如何利用功率合成电路实现大功率输出

晶体管高频功率放大器输出功率的最大值为1000W左右，当需要输出更大的功率时，可以采用电子管电路，也可以采用功率合成电路。

所谓的功率合成电路，就是将多个高频功率放大器的输出信号在同一个负载上相加后输出的电路，功率合成电路的组成框图如图11-22所示。

图11-22 功率合成电路的组成框图

在图11-22中，符号A所表示的器件为放大器，设图中所有放大器的放大倍数都等于5；符号H所表示的器件为信号分配器或信号合成器，信号分配器可实现对输入信号均分的功能，信号合成器可实现对输入信号合成的功能。

在图11-22所示的电路中，设输入A₁放大器的信号功率为8W，经A₁放大后输出的信号功率是40W，该信号经H₁均分后输入A₂的功率是20W，A₂对20W的输入信号放大后输出的信号功率是100W，该信号经H₂均分后输入A₄的功率是50W；A₄和A₅各输出250W的信号在H₄中合成为500W的信号输出；两路500W的信号在H₆中合成为1000W的信号输出。(www.xing528.com)

因为第2章所介绍的传输线变压器可以实现信号分配和合成的功能，所以可以利用传输线变压器来做信号分配器和信号合成器。功率合成有同相功率合成和反相功率合成两种类型，用传输线变压器组成的同相功率合成电路如图11-23所示。

图11-23 用传输线变压器组成的同相功率合成电路

在图11-23中，传输线变压器Tr₁为功率分配器，传输线变压器Tr₂为功率合成。该电路在正常情况下的工作原理是：在放大器的输入端，当两个放大器的输入阻抗相等时，两放大器的输入电压等于分配器的输出电压，A、B两点等电位，流过电阻R_T1的电流为0，电阻R_T1消耗的功率也为0，输入信号的功率被两个放大器均分。

在放大器的输出端，两个放大器输出信号的电压相等，且同相，C、D两点等电位，流过电阻R_T的电流为0，电阻R_T消耗的功率也为0，输出信号的功率在负载电阻R_L上合成为一个信号输出。