1 导言
D类和E类功率扩大器克服了A、B、c类功率扩大器的缺陷，使功率器材作业于开关状况。但是在作业频率升高时D类就呈现一些缺陷：（1）因为晶体管存在开关时间，假如开关时问占去信号周期的较大部分时．渡越损耗就显得非常杰出，扩大器难以坚持高功率作业；（2）两个晶体管或许一起导通或截止，由此引起二次击穿而使功率管损坏；（3）发生的波形是矩形波，要用LC谐振电路滤出基波，不免有谐波损耗。因而转化功率减小，这就约束了D类状况的电路作业频率的进一步进步。而E类功率扩大器对高频晶体管的作业电流和耐压要求比D类要高一些，因而约束了电路输出功率的进步。本文研讨的是DE类高频调谐功率扩大器电路，他归纳了D类和E类的长处，使两个功率管相似于D类扩大器轮番导通，当关断时，功率管两头电压等于电源电压。一起每个功率管的作业状况又能满意E类条件，因而电路既可以作业在与E类相同的高频条件下，又确保了较高的作业功率和较大的输出功率。
2 DE类扩大器的根本电路和作业原理
图1（a）为DE类高频谐振功率扩大器的电路原理图。其间开关器材为两个功率场效应管S1、S2，Csl、Cs2为开关器材两头的外接电容（包含了开关的输出电容和分布电容之和），L、Lf、cf、R组成负载串联回路。其间R是电路的等效负载电阻，L为电路中的剩下电感，Lf、cf为抱负串联谐振回路，谐振于信号的基波频率，它的作用是确保流过回路的电流波形是抱负正弦波。扩大器等效电路如图l中（b）所示，其间将功率管器材s1、s2等效为抱负开关（饱满导通时电阻为零．相当于s闭合；截止时电阻无穷大时，s断开）。
图1 DE类功率扩大器
下面剖析DE类功率扩大电路的作业进程。在稳态作业下，一个完好的开关周期包含了四个阶段，下面在一个周期详细描绘其作业进程（0≤θ≤2π，0≤θ≤2π）：
（1）当0≤θ≤2/π时，s1闭合、s2断开。此刻s1两头电压Vs1为零．s2两头电压Vs2和电容Cs1两头电压均为电源电压Vcc坚持不变。因为负载网络的影响，电流is1有—个上升的进程，is2为零。
（2）当2/π≤θ≤π时，s1、s2断开。谐振回路和电源一起开端向电容cs1充电．两头逐步上升至Vcc，s2并联电容cs2开端放电，两头逐步减小至零。电流is1、is2为零。
（3）当π≤θ≤3π/2时，s1断开，S2闭合。Vs1为电源电压Vcc，Vs2为零。is2等于负载网络电流。
（4）当3π/2≤θ≤2π时．S1、S2断开。电容Cs1放电，Vs1逐步减小至零，Cs2开端充电，Vs2逐步上升至Vcc。is1、is2为零。
可以看出，DE类高频调谐功率扩大器电路结构与D类扩大器相似，都是由两个功率管组成，都作业于开关状况．所谓DE类功率扩大器的最佳作业状况是指每个功率管．E作时都满意E类条件，也就是指每个功率器材的漏源（集电极或阳极）的电压电流波形满意以下三个条件：
（1）从导通到关断转化时，漏源的（集电极或阳极）电压应在功率管关断之后才开端上升；
（2）从关断到导通转化时，漏极（集电极或阳极）电流应在漏源（集电极或阳极）电压降到零之后才开端上升；
（3）在从关断到导通转化时，即导通时间，还有必要满意电压改变率等于零。
图2是电路丁作时的开关管两头电压和电流波形，可以看出每个开关管都满意E类条件。
图2开关两头电压电流波形
电路首要参数的剖析与核算：
首先从输出端的电压和电流的表达式作为剖析的起点。由等效电路图2—2（b）中可以得出功率扩大器的根本电路方程，θ为相关于驱动信号的初相位：
由以上方程可以看出电路中各个电流与电压的相互关系。其间和是待定参数。
开关的电压和电流有必要满意以下条件：
为了使每个开关在作业的时分都能满意E类开关条件，有以下公式：
从式（17）和（18）可以比较得出．在抱负状况下电路的功率转化率为100％。
（2） 负载刚络参数：
经过以上关于电路丁作时应满意的各个参数的波形方程的描绘，可以由以下方程核算出电路元器材的切当值公式：
3 仿真成果
取电路的仿真参数为Ql=10，f=1MHz，Vcc=500V，Pint=4KW，依据公式核算得出Cn=C2=8000PF，Lr=5.0462μH，Cf=5960PF，R=3.169Ω。各点仿真波形如图3所示（以功率管S1为例）。最上面为驱动信号，其次为功率管S1两头电压波形，第三为功率管S1漏极电流波形，最下面为经过负载电阻R的电流波形。
图3 DE类扩大器各点仿真波形
4 电路规划
4．1主电路规划
规划参数同仿真参数。实践电路中Cs1、Cs2和Cf，是多个电容串并联组成，开关管选用APT60M75L2FLL，答应峰值电流为73A。
4．2操控与驱动电路
操控电路采用是美国Ti公司出产的UC3825，它是一种脉宽调制开关电源集成操控器，适用于电流型或电压型开关电源电路。它的作业频率可达1MHz，最大峰值电流可达2.2A。
图4操控电路原理图
图4是操控电路原理图．它可以供给相位差为180°的双路矩形波输出。经过管脚5和6自行设定芯片的振动频率，由外接Rr，和Cr确认，其间Rr是可变电阻器，经过调理R，可以微调振动频率f使其到达2.0MHz左右。25％的占空比首要是经过7脚和3脚来调整的，从7脚输入的信号是一个锯齿波，3脚的输入信号是16脚输出的基准电压（+5．1v）经过火压电路得到的，从而以3脚和7脚为输入的比较器的输出是一个占空比可调的矩形波．经过调整3脚的电压可以在很大范围内调理该占空比。最终经过后边的锁存器（PWM Latch）以及分相器的协调来完成输出信号的占窄比调整，到达规划要求的波形。
为了使功率管可以精确、快速的注册或许关断，需要对UC3825中发生的方波操控信号扩大今后，才干用来驱动功率管。信号扩大部分电路如图5（a）所示。该驱动扩大电路运用三极管对UC3825所发生的驱动操控信号的电压和电流进行扩大。
依照以上核算的驱动电路参数，建立电路，检测驱动电路的输出波形。测得图的波形如图5（h）所示：
图5驱动电路原理图和实测图
5 定论
经过理论剖析、电路仿真、实践驱动电路的规划，标明所研讨的DE类高频功率扩大器是正确的和可行的。DE类射频大功率扩大器有着许多关键技术。其间的下降开关损耗，进步扩大器的功率，一直是现代高频大功率范畴重视的热门。DE类大功率高频电路还存在更宽广的研讨空间。
本文作者立异点：本文结合D类和E类扩大器的长处，提出DE类扩大器，并且依据电路的作业条件要求规划了方波驱动电路，并得到了实验验证。
经济效益：该项目首要运用于功率射频扩大器方面，项目发生的经济效益开始估量为100万。
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