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开关功放的控制策略

开关功放的控制策略 具体实现磁悬浮轴承开关功放的控制方法有很多，按其输出电压的状态则可分为：电流两态调制和电流三态调制。 传统磁悬浮轴承开关功放所用的控制方式，如脉宽调制(PWM)、滞环比较(Hysteresis)、采样一保持(Sample—Hold)及最小脉宽调制(MPW)均属于两态调制。所谓两态(两电平)调制，即线圈内的电流只存在能量吸收状态和能量回馈状态。线圈内的电流随之快速增加和减小，从而不断逼近给定电流。两态调制技术输出电流纹波比较大，且随着电源电压的增加而增大，不利于功放动态性能的提高。 自从1 994年Zhangjin9提出三态(三电平)磁悬浮轴承开关功放理论，出现了多种三态开关型功率放大器，如三态PWM功率放大器、三态采样一保持功率放大器、三态滞环比较功率放大器等。所谓三态调制(三电平)调制，即线圈内的电流存在能量吸收、自然续流和能量回馈三种状态。三态调制技术的提出不但很好地解决了两态调制技术巾难以同时实现低电流纹波和良好动态特性的问题，而且基于三态调制技术的开关功放还具有开关损耗小、动态特性好等优点。 北京航空航天大学的田希晖博士等人提出了基于空间矢量PWMSVPWM)的三态开关功放，仿真和实验结果均表明该功放可同时驱动两个自由度的线圈，且具有输出电流纹波、可靠性好等优点。南京航空航天大学的臧晓敏提出了一种改进的基于采样一保持策略的电流三态调制开关功放，它既保留了采样一保持策略开关功放控制简单、动态响应快等优点，同时义降低了电流纹波和损耗，提高了功放的效率。 其他功率放大器 1混合型功放 磁悬浮轴承功放的负载是一个大电感小电阻的感性负载。稳态时，由于负载的等效电阻很小，从降低功耗的角度考虑，线圈两端电压不需要太高。动态时，要在线圈巾获得足够大的电流变化率，因而需要较高的电源电压。因此，减小电源电压、降低功耗、提高电源电压提高动态响应是矛盾的。为了解决两者之间的矛盾，可以通过线性功放和开关功放的组合来解决该问题，即混合型功率放大器。 稳态时，由线性功放对磁悬浮轴承线圈供电，此时电流纹波小，损耗低；动态时，由“对磁悬浮轴承线圈进行供电产生足够大的电流变化率，动态特性好；给定电流与反馈电流相比较后，经逻辑控制器输出信号来分配开关Sl、S2、S3。 但其复杂的控制电路会给系统带来可靠性不高的影响，因此在目前磁悬浮轴承功放的研究巾并没有广泛应用。 2集成化功放 用分立J已器件制作的开关功率放大器体积一般较大，同外已经利用脉宽调制技术制造出了集成的开关功放。比如美同的德州仪器推出的PWM型音频功放用的集成功放，效率可以达到97％；美同A—ex公司推出的大功率脉宽调制型功放SA60，具有体积小、效率高、可靠性高等优点，集成化功放的研究非常有利于磁悬浮轴承功放向小型化发展。

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