【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种功率放大器，具体涉及一种高信噪比数字功率放大器。
技术介绍
1、精密仪器基于高精度和减小死区的系统要求，对伺服回路提出低纹波和高分辨率应用需求，通常采用线性功率放大器进行驱动控制。
2、现有线性功率放大器一般基于a类或ab类放大器构型，虽然有线性度好，纹波低的优点，但存在体积大、效率低下和发热严重的缺点。随着精密仪器小型化的趋势，对体积、功耗和热负荷提出了更高的要求，现有线性功率放大器已经难以满足小型化精密仪器的使用需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有线性功率放大器存在体积大、效率低下和发热严重的技术问题，而提供一种高信噪比数字功率放大器。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种高信噪比数字功率放大器，其特殊之处在于：
4、包括依次连接的半桥母线电压分级电路、滤波电路和全桥驱动电路；
5、半桥母线电压分级电路用于对全桥驱动电路的母线电压进行电压分级控制，半桥母线电压分级电路包括第一开关sw1、第二开关sw2和控制电路；
6、第一开关sw1和第二开关sw2的一端分别接dc电源的正极和负极，第一开关sw1和第二开关sw2的控制端接控制电路的控制输出端；
7、控制电路的输入高端接第一开关sw1和第二开关sw2的另一端，输入低端接dc电源的负极；控制电路的输出高端和输出低端分别接滤波电路的输入高端和输入低端；
8、全桥驱动电路的输出端与外部
9、进一步地，控制电路包括第一电感l1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、可编程增益放大器pga和控制单元；
10、第一电感l1的一端接第一开关sw1和第二开关sw2的另一端，另一端接第一电阻r1和第一电容c1的一端，并作为控制电路的输出高端，接滤波电路的输入高端；
11、第一电阻r1的另一端和第二电阻r2的一端连接，并接可编程增益放大器pga的同相输入端，第二电阻r2的另一端、可编程增益放大器pga的反向输入端、第一电容c1的另一端分别接dc电源的负极，并作为控制电路的输出低端，接滤波电路的输入低端；
12、可编程增益放大器pga的输出端接控制单元的输入端，所述控制单元的输出端接第一开关sw1和第二开关sw2的控制端。
13、进一步地，还包括滤波电感lb；
14、滤波电感lb的两端分别接全桥驱动电路的输出高端和负载fz的一端。
15、进一步地，控制单元为电源管理芯片或自适应参数超螺旋滑模控制器。
16、进一步地，自适应参数超螺旋滑模控制器的比例增益和积分增益如下式：
17、kp＝2.1·deta
18、
19、式中：deta为自适应参数；kp为比例增益；ki为积分增益。
20、进一步地，半桥母线电压分级电路的载波频率大于等于50倍全桥驱动电路的载波频率。
21、进一步地，滤波电路包括第二电感l2、第三电阻r3、第二电容c2和第三电容c3；
22、第二电感l2的一端接第三电阻r3的一端，并作为滤波电路的输入高端，接控制电路的输出高端；
23、第二电感l2的另一端接第三电容c3的一端，并作为滤波电路的输出高端，接全桥驱动电路的输入高端；
24、第三电阻r3的另一端接第二电容c2的一端，第二电容c2的另一端接第三电容c3的另一端，第二电容c2的另一端作为滤波电路的输入低端，接控制电路的输出低端；第三电容c3的另一端作为滤波电路的输出低端，接全桥驱动电路的输入低端。
25、进一步地，全桥驱动电路包括第三开关sw3、第四开关sw4、第五开关sw5和第六开关sw6；
26、第三开关sw3的一端接第四开关sw4的一端，并作为全桥驱动电路的输入高端，接第二电感l2的另一端；
27、第三开关sw3的另一端接第五开关sw5的一端，并作为全桥驱动电路的输出高端，接负载fz的一端；
28、第六开关sw6的一端接第四开关的另一端，并作为全桥驱动电路的输出低端，接负载fz的另一端；
29、第五开关sw5的另一端接第六开关sw6的另一端，并作为全桥驱动电路的输入低端，接第三电容c3的另一端；
30、所述第三开关sw3、第四开关sw4、第五开关sw5和第六开关sw6的控制端分别接外部电源控制器的控制输出端。
31、本专利技术的有益效果是：
32、1、本专利技术一种高信噪比数字功率放大器，降低了小信号时驱动电流的纹波，提高了驱动电流的信噪比，可以应用于高精度仪器伺服领域，传统线性功率放大器工作在放大模态下，效率不超过30％，而数字功率放大器工作在开关模态下，效率可以达到90％以上，显著提升的驱动效率，可以减小系统发热，降低驱动器体积。
33、2、本专利技术采用自适应参数超螺旋滑模控制器，使得母线电压分级控制在保证快速调整特性的条件下，保证系统有好的鲁棒性。
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1.一种高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
3.根据权利要求3所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
6.根据权利要求1-5任一所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
3.根据权利要求3所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的高信噪比数字功率放大器，其特征在于：
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄铭，宋颖慧，吴亦威，李佳雨，孙世杰，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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