小容量可调交流电源设计

【摘要】可调交流电源是通过功率变换电路将输入的交流电变为所需频率、电压、电流的正弦交流电源,其输出幅值和输出频率在一定范围内是可调的。由于在电气实验室中,需要使用到特定的交流电源进行实验,通过工频变压器转换的交流电已经不能够满足实验室的需求了。基于此,本文提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的可调交流电源的设计方案,并通过实验测试,得到了输出电压、电流和频率可调,波形理想的正弦波电源。本文设计的交流电源的输入为220V/50Hz的单相交流电,其输出模式为电压源和电流源模式,输出幅值与频率皆可调,频率为50Hz和60Hz两个取值。本文首先介绍了可调交流电源系统的基本原理,系统结构以及方案的确定。然后,详细介绍了系统的硬件电路的设计,分为主电路与控制电路两大部分。其中主电路主要包括了整流电路,输入滤波电路,逆变电路,IGBT缓冲保护电路以及输出滤波电路。控制电路主要包括隔离驱动电路,电压电流采样和调理电路,辅助电源电路以及液晶显示电路,并通过计算确定了各个电路的元器件的参数以及选型。然后分功能模块详细介绍了系统的软件设计,包括了SPWM生成方法,A/D采样子程序,增量式PI调节子程序,液晶显示程序等,并给出了各个子模块的软件流程图。最后本文给出了整个可调交流电源系统的实物图,对其输出进行了测试。文中给出了系统运行时控制信号输出波形,系统闭环运行的输出电压、电流波形,进行了幅值调节和频率调节实验,全面测试了交流电源的性能,实验结果证明了系统运行稳定可靠,设计方案可行。
【作者】付俊峰；
【导师】牛小兵；
【作者基本信息】大连海事大学，电气工程，2014，硕士
【关键词】交流电源；SPWM；数字信号处理器；逆变；

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