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。数字信号源的广泛使用及数字信号在存储、传输和数据处理上的优点，使人们开始追求直接将数字信号转换为PWM信号，通过开关放大器进行放大，省去传统功放所需的模数转换环节。目前，开关功率放大器成为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在每一个开关周期中开关变量与控制参考量相等或成比例。它具有结构简单、控制精度高、响应速度快，控制性能不受电源参数变化影响等优点，因此非常适合于控制开关功率放大器。 本文以单周控制理论和开关功率放大器为基础，重点针对单周控制的开关功率放大器输出端存在的直流偏置问题，进行了理论研究，提出了改进方案，并通过仿真和实验研究进行了验证。主要工作和结论如下： 首先，对单周控制的半桥和全桥开关功率放大器的基本结构和工作原理进行了分析，推导了具体的控制方程，建立了单周控制的全桥开关功率放大器的小信号模型。理论分析结果表明，单周控制开关功率放大器的输出信号与输入信号成线性变化关系，其控制性能由输出滤波器决定。 其次，理论分析和仿真研究结果表明，由于复位脉冲的非理想特性，单周控制的全桥开关功率放大器输出端存在直流偏置问题，其大小与复位脉冲的宽度成正比。针对输出直流偏置问题，提出了电压补偿的改进方案，给出了补偿电压的具体计算公式。对补偿前和补偿后的方案进行了对比仿真研究和实验研究。仿真结果和实验结果都证实补偿后的系统有效地解决了输出端存在的直流偏置问题。 最后，根据单周控制的基本思路，改进了单周控制的全桥开关功率放大器的控制电路。仿真结果表明，改进控制电路后的系统不但解决了输出直流偏置问题，而且解决了电压补偿方法所造成的放大器增益下降问题。