陈柏超，高 伟，陈耀军

（武汉大学电气与自动化学院，武汉 430072）

线性功率放大技术在传统的功率变换领域占据着重要的地位，近年来因其效率低、体积大等缺点已逐渐被开关型功率放大器所取代。脉冲宽度调制PWM（pulse width modulation）开关变换器电路结构简单、效率高，但是其输出实质上是离散的脉冲矩形波，须加入额外的滤波环节滤除含量丰富的谐波，此外其控制策略及优化算法较为复杂，且半导体开关器件的高频开关过程还会带来电磁辐射[1-2]。线性功率放大器具有高工作带宽、电压波形正弦度高、多类负载适应性和鲁棒性强的优点，可以很好地实现对输入信号的功率放大，故在对电磁干扰敏感、追求宽带带宽等场合下，线性功率放大器仍然无可替代[3-4]。

传统的线性功率放大器LPA（linear power amplifier）一般由三极管或场效应管电路构成，受电路结构和器件参数所限，无法达到高效率、较大电流输出的目的。文献[5-6]提出了大量三极管组成的互补对称并联输出的桥式推挽型结构，通过增加三极管的数量提升LPA 的电流输出能力，但在理想情况下最高效率仅为78.5%；文献[7-9]提出了一种二极管箝位型自动切换供电电平的多级线性功率放大器，通过为其中的单级功率放大模块提供多电平从而分段线性输出，降低了每一级MOSFET 管压降，有效提升了效率。该LPA 中单级功率放大模块处于单独直流电平供电、低压大电流输出的状态，功率管工作在临界饱和、偏线性侧，若用IGBT 代替MOS 管，便能以较简单的结构实现更大功率的输出。……