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智能交流程控电源研究

鞠吉安  
【摘要】: 交流程控电源被广泛应用于电子产品的电源性能测试中。它能够提供输出频率范围可调,输出电压大小可调的交流电。同时还可以测量输出电压大小,输出电流大小,输出有效功率等参数。功能更强大的交流程控电源可以根据各种测试及法规的要求,输出各类合成波形,输出形式可以采用并联或串联结构,测量电流谐波成分等。 本文首先分析了交流程控电源的理论基础和若干常用拓扑结构,并在此基础上选择了先交直交再经变压器隔离输出的拓扑结构。同时分析了模拟和数字两种控制方案的优缺点,在此基础上选择数字控制作为该交流程控电源的控制方案。 本文对交流程控电源的控制策略进行了比较详细的分析和研究。根据等面积等效产生SPWM,同时做了算法改进。有效的改善了在有死区时间时输出波形畸变的情况。通过数字PID算法,提高了输出的稳定和动态响应。同时基于Modbus通信协议,完成了控制板和上位机,控制板和前面板的通信。使用Labview软件设计了上位机界面。主电路硬件方面,给出了滤波板、控制电路、信号调理电路、交流电源前面控制板等的设计。并对滤波电路参数,变压器设计,控制板电路的功耗和温升进行了理论分析。最后基于数字控制的方案以及设计的变压器等构建了实验平台。做了性能测试,对输出波形进行了分析,达到了一定的性能要求。


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