der Antwortwelle im Einschaltzeitpunkt größer als 20% der Versorgungsspannung ist.
7. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, bei dem die zeitlich veränderliche Spannung der Antwortwelle stets positiv ist.
8. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, bei dem die induktive Netzwerkschaltung ausschließlich auf die interne Kapazität des Schalters abgestimmt ist.
9. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, bei dem der Leistungsverstärker eine gewünschte Betriebsfrequenz besitzt, bei dem die induktive Netzwerkschaltung eine Induktionsspule, einen getrennten Kondensator und die Last umfaßt und das ferner der Schritt enthält, in dem die Induktionsspule, der getrennte Kondensator, die Last, die Versorgungsspannung und die gewünschte Betriebsfrequenz während des gesamten Antwort-Zeitintervalls auf die interne Kapazität des Schalters abgestimmt werden.
10. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 9, bei dem der Schritt des Abstimmens der Induktionsspule, des getrennten Kondensators, der Last, der Versorgungsspannung und der gewünschten Betriebsfrequenz auf die interne Kapazität des Schalters während des gesamten Antwort-Zeitintervalls den Schritt enthält, in dem der Schalter so gewählt wird, daß er eine interne Kapazität besitzt, um die gewünschte Betriebsfrequenz und die Leistung für die Last zu schaffen.
11. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, bei dem der Schalter eine gemeinsame Spannungsleitung besitzt und das ferner den Schritt enthält, in dem der Schalter mittels einer Hochfrequenzspannung betrieben wird, die eine mittlere Treiberspan-
nung besitzt, während der Schritt des Veranlassens des Schalters zu einem schnellen'Übergang in seinen leitenden Zustand und der Schritt des Veranlassens des Schalters zu einem schnellen Übergang in seinen nichtleitenden Zustand ausgeführt wird, wobei die mittlere Treiberspannung und die Spannung der gemeinsamen Leitung gleich sind.
12. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1 oder 11, bei dem der Leistungsverstärker Hochfrequenzleistung erzeugt, bei dem der Schalter besondere elektrische Eigenschaften hat und bei dem die Schritte des Veranlassens des Schalters zu einem schnellen Übergang in seinen leitenden Zustand und des Veranlassens des Schalters zu einem schnellen Übergang in seinen nichtleitenden Zustand den Schritt enthalten, in dem ein Durchlaßwinkel erzeugt wird, der die relativen Dauern des leitenden Zeitintervalls und des Antwort-Zeitintervalls definiert, und das ferner den Schritt enthält, in dem der Durchlaßwinkel eingestellt wird, um die Hochfrequenzleistung entsprechend den besonderen elektrischen Eigenschaften des Schalters zu optimieren.
13. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, bei dem der Schalter eine wesentliche interne Kapazität besitzt, und das ferner den Schritt enthält, in dem jegliche unerwünschten zirkulierenden Ströme durch den Schalter minimiert werden, bevor der Schritt ausgeführt wird, in dem der Schalter in einem Einschaltzeitpunkt erneut zu einem schnellen Übergang in seinen leitenden Zustand und somit zum erneuten Beginnen des leitenden Zeitintervalls veranlaßt wird.
14. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker
gemäß Anspruch 13, bei dem der Schalter eine Leitungsinduktivität besitzt und bei dem der Schritt des Minimierens jeglicher unerwünschter zirkulierender Ströme den Schritt enthält, in dem die Leitungsinduktivität des Schalters positiv ausgenutzt wird.
15. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 14, bei dem der Leistungsverstärker eine Betriebsfrequenz besitzt und bei dem der Schritt des Minimierens jeglicher unerwünschter zirkulierender Ströme ferner den Schritt enthält, in dem in dem Leistungsverstärker nur eine wesentliche Stromschleife erzeugt wird, wobei die Stromschleife bei der Betriebsfrequenz im wesentlichen in Reihenresonanz tritt.
16. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1 oder 5, das ferner den Schritt enthält, in dem jegliche unerwünschten zirkulierenden Ströme durch den Schalter minimiert werden, während der Schritt ausgeführt wird, in dem durch die Wirkung der induktiven Netzwerkschaltung eine Antwort-Spannungswelle erzeugt wird.
17. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 1, 3 oder 5, bei dem der Schalter eine Leitungsinduktivität besitzt und das ferner den Schritt enthält, in dem die Leitungsinduktivität des Schalters während des Antwort-Zeitintervalls positiv ausgenutzt wird.
18. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker gemäß Anspruch 17, bei dem der Leistungsverstärker eine
Betriebsfrequenz besitzt und das ferner den Schritt enthält, in dem in dem Leistungsverstärker nur eine wesentliche Stromschleife erzeugt wird, wobei die Stromschleife bei der Betriebsfrequenz im wesentlichen in Reihenresonanz tritt.
19. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, mit:
a. einem Hochfrequenztreiber;
b. einem Mittel zum Schalten, das eine interne Kapazität besitzt und auf den Treiber anspricht, wobei das Schaltmittel schnell arbeitet und abwechselnd einen leitenden Zustand während eines leitenden Zeitintervalls und einen nichtleitenden Zustand während eines Antwort-Zeitintervalls einnehmen kann;
c. einem Mittel zum Anlegen einer Versorgungsspannung an den Schalter;
d. einem Mittel zum Einstellen, das auf die Versorgungsspannung anspricht, wobei das Einstellmittel die interne Kapazität des Schaltmittels positiv ausnutzt, ohne durch einen Nebenschlußkondensator beeinflußt zu werden, und wobei das Einstellmittel eine Antwort-Spannungswelle erzeugt, wobei die Antwortwelle während des Antwort-Zeitintervalls eine zeitlich veränderliche Spannung besitzt und wobei die Antwort-Spannungswelle am Ende des Antwort-Zeitintervalls eine wesentliche Spannung besitzt.
20. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 19, bei dem das Einstellmittel nur eine einzige wesentliche Stromschleife besitzt und bei dem die wesentliche Stromschleife umfaßt:
a. die Last·;
b. ein induktives Mittel, das mit der Last in Serie geschaltet ist;
c. ein kapazitives Mittel, das mit dem induktiven Mittel in Serie geschaltet ist; und
d. den Schalter, der mit dem kapazitiven Mittel in Serie geschaltet ist.
21. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 20, bei dem das Schaltmittel ein internes kapazitives Mittel enthält.
22. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 21, bei dem das interne kapazitive Mittel einen Varaktorkondensator enthält.
23. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 22, bei dem der Varaktorkondensator wesentlich ist.
24. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 23, bei dem der Varaktorkondensator eine Durchbruchspannung besitzt und bei dem die Durchbruchspannung nicht kleiner als 400 Volt ist.
25. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 19 oder 23, bei dem die Spannung der Antwortwelle im Einschaltzeitpunkt ungefähr 50% der Versorgungsspannung ist.
26. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 19 oder 23, bei dem die Spannung der Antwort-
welle im Einschaltzeitpunkt größer als 20% der Versorgungsspannung ist.
27. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 19, bei dem das Schaltmittel eine Quellenleitungsspannung besitzt, bei dem die Versorgungsspannung auf eine gemeinsame Spannungsreferenz bezogen ist und bei dem die zeitlich veränderliche Spannung der Antwortwelle in bezug auf die gemeinsame Spannungsreferenz stets positiv ist.
28. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 21, bei dem das induktive Mittel und das kapazitive Mittel auf das interne kapazitive Mittel abgestimmt sind.
29. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 28, bei dem der Leistungsverstärker eine gewünschte Betriebsfrequenz besitzt und bei dem die Last, die gewünschte Betriebsfrequenz und die Spannungsversorgung auf das interne kapazitive Mittel abgestimmt sind.
30. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 29, bei dem der Schalter so gewählt ist, daß er eine interne Kapazität besitzt, um die gewünschte Betriebsfrequenz und die Leistung für die Last zu schaffen.
31. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 19 oder 23, bei dem der Schalter eine gemeinsame Spannungsleitung besitzt, bei dem der Hochfrequenztreiber eine Hochfrequenzspannung mit einer mittleren Treiber-
spannung erzeugt und bei dem die mittlere Treiberspannung und die gemeinsame Leitungsspannung gleich sind.
32. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 31, bei dem der Schalter besondere elektrische Eigenschaften besitzt, bei dem der Hochfrequenztreiber einen Durchlaßwinkel erzeugt, der die relativen Dauern des leitenden Zeitintervalls und des Antwort-Zeitintervalls definiert, und bei dem der Durchlaßwinkel so gesetzt ist, daß die für die Last geschaffene Leistung entsprechend den besonderen elektrischen Eigenschaften des Schalters optimiert ist.
33. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last einen Leistungspegel zuführt, mit:
a. einem Hochfrequenztreiber;
b. einem Mittel zum Schalten, das auf den Treiber anspricht, wobei das Schaltmittel eine interne Kapazität besitzt und wobei das Schaltmittel schnell arbeitet und abwechselnd einen leitenden Zustand während eines leitenden Zeitintervalls und einen nichtleitenden Zustand während eines Antwort-Zeitintervalls einnehmen kann;
c. einem Mittel zum Anlegen einer Versorgungsspannung an den Schalter;
d. einem Mittel zum Einstellen, das auf die Versorgungsspannung anspricht, wobei das Einstellmittel während des Antwort-Zeitintervalls eine maximale Schaltspannung erzeugt; und
e. einem Mittel zum Verringern der maximalen Schaltspannung während des Antwort-Zeitintervalls unter Aufrechterhaltung des Leistungspegels für die Last, wobei das Mittel zum Verringern die interne Kapazität
des Schaltmittels positiv ausnutzt, ohne durch einen Nebenschlußkondensator beeinflußt zu werden.
34. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 33, bei dem das Mittel zum Verringern der maximalen Schaltspannung während des Antwort-Zeitintervalls das Einstellmittel enthält.
35. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 34, bei dem das Einstellmittel eine Antwort-Spannungswelle erzeugt, bei dem die Antwortwelle eine zeitlich veränderliche Spannung während des Antwort-Zeitintervalls besitzt und bei dem die Antwort-Spannungswelle am Ende des Antwort-Zeitintervalls eine wesentliche Spannung besitzt.
36. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last einen Leistungspegel zuführt, mit:
a. einem Hochfrequenztreiber;
b. einem Mittel zum Schalten, das auf den Treiber anspricht, wobei das Schaltmittel eine interne Kapazität besitzt und wobei das Schaltmittel schnell arbeitet und abwechselnd einen leitenden Zustand während eines leitenden Zeitintervalls und einen nichtleitenden Zustand während eines Antwort-Zeitintervalls einnehmen kann;
c. einem Mittel zum'Anlegen einer Versorgungsspannung an den Schalter;
d. einem Mittel zum Einstellen, das auf die Versorgungsspannung anspricht, wobei das Einstellmittel eine maximale Schaltspannung während des Antwort-Zeitintervalls erzeugt; und
e- einem Mittel zum Erhöhen des Pegels der an die Last gelieferten Leistung ohne Erhöhung der maximalen Schaltspannung, wobei das Mittel zum Erhöhen die interne Kapazität des Schaltmittels positiv ausnutzt, ohne durch einen Nebenschlußkondensator beeinflußt zu werden.
37. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 36, bei dem das Mittel zum Erhöhen des Pegels der an die Last gelieferten Leistung das Einstellmittel enthält.
38. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 37, bei dem das Einstellmittel eine Antwort-Spannungswelle erzeugt, bei dem die Antwortwelle eine zeitlich veränderliche Spannung während des Antwort-Zeitintervalls besitzt und bei dem die Antwort-Spannungswelle am Ende des Antwort-Zeitintervalls eine wesentliche Spannung besitzt.
39. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt mit:
a. einem Hochfrequenztreiber;
b. einem Mittel zum Schalten, das auf den Treiber anspricht, wobei das Schaltmittel schnell arbeitet und abwechselnd einen leitenden Zustand während eines leitenden Zeitintervalls und einen nichtleitenden Zustand während eines Antwort-Zeitintervalls einnehmen kann;
c. einem Mittel zum Anlegen einer Versorgungsspannung an den Schalter;
d. einem Mittel zum Einstellen, das auf die Versorgungsspannung anspricht, wobei das Einstellmittel eine Antwort-Spannungswelle erzeugt, wobei die Antwort-
welle eine zeitlich veränderliche Spannung während des Antwort-Zeitintervalls besitzt, wobei die Antwort-Spannungswelle am Ende des Antwort-Zeitintervalls eine wesentliche Spannung besitzt, wobei das Einstellmittel nur eine wesentliche Stromschleife enthält und wobei die wesentliche Stromschleife ferner umfaßt:
1) die Last;
2) ein induktives Mittel, das mit der Last in Serie geschaltet ist;
3) ein kapazitives Mittel, das mit dem induktiven Mittel in Serie geschaltet ist; und
4) den Schalter, der mit dem kapazitiven Mittel in Serie geschaltet ist.
40. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 39, bei dem das Schaltmittel ein internes kapazitives Mittel enthält.
41. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 40, bei dem das interne kapazitive Mittel einen Varaktorkondensator enthält.
42. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 41, bei dem der Varaktorkondensator wesentlich
43. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 42, bei dem der Varaktorkondensator eine Durchbruchspannung besitzt und bei dem die Durchbruchspannung nicht kleiner als 400 Volt ist.
44. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 39 oder 42, bei dem die Spannung der Antwortwelle im Einschaltzeitpunkt ungefähr 50% der Versorgungsspannung ist.
45. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 39 oder 42, bei dem die Spannung der Antwortwelle im Einschaltzeitpunkt größer als 20% der Versorgungsspannung ist.
46. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 39, bei dem das Schaltmittel eine Quellenleitungsspannung besitzt, bei dem die Versorgungsspannung auf eine gemeinsame Spannungsreferenz bezogen ist und bei dem die zeitlich veränderliche Spannung der Antwortwelle in bezug auf die gemeinsame Spannungsreferenz stets positiv ist.
47. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 40, bei dem das induktive Mittel und das kapazitive Mittel auf das interne kapazitive Mittel abgestimmt sind.
48. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 47, bei dem der Leistungsverstärker eine gewünschte Betriebsfrequenz besitzt und bei dem die Last, die gewünschte Betriebsfrequenz und die Versorgungsspannung auf das interne kapazitive Mittel abgestimmt sind.
49. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß
Anspruch 48, bei dem der Schalter so gewählt ist, daß er eine interne Kapazität besitzt, um die gewünschte Betriebsfrequenz und die Leistung an die Last zu schaffen.
50. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 39 oder 42, bei dem der Schalter eine gemeinsame Spannungsleitung besitzt, bei dem der Hochfrequenztreiber eine Hochfrequenzspannung mit einer mittleren Treiberspannung erzeugt und bei dem die mittlere Treiberspannung die gemeinsame Leitungsspannung gleich sind.
51. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, gemäß Anspruch 50, bei dem der Schalter besondere elektrische Eigenschaften besitzt, bei dem der Hochfrequenztreiber einen Durchlaßwinkel erzeugt, der die relativen Dauern des leitenden Zeitintervalls und des Antwort-Zeitintervalls definiert, und bei dem der Durchlaßwinkel so gesetzt ist, daß die an die Last gelieferte Leistung entsprechend den besonderen elektrischen Eigenschaften des Schalters optimiert ist.
