超聲波除垢器驅(qū)動(dòng)電源研究.pdf

1、超聲波防垢除垢主要是依賴(lài)于空化效應(yīng)的物理作用而非化學(xué)反應(yīng)，這就使得以純水進(jìn)行防垢除垢成為了可能，這不僅能有效降低成本，而且在環(huán)保領(lǐng)域也有非常重要的意義。超聲清洗的顯著特征是質(zhì)量高，速度快，能夠清洗到普通清洗方式所清洗不到的地方，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
　　 傳統(tǒng)超聲波電源是自激式，整個(gè)電路簡(jiǎn)單，但施加在開(kāi)關(guān)管基極的反饋量不穩(wěn)定，即開(kāi)關(guān)頻率變化較大，同時(shí)輸出的紋波也較大，本文研究的是他激式超聲波電源，它相比自激式電壓損耗要小，輸出功率

2、較大，易于調(diào)節(jié)，抗干擾能力強(qiáng)，輸出波形也要相對(duì)好一些。本文設(shè)計(jì)的超聲波電源具有頻率跟蹤，恒功率控制兩大功能。本文研究?jī)?nèi)容主要分為以下幾部分:
　　 超聲波電源硬件部分主要分為三塊，一塊是主電路部分，反饋控制回路，以及匹配電路。主電路部分主要通過(guò)將220V的市電經(jīng)過(guò)整流濾波電路變成直流，再經(jīng)過(guò)BUCK斬波電路進(jìn)行調(diào)功，通過(guò)逆變電路變成交流電輸送到負(fù)載，壓電換能器呈容性狀態(tài)，因此在接負(fù)載前需添加匹配電路來(lái)使整個(gè)超聲波電源與負(fù)載進(jìn)行諧

3、振，達(dá)到效率最大化。通過(guò)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此電路中設(shè)有反饋控制回路。首先將采樣電流通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行濾波和真有效值轉(zhuǎn)換，得到的信號(hào)輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，采用最大電流值法來(lái)確定諧振頻率，具體通過(guò)掃頻方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)輸出控制信號(hào)給信號(hào)發(fā)生器使其產(chǎn)生PFM波控制逆變電路的開(kāi)關(guān)管頻率達(dá)到變頻效果;通過(guò)保持負(fù)載電流恒定，來(lái)使得輸出功率恒定，單片機(jī)輸出控制信號(hào)給信號(hào)發(fā)生器使其產(chǎn)生PWM來(lái)驅(qū)動(dòng)BUCK電路，實(shí)現(xiàn)功率的恒定。匹配

4、電路在傳統(tǒng)的串聯(lián)電感的情況下進(jìn)行改進(jìn)，串聯(lián)一個(gè)電容來(lái)進(jìn)行高通濾波，這樣得到的波形更加完善。
　　 軟件部分主要采樣信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)算，電流讀取，顯示，頻率跟蹤以及功率控制。頻率計(jì)算通過(guò)計(jì)數(shù)法來(lái)實(shí)現(xiàn)，電流讀取是讀取AD637的真有效值信號(hào)。顯示部分利用LCD1602進(jìn)行采樣頻率與采樣電流的顯示。通過(guò)比較采樣頻率與諧振頻率，采樣電流與目標(biāo)電流來(lái)輸出控制信號(hào)控制主電路。
　　 仿真部分利用Matlab進(jìn)行硬件電路仿真，通過(guò)調(diào)節(jié)各