早期振動機控制器都是以類比電路來實現，而最近幾年來數位控制慢慢受到 重視，而發展出半數位半類比的控制器架構，本論文以全數位化做為控制器架 構，以 FPGA 模組電路來設計控制器，再配以良好之電流控制脈波寬調變開關切 換控制來實現電動式振動機弦波振動測試，以用來改善線性功率放大器之缺點，
使用串接全橋式反流器更可以提升整體的功率額定與降低輸出電壓與電流的諧 波，並獲得良好的電流追隨特性及其所激勵之加速度。而數位化是近代科技一個 很重要的趨勢與成就，數位化可以讓一個系統有可靠性高、精確度高、抗干擾能 力強、可程式規劃、維護容易、容易模組化設計等優點，這些優點可以改進以往 類比系統的限制。
在輸出電壓加上 LC 濾波器可以讓輸出電壓的訊號更為理想，濾除一些雜訊 及外在因素的干擾，而本論文沒這方面的困擾，故不使用 LC 濾波器。在迴授電 路的部份，在論文使用了電流迴路作為迴授訊號，取得的訊號經由 A/D 電路，
再進入 FPGA 做訊號處理。
而在自由度(DOF)上大部分的參考文獻上皆採用單一自由度，而僅文獻[10]
採用雙自由度，不過在實現上雙自由度有較多的參數可以去控制，不過相對而言 就復雜許多，而電動式振動機，僅需單一自由度就可以控制良好，故本論文亦採 用單一自由度控制。
一般來說，就功率元件 MOSFET 而言，耐壓越高的元件，其導通電阻越高，
這將會提高導通損與降低整體電路的效率。此外在高功率的應用中，較難找到高 耐壓的開關，故通常高功率的應用場合會使用多階層轉換器，降低各個開關的耐 壓，進而選擇耐壓小，導通電阻小的開關。因此近年來有許多關於多階層反流器 的相關研究[6~9]，多階層反流器具有較低的輸出電壓與輸出電流諧波，也可以 降低開關的額定，此外多階層反流器有許多種類型，多階層反流器主要可分為二 極體箝位式反流器(Neutral-Point-Clamped Converter, NPC)、電容箝位式反流器
(Flying-Capacitor Converter, FC) 與 串 接 全 橋 式 反 流 器 (Cascaded Full-Bridge
源。串接全橋式反流器具有較其他兩種反流器多的優點，如可模組化的電路設計 與封裝，這讓串接全橋式反流器的實用性較高，也較易於大量生產。本論文最後 採用串接全橋式反流器，因為串接全橋式反流器不僅可以減少元件數並且沒有電 容電壓平衡的問題，而且串接全橋式反流器相當適合大量製造，若是想提高階層 數僅需再串接額外的全橋反流器，不需要改變原來的電路架構。
A B
N1
C D
N2
Vdc
5 . 0
Vdc
5 . 0
+
TA
−
TA
+
TB
−
TB
+
TC
−
TC TD−
+
TD
圖 1.4 五階層串接全橋式反流器
表 1 n階層反流器電路元件比較表
開關 二極體 電容 平衡電容
FC 2(n−1) 0 (n−1) (n− n1)( −2)/2 NPC 2(n−1) (n− n1)( −2)/2 (n−1) 0 CFB 2(n−1) 0 (n−1)/2 0