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多态的大功率可控硅开关功率放大器的仿真

国防科技大学学报 2014年第5期36卷 136-142页

作者：熊宏锦饶喆熊鹏文苑秉成海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033 东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096

为了满足远距离海底探测对发射信号大功率的需求,选用了一种大功率可控硅开关功率放大器。在临界换流、自然换流和强迫换流3种工作状态下,分析了该功率放大器的工作原理,并建立了等效电路模型。运用Or CAD仿真了临界换流状态时的等效电... 详细信息

为了满足远距离海底探测对发射信号大功率的需求,选用了一种大功率可控硅开关功率放大器。在临界换流、自然换流和强迫换流3种工作状态下,分析了该功率放大器的工作原理,并建立了等效电路模型。运用Or CAD仿真了临界换流状态时的等效电路模型;在自然换流状态和强迫换流状态下,为获得功放电流值和负载电流值,对其等效电路模型分别建立了非线性数学模型,并通过Matlab和VC++采用四阶Runge-Kutta法对非线性数学模型进行求解。以上方法能够求得该功率放大器电路在任意时刻、任意点处的电流电压值,能较客观、真实地反映电路的工作状况,对工程应用具有一定的参考价值。

关键词：开关功率放大器换流状态 Runge-Kutta法数值分析

一种新型的磁悬浮轴承五相六桥臂开关功率放大器控制策略

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电工技术学报 2016年第9期31卷 112-119页

作者：刘程子邓智泉曹鑫李克翔周杰南京航空航天大学自动化学院南京210016 南京邮电大学自动化学院南京210023

针对磁悬浮轴承系统电流型五相六桥臂开关功率放大器控制算法复杂以及各路输出电流存在耦合的问题,提出一种新型的五相六桥臂开关功率放大器的解耦控制策略。该方法固定公共桥臂占空比为0.5,以单周期控制的方式,同时控制每路负载线圈电... 详细信息

针对磁悬浮轴承系统电流型五相六桥臂开关功率放大器控制算法复杂以及各路输出电流存在耦合的问题,提出一种新型的五相六桥臂开关功率放大器的解耦控制策略。该方法固定公共桥臂占空比为0.5,以单周期控制的方式,同时控制每路负载线圈电流的周期变量平均值等于给定电流周期变量平均值,实现电流的独立输出与解耦控制。推导了该控制方法的数学模型,并制作了试验样机,仿真和实验结果均表明,基于该控制方法下的五相六桥臂开关功率放大器实现了各相的独立控制,并具有控制简单、运算量小、响应速度快、控制精度高和通用性强的优点。

关键词：磁悬浮轴承开关功率放大器五相六桥臂单周期控制电流控制

具有延时补偿的磁悬浮轴承开关功率放大器数字单周期控制

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电工技术学报 2018年第3期33卷 652-661页

作者：周杰邓智泉李克翔何家希南京航空航天大学自动化学院南京211106

在磁悬浮轴承的开关功率放大器系统中,采用数字单周期控制算法具有算法简单、易实现、响应速度快等优点,但传统的单周期控制算法存在控制延时的缺点,会影响系统的稳定性以及功率放大器带宽。该文在考虑磁悬浮轴承线圈电阻压降的情况下,... 详细信息

在磁悬浮轴承的开关功率放大器系统中,采用数字单周期控制算法具有算法简单、易实现、响应速度快等优点,但传统的单周期控制算法存在控制延时的缺点,会影响系统的稳定性以及功率放大器带宽。该文在考虑磁悬浮轴承线圈电阻压降的情况下,分析了数字单周期控制算法的原理,精确了算法的数学模型;结合算法原理对磁悬浮轴承控制系统的延时进行了估算,并推导了两种延时补偿模型,对延时补偿前、后的数字单周期控制算法进行了仿真与实验。结果表明:精确算法模型后的单周期控制能使实际电流波形跟踪给定波形,验证了算法的可行性;两种延时补偿模型均能使电流跟踪波形与给定波形相比基本无相位差,验证了延时补偿模型的有效性;补偿模型Ⅱ跟踪效果更佳,验证了补偿模型Ⅱ的优越性。

