多年來，可編程交流電源已廣泛用于實施和支持許多產品測試程序。它們使測試工程師能夠完全控制測試單元(UUT)的電壓、頻率和電流。此類產品用于模擬交流和直流供電產品實際使用中可能出現的各種電源條件和異常情況。它們對于為軍事和航空電子設備電源子系統提供必需的400 Hz或800 Hz頻率交流電源也至關重要。

　　可編程交流電源為設計和/或測試工程師提供以下特點和好處：

　　1、交流電網輸入和UUT輸出之間的安全隔離;

　　2、’將世界各地的任何電網電壓和頻率轉換為UUT的特定期望輸出頻率;

　　3、精確控制輸出電壓，包括線路和負載調節;

　　4、穩定可控的輸出功率，不受任何交流線路輸入波動或瞬時電壓下降的影響;

　　5、從單相到三相、單相到分相或三相到單相的相位轉換。

　　傳統交流電源拓撲與設計

　　絕大多數可用的交流電源設計基于脈寬調制控制電路，并使用低頻變壓器在交流電源的輸入和輸出之間提供隔離。

　　這些PWM設計通常使用模擬控制電路來提供輸出調節、電流限制功能和頻率轉換功能。雖然這是一個經過驗證的設計，可以追溯到20世紀80年代初，但它充滿了缺點，列出一些：

　　1、使用工頻交流輸入變壓器提供電流隔離可顯著增加產品的尺寸和重量，尤其是隨著功率水平的增加。例如，考慮到變壓器損耗，15kVA交流電源需要17kVA三相輸入變壓器，重量約63.5kg，使用這種設計的電源總重量可超過181.4kg。

　　2、使用輸出變壓器提供電流隔離會導致尺寸和重量的類似增加，并阻止產生直流輸出能力。此外，此類輸出變壓器必須支持與可編程交流電源相關的寬頻率范圍，通常從45 Hz到1000 Hz或更高，需要更復雜和更昂貴的變壓器設計。

　　3、模擬控制回路受離散元件變化和溫度漂移的影響。這會對精度和穩定性產生負面影響，需要調整進行校準。

　　該拓撲的簡化框圖如圖1所示。它顯示了單相輸入、單相輸出源，但三相版本在設計上類似。

　　圖1:傳統交流電源拓撲

　　一些制造商通過一些數字信號處理器(DSP)控制功能來增強這種方法，但它們通常是放大器外部控制回路的一部分，因此速度較慢，或者被降級為用戶界面和前面板控制功能。這種拓撲結構的變化可以在設計中找到，例如在串聯/并聯模式下帶有雙逆變器的直接耦合輸出級，以消除輸出變壓器，這消除了對輸出變壓器的需求，但成本較高。

　　數字功率轉換

　　支持交流電源寬輸出頻率范圍(通常高于30kHz)所需的較高PWM開關速度使得使用DSP提供所有控制功能變得困難。隨著DSP技術在性能和成本方面的最新進展，支持這些開關頻率的交流電源設計的全數字實現現在是可行的。