功率放大器在工业、航空电子、通信及家庭娱乐等领域中有着广泛的应用。开关功率放大器由于具有很高的效率，在体积、效率和功耗要求较高的场合具有很大的优势，成为目前电力电子领域的研究热点，受到人们越来越多的关注。开关功率放大器由于开关变换器本身固有的非线性，失真通常大于传统的线性放大器。控制技术是影响开关功率放大器保真度的关键因素之一。单周控制理论是20世纪90年代初提出的一种大信号、非线性PWM控制技术，其基本控制思想是保证每一个开关周期中开关变量与控制参考量相等或成比例。本文对经典单周控制和新型单周控制单沿调制的开关功率放大器进行了分析和比较，对新型单周控制单沿调制和双沿调制的开关功率放大器进行了分析和比较，且针对存在的直流偏置问题，进行了理论研究，提出了改进方案，并通过仿真进行了验证。主要工作和结论如下：首先，分析了经典单周和新型单周控制单沿调制的BUCK型功率放大器的基本结构和工作原理，推导了具体的控制方程，且对两者进行了仿真比较，仿真结果表明后者的开关频率更稳定，输出具有更高的保真度。其次，分析了新型单周控制双沿调制BUCK型功率放大器的基本结构和工作原理，推导了具体的控制方程；对一个开关周期中电源电压和参考信号波动对单沿调制和双沿调制BUCK型功率放大器的开关频率的影响进行了分析和仿真比较，仿真结果表明双沿调制比单沿调制的开关频率更接近恒定且输出具有更高的保真度。最后，分析了新型单周控制双沿调制的全桥功率放大器的基本结构和工作原理，推导了具体的控制方程，建立了小信号模型，分析了单周控制的开关功率放大器存在的直流偏置问题，提出了电压补偿的改进方案，给出了补偿电压的计算公式。对补偿前和补偿后的方案进行了仿真研究，仿真结果证实了补偿后的系统有效的解决了存在的直流偏置问题。