引言隨著電力電子技術及器件的發展；特別是功率mosfet、igbt、mct、ipm以及單片整合脈寬調變功率放大器等新型器件的出現；使電壓型spwm逆變器得到廣泛的關注、開發和應用。
傳統中頻電源一般包括兩個環節：即前級穩壓；后級中頻逆變；基本採用分立元器件。雖無傳統的旋轉部件；但體積仍然較大；效率較低；結構複雜；除錯麻煩；不可靠因素較多；直接影響了電源及裝置的可靠性。
各種新型艦載電子裝置對中頻電源的體積重量和效能指標提出了更為嚴格的要求；而傳統中頻電源已無法滿足；解決的途徑只能是尋求更為先進的變頻技術。
正弦脈寬調變spwm(sine pulse width modulation) 技術利用功率器件的導通與關斷；把直流電壓變成幅度相等而寬度按正弦規律變化的電壓脈衝序列；並通過控制脈衝的寬度和和脈衝序列的週期以達到變壓變頻目的。採用spwm技術的電源主要優點有：效率高、體積小、雜訊小、失真度小、響應快。
工作原理
早期spwm中頻電源多採用分立器件構成；系統中的振盪器、比較器、死區發生器、驅動等需要十分謹慎的調節；且可靠性不高；現在這種方案已很少採用；後來出現了單片整合spwm控制器；如hef4752v等；將振盪器、比較器、運放等整合於單片ic內部；大大簡化了系統設計；系統可靠性也大為提高；隨著高速微控制器和低價位dsp控制器的出現；數位化中頻電源開始廣泛使用；與此同時還出現了可程式設計數位化spwm發生器，如sa838等；進一步簡化了系統設計；提高了系統可靠性。但是所有這些控制方案在構成乙個完整的電源系統時都需要至少三路隔離電源；電源體積很難進一步減小。
美國apex公司結合電力電子技術和功率放大器技術設計生產了脈寬調變功率放大器；該系列放大器將振盪器、pwm發生器、死區發生器、自舉驅動器、igbt和續流二級管、過流/過熱保護等功能部件全部整合一體；使其成為乙個完整的pwm功率放大器；使用者只需按要求提供所需的模擬調製訊號；經放大器後將輸出基波為調製訊號的高頻高壓spwm訊號序列；再經高頻濾波後就可得到幅度和功率均放大的調製訊號。若將放大器和濾波視為乙個整體；其功能就等同於傳統線性功率放大器；但其效率卻高得多。
pwm功率放大器代表型號sa08典型引數：
功率輸入電壓16～500vdc；單相全橋輸出；最大輸出電流20a；最大傳遞功率10kw；內部振盪及控制電路實現22. 5khz的開關頻率；模組效率高達98%；具有內部過流和過熱保護；同時提供使用者外部限流設定和關斷功能；mo-127封裝；工作溫度範圍- 55～125℃。
sa08外觀和引腳分布圖見圖1；內部功能圖見圖2 。
由於將振盪電路、控制電路、驅動電路和功率器件全部整合於模組內部；sa08的可靠性大為提高；且介面非常簡潔。樣機電源以sa08為核心；由整流電路、輔助電源、中頻訊號發生器、反饋控制電路和輸入輸出濾波電路等部分構成。原理圖見圖3。
單相220v ac電壓一路經整流橋整流濾波後作為sa08的功率電源；另一路經ac/dc轉換、共模抑制後作為控制電路和sa08輔助電源；訊號發生器產生頻率400hz；幅度可調的正弦訊號；訊號發生器通過優化電路設計和選用低溫漂元件實現輸出頻率的穩定；控制電路對輸入指令訊號進行偏置、放大、pid及濾波處理、輸出限幅等；最後作為sa08輸入訊號控制其功率輸出。過壓保護和過流保護也通過控制電路實現；sa08輸出的高頻高壓spwm波經lc濾波器後供給負載；反饋電路直接從負載上進行電壓電流取樣；確保控制的精度。
圖3 系統原理圖
關鍵技術的解決
窄脈衝含有豐富的頻譜；且其頻譜與其脈衝寬度大體上成反比關係：脈衝越窄；其頻譜越豐富。對於乙個幅度達280v、頻率為22.
