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如何把交流電源變換為直流穩壓電源

電子電路工作時都需要直流電源提供能量，電池因使用費用高，一般只用于低功耗便攜式的儀器設備中。（4）電子濾波器本身沒有穩壓功能，但加入穩壓二極管之后可以使輸出的直流電壓比較穩定。這里討論如何把交流電源變換為直流穩壓電源。一般直流電源由如下部分組成：整流電路是將工頻交流電轉換為脈動直流電。濾波電路將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。穩壓電路采用負反饋技術，對整流后的直流電壓進一步進行穩定。

(1)半波整流電路：半波整流就是利用二極管的單向導電性能，使經變壓器出來的電壓Vo只有半個周期可以到達負載，如下：

(2)全波整流電路：利用副邊有中心抽頭的變壓器和兩個二極管構成如下圖所示的全波整流電路，從圖中可見，正負半周都有電流流過負載，提高了整流效率。

初級端電路上解決瞬時浪涌電流的典型方法

在電源電路 的初級端電路上，解決瞬時浪涌電流 的典型方法是金屬氧化 物可變電阻 （MOV）。這些器件會將輸入浪涌電流鉗位在一個電平上，該電平使電源元件能夠不受到影響并正常工作。選擇MOV的主要標準包括工作電壓、能量處理性能和峰值脈沖電流性能。

MOV的工作電壓是MOV能正常工作不會擊穿 （變為導電的）的電壓電平。此外負載調整率差的交流電源，輸出阻抗較高而且只具有低峰值電流能力，不能為待測物提供測試所需要的峰值電流，這導致更高的測試失敗率。該電壓通常是首先要決定的參數，而且很簡單。要工作電壓，設備的線電壓則要增加20%，以允許電源系統的電壓增長。這樣做的目的是保證MOV對系統中的瞬時事件做出反應，而不對臨時狀況做出反應。

可編程交流電源是實驗室與科研機構必不可少的工具，在研發和產品測試中，對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。在設定好幅值、頻率、相位等參數并使之輸出期間，CPU2對終輸出的信號進行采集并計算，應用PID算法調節誤差，使輸出快速且穩定地響應至設定值，同時通過LCD液晶屏顯示各輸出參數。而我國市電的規定為單相50 Hz/220 V或三相50 Hz/380 V的交流電，幅值的調節可以直接通過變壓器完成，但頻率和相位的調節具有一定難度，且變壓器輸出電壓、電流會隨負載變化無法得到穩定的交流電源。所以對于具有穩定輸出、參數可靈活調節的可編程交流電源的研究日益迫切。

現有的許多可編程交流電源多采用PWM整流與逆變技術來實現，其輸出頻率、相位等參數可設，但輸出精度與分辨率不高，波形質量不理想，且硬件實現過程復雜，成本高。而我國市電的規定為單相50Hz/220V或三相50Hz/380V的交流電，幅值的調節可以直接通過變壓器完成，但頻率和相位的調節具有一定難度，且變壓器輸出電壓、電流會隨負載變化無法得到穩定的交流電源。本文介紹的可編程交流電源以兩片STM32F103ZET6處理器為控制核心，一片用于利用其內置DAC擬合波形，另一片完成反饋和人機交互等任務。作反饋時，根據實際輸出和設定輸出的差值，應用了數字PID算法調整輸出，使得輸出能夠快速且穩定響應至所預設的值。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調整，其中頻率與相位的分辨率分別可達0.05 Hz、0.25度，各次諧波成分可任意疊加，至31次。各裝置之間可以級聯，滿足需多路輸出的測試場合。