开关功率放大器的数字控制方案研究

功能是，如果模块左面中间脚的输入信号为正，则模块的右面输出同模块左面最下脚输入信号一致；如果模块左面中间脚的输入信号为零，则模块的右面输出同模块左面最上脚输入信号一致。

载波频率确定后．将Vs函数值加载至DSP芯片事件管理器模块中的比较单元，准备同载波进行PWM调制。加载完成后即进行中断复位。

这种中点控制方式的本质是通过调节载波的频率来改变中点电流的流向。通过比较载波频率加倍前后中点电流流向的仿真，我们可以得知：如果以参考信号Ks的频率fs为参考，载波频率加倍前，中点电流ineu的流向每周期内交替变化(见图6)，变换的频率为2fc；载波频率加倍后，中点电流ineu的流向每周期内只改变一次(见图7)，即变换的频率为2fs。又因为后者中点电流的流向同参考信号Ks的幅值有关，所以在决定是否将载波频率加倍前，需要检测Vs幅值的正负。

比较图8和图2可知，当载波频率加倍时，输出波形同原来一致。在DSF(TMS320LF2407)芯片中，载波频率只有在载波的幅值为O时才能改变；故载波无相位差可以使控制左右桥臂的载波频率同时变化而对输出波形无任何影响。

3 实验验证与结果
本文设汁了一个单模块多电平电路的实验模型，其具体的电路参数及规格如下：
输出满载功率 1 kW：
输出频率2 kHz；
直流侧输入电压400 V：
基础开关频率 100 kHz。

开关管驱动信号由DSP提供，驱动信号的PWM调制产生均在DSP内部完成。图9和图10分别为采用中点平衡控制前后的输出波形和中点电位比较。

如图9(e)和图9(f)所示，采用中点平衡控制后，直流侧电容电压静态误差3．2V；采用中点平衡控制前，直流侧电容电压静态误差13.2V。

4 结语
本文分析了开关功率放大器的拓扑和数字控制方案。在控制方案设计中，介绍了一种适合五电平二极管中点钳位逆变拓扑的PWM控制技术，它能提高输出的等效开关频率并降低直流侧中点电位的漂移，提高系统输出波形质量。

文中的FNI功率模块可以采用交错并列的方式提高系统的总功率和输出波形的电平数，这样既达到了扩展系统功率等级的要求，又可以降低系统的输出畸变，详细分析请见文献。

当然还有很多问题需要解决，比如多电平逆变电路的死区补偿问题，以及多模块问的均流问题等，这些都将作为下一步研究工作的重点。