5khz的spwm脈衝序列；它對其周邊電路的干擾是非常嚴重的。同時；功率器件的高速開關而產生的巨大電壓變化率du/dt和電流變化率di/dt將通過雜散電容和引線電感對供電電源和控制電路產生難以估計的影響。因此；如何實現系統內部強弱電之間的電磁相容便成為關鍵技術。
電磁相容從實施途徑來講主要有接地、遮蔽和濾波三種方法。在理論分析的基礎上；通過大量實驗；找出了系統中的敏感迴路、敏感元件和敏感點；並針對性的採取濾波、嚴格接地、合理布局與佈線等措施。
首先；在整體布局上按照強弱電分離的原則；將訊號發生器、控制和保護迴路等與功率電路分開布局；其次；按照訊號流和功率流進行區域性布局和佈線；使其流暢無交疊；輸入輸出分離；同時；佈線嚴格遵循環路最小原則；第三；將發熱器件貼近機殼布置；對溫漂有嚴格要求的元器件遠離發熱器件；第四；電源充分解耦。高頻spwm波由於含有豐富的高頻諧波成份；所以功率電路和弱電電路需要嚴格的高頻解耦；第五；嚴格接地。功率地和弱電地分離佈線；嚴格消除大的接地環路；同時保證功率地接地阻抗的連續性。
試驗結果
對一台中頻電源樣機進行系統的試驗；樣機達到了如下主要效能指標：
考慮到以下的一些因素：注意ap擺放的物理位置、ap的控制和管理、使用者身份驗證和計費管理、簡化網路安全管理、不能讓非專業人員構建無線網路。
( 1) 電網調整率：輸入187 ～ 242vac , 輸出115v ±3 %
(2) 負載調整率：輸入220vac ,負載0a～1a , 輸出115v ±3 %
(3) 輸出頻率400hz ±0. 5 % ,波形失真度≤ 2 %
(4) 具有過流保護、過壓保護和過熱保護等功能
(5) 體積:160 ×97 ×45 (mm3)
結論 採用新型功率器件和控制技術，實現了中頻電源小型化和高效能的技術要求。樣機體積縮小為同等電氣指標的傳統中頻電源的五分之一，元件數量減少為原來的二分之一。該新型中頻電源體積小、重量輕、雜訊小、響應快、失真度小、可靠性高,具有較強的實用價值。
實踐報告寬頻功率放大器
實踐報告 課程名稱 電子電路設計與實踐 一 題目 寬頻功率放大器 院系班級 學生姓名 學號完成日期 2009 年 10 月 15 日 一 電路可實現的功能 該電路由二級直接耦合放大電路和兩個射級跟隨電路組成，可以將20hz 2000khz的輸入訊號放大100倍，並且無明顯失真，輸入阻抗大於500k，...
功率放大器記憶效應總結
降低記憶效應的基本想法是 通過附加電路濾除由包絡和二次諧波控制的三階交調分量。最簡便的方法是在四分之一波長傳輸線後面的偏置線上，新增輔助電路使包絡訊號和二次諧波短路，但由於傳輸線的離散作用，使得這種方法難以實現寬頻短路。因此，短路電路網路應當直接加在緊靠柵極和漏極的地方，而不必經過四分之一波長傳輸線...
電工實習報告 功率放大器
實習目的 1.鞏固課程所學知識 2.鍛鍊動手操作能力 3.鍛鍊團隊合作能力 4.掌握電路設計的基本過程和方法 5.學習電工技術的基本知識和操作要領 6.學會常用儀表的使用方法 7.學會檢測 測量各種常用的電工電子器材 實習器材 銅板一塊,4.7k電位器乙個,va741運放乙個,2n3055型三極體2...