关键词：磁悬浮轴承开关功率放大器数字单周期控制延时补偿

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磁悬浮轴承并联谐振直流环节开关功率放大器

中国电机工程学报 2009年第12期29卷 87-92页

作者：王军徐龙祥南京航空航天大学机电学院江苏省南京市210016

为克服磁悬浮轴承开关功率放大器工作在硬开关状态时存在的开关损耗和电流纹波干扰严重的缺点,提出一种磁悬浮轴承并联谐振直流环节的软开关功率放大器电路。该电路在功率放大器三电平控制策略的基础上应用了并联谐振直流环节,保持了三... 详细信息

为克服磁悬浮轴承开关功率放大器工作在硬开关状态时存在的开关损耗和电流纹波干扰严重的缺点,提出一种磁悬浮轴承并联谐振直流环节的软开关功率放大器电路。该电路在功率放大器三电平控制策略的基础上应用了并联谐振直流环节,保持了三电平功率放大器输出电流纹波小的优点,同时功率器件均工作在零电压或零电流条件下,开关损耗、电流纹波干扰有效地减小。详细分析并联谐振直流环节的软开关功率放大器电路工作过程,并进行仿真和样机实验。实验结果证明所提出电路是可行有效的。

关键词：软开关开关功率放大器三电平并联谐振磁悬浮轴承

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二电平电流型开关功率放大器稳定性分析

电工技术学报 2019年第2期34卷 306-315页

作者：余忠磊祝长生浙江大学电气工程学院杭州310027

二电平电流型PWM开关功率放大器广泛应用于电磁轴承系统中。首先给出二电平电流型PWM开关功率放大器的基本原理及线性化模型。然后结合二电平开关功率放大器输出电流的纹波特点,分析纹波对开关功率放大器稳定性的影响,在电流控制电路分... 详细信息

二电平电流型PWM开关功率放大器广泛应用于电磁轴承系统中。首先给出二电平电流型PWM开关功率放大器的基本原理及线性化模型。然后结合二电平开关功率放大器输出电流的纹波特点,分析纹波对开关功率放大器稳定性的影响,在电流控制电路分别采用分立器件和集成PWM控制芯片情况下,得到保证开关功率放大器控制回路稳定工作的比例电流控制器的临界增益。最后针对分立器件的电流控制电路,提出一种在低增益条件下通过调整载波偏置电压来降低开关功率放大器稳态误差的方法。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：开关功率放大器电流纹波稳定性稳态误差

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基于压电变压器的小型化开关功率放大器研究

压电与声光 2007年第6期29卷 644-647,652页

作者：段丽玮徐志伟黄雪峰南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 南京航空航天大学智能材料与结构重点实验室江苏南京210016

首先基于压电陶瓷变压器(PT)设计了一种用于驱动压电材料作动器的功率放大器,该放大器具有效率高,体积小,质量轻等优点,与DSP控制系统相结合,实现了振动主动控制系统的小型化和集成化。然后以典型的悬臂梁结构为控制对象,选用PZT作为传... 详细信息

首先基于压电陶瓷变压器(PT)设计了一种用于驱动压电材料作动器的功率放大器,该放大器具有效率高,体积小,质量轻等优点,与DSP控制系统相结合,实现了振动主动控制系统的小型化和集成化。然后以典型的悬臂梁结构为控制对象,选用PZT作为传感器和驱动器,实现了对模型1阶弯曲模态的主动控制。通过实验,验证了所设计的开关功率放大器的可行性。

