第一章 功率电子线路.ppt

1、均匀传输线,传输线,传输线长 0.1信号波长 时，线间电压，线中电流处处相等。,定义特性阻抗（波阻抗）,传输线变压器（宽带阻抗变换网络）,工作频率范围较大的高频功放常以传输线变压器做负载，构成宽带高频功放， 而谐振功放（窄带高频功放）以 LC 谐振回路作负载。,传输线变压器：把传输线绕在磁环上（镍锌铁氧体磁导率 = 100 400 ）,高频能量沿传输线传输，来电电流与回电电流在铁芯内的产生的磁场相互抵消， 因而无磁损耗与磁饱和，克服了普通变压器中分布参数对上限频率的限制， 上限频率取决于线长 ( 信号波长 / 10 )，所以很高，构成带宽器件。,传输线变压器功能,1倒相,变压器形式,频率很低时

2、，1 端直接接地，13 短路，V = 0，无输出， 所以低频能量以变压器方式传输，传输线变压器下限频率取决于电感量！,传输线形式,2平衡/非平衡转换,3阻抗变换,4 : 1 阻抗变换,即应选用 的传输线 注：公共端侧为，另侧为。,即选用的传输线, : 阻抗变换,P74 习题1-20 (a),P74 习题1-20 (b),P74 习题1-20 (c),P74 习题1-20 (d),P74 习题1-20 (e),P75 习题1-21,功率合成技术,A,B,C,D,功率合成电路：,功率合成： 1同相合成端 C： AB 输入 同相 等功率 时，C 端输出 合功率，D 端无输出功率。 2反向合成端 D：

3、 AB 输入 反相 等功率 时，D 端输出 合功率，C 端无输出功率。 功率分配： D 端输入功率 均等 反相 分配给 AB 端， C 端无输出功率。 C 端输入功率 均等 同相 分配给 AB 端， D 端无输出功率。,例,用传输线变压器构成魔混合混合网络，实现功率合成分配。 功率合成的同时阻抗转换,（）,（）,功率合成：,( 1 ) 反相等功率,和功率,等效负载,( 2 ) 同相等功率,和功率,无功率,无功率,VA 1 2V RD RA = - = - - = - ， IA 2 ID 2,VB 1 2V RD RB = - = - - = - IB 2 ID 2,VA VC RA = - =

4、 - = 2 RC ， IA IC / 2,VB - VA RB = - = - = 2 RC IB - IA,（此时 2I = 0，相当于传输线变压器开路）,（此时 2V = 0，相当于传输线变压器短路）,（3）异常情况,将（1）、（2）式代入后，整理得：,若取 （隔离条件），令 ，则：,， 只与 有关,只与 有关,互相隔离,等效负载：,因此 RD、RC 上均获得功率。,RD / 4 + RC RD / 4 - RC IA = VA - - VB - RD RC RD RC,RD / 4 + RC RD / 4 - RC IB = VB - - VA - RD RC RD RC,单边异常情况

5、下，输出功率均等分配给 Rc 与 RD，此时 Zc = 2Rc = R；,相等功率输入时， ， Zc = 相当于无传输线变压器。,反 VA = VB (开) 同 VA = -VB 0 (短),但单边异常情况下要求 Zc = 2Rc，故应选用特性阻抗为2Rc的传输线变压器。,可见：,2功率分配的同时阻抗变换： （1）同相功率分配,当 时， 无功率，（C，D隔离）,，即在 A、B 端得到同相等功率。,由于,2V = 0，V = 0 （相当于传输线变压器短路）,A B C 三端等电位,等效负载,（2）反相功率分配,取 （隔离条件）时， 无功率， 即 C、D 隔离,在 A、B 端得到反相等功率,I =

6、 0，即传输线变压器开路， 等效负载线,（开路）,3魔 T 网络总结,正常情况下 Zc 可任意；单边工作时要求 Zc = R 。 隔离条件（一端输入信号传不到另一输入端）： AB 两输入端相互隔离条件：2RC = RD / 2 = R ； CD 两输入端相互隔离条件： RA = RB = R ； 功率合成： AB 输入同相等功率时，C 端输出合功率，D 端无功率输出； AB 输入反相等功率时，D 端输出合功率，C 端无功率输出； 功率分配： C 端的输入功率同相均分给 AB 端，D 端无输出； D 端的输入功率反相均分给 AB 端，C 端无输出；,功率合成,25W,用 4 个 25W 输出的功

7、放合成 100W 输出功率,25W,25W,25W,50W,50W,100W,由两个传输线变压器构成的混合网络,（1）同相等功率：,VA VC 等效负载：RA = - = - = 2 RC， RB = 2 RC， IA IC / 2,功率合成,特性阻抗：,（2）反相等功率：,等效负载,无功率,特性阻抗,（3）异常情况：,所以 两端隔离条件为,则,等效负载,不同工作方式对 要求不相同 ！,功率分配 （）同相功率分配：,(等电位),（）反相功率分配,混合网络总结,隔离条件：RA = RB = 2RC = 2RD = R 反相合成、分配时要求 Zc = R；同相合成、分配时 Zc 可任意。,P50,P50,P75 习题1-22 功率合成,P75 习题1-23,50 Zc2 = Zc3 = - 见P1-20(e) 3,V 1 2V 50 Zc4 = - =