在数字物理混合型变电站仿真系统中，一次系统采用实时数字仿真，二次系统采用与变电站现场相同的真实设备。实时仿真模块输出的数字信号不能直接驱动真实设备，需要把数字量转换为满足功率要求的模拟量，以驱动继电保护、自动控制等二次设备。数字功率放大器作为数字仿真模块与二次真实设备之间的转换环节，能够将数字仿真模块输出的数字量转化为脉宽调制信号，用来驱动开关逆变器，逆变器经过滤波后就可以获得放大的模拟量，实现了混合仿真系统中数字仿真和物理模型的连接。为此本文设计了一台高效、低成本数字功率放大器。在对比分析了传统功率放大器性能的基础上，根据混合型变电站仿真系统的特点研究数字功率放大器的整体结构，包括功率放大主电路和控制系统。主电路主要包括逆变模块和驱动电路，为了提高系统安全性，还增加了故障检测和保护电路，防止器件损坏。以FPGA为核心的控制系统采集指令信号和反馈信号进行数据处理分析后输出控制信号，驱动功率主电路，得到所要求的波形。在数字功率放大器的控制策略上，利用最小二乘法在线估计数字功率放大器滤波电感和负荷参数，根据开关周期前后输出电流值与功率开关管提供的平均输出电压之间的关系以及输出电流指令值确定功率开关管的通断时间。针对自适应预测控制算法计算量大的特点，采用可编程逻辑器件EP3C25Q240C8搭建控制系统，并开发了一种流水线级数较少的乘累加器，提高了算法执行速度。根据FPGA的设计流程，将数字功率放大器控制算法的FPGA实现划分为三个模块：AD采样、参数估计、预测控制。最后进行硬件系统和软件系统的联合调试，结果表明，研制的数字功率放大器具有动态响应快、控制精度高等特点。