52. Verfahren zum Erzeugen von Hochfrequenz-Hochleistungssignalen von einem Schaltmodus-Leistungsverstärker, das umfaßt:
a. Anlegen einer Versorgungsspannung an einen Schalter, der eine interne Kapazität besitzt und schnell von einem leitenden Zustand in einen nichtleitenden Zustand übergehen kann; wobei
b. der Schalter dazu veranlaßt wird, schnell in seinen leitenden Zustand überzugehen und während eines leitenden Zeitintervalls, in dem die Versorgungsspannung einen Stromfluß durch den Schalter bewirkt, leitend zu bleiben; dann
c. der Stromfluß durch den Schalter mittels einer induktiven Netzwerkschaltung während des leitenden Zeitintervalls eingestellt wird; dann
d. der Schalter dazu veranlaßt wird, schnell in seinen nichtleitenden Zustand überzugehen und während eines Antwort-Zeitintervalls, in dem sich eine Spannung über den Schalter aufbaut, leitend zu bleiben; dann
e. eine Antwort-Spannungswelle durch die Wirkung der induktiven Netzwerkschaltung erzeugt wird, wobei die Antwortwelle während des gesamten Antwort-Zeitintervalls eine zeitlich veränderliche Spannung besitzt; dann
f. der Schalter erneut dazu veranlaßt wird, in einem Einschaltzeitpunkt schnell in seinen leitenden Zustand überzugehen und damit erneut das leitende Zeitintervall zu beginnen, wobei die Spannung unmittelbar vor dem Einschaltzeitpunkt wesentlich ist.
53. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last Leistung zuführt, mit:
a. einem Hochfrequenztreiber;
b. einem Mittel zum Schalten, das auf den Treiber anspricht, wobei das Schaltmittel schnell arbeitet und abwechselnd einen leitenden Zustand während eines leitenden Zeitintervalls und einen nichtleitenden Zustand während eines Antwort-Zeitintervalls einnehmen kann;
c. einem Mittel zum Anlegen einer Versorgungsspannung an den Schalter;
d. einem Mittel zum Einstellen, das auf die Versorgungsspannung anspricht, wobei das Einstellmittel eine Antwort-Spannungswelle erzeugt, wobei die Antwortwelle eine zeitlich veränderliche Spannung während des Antwort-Zeitintervalls besitzt und wobei die Antwort-Spannungswelle am Ende des Antwort-Zeitintervalls eine wesentliche Spannung besitzt.
L6
54. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last einen Leistungspegel zuführt, mit:
a. einem Hochfrequenztreiber;
b. einem Mittel zum Schalten, das auf den Treiber anspricht, wobei das Schaltmittel schnell arbeitet und abwechselnd einen leitenden Zustand während eines leitenden Zeitintervalls und einen nichtleitenden Zustand während eines Antwort-Zeitintervalls einnehmen kann;
c. einem Mittel zum Anlegen einer Versorgungsspannung an den Schalter;
d. einem Mittel zum Einstellen, das auf die Versorgungsspannung anspricht, wobei das Einstellmittel eine maximale Schaltspannung während des Antwort-Zeitintervalls erzeugt; und
e. einem Mittel zum Verringern der maximalen Schaltspannung während des Antwort-Zeitintervalls unter Aufrechterhaltung des Pegels der an die Last gelieferten Leistung.
55. Im Schaltmodus betriebener Hochfrequenz-Hochleistungsverstärker, der einer Last einen Leistungspegel zuführt, mit:
a. einem Hochfrequenztreiber;
b. einem Mittel zum Schalten, das auf den Treiber anspricht, wobei das Schaltmittel schnell arbeitet und abwechselnd einen leitenden Zustand während eines leitenden Zeitintervalls und einen nichtleitenden Zustand während eines Antwort-Zeitintervalls einnehmen kann;
c. einem Mittel zum Anlegen einer Versorgungsspannung an den Schalter;
d. einem Mittel zum Einstellen, das auf die Versorgungsspannung anspricht, wobei das Einstellmittel eine ma-
ximale Schaltspannung während des Antwort-Zeitintervalls erzeugt; und
e. einem Mittel zum Erhöhen des Pegels der an die Last gelieferten Leistung ohne Erhöhung der maximalen Schaltspannung.
DE0570491T 1991-02-04 1992-01-30 Verfahren und Vorrichtung zur Hochleistungsrundfunkfrequenzverstärkungim Schaltbetrieb. Pending DE570491T1 (de)

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US65078991A 1991-02-04 1991-02-04
PCT/US1992/000844 WO1992014300A1 (en) 1991-02-04 1992-01-30 High power switch-mode radio frequency amplifier method and apparatus

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