摘要：介绍一种低纹波、高线性度飞轮磁轴承脉冲宽度调制（Pulse-width modulation,PWM）功率放大器带死区补偿的三电平脉宽调制策略在现场可编程门阵列（Field programmable gate array,FPGA）上的实现方法,采用浮点IP核组合实现功放电流环PD控制算法,在Simulink中借助System Generator工具构建三电平PWM模型并自动生成VHDL代码。分析三电平脉宽调制原理及其在全桥功放结构下的两种实现形式,一种使用功率开关管中的反并联二极管续流,另一种不使用二极管续流。基于功放电流响应试验结果及其傅里叶分析研究死区时间对功放输出线性度的影响。提出两种死区补偿方法,一种对开关信号的等效占空比进行补偿,另一种在功放输入端引入偏移量,偏移量由输入信号的极性决定。在实际FPGA功放板上试验验证了三电平PWM两种实现形式及两种死区补偿方法的可行性和有效性。

关键词：主动磁轴承 数字功放 现场可编程门阵列 三电平脉冲宽度调制 

单位：国防科技大学航天与材料工程学院 长沙410073 海军驻常州地区航空军事代表室 常州213022