扬州学校程控变频电源原理

开关电源概述

开关电源(英文：Switching Mode Power Supply)，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 通过数字控制，可以轻松设定和监控程控变频电源的参数。扬州学校程控变频电源原理

输出滤波模块采用SPWM控制的逆变电路，输出的SPWM波中含有大量的高频谐波。为了保证输出电压为的正弦波，必须采用输出滤波器。本文采用LC滤波电路，其中截止频率取基波频率的4.5倍，L=12mH，C=10μF.电压检测模块电压检测是完成闭环控制的重要环节，为了精确的测量线电压，通过TMS320F28335的SPI总线及GPIO口控制对输入的线电压进行衰减/放大的比例以满足A/D模块对输入信号电平(0-3V)的要求。电压检测模块采用256抽头的数字电位器AD5290和高速运算放大器AD8202组成程控信号放大/衰减器，每个输入通道的输入特性为1MΩ输入阻抗+30pF.扬州学校程控变频电源原理程控变频电源主要定位于电子电力生产、蓄电池行业、PCB板制造行业及通讯行业。

使用程控变频电源时，为了确保安全和有效性，需要遵守以下规范：

1. 操作步骤：按照程控变频电源的操作手册，正确操作各个控制参数。确保在设定输出频率或其他参数前，负载设备处于关闭状态，以免对设备造成损坏。

2. 过载保护：程控变频电源通常具备过载保护功能，但也需要用户合理设置和使用。在负载设备过载或短路时，电源会自动断开输出以保护设备和本身。

3. 维护保养：定期对程控变频电源进行维护和保养，包括清洁、检查连接线路是否松动、检查散热孔是否堵塞等。避免撞击、湿润或使用不当的清洁剂。

远离非专业人员：程控变频电源涉及高电压和复杂的电路，应确保只由合格的专业人员操作和维修。未经许可，严禁非专业人员进行拆解或维修。

开关电源—产品发展方向

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代。 程控变频电源的特点：可进行电压、电流、相位、频率、功率表的试验和检定。

开关电源的发展和趋势

1955年美国罗耶(GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛(Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器，1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了25千赫的开关电源。   

目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。 程控变频电源运行时间可以设定1ms。扬州学校程控变频电源原理

程控变频电源可自动交叉变换，维持控制与保护兼顾特性。扬州学校程控变频电源原理

变频电源作为电源系统的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全和可靠性指标。变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电流波形均为的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。本文实现了基于TMS320F28335的变频电源数字控制系统的设计，通过有效利用TMS320F28335丰富的片上硬件资源，实现了SPWM的不规则采样，并采用PID算法使系统产生高质量的正弦波，具有运算速度快、精度高、灵活性好、系统扩展能力强等优点。

本文所研究的变频电源采用间接变频结构即交-直-交变换过程。首先通过单相全桥整流电路完成交-直变换，然后在DSP控制下把直流电源转换成三相SPWM波形供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。变频系统控制器采用TI公司推出的业界较早浮点数字信号控制器TMS320F28335，它具有150MHz高速处理能力，具备32位浮点处理单元，单指令周期32位累加运算，可满足应用对于更快代码开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求。与上一代靠前的数字信号处理器相比，的F2833x浮点控制器不仅可将性能平均提升50%，还具有精度更高、简化软件开发、兼容定点C28xTM控制器软件的特点。 扬州学校程控变频电源原理