关键词：压电变压器开关功率放大器振动主动控制

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开关功率放大器非线性校正技术研究

电测与仪表 2015年第14期52卷 124-128页

作者：万勇黄志敏易于江友华国网江西省电力科学研究院南昌330096 上海电力学院电子信息工程学院上海200090 国家电网上海市南供电公司上海201100

开关功率放大器非线性主要来自器件本身,自适应预失真是用来补偿器件非线性失真的一种有效技术。针对开关功率放大器的非线性特性,文章首先建立它的模型,并使用NMSE评价指标对模型进行评价。在使输出线性化和功率最大化下,使用Wiener模... 详细信息

开关功率放大器非线性主要来自器件本身,自适应预失真是用来补偿器件非线性失真的一种有效技术。针对开关功率放大器的非线性特性,文章首先建立它的模型,并使用NMSE评价指标对模型进行评价。在使输出线性化和功率最大化下,使用Wiener模型估计器来构成间接预失真线性化系统,并且用高斯-牛顿迭代法对预失真模型的参数识别进行优化。最后,仿真和实验结果都表明非线性校正的方法能有效补偿开关功率放大器的非线性失真,提高开关功放性能。

关键词：开关功率放大器多项式自适应失真非线性

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开关功率放大器的数字控制技术研究

开关功率放大器的数字控制技术研究

作者：王武斌浙江大学

学位级别：硕士

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,... 详细信息

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。

关键词：开关功率放大器数字控制 Interleaving控制

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开关功率放大器的一种新型控制方法

开关功率放大器的一种新型控制方法

作者：钟顺洪重庆大学

学位级别：硕士

功率放大器是将输入参考信号放大为所需要信号的设备。功率放大器两个基本要求：一是输出信号变化能够与输入信号的变化相一致，即：系统失真小：二是整个功率放大器的损耗低，即：系统效率高。传统功率放大器工作时，直接对模拟信号... 详细信息

功率放大器是将输入参考信号放大为所需要信号的设备。功率放大器两个基本要求：一是输出信号变化能够与输入信号的变化相一致，即：系统失真小：二是整个功率放大器的损耗低，即：系统效率高。传统功率放大器工作时，直接对模拟信号进行放大，开关管必须工作在线性放大区。因此传统功率放大器失真小，但损耗较大。开关功率放大器的工作基于PWM模式：将输入信号与载波信号进行比较，经采样，得到脉冲宽度与输入信号幅度成正比例变化日PWM信号，然后经过驱动电路，驱动功率开关管，通过控制功率开关管的开关，实现放大，将放大的PWM电压送入低通滤波器，还原为放大的输入信号。开关功率放大器的开关管工作于开关状态，理论上效率可达100％，实际运用时效率也可达80％以上。开关功率放大器由于具有很高的效率，在体积、效率和功耗要求较高的场合具有很大的优势。目前，开关功率放大器已成为电力电子领域的研究热点，受到人们越来越多的关注。开关功率放大器具有效率高的优势，但是由于开关变换器本身固有的非线性，开关功率放大器的失真通常大于传统的线性放大器，这是影响开关功率放大器得以广泛应用的原因。控制方法是开关功率放大器的关键技术方法，其设计直接影响到开关功率放大器输出的失真度。现有的一些开关功率放大器的控制方法，在一定程度上改善了开关功率放大器的输出失真，但是是以增加开关功率放大器损耗为前提。本文以开关功率放大器为基础，在分析引起开关功率放大器输出失真的原因的基础上，提出了一种开关功率放大器的新型控制方法。这种控制方法通过分离开关功率放大器的功率电路和补偿电路，在一定范围内解决了开关功率放大器效率和失真度不能协调的矛盾，并通过仿真和实验进行验证。主要工作如下： 1．简要介绍开关功率放大器原理及结构，从理论上系统地分析引起开关功率放大器失真的因素，进行仿真分析，探索解决开关功率放大器失真的方法。 2．提出开关功率放大器的一种新型控制方法，并从理论上分析新型控制方法是如何实现效率和失真达到协调的。 3．构造了采用新型控制技术的开关功率放大器的电路结构。 4．对采用新型控制方法的开关功率放大器进行仿真分析和实验研究。

关键词：开关功率放大器失真分析新型控制方法