电子负载是一种采用开关器件模拟负载特性模拟的装置,相比传统的静态负载具有更好的灵活性,在用于电源测试时可以通过能量回馈实现电能的再生利用。作为电源测试技术的发展热点,电子负载具有重要的研究价值。本文分析了国内外现有电子负载系统的结构特点,提出了一种具有谐波补偿功能的能量自回馈电子负载,解决了电源自身产生的谐波干扰问题,同时实现了能量循环利用。电子负载主电路采用三级结构,前级为Boost电路,用于模拟负载特性,中间级采用全桥DC/DC实现电能从低压到高压的转换,后级逆变器输出与被测电源输入并联,实现能量自回馈。电子负载系统电网侧串接电感,为电网隔离逆变器输出的谐波。本文以24V/50A直流稳压电源作为测试对象,对主电路中功率开关器件、滤波电感、储能电容、二极管和高频变压器等元器件进行了参数设计和选型。采用状态空间平均法建立了电子负载电路和逆变器的小信号模型,并设计了不完全微分PID控制器。为实现谐波补偿和能量回馈,本文设计了可以用于单相电路的基波分离算法,控制逆变器补偿电源输入端的电流谐波,同时通过直流母线电压调制基波成分,使电子负载系统实现能量平衡。控制算法的实现采用DSP芯片TMS320F28335。本文给出了DSP芯片的控制程序设计以及DSP外围电路的设计,包括电压/电流采样电路,PWM增强电路、开关管驱动电路等。本文最后对整个电路进行了MATLAB仿真,然后在上述设计的基础上搭建了实验平台,完成了软硬件联合调试以及相关的电路和算法实验。最终通过分析仿真和实验结果,验证了谐波补偿型能量自回馈电子负载设计的可行性。