文档介绍：中北大学
电力电子技术综合实验
设计说明书
学生姓名: 学号:
系别:
专业:
题目: 开关功率放大驱动电路设计
指导教师: 职称:
2014年1月05日
中北大学信息商务学院
电力电子技术综合实验
设计任务书
13/14 学年第一学期
系别:
专业:
学生姓名学号
课程设计题目: 开关功率放大驱动电路设计
起迄日期:2013年12月30日~2014月01月05日
课程设计地点: 中北大学
指导教师:
下达任务书日期: 2013年12 月 30 日
目录
摘要………………………………………………………
设计的任务与要求……………………………………
方案论证与电路设计…………………………………
运算放大器的介绍……………………………………
计算元器件参数………………………………………
系统电原理图…………………………………………
……………………………………………………
………………………………………………
摘要:
本系统是基于D类功率放大器的基本原理实现的开关功率放大器。使用音频AGC硬件电路实现话音信号的增益可控,调制器采用最基本的比较器,其中载波为200KHz三角波,即PWM调制;随后经过驱动电路,驱动H桥输出,随后经LC无源滤波接上负载。开关型功率放大器因其损耗小、效率高、通频带宽等优点,广泛取代了早期低效率的线性功放,成为目前功率放大器研究的重点。以增强信号直流、连续波或脉冲波功率为主要目的的放大电路。常作为多级放大器的末级,向负载提供所需功率。这种负载可以是扬声器、电动机、电热器、发送天线等。功率放大器的重要指标是功率增益、失真度和效率。效率是指放大器的有用输出信号功率与所消耗的直流电源功率之比。它直接反映器件热损耗的大小,因而是表征放大器最大输出功率和尺寸的限制因素。现代功率放大器所用的有源器件主要是晶体管(双极型晶体管或场效应晶体管),少数场合下(如高频或微波大功率发射机的末级)也用真空管。前者的最大输出功率在较低频段已能达到数十千瓦,后者可达兆瓦级。常用的功率放大器多属中、小功率范围,使用晶体管作有源器件时效率较高、成本低、可靠性好。集成功率放大电路的最大输出功率已达数百瓦。
正文 :
 设计的任务与要求
 设计任务:通过完成开关信号功率放大及驱动电路设计掌握数字逻辑电路应用、功率元件选择及电路参数计算。
:
输入信号频率:1000Hz~3000Hz
输入信号幅度:0-5V
输入信号功率:100mW
放大器功率: 100W
负载: 纯电阻
采用电压型间接交流变流电路。其中整流部分采用单相桥式全控整流电路,逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路,滤波部分为LC滤波,负载为阻感性。其中控制部分采用双极性PWM波控制触发,从而控制负载电流和电压。由于逆变部分采用电压型逆变电路,所以当选用电阻性负载时其电流大致呈正弦波,电压呈矩形波。
电路原理图如下所示:
运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多,广泛应用于电子行业当中。
运放如图有两个输入端a(反相输入端),b(同相输入端)和一个输出端o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点。)之间,且其实际方向从a 端高于公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。反转放大器和非反转放大器如下图:
运算放大器
运算放大器
一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。
运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值,而低于正电源某一数值