夏东升，马宏忠，王行行，施恂山

(河海大学 能源与电气学院，江苏 南京211100)

基于DAC拟合输出的可编程交流电源设计*

夏东升，马宏忠，王行行，施恂山

(河海大学 能源与电气学院，江苏 南京211100)

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 bit DAC来拟合波形作输出的方案。CPU计算出所需的波形点，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，使最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。

分辨率；谐波；波形；DAC；数字PID

0　引言

可编程交流电源是实验室与科研机构必不可少的工具，在研发和产品测试中，对于输出电压或者电流的幅值、频率、相位、波形等都有一定的要求[1-3]。而我国市电的规定为单相 50 Hz/220 V或三相 50 Hz/380 V的交流电，幅值的调节可以直接通过变压器完成，但频率和相位的调节具有一定难度，且变压器输出电压、电流会随负载变化无法得到稳定的交流电源。所以对于具有稳定输出、参数可灵活调节的可编程交流电源的研究日益迫切[4-5]。

现有的许多可编程交流电源多采用PWM整流与逆变技术来实现，其输出频率、相位等参数可设，但输出精度与分辨率不高，波形质量不理想，且硬件实现过程复杂，成本高。本文介绍的可编程交流电源以两片STM32-F103ZET6处理器为控制核心，一片用于利用其内置DAC拟合波形，另一片完成反馈和人机交互等任务。……