信號由脈沖寬度調(diào)制器轉(zhuǎn)換為一個控制信號，控制信號控制開關。當輸入信號是恒定的，并且負載是穩(wěn)定的情況下，脈沖寬度調(diào)制器輸出的開關信號具有恒定頻率，并且脈沖寬度與控制器輸出信號成正比。其中，丁類放大器的電感器和電容器構(gòu)成一個二介濾波器。這個二介濾波器可以把開關信號里含有的高次諧波濾除。電容器上的電壓和控制器的輸出電壓成正比。
[0067]控制器的作用有兩點:控制丁類放大器的輸出電壓，使其等于輸入信號以及保證反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性。具體應用中，控制器一般使用經(jīng)典的PID控制器。P代表比例，I代表積分，D代表微分。最簡單的PID控制器可以只含有I部分，也就是積分器。積分器可以保證在穩(wěn)態(tài)下，反饋信號等于輸入信號。PID控制器的原理和實現(xiàn)細節(jié)在此不作詳細描述。
[0068]具體的，每個所述相位放大電路2還包括一開關電路K和一電感L ;其中，
[0069]所述脈沖寬度調(diào)制電路M的輸出端與所述開關電路K的輸入端連接，所述脈沖寬度調(diào)制信號用于控制所述開關電路K的輸出信號；
[0070]所述開關電路K的輸出端與所述電感L的一端連接，所述電感L的另一端為所述相位放大電路的輸出端，即如圖4所示，N個電感L的一端(不與開關電路K連接的一端)相連并輸出至電容C及一負載；
[0071]所述開關電路K還包括一電源輸入端和一接地端，所述開關電路K的輸出信號用于控制所述電感L的連接狀態(tài)；其中，當所述開關電路K的輸出信號為高電平時，所述電感L與所述電源輸入端連接；當所述開關電路K的輸出信號為低電平時，所述電感L與所述接地端連接。
[0072]圖4中所示的負載電流為流過所有電感L的電流之和，需要說明的是，控制器3的設置限制上述負載電流的大小，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但是無法限制流過各個電感L的電流的大小，故本發(fā)明實施例提供的電流平衡電路是用來平衡各個相位放大電路之間的電流，其總的電流之和(即負載電流)保持不變。
[0073]本發(fā)明的上述實施例中，如圖4所示，其負反饋結(jié)構(gòu)的具體連接方式為:每個所述電流平衡電路I的輸入端分別與N個所述脈沖寬度調(diào)制信號連接，每個所述電流平衡電路I的輸出端與一個脈沖寬度調(diào)制電路M的輸入端連接；其中，
[0074]每個所述電流平衡電路I根據(jù)N個所述脈沖寬度調(diào)制信號，輸出一偏離信號給對應的脈沖寬度調(diào)制電路M，所述脈沖寬度調(diào)制電路M根據(jù)所述偏離信號調(diào)整輸入所述脈沖寬度調(diào)制電路的待調(diào)制信號，糾正N個脈沖寬度調(diào)制信號之間的偏差。
[0075]本發(fā)明實施例中主要提供兩種電流平衡電路的實現(xiàn)方式，下面分別對兩種實現(xiàn)方式進行具體描述:
[0076]第一種實現(xiàn)方式:
[0077]如圖6所示，每個所述電流平衡電路I包括第一電流平衡電路11和平均值電路12 ;其中，
[0078]N個所述脈沖寬度調(diào)制信號輸入至所述平均值電路12的輸入端，所述平均值電路12確定N個所述脈沖寬度調(diào)制信號的平均信號，并將所述平均信號輸出至所述第一電流平衡電路11的輸入端；
[0079]所述第一電流平衡電路11的輸入端還與所述脈沖寬度調(diào)制電路的輸出端連接，所述第一電流平衡電路11的輸出端與所述脈沖寬度調(diào)制電路M的輸入端連接，所述第一電流平衡電路11根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號和所述平均信號的差值確定所述偏離信號，并輸出至所述脈沖寬度調(diào)制電路M的輸入端；
[0080]其中，輸入所述脈沖寬度調(diào)制電路M的待調(diào)制信號為所述控制信號和所述偏離信號的差值信號。
[0081]具體的，每個所述第一電流平衡電路11包括:第一減法器、第一低通濾波器和第一放大器；其中，
[0082]所述第一減法器用于計算并確定所述脈沖寬度調(diào)制信號和所述平均信號的第一差值號；
[0083]所述第一差值信號輸入至所述第一低通濾波器的輸入端，所述第一低通濾波器濾除所述第一差值信號中的高頻噪聲，得到第一差值濾波信號輸出至第一放大器進行放大后得到所述偏離信號并輸出。
[0084]較佳的，如圖6所示，多個所述第一電流平衡電路11共用一個平均值電路12 ;其中，
[0085]所述平均值電路12輸出的平均信號輸出至每一個第一電流平衡電路11的輸入端。
[0086]優(yōu)選的，當N = 2時，即雙相位丁類放大器的電路結(jié)構(gòu)具體如圖6所示，包括:
