基于FPGA的雙超聲壓縮系統(tǒng)驅動電源研制.pdf

1、纖維素燃料被認為是最具潛力的化石能源代替性燃料之一，由纖維素生物質制造而成。針對傳統(tǒng)的纖維素生物質壓縮方法存在致密性差、裝備體積大、出糖率低以及在運輸過程中容易松散等問題，課題組提出了雙超聲同步壓縮生物質的新工藝方法，然而一臺電源驅動雙超聲振子是一個全新課題，本文對雙超聲驅動電源、雙超聲振子并聯(lián)特性以及超聲壓縮工藝等進行了系統(tǒng)研究:
　　首先，根據(jù)雙超聲壓縮原理和超聲波驅動電源的功能要求，設計了以FPGA為控制器的雙超聲壓縮驅動電

2、源的總體方案，該超聲電源方案具有成本低、靈活性好等優(yōu)點，在此基礎上，進而完成了可調直流電源、高頻逆變電路、采樣電路、過流過溫保護等硬件電路的搭建。
　　其次，綜合電流最大值法和相位差法，設計基于FPGA的頻率自動跟蹤，其頻率跟蹤精度可達2Hz，并且完成了過流保護模塊、功率調節(jié)模塊等FPGA硬核設計。人機交互系統(tǒng)采用智能觸摸屏，運用NiosⅡ軟件和QuartusⅡ對FPGA核心板進行二次開發(fā)，建立自定制的SOPC片上系統(tǒng)，實現(xiàn)FPG

3、A與觸摸屏的串口通信，控制驅動電源的開斷、功率的輸出、初始頻率的設置以及當前電流和頻率的實時顯示。
　　再次，運用saber軟件對壓電換能器在諧振頻率附近等效電路的特性進行了仿真分析，得到了串并聯(lián)諧振頻率在空載和加載工況下，匹配電感值對壓電換能器輸出電流與高頻變壓器次級電壓的相位差的影響規(guī)律，壓電換能器在空載工況下，其工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)時的性能較好;而在加載工況下，其工作于并聯(lián)諧振狀態(tài)時的性能較好。
　　最后，運用Matla