





选择合适的交流电源用于测试应用时
选择合适的交流电源用于测试应用时,首先考虑待测物正常运行的电气参数,包括电压、电流、功率等,同时须考虑到待测物在输入电压出现波动或者在不同工作模式下时可能出现的浪涌电流或者瞬态电流,通常这种电流的峰值会比待测物的额定工作电流大得多,如下图1所示。例如生产线品质验证电子产品待测物的电压和频率波动适应能力,那么可编程交流电源具备常规电压和频率变动功能即可,无需其他()功能。尤其是不具备功率因数校正的开关方式或整流器电源、电机等非线性电子设备的启动浪涌电流的峰值电流是其电流有效值的3到4倍,浪涌电流一般会出持续几个周期到几秒钟,如图2所示。根据交流电源支持的电流峰值因数来确交流电源是否提供待测物所需要的峰值电流。例如致远电子PWR系列可编程交流电源具备高波峰因子设备,波峰因子为3,输出峰值电流是额定输出电流的3倍。通过评估待测物正常和异常运行的电气参数和工作特性,可以初步确定目标可编程交流电源的输出功率。
波形拟合算法
本系统交流波形的生成是将事先拟合好的波形数据存在内存中,待收到输出指令后将数据输送至DAC寄存器中拟合输出。波形拟合公式如下:
式中,数组X[n]为拟合的交流波形点,n=0,1,2,…,N-1;Am为各次谐波幅值,m=1,2,…,M;N为每周波拟合的点数,M为谐波次数。
DAC拟合出的交流波形为数字信号,从时域上看为阶梯波,每周波点数的多少对波形的质量有着直接的影响。对本系统DAC拟合出的频率为50 Hz的数字交流信号进行实测采样并进行了分析,采样频率为51 200 Hz。
交流信号频率的调节是通过改变点与点之间输出时间间隔Δt来实现,信号频率与Δt的关系如下:
式中,f为输出信号频率,N为每周波拟合点数(本系统设计N为1 440)。三角形连接将三相电源的三个线圈,以一个线圈的末端和相邻一相线圈的始端按顺序连接起来,形成一个三角形回路,再从三个连接点引出三根导线与负载相连,如下图所示。若输出信号f=50 Hz,则Δt为1/72 000 s,由于STM32F103ZET6工作频率在72 MHz,所以只需将触发DAC输出的定时器自动重装载寄存器周期的值设置为999即可。
定时时间值计算公式为:
输出两路交流信号之间相位差的调节则根据波形拟合点数据数组,选择不同的起始位置触发来实现。交流信号频率的调节是通过改变点与点之间输出时间间隔Δt来实现,信号频率与Δt的关系如下:式中,f为输出信号频率,N为每周波拟合点数(本系统设计N为1440)。设两路输出分别为A和B,存放波形拟合点的数组为DATA[2N],N为每周波拟合点数,本系统为1440。若A、B两路触发起始位置分别为DATA[n1]、DATA[n2],当n1=n2时,A路与B路的相位差为0°;当n1=0,n2=360时相位关系为A路超前B路90°。相位分辨率为360/1440=0.25°, A与B的相位差关系为:
式(5)中,若n1gt;n2,则A路超前B路Ph度;若n1=n2,则同相位;若n1lt;n2,则A路滞后B路Ph度。
幅值的调节由式(1)可知,可通过改变输入DAC寄存器DAC_DHRx中DOR的值实现,即对波形拟合点数组中的数据乘以一个系数α,为V=α×DATA[2N],其中V为输出信号的幅值。