用于电源测试的馈能式交流电子负载的研究

安金龙，刘祥洋

(1.河北工业大学电气工程学院 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，天津 300130；2.河北工业大学电气工程学院 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室，天津 300130)

1 引言

电源设备在出厂之前需要进行带载实验以检测其性能[1]。传统的电源测试通常采用电阻、电容、电感及其组合的静态实物负载[2]，存在负载变换不灵活、参数不稳定、能源浪费等一系列缺陷。为解决这些问题，国内外已有相关文献对能量回馈型交流电子负载进行了研究，并为交流电子负载主电路的结构奠定了基础[3]，而控制部分则主要以DSP或单片机实现，由于它们的串行工作方式，将难以满足日益高频化的要求。

随着主电路的日益高频化，控制电路也迫切需要向高频化发展。FPGA(Field Programmable Gate Array)的并行处理结构和多通道输出能够以超过DSP几十倍的速度完成数字信号的处理和传输，其固有的高集成度、高速度、高精度等特点能够大大提高工作效率[4]。本文针对基于FPGA的馈能式交流电子负载进行研究，利用FPGA良好的高频性能实现对交流电子负载的精确控制，使其更好地满足电源出厂测试的带载要求。

2 馈能式交流电子负载的设计方案

馈能式交流电子负载的主要功能是按照要求精确控制被测电源输出端的电流幅值和相位，从而代替实际负载来满足被测电源的带载要求，并通过逆变并网方式将能量回馈给电网[5]。这种方式可以极大地减少能源的浪费和更好地提高不同负载实现的灵活性。……