[发明专利]以零电压开关及热平衡控制算法运作的开关放大器

权利要求书

1.一种开关放大器，其包括：

n个级联单元，该n个级联单元串联并连接于负载的两端；每个级联单元包括两个电桥电路，每个电桥电路包括感性负载及至少两个桥臂电路，每个桥臂电路由电子开关组成；该感性负载电耦合于该至少两个桥臂电路中的一者的第一桥臂端与该至少两个桥臂电路中的另一者的第二桥臂端之间；每个电子开关与二极管并联连接；

该第一桥臂端的第一桥臂电压相对于第二桥臂端的第二桥臂电压具有相移，该相移用于使感性负载存储能量并产生用于足够导通对应二极管的最小环路电流–Imin或Imin；当对应二极管导通电流时，每个电子开关被设置成开通状态以实现零电压开关；

该最小环路电流–Imin或Imin为恒定值。

2.如权利要求1所述的开关放大器，其特征在于：该相移包括上升沿相移及下降沿相移，该感性负载包括串联连接于第一桥臂端与第二桥臂端之间的第一电感器及第二电感器；每个电桥电路包括四个电子开关，该四个电子开关被分别定义为第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关及第四电子开关。

3.如权利要求2所述的开关放大器，其特征在于：该第一电感器及第二电感器之间的连接点的电桥电压与上升沿相移及下降沿相移不相关。

4.如权利要求3所述的开关放大器，其特征在于：该第一桥臂电压的占空比等于该第二桥臂电压的占空比等于其中，为上升沿相移，为下降沿相移，DB1为期望的第一占空比。

5.如权利要求2所述的开关放大器，其特征在于：当流过负载的电流发生变化或者流过第一电感器或第二电感器的电流大于或小于预定电流时，该上升沿相移及下降沿相移被调节以确保每个电桥电路的四个电子开关均能实现零电压开通。

6.如权利要求2所述的开关放大器，其特征在于：n＝1，该开关放大器还包括控制装置，该控制装置用于控制开关放大器，使得在第一周期内，第一桥臂电压相对于第二桥臂电压具有正相移；在第二周期内，第一桥臂电压相对于第二桥臂电压具有负相移；以及在位于第一周期与第二周期之间的转换周期内，当流过负载的电流等于零时，第一脉冲信号及第二脉冲信号被分别施加到第一桥臂端及第二桥臂端。

7.如权利要求6所述的开关放大器，其特征在于：该第一脉冲信号为“101”，该第二脉冲信号在转换周期内为高电平。

8.如权利要求2所述的开关放大器，其特征在于：n＝1，该上升沿相移及下降沿相移均为正；

在第一时间段的起点，流过第一电感器的电流等于Imin+Iload，使得第二电子开关零电压开通；在第一时间段的终点，流过第二电感器的电流等于Imin+Iload，使得第四电子开关零电压开通；

在第二时间段的起点，流过第一电感器的电流等于最小环路电流–Imin，使得第一电子开关零电压开通；在第二时间段的终点，流过第二电感器的电流等于最小环路电流–Imin，使得第三电子开关零电压开通；

其中，该第一时间段为下降沿相移的持续时间，该第二时间段为上升沿相移的持续时间，Iload为流过负载的电流。

9.如权利要求2所述的开关放大器，其特征在于：n＝1，该上升沿相移及下降沿相移均为负；

在第一时间段的起点，流过第二电感器的电流等于最小环路电流–Imin，使得第三电子开关零电压开通；在第一时间段的终点，流过第一电感器的电流等于最小环路电流-Imin，使得第一电子开关零电压开通；

在第二时间段的起点，流过第二电感器的电流等于Imin+Iload，使得第四电子开关零电压开通；在第二时间段的终点，流过第一电感器的电流等于Imin+Iload，使得第二电子开关零电压开通；

其中，该第一时间段为上升沿相移的持续时间，该第二时间段为下降沿相移的持续时间，Iload为流过负载的电流。