[0087]控制器3、第一脈沖寬度調(diào)制電路Ml、第二脈沖寬度調(diào)制電路M2、第一 1/2乘法器X1、第二 1/2乘法器X2、加法器A、第一子減法器S1、第二子減法器S2、第一子低通濾波器RTl、第二子低通濾波器RT2、第一子放大器Fl、第二子放大器F2、第一調(diào)整減法器S3、第二調(diào)整減法器S4、第一開關電路K1、第二開關電路K2、第一電感L1、第二電感L2以及電容C ;其中，第一電感LI串聯(lián)一寄生電阻，即第一電阻Rl ;第二電感L2也串聯(lián)一寄生電阻，即第二電阻R2 ;需要說明的是，理想的電感沒有寄生電阻，實際應用中的電感都含有寄生電阻。其寄生電阻的設置帶來一種電流負反饋，這種負反饋可以抑制電流并且平衡各個相位間電流；但是由于丁類放大器的寄生電阻一般比較小，因此寄生電阻對電流平衡的效果不夠明顯。且在丁類放大器的實際應用中，不會刻意使用和電感串聯(lián)的電阻，因為雖然這個電阻在電流平衡電路缺失的情況下，能起到一定的電流平衡的效果，但是也會增加電能的損耗，降低丁類放大器的效率。故可根據(jù)實際電路確認是否需要第一電阻Rl和第二電阻R2(即寄生電阻)。本發(fā)明的具體實施例如圖6所示，以帶有寄生電阻的電感為例進行具體描述:
[0088]所述輸入信號輸入至所述控制器3的第一輸入端，所述控制器3的輸出端分別與第一調(diào)整減法器S3的輸入端和第二調(diào)整減法器S4的輸入端連接，所述第一調(diào)整減法器S3的輸出端與第一脈沖寬度調(diào)制電路Ml的輸入端連接，第一脈沖寬度調(diào)制電路Ml的輸出端分別與第一子減法器SI的輸入端、第一 1/2乘法器Xl的輸入端以及第一開關電路Kl的輸入端連接；所述第二調(diào)整減法器S4的輸出端與所述第二脈沖寬度調(diào)制電路M2的輸入端連接，第二脈沖寬度調(diào)整電路M2的輸出端分別與第二子減法器S2的輸入端、第二 1/2乘法器X2的輸入端以及第二開關電路K2的輸入端連接；
[0089]所述第一 1/2乘法器Xl的輸出端和所述第二 1/2乘法器X2的輸出端均與所述加法器A的輸入端連接，所述加法器A的輸出端分別與所述第一子減法器SI的輸入端和所述第二子減法器S3的輸入端連接；所述第一子減法器SI的輸出端與所述第一子低通濾波器RTl的輸入端連接，所述第一子低通濾波器RTl的輸入端與所述第一子放大器Fl的輸入端連接，所述第一子放大器Fl的輸出端與所述第一調(diào)整減法器S3的輸入端連接；所述第二子減法器S2的輸出端與所述第二子低通濾波器RT2的輸入端連接，所述第二子低通濾波器RT2的輸入端與所述第二子放大器F2的輸入端連接，所述第二子放大器F2的輸出端與所述第二調(diào)整減法器S4的輸入端連接；
[0090]所述第一開關電路Kl的電源輸入端接入一電源電壓，所述第一開關電路Kl的接地端接地；所述第二開關電路K2的電源輸入端接入一電源電壓，所述第二開關電路K2的接地端接地；所述第一開關電路Kl的輸出端串聯(lián)所述第一電阻Rl后與所述第一電感LI的一端連接，所述第二開關電路K2的輸出端串聯(lián)所述第二電阻R2后與所述第二電感L2的一端連接，所述第一電感LI的另一端與所述第二電感L2的另一端連接并分別與所述電容C的一端和所述控制器3的第二輸入端連接并輸出所述放大信號，所述電容C的另一端接地。
[0091]本發(fā)明的上述雙相位丁類放大器中，第一相位的輸出脈沖與第二相位的輸出脈沖各乘以系數(shù)0.5并相加得到第一相位脈沖和第二相位脈沖的平均值。第一相位的輸出脈沖與平均值相減，得到第一相位輸出脈沖與第一第二相位輸出脈沖平均值之間的差值，也就是第一相位輸出脈沖偏離兩相位平均值的差值。這個差值被低通濾波，并反饋到第一相位脈沖寬度調(diào)制器輸入端，與第二相位脈沖寬度調(diào)制器的輸入信號，也就是丁類放大器控制器的輸出信號相減得到第一脈沖寬度調(diào)制電路Ml的待調(diào)制信號。第二相位的輸出脈沖與平均值相減，得到第二相位輸出脈沖與第一第二相位輸出脈沖平均值之間的差值，也就是第二相位輸出脈沖偏離兩相位平均值的差值。這個差值被低通濾波，并反饋到第二相位脈沖寬度調(diào)制器輸入端，與第二相位脈沖寬度調(diào)制器的輸入信號，也就是丁類放大器控制器的輸出信號相減得到第二脈沖寬度調(diào)制電路M2的待調(diào)制信號。低通濾波器的作用是抑制開關?目號中含有的尚頻噪聲。
[0092]綜上，第一種實現(xiàn)方式下本發(fā)明電流平衡電路，主要工作原理敘述如下(以雙相丁類放大器為例):
[0093]第一和第二相位的輸出脈沖的平均值通過乘以系數(shù)1/2和加法器求得。第一相位輸出脈沖等效信號離兩相位輸出開關信號的平均值的偏差通過減法器和低通濾波器求得。求得偏差被反饋到脈沖寬度調(diào)制器的輸入端