传统的功率信号源一般采用线性电源或模拟控制的功率开关变换电源。随着高性能DSP控制器的出现,使采用数字化控制的功率开关变换电源作为功率信号源成为可能,有利于提高系统的集成化水平和控制功能。 本文介绍的功率信号源采用工作频率为150MHz的TMS320F2812进行控制,并且通过DC-DC和DC-AC两级联合调节来实现高精度、宽范围的变频调压功能。该功率信号源可提供输出电压从2V到100V可变,频率从20Hz到1000Hz可变,并且可以在50Hz基频的情况下叠加基波幅值0～30%的直流分量与2到9次的各次谐波分量。 由于对输出功率的要求比较小,前级DC-DC环节主电路采用了反激式直流变换电路,通过INFINEON公司的ICES2AS01进行控制。DC-DC的给定信号Vref根据功率源的输出电压来给定,从而获得可调的直流电压V_dc,以保证一定的幅度调制比。后级DC-AC环节采用全桥逆变电路,DC-AC的控制采用电压、电流双环PI控制,并且由DSP直接进行PVVM控制,从而产生所需的功率信号波形。本文首先给出了一个整体的设计方案及其工作原理,并介绍了各个部分硬件电路的实现,包括DC-DC主电路、DC-DC的采样与给定、DC-AC的主电路以及DC-AC的驱动与采样等。接着详细介绍了逆变器的工作原理,通过分析给出LC滤波参数的设计,以及电压环、电流环参数设计的详细过程,并将其离散化。通过MATLAB的仿真验证了参数的可用性,给出仿真波形。然后介绍了系统的软件部分,包括软件设计的几个要点并给出系统程序流程图。最后给出样机的实验结果,说明系统具有较宽的电压和频率调节范围,同时保证较好的输出波形和精度。