近年来,随着我国电力电子行业的迅速发展,全国电网互联和大区网架的初步形成,整个电网系统的稳定与安全变成了重中之重,电网稳定安全的运行得益于继电保护设备的存在。同时,如何测试这些新型的继电保护装置,以保障其准确快速地识别电网中的故障信号、切断发生故障的部分电网、保护其余电网正常工作。设计一种便携式、现场可编程与可远程控制操作,并能模拟电网中各种故障信号的测试仪器,已经成为保障继电保护装置安全稳定运行的必要条件。设计一种多路输出任意波形的继电保护装置测试仪,包括以FPGA主控制器、ARM协控制器构成的可编程信号发生器,以及由DC/DC升压斩波电路、单相全桥逆变电路、K型滤波电路、误差校正电路、高速比较电路、自举驱动电路和多个辅助电源电路所组成的功率放大部分。可编程信号发生器,根据现场需求编程产生幅频可调的基准信号,具体通过上位机下发波形参数给FPGA,并调用FPGA内部的各波形CORDIC算法模块产生基准波形,经由DAC电路将数字信号转化为模拟信号,输入功率放大部分;功率放大部分,实现对三路基准信号进行功率放大并同步输出。升压电路提供逆变电路所需的母线电压,逆变电路是由误差校正电路、高速比较电路和自举驱动电路产生的PWM信号,来控制MOS管的开启和关断以实现换流,并经过LC滤波器得到功率放大波形。同时,为了减小PWM控制电路设计时的复杂程度,减小PWM占空比调节范围,设计升压电路与逆变电路形成关联调节。具体地,在调节交流基准信号幅值的同时,DC/DC升压电路的直流基准产生变化,改变升压电路PWM的占空比,全桥逆变的母线电压也随之改变。经参数设计和系统仿真验证,证明设计方案的可行性,并搭建与焊接一台样机,对系统进行测试,实现对正弦波、三角波、矩形波的功率放大,其工作效率大于82%,同步误差与响应时间均小于10μs。系统成功实现预期目标,且稳定可靠、操作便捷。