STM32F103ZET6 DAC驱动的高效可编程交流电源设计

本文主要探讨了一种改进的可编程交流电源设计方案，针对传统的DC-AC转换器在频率与相位调节分辨率较低、高次谐波处理困难以及输出波形质量不佳的问题，提出了一种创新方法。该方案利用了STM32F103ZET6微控制器内置的两路12位数字模拟转换器（DAC）来实现高精度的波形拟合输出。CPU负责计算所需的波形点，并将其通过DAC转化为模拟信号，这一过程包括了DAC的输出、功率放大、滤波和变压器放大等步骤。在输出过程中，系统采用了数字PID算法来处理反馈信号，确保输出信号能够快速且稳定地达到预设值。 传统的可编程交流电源在频率和相位控制上存在挑战，而这种基于DAC的解决方案提高了这些参数的调节精度，使得频率分辨率达到0.05Hz，相位分辨率提升到0.25度，大大提升了设备的灵活性。此外，通过滤波技术，尤其是交流耦合和低通滤波，有效改善了输出波形的质量，减少了谐波干扰，提高了电源的稳定性。 系统架构主要包括STM32F103ZET6微控制器作为主控芯片，配备滤波、功率放大、变压器、显示和按键模块。用户可以通过按键设置输出参数，通过SPI串行总线传递数据给CPU，然后由内置的12位DAC生成相应波形。整个过程体现了数字化和智能化的设计思路，使得输出信号的调节更加精确和高效。 1.1 处理器内置DAC的优势 利用处理器内置的DAC，可以实现硬件级的数字化信号生成，无需外部复杂的模拟电路，节省了空间和成本。12位的高精度转换确保了输出波形的精细度，使得高频和相位控制成为可能。同时，通过集成在处理器中的PID算法，可以实现实时的闭环控制，提高了系统的动态性能和稳定性。 总结来说，本文的创新设计不仅解决了传统交流电源的局限性，还提供了更高的控制精度和更好的波形质量，这对于实验室和科研机构的电源需求具有重要意义。这种基于DAC的可编程交流电源方案，展现了在现代电子技术背景下，如何通过硬件和软件的优化来提升电源系统的性能和灵活性。