專利名稱：多相阻抗變換放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及阻抗變換放大器，并且尤其涉及在這類放大器中提高輸出電壓或電流變換比的技術(shù)。
背景技術(shù)：
如標題為“帶有阻抗變換輸出級的轉(zhuǎn)換放大器”的美國專利No.5,610,533(收錄作為參考)中說明那樣，阻抗變換放大器在不使用變壓情況器下提供超過輸入電壓或電流的輸出電壓或電流。但是，如果要得到高效率，在低負載阻抗下最大電壓或電流放大比會受到限制。負載在八歐姆以下的電壓比典型地限制成4∶1或更小。在一些限壓應(yīng)用中，最大可得到的比率不能提供足夠的功率。需要提高阻抗變換放大器的輸出放大比，以在較高功率應(yīng)用中擴展它們的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明屬于一種大大提高阻抗變換放大器中的輸出電壓或電流變換比的方法和設(shè)備。概括地，本發(fā)明利用多個相位同步阻抗變換級，每級最好在最終輸出電壓和電流上起相等的作用。


圖1示出本發(fā)明的一優(yōu)選實施例以及圖2示出圖1電路的控制信號和輸出信號的電壓波形。
具體實施例方式
現(xiàn)參照圖1，電壓源101對所有后面提到的動作提供電源。開關(guān)元件104在來自PWM調(diào)制器109的信號119的控制下對電感器102充電，其中PWM調(diào)制器109響應(yīng)接收輸入數(shù)據(jù)流118提供控制信號。最好采用標準脈寬調(diào)制技術(shù)。
信號119結(jié)束時，電感器102通過二極管106把它儲存的電荷釋放到電容器108中。跟隨這種事件周期，開關(guān)元件105在來自PWM調(diào)制器109的信號120的控制下對電感器103充電。在信號120結(jié)束時，電感器103通過二極管107把它儲存的電荷釋放到電容器108中。交替地，可以看出，代表輸入數(shù)據(jù)118的能量按電源101的電壓儲存在電感器102或103中，并在另一電壓下釋放到電容器108上。
線路121和122上的控制信號由PWM調(diào)制器109控制以反映輸入數(shù)據(jù)118的符號。根據(jù)技術(shù)上的不同實現(xiàn)，這種操作可以穩(wěn)態(tài)地或動態(tài)地出現(xiàn)?？刂菩盘?21和122用來分別激勵開關(guān)元件110和112，并且同時通過反相器123和124的工作分別去激勵開關(guān)元件111和113。
上述的凈效果是，通過開關(guān)元件110和電感器114或者通過開關(guān)元件112和電感器115，負載117的一端上可得到儲存在電容器108上的電荷，從而控制流過負載117的電流方向。電感器114和115與電容器116一起用來濾掉該采樣處理中固有的假頻生成。通過開關(guān)元件111或113為負載117實現(xiàn)電流返回到電壓流101。這種連接方法允許負載117上可得到的輸出接近零。
現(xiàn)參照圖2，跡線201和202分別示出圖1控制信號119和120的活動。跡線203和204分別示出二極管106和107的陰極，從而分別為電感器102和103的電壓勢，的活動。跡線205示出都在圖1中的二極管106和107，電容器108以及開關(guān)元件110和112的公共連接上的活動；即通過本文說明的動作產(chǎn)生的瞬時電壓。
在時刻206，控制信號119在跡線201中斷言(assert)，其后果可在跡線203中在二極管106上看到。在時刻207，釋放控制信號(見跡線201)產(chǎn)生來自電感器102的回掃電壓(見跡線203)。該通過二極管106傳導的回掃電壓造成電容器108兩端間的電勢增加(見跡線205)。隨后分別在時刻208和209控制信號120的斷言和去斷言造成來自電感器103的類似回掃電壓(跡線204上的時刻209)，并且造成電容器118兩端間的電勢增加(見跡線205時刻209)。
注意采用兩個交替的電感器回掃周期產(chǎn)生可能是每個電感器的輸出周期(單級電感器可得到的周期)二倍的充電周期。對于添加相繼的回掃級這種周期增加保持正確，即，采用三個電感器能使電感器充電周期是輸出周期的三倍，并且類推，在這種增加一倍的情況下得到的電感器充電周期使最大電流增加一倍，從而對任何給定的負載電阻使得到的最大回掃電壓增加一倍。從而這種技術(shù)的阻抗變換放大器所得到的輸出功率在使用中變成按采用的級數(shù)的平方放大電壓變換比。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種和電源連接的用于提高轉(zhuǎn)換放大器的輸出放大比的電路，在該轉(zhuǎn)換放大器中根據(jù)通過脈寬調(diào)制器(PWM)控制下選通開關(guān)的輸入信號將能量耦合到負載上，該電路包括多個阻抗變換級，每級連接在電源和選通開關(guān)之間，并且每級在相位同步的基礎(chǔ)上由該PWM控制，從而提供一部分耦合到該負載上的能量。
2.如權(quán)利要求1的電路，其中每個阻抗變換級提供相同部分的耦合到該負載上的能量。
3.如權(quán)利要求1的電路，其中每個阻抗變換級包括一個和一個電感器串聯(lián)的由PWM控制的開關(guān)，從而升高到該負載的電壓。
4.一種提高驅(qū)動負載的帶有選通開關(guān)的阻抗變換放大器中的輸出放大比的方法，包括步驟設(shè)置多個連接在電源和選通開關(guān)之間的相位同步的阻抗變換級；以及控制這些變換級從而每級提供相應(yīng)部分的通過該負載的電壓或電流。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中每個阻抗變換級提供基本上相同部分的通過該負載的電壓或電流。
權(quán)利要求
1.一種和電源連接的用于提高轉(zhuǎn)換放大器的輸出放大比的電路，在該轉(zhuǎn)換放大器中根據(jù)通過脈寬調(diào)制器(PWM)控制下選通開關(guān)的輸入信號把能量耦合到負載上，該電路包括多個阻抗變換級，每級在相位同步情況下由該PWM控制以提供一部分耦合到該負載上的能量。
2.如權(quán)利要求1的電路，其中每個阻抗變換級提供相同部分的耦合到該負載上的能量。
3.如權(quán)利要求1的電路，其中每個阻抗變換級包括一個和一個電感器串聯(lián)的由PWM控制的開關(guān)，從而升高到該負載的電壓。
4.一種提高驅(qū)動負載的阻抗變換放大器中的輸出放大比的方法，包括步驟設(shè)置多個相位同步阻抗變換級；以及控制這些變換級從而每級分別提供一部分該負載的電壓或電流。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中每個阻抗變換級提供相同部分的通過該負載的電壓或電流。
全文摘要
公開一種大大提高阻抗變換放大器中的輸出電壓或電流變換比的方法和設(shè)備。概括地，該方法利用多個相位同步阻抗變換級，每級最好在最終輸出電壓和電流上起相等的作用。
文檔編號H03F3/34GK1666412SQ03816260
公開日2005年9月7日 申請日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者拉里·科恩 申請人:Jam技術(shù)有限責任公司