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用于电力系统混合仿真器的D类功率放大器的研究

冯波  
【摘要】: 电力系统仿真是工程师和研究人员研究电力系统各种物理现象 的有效方法,一般而言,电力系统仿真可分为物理仿真和数字仿真 两类。两种仿真方案各有其优缺点,电力系统混合仿真器兼具物理 仿真和数字仿真的优点,在电力系统研究领域具有广泛的前景。 作为数字与模拟转换环节的功率放大器是混合仿真器中发电机 模型和动态负荷模型的重要组成部分。专门制作的线性功率放大器 价格极其昂贵,在本论文中,研制了一种取代线性功率放大器的开 关类(D类)功率放大器。 D类功率放大器的基本概念就是将欲放大的信号转化为脉宽调 制信号,用来驱动开关逆变器。然后将逆变器输出波形经过一个低 通滤波器,滤除开关次及其倍数次频率周围的高次谐波,获得放大 的输出信号。 与线性功放相比,D类功放具有效率高、体积小和成本低的优 点。然而D类功放也有其自身的弱点,其输出信号中含有较高的谐 波分量,输出波形的畸变比线性功放严重。 本文推导了D类功放的数学模型,提出了按照PWM原理进行 控制的D类功放的控制方案。并对使D类功放输出波形发生畸变的 因素进行了分析研究。 在论文工作中,研制了一台以DSP单片机为控制核心的D类功 率放大器的实验装置,来检验文中的分析结论。


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