工频磁场发生器是用于电磁兼容抗扰度试验的主要设备,用以模拟不同环境下各种设备、电源产生的工频磁场干扰信号。它作为工频磁场抗扰度试验的主要设备,随着国家强制认证标准的实施,已成为检测产品电磁兼容性设计中的重要工具。目前国内市场上的工频磁场发生器都是采用先经调压器调压然后通过变流器变流来实现,设备体积庞大,成本较高且控制困难,精度难以提高。本文所研究的工频磁场发生器是通过电力电子变流技术来实现所需的电流源输出,控制易实现,精度高,在设备体积及成本上也有较大优势。 本设计依据电压控制电流源原理,使用了DC-AC-DC的电路拓扑,采用电流反馈,通过调节占空比来改变控制脉冲宽度从而调整和稳定输出电流。其主电路是采用的桥式不控整流、boost升压电路和全桥逆变的电路结构,并经LC滤波电路将输出的方波变换为正弦波。在控制电路设计中,采用单片机系统及专用芯片实现PWM输出及电压、电流信号的采集、转换和处。集成芯片与分立元件控制电路相比具有简单可靠及易于调试的优点。采用共模抑制电路、光耦隔离、看门狗、数字滤波等措施从整体上提高了电路的电磁兼容性及可靠性,使其在复杂的电磁环境中可以稳定运行。 本文详细分析了整个系统的设计思路及设计过程,介绍了适用于稳流源的功率电路拓扑方案及控制策略,推导了重要的公式,计算了主要的参数,阐述了单片机控制程序的编写过程。最后,对系统进行了仿真及试验,验证了本设计的可行性。