隨著新理論、新器件、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)或成熟，功率超聲技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門中日益廣泛應(yīng)用。超聲波電源為超聲波換能器提供電能，超聲波換能器將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，完成超聲波清洗、防垢除垢等功能。本文主要對(duì)高頻超聲波電源進(jìn)行了理論分析與設(shè)計(jì)。 首先對(duì)超聲波電源基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，提出了超聲波電源功放電路可以采用的三種方案：半橋功率放大電路、全橋功率放大電路、推挽功率放大電路。通過(guò)對(duì)比分析了各種方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，確定了超聲波電源功率放大電路的方案。針對(duì)超聲波電源的具體要求，設(shè)計(jì)了整流濾波電路，功率放大電路、驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路、功率反饋電路、保護(hù)電路。其中，給出了整流濾波電路和功率放大電路的參數(shù)計(jì)算。 其次對(duì)超聲波換能器的特性進(jìn)行了分析，介紹了超聲波換能器的串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率。然后對(duì)幾種常用的匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分析，包括單個(gè)電感的匹配、電感-電容匹配、改進(jìn)的電感-電容匹配，分析了其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 然后由于超聲波電源需具有性能高、功率大、成本低的特點(diǎn)，要求能較好適應(yīng)超聲波換能器阻抗變化、頻率漂移等所帶來(lái)的疑難問(wèn)題。本文介紹了超聲波電源幾種常見(jiàn)的頻率跟蹤方案。本文研究的是一種傳統(tǒng)的自激式超聲波電源，串聯(lián)諧振頻率在20KHz左右，頻率跟蹤采用負(fù)載分壓式反饋系統(tǒng)，在以前手動(dòng)調(diào)節(jié)電感的基礎(chǔ)上，通過(guò)在反饋回路添加通過(guò)AVR單片機(jī)控制數(shù)字電感來(lái)跟蹤超聲波換能器的諧振頻率，易操作，能穩(wěn)定運(yùn)行。 最后在理論設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)超聲波電源各個(gè)組成電路進(jìn)行了實(shí)際制作，在超聲波電源與超聲波換能器匹配無(wú)誤、工作穩(wěn)定后，對(duì)有關(guān)電路進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該超聲波電源具有一定的使用價(jià)值。
標(biāo)簽：
avr單片機(jī)
超聲波電源
上傳時(shí)間：
2022-06-08
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