基于微处理器和PWM的交流可调稳压电源

仪表有：交直流电压表、交直流电流表、逻辑分析仪、定时/计数器、信号发生器、多踪示波器等。作为交互式可视化仿真软件，提供数码管、液晶屏、LED、按钮、键盘等外设，同时支持图形化的分析功能，具有直流工作点、瞬态特性、交直流参数扫描、频率特性、傅里叶、失真、噪声分析等多种分析功能，可将仿真曲线绘制到图表中。可见拥有了仿真软件，如同拥有了一个庞大的实验室。

　　4.2 交流稳压电路计算机仿真电路与输出波形

　　图11是电阻性负载的交流稳压电源仿真电路图，图12给出了示波器检测的波形图，图中黄色为单片机脉宽输出波形，蓝色为晶体管脉冲驱动波形，红色为脉冲续流滤波后输出的正弦交流波形，绿色为提供参考的输入交流波形。由输出波形可知除有一定延时外，无任何波形畸变，无谐波污染。仿真实验表明，当交流电源频率提高到100Hz时，输出波形平滑度仍相当好。图12是有续流时的滤波输出电压波形；图13是切断二极管续流支路后的脉冲驱动波形和交流输出电压波形，可以看到明显的输出电压波形畸变和谐波污染现象。由此可知续流滤波对输出电压波形的重要性。

图11 PWM调制交流稳压计算机仿真电路

图12 PWM调制50HZ稳压电源输出波形

　　
图13 无续流滤波的交流稳压仿真波形图

　　图14、图15是当电网电压有效值变化时，相对稳定的交流输出电压波形。由输出波形图可知，当输入交流电压在±25％范围变化时，输出交流电压有效值都能保持恒定，且输出波形无畸变。

图14 电网电压升高时的交流稳压输出

图15 电网电压降低时的交流稳压输出

　　由图15、图16可知当电网频率变化时，输出电压的相移量发生变化，频率越高相移越大，当采用RL负载时输出的相移量增大。如果需要在不同工作频率下保持零相移，可以采用前馈控制方法，在小信号调压控制端采用微机控制的移相补偿来消除滞后的相移量。

图16 电源频率为25Hz时的交流稳压输出

图17电源频率为100Hz时的交流稳压输出

　　5 结束语

　　综合上述对微机控制的PWM调制交流调压实验仿真电路及输出波形的分析可知，这是一款性能优良、结构简单、值得推广的交流可调稳压电源。作者仅以此新颖的设计，献给正在蓬勃发展中的中国物联网！祝愿祖国的物联网建设取得更大成就！