多年來，可編程交流電源已廣泛用于實施和支持許多產(chǎn)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(chǎn)品用于模擬交流和直流供電產(chǎn)品實際使用中可能出現(xiàn)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(tǒng)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(wǎng)輸入和UUT輸出之間的安全隔離;

　　2、’將世界各地的任何電網(wǎng)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(diào)節(jié);

　　4、穩(wěn)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(tǒng)交流電源拓撲與設計

　　絕大多數(shù)可用的交流電源設計基于脈寬調(diào)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(diào)節(jié)、電流限制功能和頻率轉換功能。雖然這是一個經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(wěn)定性產(chǎn)生負面影響，需要調(diào)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(tǒng)交流電源拓撲

　　一些制造商通過一些數(shù)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(lián)/并聯(lián)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(shù)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(shù)字實現(xiàn)現(xiàn)在是可行的。