功率放大器在工業(yè)、航空和通信等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。伴隨功率半導(dǎo)體器件的迅速發(fā)展,全控型器件的出現(xiàn)使得人們將目光由傳統(tǒng)線性功率放大器逐漸轉(zhuǎn)移到數(shù)字功率放大器。傳統(tǒng)的線性功率放大器功率器件工作在放大區(qū),損耗大效率低,難以滿足大功率應(yīng)用場合,而數(shù)字功率放大器功率器件工作在開關(guān)區(qū),損耗小效率高,可以實現(xiàn)大功率的功率放大需求,因此開展大功率數(shù)字功率放大器的研究具有重要意義。本文以數(shù)字功率放大器為研究對象,分別對數(shù)字功率放大器的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理、控制策略以及裝置研制幾個方面進行研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了模塊化多電平功率放大器(Modular multi-level power amplifier,MM-PA)拓撲。采用模塊化多電平結(jié)構(gòu),每個功率模塊由前級工頻二極管整流器和隔離型DC/DC變換器以及后級單相全橋逆變器組成,模塊化結(jié)構(gòu)可以有效地提高功率放大器的輸出電壓等級,具有更好的動態(tài)性能;闡述了MM-PA的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理,并從四個方面總結(jié)了MM-PA拓撲的優(yōu)勢;分析了MM-PA的系統(tǒng)控制策略,給出了MM-PA的總體控制框圖;針對MM-PA的前級高頻整流器帶單相逆變器負載引入的二倍頻波...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 功率放大器的發(fā)展趨勢
        1.2.1 線性功率放大器
        1.2.2 數(shù)字功率放大器
    1.3 數(shù)字功率放大器的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 功率放大器的拓撲結(jié)構(gòu)
        1.3.2 功率放大器的控制方法
    1.4 本文的主要內(nèi)容
第2章 模塊化多電平功率放大器的工作原理及控制策略
    2.1 模塊化多電平功率放大器拓撲結(jié)構(gòu)
        2.1.1 AC/DC功率模塊
        2.1.2 DC/AC功率模塊
        2.1.3 模塊化多電平功率放大器結(jié)構(gòu)特點
    2.2 模塊化多電平功率放大器總體控制策略
    2.3 前級模塊化高頻整流器控制策略
        2.3.1 二次電壓紋波
        2.3.2 二倍頻紋波抑制
    2.4 后級多電平逆變器控制策略
        2.4.1 電流內(nèi)環(huán)參數(shù)設(shè)計
        2.4.2 電壓外環(huán)參數(shù)設(shè)計
        2.4.3 仿真驗證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于虛擬電容電壓排序的模型預(yù)測控制研究
    3.1 多電平逆變器數(shù)學(xué)模型
    3.2 虛擬電容電壓模型預(yù)測控制策略
        3.2.1 構(gòu)造有限控制集
        3.2.2 建立代價函數(shù)
        3.2.3 虛擬電容電壓排序法
        3.2.4 預(yù)測控制整體控制策略
        3.2.5 仿真驗證
    3.3 兩種控制策略對比
        3.3.1 穩(wěn)態(tài)性能對比
        3.3.2 動態(tài)性能對比
    3.4 本章小結(jié)
第4章 模塊化多電平功率放大器樣機研制
    4.1 主電路參數(shù)設(shè)計
        4.1.1 功率放大器性能指標(biāo)
        4.1.2 高頻整流器參數(shù)設(shè)計
        4.1.3 輸出濾波器設(shè)計
        4.1.4 功率開關(guān)器件的選取
        4.1.5 驅(qū)動模塊的選取
    4.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        4.2.1 數(shù)字多核控制系統(tǒng)
        4.2.2 控制電路供電電源設(shè)計
        4.2.3 AD采樣電路
        4.2.4 SCI串口通信電路
        4.2.5 光纖發(fā)送接收電路
    4.3 系統(tǒng)散熱設(shè)計
        4.3.1 機柜風(fēng)道設(shè)計
        4.3.2 功率單元箱散熱設(shè)計
    4.4 實驗驗證
    4.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果



本文編號：4034425