本申請涉及電氣設備及電氣工程領域，具體涉及一種基于載波的雙積分滑模控制器。該控制器包括：比較模塊，用于將D類放大器的輸出電壓與時變參考信號進行比較，獲得誤差信號；PI控制模塊，用于對誤差信號進行PI控制，獲得PI控制輸出；調制信號生成模塊，用于生成調制信號，所述調制信號為在PI控制輸出的基礎上減去變換的電容電流信號；脈沖寬度調制模塊，用于將所述調制信號與產生柵極信號的三角形載波進行比較得到D類放大器的驅動信號。本申請通過在一個雙積分項中增加了一個額外的極點在回路中的增益，減小了D類放大器的波形失真率，有效地改善系統的動態響應。

技術領域

本申請涉及電氣設備及電氣工程領域，具體涉及一種基于載波的雙積分滑?？刂破?。

背景技術

線性放大器中的晶體管消耗大量的功率，因此需要大量的散熱器進行對流。因此，在小型化設備中，使用線性放大器實際上是不可行的。D類放大器與傳統的線性放大器相比具有高效、易于實現和低成本的特點，但也存在頻率響應不規則的問題。D類開關放大器時在輸出端使用高Q因數的低通LC濾波器提取期望信號時會在諧振頻率處引起增益峰值。因此，需要對Q因子進行補償使放大器在整個帶寬上的頻率響應平坦化。

目前大多數D類放大器的控制策略存在著一定的局限性。如傳統的Zobel網絡技術在降低D類放大器效率的同時增加了系統成本，采用閉環控制的脈寬調制(PWM)反饋方法可以改善頻率響應，但存在濾波器的非線性特性只能由負載電壓反饋來補償的問題。現有技術中也存在引入基于載波的積分滑?？刂破鱽斫鉀Q滯后調制的開關頻率變化問題，但是它缺乏減少穩態誤差的能力。

發明內容

為了克服D類放大器頻率響應不規則，閉環控制方法不穩定的缺點，本發明提出了一種基于載波的SiC D類放大器雙積分滑模控制器，它解決了與滯后調制(HM)方法相關的可變開關頻率的主要問題，并利用滑模面中的附加積分項來降低穩態誤差。

本申請提供了一種基于載波的雙積分滑?？刂破?，主要包括：

比較模塊，用于將D類放大器的輸出電壓與時變參考信號進行比較，獲得誤差信號；

PI控制模塊，用于對誤差信號進行PI控制，獲得PI控制輸出；

調制信號生成模塊，用于生成調制信號，所述調制信號為在PI控制輸出的基礎上減去變換的電容電流信號；

脈沖寬度調制模塊，用于將所述調制信號與產生柵極信號的三角形載波進行比較得到D類放大器的驅動信號。

優選的是，所述比較模塊中進一步包括第一縮放單元，用于將D類放大器的輸出電壓與時變參考信號進行比較之前，對所述輸出電壓通過第一增益因子β₁進行縮放。

優選的是，所述PI控制模塊通過第三增益因子β₃及第四增益因子β₄進行比例增益。

優選的是，所述調制信號生成模塊包括第二縮放單元，用于通過第二增益因子β₂對所述電容電流信號進行變換。

優選的是，所述第二增益因子β₂、第三增益因子β₃及第四增益因子β₄被設置成由此形成的增益范圍能夠使狀態軌跡始終指向滑動面的區域，所述滑動面的區域S為：

S＝γ₁e₁+γ₂e₂+γ₃e₃；

其中，γ為滑動系數，e為誤差信號。