專利名稱：一種新型電磁軸承功率放大器的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型電磁軸承功率放大器的裝置，屬于電力電子和電源技術領域。
背景技術：
在要求電源電流輸出響應速度快、頻率響應寬、失真小、功耗低、體積小、效率高的電磁軸承功率放大器裝置中采用傳統的電路技術很難實現。
發明內容本發明的目的在于，提供一種電源電流輸出響應速度快、頻率響應寬、失真小、功耗低、體積小、效率高的新型電磁軸承功率放大器的裝置。
本發明是通過以下措施來實現的本發明的新型電磁軸承功率放大器的裝置，是由一個主電源、一個能量回饋和N個功率放大器單元組成，N個功率放大器單元共用一個能量回饋和一個主電源，每個功率放大器單元的負載中儲存的能量通過一個共用的能量回饋釋放回主電源中，N≥1；所述的功率放大器單元包括有功率開關、以及分別與功率開關連接的負載、嵌位電路、PWM控制器、通過電流傳感器的誤差放大器。
上述本發明的裝置中，所述的功率開關為場效應管或IGBT；所述的負載為電感；所述的嵌位電路為二極管；所述的電流取樣為電流傳感器；所述的能量回饋是由電源濾波均壓電路、半橋逆變電路、變壓器、全波整流電路依次連接組成。
本發明的裝置采用單個開關器件組成，利用脈寬調制(PWM)、電流雙閉環控制、能量回饋控制等技術，使放大器具有良好的動態特性和線性度，能很好的跟蹤給定信號在負載上得到高質量的電流輸出。
本發明一種新型電磁軸承功率放大器的裝置，每一路功率放大器單元采用單一功率開關器件，通過控制開關器件的通、斷使流過負載的平均電流發生變化，負載上得到可需的電流。每一路功率放大器單元加電流負反饋控制，這樣負載可得到與給定信號成線性關系的電流。在開關器件關斷期間，負載上的能量通過由二極管組成的嵌位電路為能量回饋裝置提供電源，通過能量回饋裝置將此能量返回到放大電路的主電源上。
本發明的電磁軸承功率放大器裝置，由于采用了N路功率放大器共用一個主電源和一個能量回饋裝置，具有動態特性好，線性度高、功耗低、體積小、效率高。
圖1是電磁軸承功率放大器電路結構原理圖1、功率開關；2、負載；3、嵌位電路；4、PWM控制器；5、電流取樣；6、誤差放大器；7、能量回饋。
圖2是電磁軸承功率放大器原理中VA、Vb為IGBT或場效應管；G1、G2、G3、GN為場效應管或IGBT；C1、C2為儲能電容；C3為電容；R1、R2為電阻；DA、DB、D1、D2、D3、DN為二極管；L1、L2、L3、…LN為電感；T為變壓器；CT1、CT2、CT3、CTN為電流傳感器。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作具體的說明。
附圖1所示是電磁軸承功率放大器裝置的總電路結構圖。是由功率開關1、負載2、嵌位電路3、PWM控制器4、電流取樣5、誤差放大器6、能量回饋7組成。每一路放大器采用單一功率開關器件，通過控制開關器件的通、斷使流過負載的平均電流發生變化，負載上得到可需的電流。每一路功率放大器單元加電流負反饋控制，這樣負載可得到與給定信號成線性關系的電流。在開關器件關斷期間，負載上的能量通過由二極管組成的嵌位電路為能量回饋裝置提供電源。能量回饋裝置通過變壓器和整流電路將此能量返回到放大電路的主電源上。
附圖2所示是電磁軸承功率放大器的原理圖。其原理為功率開關G1、G2、G3、GN為場效應管或IGBT；L1、L2、L3、…LN為電感；嵌位電路由D1、D2、D3、DN二極管組成；電流取樣CT1、CT2、CT3、CTN為電流傳感器。
該裝置的工作過程是通過輸入給定信號Vi，功率開關器件按一定的開關頻率工作，從而使負載(電感)中得到輸出電流，每一路通過電流傳感器取樣后與該給定信號作比較得到誤差信號，誤差信號經過誤差放大器放大來控制PWM控制器，從而控制該負載中的電流，使負載中的電流具有良好的動態特性和線性度，很好的跟蹤給定信號，滿足技術指標要求。
當某一路功率開關器件開通時，負載上從電源吸收能量，電源給負載補充能量，功率開關器件關斷時負載上儲存的能量通過嵌位二極管回饋作為能量回饋裝置的電源，該電源經過逆變變換，變成交流經變壓器隔離、整流后回饋到功率開關器件的供電電源。
該能量回饋裝置是由電源濾波均壓電路、半橋逆變電路、變壓器、全波整流電路組成。電路各部分結構的相互關系為由C1、C2、R1、R2組成了電源濾波均壓電路，保證能量回饋裝置供電電源的穩定性，能量回饋裝置采用半橋逆變電路，其輸出經過變壓器T隔離后經全波整流輸出接至功率開關器件的供電電源兩端。
權利要求
1.一種新型電磁軸承功率放大器的裝置，其特征在于是由一個主電源、一個能量回饋和N個功率放大器單元組成，N個功率放大器單元共用一個能量回饋和一個主電源，每個功率放大器單元的負載中儲存的能量通過一個共用的能量回饋釋放回主電源中，N≥1；所述的功率放大器單元包括有功率開關(1)、以及分別與功率開關連接的負載(2)、嵌位電路(3)、PWM控制器(4)、通過電流取樣(5)的誤差放大器(6)。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的功率開關(1)為場效應管或IGBT。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的負載(2)為電感。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的嵌位電路(3)為二極管。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的電流取樣(5)為電流傳感器。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的能量回饋是由電源濾波均壓電路、半橋逆變電路、變壓器、全波整流電路依次連接組成。
全文摘要
本發明涉及一種新型電磁軸承功率放大器的裝置，屬于電力電子和電源技術領域，該裝置是由一個主電源、一個能量回饋和N個功率放大器單元組成，N個功率放大器單元共用一個能量回饋和一個主電源，每個功率放大器單元的負載中儲存的能量通過一個共用的能量回饋釋放回主電源中，N≥1；所述的功率放大器單元包括有功率開關、以及分別與功率開關連接的負載、嵌位電路、PWM控制器、通過電流傳感器的誤差放大器。本發明的電磁軸承功率放大器裝置，由于采用了N路功率放大器共用一個主電源和一個能量回饋裝置，具有動態特性好，線性度高、功耗低、體積小、效率高。
文檔編號H02N15/00GK101038811SQ20071001421
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月4日 優先權日2007年4月4日
發明者何洪臣, 李瑞來, 李元河 申請人:山東新風光電子科技發展有限公司