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选择合适的交流电源用于测试应用时

选择合适的交流电源用于测试应用时，首先考虑待测物正常运行的电气参数，包括电压、电流、功率等，稳压电源定制，同时须考虑到待测物在输入电压出现波动或者在不同工作模式下时可能出现的浪涌电流或者瞬态电流，通常这种电流的峰值会比待测物的额定工作电流大得多，如下图1所示。尤其是不具备功率因数校正的开关方式或整流器电源、电机等非线性电子设备的启动浪涌电流的峰值电流是其电流有效值的3到4倍，浪涌电流一般会出持续几个周期到几秒钟，如图2所示。根据交流电源支持的电流峰值因数来确交流电源是否提供待测物所需要的峰值电流。例如致远电子PWR系列可编程交流电源具备高波峰因子设备，波峰因子为3，输出峰值电流是额定输出电流的3倍。通过评估待测物正常和异常运行的电气参数和工作特性，可以初步确定目标可编程交流电源的输出功率。

系统工作原理与硬件实现

基于DAC波形拟合输出的可编程交流电源系统主要由主控芯片STM32F103ZET6、滤波、功率放大、变压器、显示、按键灯模块构成。系统原理框图如图1所示，CPU2根据输出要求，通过按键、显示环节设置好输出参数，由SPI串行总线将数据传至CPU1，并用其内置12 bit DAC拟合出对应的波形并输出。由于DAC拟合出的波形为阶梯波，需对拟合出的波形进行滤波处理，先低通滤波后串电容进行交流耦合来提高波形质量。之后再对滤波后的波形进行功率放大处理，其中功放环节的增益为20 dB，可以对波形幅值进行适当放大。功率放大后的波形，天津稳压电源，按需选择相应的电压型或者电流型变压器接入即可得到所需的输出。在设定好幅值、频率、相位等参数并使之输出期间，CPU2对终输出的信号进行采集并计算，应用PID算法调节误差，使输出快速且稳定地响应至设定值，稳压电源施工，同时通过LCD液晶屏显示各输出参数。

针对基于DC-AC可编程交流电源频率与相位调节分辨率较低、高次谐波叠加困难、输出波形畸变等问题，提出了应用处理器STM32F103ZET6内置的两路12 bitDAC来拟合波形作输出的方案。CPU计算出所需的波形点，稳压电源厂家，经DAC拟合输出、功率放大、滤波、变压器运放等环节处理并结合反馈信号应用数字PID算法，使终输出信号快速且稳定地达到预设值。经测试，应用此方案设计的可编程交流电源，其频率与相位的分辨率显著提高，方便叠加各次谐波，且输出波形质量明显得到改善。

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