一种新型开关功率放大器的研制

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1、山东大学硕士学位论文摘要厂f现代社会，无论是国防工业还是民用工业．对产品的可靠性要求越来t越高。电动振动试验台是广泛使用的一种考核产品可靠性的环境试验设备，功率放大器是电动振动试验台的关键部分，它的性能对整个系统的性能指标有很大的影响。传统的线性功率放大器由于效率低，体积大．因而逐渐被淘汰，开关功率放大器已经得到了广泛的应用。但Ifl前，国内的开关功放市场基本上被国外产品垄断。＼r，—厂j本文设计了一种新型开关功率放大器，主回路采用三电平电路结构．控制系统采用了PID技术和SPWM技术。实践表明这种方案设计合理、控制简单，易于应

2、用和拓展。论文首先对开关功率放大器的基本工作原理进行了较深入的理论分析，然后详细介绍了样机Okw)主电路、控制电路、驱动和保护电路以及直流电源的设计思路和设计方法，给出了相应的设计方案和和硬件、软件实现方法，并对三电平基本单元电路、二重化电路拓扑和电源PWM调制等各种方案进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果都证明了本系统方案的合理性。，，作者已完成了1kw开关功放产品样机的安装、调试和实验。在南京＼航空航天大学振动工程所对开关功放样机进行了失真度和频率特性的测试，测试结果表明该开关功率放大器已达到实用水平。广、／、关键词：开关功

3、放；正弦波脉冲宽度调制；三电平：二重化；相移正弦波脉宽调制第1页■厶山东大学硕士学位论文ABSTRACTInmodemsociety,thereliabilityofproductismoreimportantthanbefore，innotonlyindustryofnationaldefensebutalsocivilproduction．Electricvibrationgeneratorisallenvironmentaltestingdevice，usedwidelyintestingthereliabilityofp

4、roducts．SwitchingPowerAmplifierisakeypartofelectricvibrationsystemanditsperformanceaffectsthewholesystemgreatly．Thetraditionarylinearpoweramplifierhasbeenfallenintodisuseforitslowefficiencyandbigsize．Butoverse∞productshavemonopolizedincivilmarketofswitchingpowerampli

5、fier．Akindofnovelswitchingpoweramplifierispresentedinthispaper．Three-levelstructureisadoptedinthemaincircuit．SineWavePulseWidthModulation(SPWM)andP1Dtechniquearecombinedinthecontrolsystem．Theprojecthasprovedtobereasonable，simpleanditiseasytobeused．．Inthispaperthebase

6、principleoftheswitchingpoweramplifierisfirstlydiscussed．Onthebaseoftheanalysis，thispapergivesakindofcontrolsystem，inwhichItintroducesthedesignofthemaincircuit，controlcircuit，drivingandprotectcircuitaswellasDCpowersyst∞ofsmallpowerprototype(suitableforlkWload)indetail

7、．theprojectandtheactualizationarealsogiven．Thenthesimulationandtheexperimentoftheprojectofthebasethree—levelcircuitandduplicatetopologywerecarriedout．Finally,Experimentandresearchresultshowthattheschemeisreasonable．Theassemblyandexperimentoftheprototypehasbeenaccompl

8、ished．TheperformancetestoftheswitchingpoweramplifierhasbeendoneinthevibrationinstitutionofNanjingUniversityofAeronauticsandAstronau