一種新型開關(guān)功率放大器的研制.pdf

1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要伽代社會(huì)，無(wú)論是國(guó)防工業(yè)還是民用工業(yè)，對(duì)產(chǎn)品的可”性要求越來(lái)越高。電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是廣泛使用的一種考核產(chǎn)品可靠性的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，功率放大器是電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的關(guān)鍵部分，它的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)有很大的影響。傳統(tǒng)的線性功率放大器由于效率低，體積大，因而逐漸被淘汰，開關(guān)功率放大器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但目前，國(guó)內(nèi)的開關(guān)功放市場(chǎng)基本上被國(guó)外產(chǎn)品壟斷。甘幾一本文設(shè)計(jì)了一種新型開關(guān)功率放大器，控制系統(tǒng)采用了PID技術(shù)和SP

2、WM技術(shù)。主回路采用三電平電路結(jié)構(gòu)實(shí)踐表明這種方案設(shè)計(jì)合理、控制簡(jiǎn)單，易于應(yīng)用和拓展。論文首先對(duì)開關(guān)功率放大器的基本工作原理進(jìn)行了較深入的理論分析，然后詳細(xì)介紹了樣機(jī)(1kW)主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路以及直流電源的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和和硬件、軟件實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)三電平基本單元電路、二重化電路拓?fù)浜碗娫碢WM調(diào)制等各種方案進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證明了本系統(tǒng)方案的合理性。Cf者己完成了‘kW開關(guān)“

3、放產(chǎn)“樣機(jī)的安裝、“試和實(shí)驗(yàn)。在“京航空航天大學(xué)振動(dòng)工程所對(duì)開關(guān)功放樣機(jī)進(jìn)行了失真度和頻率特性的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明該開關(guān)功率放大器己達(dá)到實(shí)用水平。)、一關(guān)鍵詞:開關(guān)功放正弦波脈沖寬度調(diào)制三電平二重化相移正弦波脈寬調(diào)制第1頁(yè)山東大學(xué)碩士學(xué)位論文1引言1.1開關(guān)功率放大器簡(jiǎn)介功率放大器在我們的現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛，工業(yè)上也有極大的應(yīng)用。除了國(guó)防及各工業(yè)部門，在民用部門可用于樁基的測(cè)試和地球物理勘探系統(tǒng)，以及用于抑制電網(wǎng)有源諧波to功率放大器按

4、照功率管的信號(hào)導(dǎo)通角可分為甲、乙、丙、丁(ABCD)四大類[21。其中甲類功放導(dǎo)通角180度，廣泛用于小信號(hào)放大器乙類功放導(dǎo)通角90度，在以推挽電路作為輸出極的電路中常用甲乙類、丙類(導(dǎo)通角小于90度)，實(shí)際上是乙類電路的一種工作狀態(tài)。甲類、乙類功放的特點(diǎn)是失真小、響應(yīng)快，輸入輸出信號(hào)基本上是線性關(guān)系即功放的線性好，但是由于其存在直流導(dǎo)通損耗，導(dǎo)致效率低，一般在30%一60%之間丁類功放就是開關(guān)功放，功率管工作于開關(guān)狀態(tài)，效率較高，一般

5、在85%95%之間。由于開關(guān)型功放效率高，因此開關(guān)功放的體積僅為相同功率的線性放大器的三分之一左右，同時(shí)重量也大為減輕。特別是在大功率場(chǎng)合，開關(guān)功放無(wú)疑是最佳選擇。1.2電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)的基本原理和對(duì)開關(guān)功放的要求綜合環(huán)境應(yīng)力可靠性試驗(yàn)，是將環(huán)境應(yīng)力(溫度、濕度、振動(dòng))與電應(yīng)力結(jié)合，同時(shí)施加到產(chǎn)品上，再現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)際經(jīng)受的應(yīng)力作用，驗(yàn)證產(chǎn)品可靠性的水平:同時(shí)暴露出產(chǎn)品設(shè)計(jì)、元器件選用、生產(chǎn)工藝等方面存在的薄弱環(huán)節(jié)，分析原因、尋找糾正措施的一種有