可編程交流電源是實(shí)驗(yàn)室與科研機(jī)構(gòu)的工具，在研發(fā)和產(chǎn)品測(cè)試中，對(duì)于輸出電壓或者電流的幅值、頻率、相位、波形等都有一定的要求。而我國(guó)市電的規(guī)定為單相50 Hz/220 V或三相50 Hz/380 V的交流電，幅值的調(diào)節(jié)可以直接通過(guò)變壓器完成，但頻率和相位的調(diào)節(jié)具有一定難度，且變壓器輸出電壓、電流會(huì)隨負(fù)載變化無(wú)法得到穩(wěn)定的交流電源。所以對(duì)于具有穩(wěn)定輸出、參數(shù)可靈活調(diào)節(jié)的可編程交流電源的研究日益迫切。

現(xiàn)有的許多可編程交流電源多采用PWM整流與逆變技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其輸出頻率、相位等參數(shù)可設(shè)，但輸出精度與分辨率不高，波形質(zhì)量不理想，且硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程復(fù)雜，成本高。本文介紹的可編程交流電源以?xún)善琒TM32F103ZET6處理器為控制，一片用于利用其內(nèi)置DAC擬合波形，航空航天中頻電源批發(fā)，另一片完成反饋和人機(jī)交互等任務(wù)。作反饋時(shí)，航空航天中頻電源定做，根據(jù)實(shí)際輸出和設(shè)定輸出的差值，應(yīng)用了數(shù)字PID算法調(diào)整輸出，使得輸出能夠快速且穩(wěn)定響應(yīng)至所預(yù)設(shè)的值。該電源具有兩路輸出，各路輸出的幅值、頻率、相位差可不間斷連續(xù)調(diào)整，其中頻率與相位的分辨率分別可達(dá)0.05 Hz、0.25度，各次諧波成分可任意疊加，至31次。各裝置之間可以級(jí)聯(lián)，航空航天中頻電源，滿(mǎn)足需多路輸出的測(cè)試場(chǎng)合。

電源濾波器的典型結(jié)構(gòu)介紹

電源濾波器的典型結(jié)構(gòu)如下圖所示，這是一種無(wú)源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)交流和直流電源都適用，具有雙向抑制性能。將它插入在交流電網(wǎng)中與電源之間，相當(dāng)于這二者的EMI噪聲之間加上一個(gè)阻斷屏障，這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)源濾波器起到了雙向抑制噪聲的作用，從而在各種電子設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。

圖中Cx是差模電容器，一般稱(chēng)為X電容，電容量宜選為0.01-2.22μF，CY1和CY2是共模電容器，一般稱(chēng)為Y電容，電容量約為幾納法（nF）到幾十納法。C3和C4的電容量不宜選得過(guò)大，否則容易引起濾波器甚至機(jī)殼漏電的危險(xiǎn)。L為共模扼流圈，它為同向繞在同一個(gè)鐵氧體環(huán)上的一對(duì)線(xiàn)圈，電感量約為幾毫亨（mH）。對(duì)于共模干擾電流，兩個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是同方向的，共模扼流圈表現(xiàn)出較大的阻抗，從而起到衰減干擾信號(hào)的作用；而對(duì)于差模信號(hào)（在這里是低頻電源電流），兩個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消，所以不影響電路的電源傳輸功能。

當(dāng)我們選用電源濾波器時(shí)，應(yīng)主要考慮三個(gè)方面的指標(biāo)：首先是電壓、電流，其次是插入損耗，后是結(jié)構(gòu)尺寸。由于濾波器內(nèi)部一般是經(jīng)過(guò)灌封處理的，因此環(huán)境特性不是主要問(wèn)題。但是所有的灌封材料和濾波電容器的溫度特性對(duì)電源濾波器的環(huán)境特性有一定的影響。

電源濾波器結(jié)構(gòu)

根據(jù)電源端口的電磁騷擾特點(diǎn)，電源EMI噪聲濾波器是一種無(wú)源低通濾波器，航空航天中頻電源訂制，它無(wú)衰減地將交流電傳輸?shù)诫娫?，而大大衰減隨交流電傳入的EMI噪聲，同時(shí)又能有效地抑制電源設(shè)備產(chǎn)生的EMI噪聲，阻止它們進(jìn)入交流電網(wǎng)干擾其它電子設(shè)備。

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