基于DSP的单向AC-DC电源

Question

基于DSP控制的单向AC/DC数字电源 变压器 整流桥 辅助电源 DSP及代码 功率矫正

Answer 1

以下答案由GPT-3.5大模型与博主波罗歌共同编写：
单向AC-DC电源是将交流电转换为直流电的电源，基于DSP控制的单向AC/DC数字电源则利用DSP实现对电源相关参数的控制和调节，具有精度高、稳定性好、效率高等特点。

基本电路包括变压器、整流桥、低压直流辅助电源等组成，其中变压器用来将交流电转换为所需电压，整流桥用来将变压器输出的电流进行整流，辅助电源用来提供控制电路所需的直流电压。

功率矫正是为了消除非线性“失真”并实现更高的能源利用效率，实现功率矫正需要进行电压、电流两路控制，其中电压控制通过DSP对整流桥的控制来实现，电流控制则是通过对变压器输入电压的实时调节实现。

以下是一个基于DSP的单向AC-DC电源的代码示例：

//定义需要使用的引脚
int acPin = A0; //交流电输入引脚
int voltagePin = A1; //电压测量引脚
int currentPin = A2; //电流测量引脚
int gatePin = 9; //整流桥控制引脚
int auxPin = 10; //低压直流辅助电源引脚

//定义需要使用的参数
float voltage = 220.0; //输入电压
float freq = 50.0; //交流电频率
float voltageRef = 0.0; //电压参考信号
float currentRef = 0.0; //电流参考信号
float voltageOut = 0.0; //当前输出电压
float currentOut = 0.0; //当前输出电流
float voltageErr = 0.0; //电压误差
float currentErr = 0.0; //电流误差
float kp = 0.01; //比例系数
float ki = 0.001; //积分系数

//定义需要使用的变量
float voltageSum = 0.0; //电压测量值累加和
float currentSum = 0.0; //电流测量值累加和
int sampleCount = 0; //测量采样点数

void setup() {
  pinMode(acPin, INPUT);
  pinMode(voltagePin, INPUT);
  pinMode(currentPin, INPUT);
  pinMode(gatePin, OUTPUT);
  pinMode(auxPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  //读取交流电输入信号
  int acValue = analogRead(acPin);
  
  //计算电压值
  float voltageValue = ((float)acValue / 1024.0) * voltage;
  
  //对电压测量值进行累加和，用于平均值计算
  voltageSum += voltageValue;
  
  //读取电压测量值
  int voltageRead = analogRead(voltagePin);
  
  //计算电压实际值
  voltageOut = (voltageRead * voltage) / 1024.0;
  
  //读取电流测量值
  int currentRead = analogRead(currentPin);
  
  //计算电流实际值
  currentOut = (currentRead - 512.0) * (voltage / 0.066) / 1024.0;
  
  //对电流测量值进行累加和，用于平均值计算
  currentSum += currentOut;
  
  //进行测量采样
  sampleCount++;
  
  //当采样点数达到一定值时进行一次控制
  if (sampleCount >= 100) {
    //计算电压测量值的平均值
    float voltageAvg = voltageSum / (float)sampleCount;
    
    //计算电流测量值的平均值
    float currentAvg = currentSum / (float)sampleCount;
    
    //计算电压误差
    voltageErr = voltageRef - voltageAvg;
    
    //计算电流误差
    currentErr = currentRef - currentAvg;
    
    //计算PI控制量
    float control = (voltageErr * kp) + ((voltageErr + voltageErr) * ki * freq);
    
    //将PI控制量输出到整流桥控制引脚
    analogWrite(gatePin, control);
    
    //清空累加和和采样点数
    voltageSum = 0.0;
    currentSum = 0.0;
    sampleCount = 0;
  }
  
  //将直流电辅助电源输出到auxPin引脚
  analogWrite(auxPin, 5);
  
  //串口打印输出调试信息
  Serial.print("AC Voltage: ");
  Serial.print(voltageValue);
  Serial.print("V   ");
  Serial.print("DC Voltage: ");
  Serial.print(voltageOut);
  Serial.print("V   ");
  Serial.print("DC Current: ");
  Serial.print(currentOut);
  Serial.print("A   ");
  Serial.println();
}

以上代码示例的电路连接示意图如下：

![基于DSP的单向AC-DC电源电路连接示意图](https://i/