技术摘要：
本发明公开了一种开关电源高带宽线性放大电路及其控制方法，该电路包括主电路和控制电路，主电路包括开关电源、线性电路和负载电路，开关电源与线性电路并联，线性电路与负载电路并联；线性支路包括第二电感、线性调整管和电压源；第二电感与开关电源输出端的一端连接  全部
背景技术：
本技术是满足国家重大科学工程中国散裂中子源项目中射频调谐偏流源的高带 宽动态跟踪精度要求。国外相似电源有采用线性电源的方案，应用大量三极管并联输出，利 用三极管的放大作用，对控制电路输出的小电流信号进行线性放大而实现大电流输出。线 性电源的输出带宽能够做得比较高，但整机体积大、效率低；也有采用开关电源的方案，开 关电源工作在高频的开/关状态，体积小，转换效率高，但输出带宽较低，单纯采用开关电源 很难达到输出带宽的指标要求。
技术实现要素：
为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种开关电源高带宽线性放大 电路及其控制方法，本发明采用线性技术应用与开关电源相结合，提高了负载电流带宽，实 现了电流的正负斜率控制，正负电压输出，最终达到了二象限工作的效果。 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案： 本发明提供一种开关电源高带宽线性放大电路，包括：主电路和控制电路，所述主 电路包括开关电源、线性电路和负载电路， 所述开关电源与线性电路并联，所述线性电路与负载电路并联； 所述线性支路包括第二电感、线性调整管和电压源； 所述第二电感与开关电源输出端的一端连接，所述第二电感另一端与线性调整管 的C极连接，所述线性调整管的E极与电压源的负极连接，所述电压源的正极与开关电源输 出端的另一端连接； 所述控制电路包括开关电源控制器、功率变换器、线性模块控制器和线性模块； 所述功率变换器与开关电源控制器连接，所述线性模块控制器与线性模块连接， 所述线性模块与线性支路连接，所述开关电源控制器用于驱动开关电源，所述线性模块用 于调整线性支路电流。 作为优选的技术方案，所述开关电源包括第一电容、第二电容、第一功率管、第二 功率管、第三功率管、第四功率管和第一电感； 所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管构成桥式电路，所述第一 电容的两端分别与第一功率管的C极、第二功率管的E极相连，所述第一电感第一端与第一 功率管的E极相连，所述第一电感的第二端与第二电容一端相连，所述第二电容的另一端与 第四功率管的C极连接。 作为优选的技术方案，所述负载电路包括输出电感和输出电阻，所述输出电感与 输出电阻串联。 3 CN 111555646 A 说　明　书 2/4 页 作为优选的技术方案，所述线性调整管采用NPN型线性调整管，所述线性模块采用 NPN型三极管串联电源结构。 作为优选的技术方案，所述开关电源控制器采用PI结构或PID结构，所述线性模块 控制器采用PI结构。 作为优选的技术方案，所述控制电路还设有滤波电感、滤波电容、补偿支路和线缆 分布电感，所述滤波电感第一端与功率变换器一端连接，滤波电感第二端与线缆分布电感 第一端连接，所述线缆分布电感第二端与负载电路连接，所述滤波电容一端与滤波电感第 二端连接，滤波电容另一端与功率变换器另一端连接，所述滤波电容与补偿支路并联，所述 线性模块与线缆分布电感第二端连接。 作为优选的技术方案，所述补偿支路设有补偿电容和补偿电阻，所述补偿电容和 补偿电阻串联。 作为优选的技术方案，所述控制电路还设有偏置电流给定端，所述偏置电流给定 端用于输入正方向的偏置电流到所述开关电源控制器。 本发明还提供一种开关电源高带宽线性放大电路的控制方法，包括下述步骤： 输入正方向的偏置电流到开关电源控制器，功率变换器输出正方向偏置电流； 线性模块控制器检测到正方向的偏置电流后调整线性电路控制电流； 检测负载电路的负载电流、线性模块控制器的控制电流、以及开关电源控制器的 控制电路，计算得到输入信号的高频分量，线性模块进行电流调节补偿。 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： (1)本发明采用电流源并联相加等于二者输出电流值代数和的特征，采用开关电 源与线性电路并联，解决了直接采用线性电路输出大电流时效率低、体积大的技术问题，达 到了提升效率、减小体积输出电流的技术效果。 (2)本发明采用开关电源与线性电路并联结构，系统带宽由二者中高值者决定，解 决了开关电源带宽不能超过开关频率的技术问题，达到了高带宽及高跟踪精度的技术要 求。 (3)本发明在线性电路中采用电压源S1与NPN型线性调整管结合，解决了传统线性 电路必须由两个互补对管组合才能实现正负电压输出的技术问题，达到了控制上升与下降 沿波形的效果，实现了电流的正负斜率控制，正负电压输出，最终达到了二象限工作的效 果。 (4)本发明采用了开关电源后增加线性电路的混合控制技术，解决了开关电源与 线性电路配合时二者带宽分配的问题，达到了自动分配动态电流，在不改变原有控制方案 上，增加外置控制电路后实现提高系统带宽的控制效果。 附图说明 图1为本实施例开关电源高带宽线性放大电路的主电路原理图； 图2为本实施例开关电源高带宽线性放大电路的控制电路框图； 图3为本实施例开关电源高带宽线性放大电路的控制电路叠加高频信号后等效控 制电路框图； 图4为本实施例开关电源高带宽线性放大电路的带宽测试结果示意图。 4 CN 111555646 A 说　明　书 3/4 页