功率放大器在很多领域都得到了应用,比如音响、电动振动试验台等等。开关功率放大器是功率放大器的一种,比照线性功率放大器有损耗低的优点,适合应用于高功率(大于1kW)开关功率放大器系统中。 为了提升高功率开关功率放大器系统的性能,论文的研究着眼于开发适合使用功率MOSFET器件的多电平开关功率放大器模块,并设计出简便易行的数字控制方案。主要涉及以下几个方面的内容。 首先,论文分析研究了五电平二极管中点钳位逆变电路(“Five-Level Neutral-Point-Clamped Inverter”,以下简写为“FNI”)结构作为开关功率放大器模块的可行性和优点;并对实验使用的数字信号处理芯片做了简单介绍。 其次,论文研究了FNI电路现有的控制方案;随后提出了适合数字信号处理芯片实现的改进控制方案。该方案有利于引入一种新颖的中点平衡策略,并通过实验验证了改进后的数字控制方案。 再次,论文分析了Interleaving控制在开关功率放大器中的应用,并进一步对开关功率放大器模块的Interleaving拓展进行了仿真研究,提出了一种较为简便和低成本的控制方案。 最后,论文以FNI电路为基础,设计了一个2.5kW,20kHz的样机,并通过实验验证了多电平开关功率放大器模块的Interleaving数字控制方案的可行性。