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系统工作原理与硬件实现

基于DAC波形拟合输出的可编程交流电源系统主要由主控芯片STM32F103ZET6、滤波、功率放大、变压器、显示、按键灯模块构成。系统原理框图如图1所示，CPU2根据输出要求，通过按键、显示环节设置好输出参数，由SPI串行总线将数据传至CPU1，并用其内置12 bit DAC拟合出对应的波形并输出。由于DAC拟合出的波形为阶梯波，需对拟合出的波形进行滤波处理，先低通滤波后串电容进行交流耦合来提高波形质量。之后再对滤波后的波形进行功率放大处理，其中功放环节的增益为20 dB，可以对波形幅值进行适当放大。功率放大后的波形，按需选择相应的电压型或者电流型变压器接入即可得到所需的输出。在设定好幅值、频率、相位等参数并使之输出期间，CPU2对终输出的信号进行采集并计算，应用PID算法调节误差，使输出快速且稳定地响应至设定值，同时通过LCD液晶屏显示各输出参数。

客户端测试需求如下：

1. ON/OFF测试：设置ON/OFF交流电压（额定电压），起始角90°，终止角0°，ON/OFF两次，后OFF。

2. 特性测试：设置电压（额定电压），起始角30°，终止角90°，输出为ON，立即读取峰值电流，500ms，读取维持电流，稳压电源，维持功耗，后OFF

3. 吸合电压的测试：先设置吸合起始电压（额定电压的20%），输出为ON，然后每隔200ms，电压按照5V步进往上升，升到吸合后，读取吸合电压，后输出OFF

4. 释放电压测试：先设置好释放起始电压（额定电压），稳压电源供应，输出为ON，在设置释放电压（额定电压68%）然后每隔200ms，电压按照5V步进往下降，降到释放后，稳压电源报价，读取释放电压；后输出OFF

冲击电流——Inrush current，输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的瞬间电流；

过流保护——Overcurrent protection，是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏，一般过流保护值为110%*电流额定值；

过压保护——Overvoltage protection，是一种对端子间过大电压进行负载保护的功能，一般过压保护值为110%*电压额定值；