基于DSP的大功率超聲電源的研究.pdf

1、在聲學(xué)領(lǐng)域中，功率超聲技術(shù)發(fā)展最為迅速、應(yīng)用最為廣泛。近年來，隨著電子技術(shù)和材料科學(xué)的飛速發(fā)展，大功率超聲技術(shù)在超聲沖擊、超聲焊接、超聲加工等方面的應(yīng)用越來越廣。超聲應(yīng)用要求的不斷提高，反過來又促進(jìn)了對功率超聲機(jī)理和超聲電源研究的不斷深入。在超聲電源的研究中，實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤控制和振幅恒定控制是兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的超聲電源控制部分由于使用的是模擬器件，其自身的特性決定了控制電路的精度差、自我調(diào)整能力弱、溫度穩(wěn)定性以及抗干擾性能低，所以需要有

2、更好的設(shè)計(jì)以滿足超聲電源的應(yīng)用要求。 數(shù)字化電源控制靈活、易于實(shí)現(xiàn)柔性化，可以達(dá)到更高的穩(wěn)定性和控制精度，接口兼容性良好。為了很好地解決模擬電源實(shí)時(shí)性較差和不可回調(diào)的缺點(diǎn)，本文以數(shù)字信號處理器（DSP）為控制核心研制了一套性能優(yōu)越的新一代智能化大功率超聲電源。文中首先分析了超聲換能器的等效電路特性，根據(jù)機(jī)械與電的等效理論，用二端口網(wǎng)絡(luò)等效法分析超聲換能器的特性，給出了系統(tǒng)控制方式的理論依據(jù)，確立了超聲電源總體設(shè)計(jì)方案。其次建立了

3、超聲電源主電路，其中包括：整流、直流斬波、全橋逆變器和匹配網(wǎng)絡(luò)等部分，實(shí)現(xiàn)了頻率和功率均可調(diào)的大功率超聲頻交流電的輸出。再次設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件電路，包括DSP的最小系統(tǒng)電路，主要外圍電路，建立了一個(gè)可靠的控制系統(tǒng)硬件工作環(huán)境。最后根據(jù)超聲電源的工作特點(diǎn)編寫控制系統(tǒng)軟件程序，主要編寫了頻率跟蹤控制程序，振幅恒定控制程序，參數(shù)顯示程序，具體實(shí)現(xiàn)了控制思想。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文研制的基于DSP的大功率超聲電源可以使系統(tǒng)工作在諧振狀態(tài)，