用于清洗的高頻超聲波電源的研究.pdf

1、目前市場對工業(yè)清洗的要求越來越高，普通清洗方法很難勝任，而超聲波清洗技術(shù)因良好的清洗效果獲得廣泛的關(guān)注，特別是高頻超聲技術(shù)在精密器件清洗中具有很高的研究價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，當(dāng)前國內(nèi)也缺少這方面的研究。超聲波電源是清洗系統(tǒng)中核心部分，其性能的優(yōu)劣往往決定著清洗效果的好壞。
　　本研究設(shè)計(jì)了用于清洗的高頻超聲波電源系統(tǒng)。文中首先對本系統(tǒng)所采用的不控整流電路、Buck斬波電路、高頻全橋逆變電路和選擇輸出電路工作原理進(jìn)行了分析。對換能器

2、等效模型進(jìn)行阻抗特性分析，選擇串聯(lián)諧振作為系統(tǒng)的工作頻率;通過對三種匹配網(wǎng)絡(luò)的研究分析，確定選擇LC型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)諧匹配。電源工作時(shí)，輸出的電壓電流同相位才能使電源輸出的功率最大，清洗效果才能更好，因此設(shè)計(jì)了半數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤，采用D觸發(fā)器辨別頻率變化方向，采用異或門獲得相位差的大小，DSP采集信息并經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后，實(shí)時(shí)的更新逆變電路的工作頻率以達(dá)到頻率跟蹤的目的。利用PSIM仿真軟件搭建頻率跟蹤模型，驗(yàn)證了控制方法的正確性。在理論

3、研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一臺(tái)逆變頻率為770kHz的超聲電源的樣機(jī)，并對樣機(jī)用到的器件給出了詳細(xì)的參數(shù)計(jì)算和選型。針對其工作在高頻的環(huán)境下給直流斬波和逆變的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，并針對系統(tǒng)的需要設(shè)計(jì)了相應(yīng)的采樣調(diào)理電路、濾波電路以及多路選擇輸出電路，最后介紹了控制芯片TMS320F28335，簡單的介紹芯片特性和端口分配。最后對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，實(shí)際測試中逆變驅(qū)動(dòng)具有很陡的上升、下降沿，輸出波形良好，頻率能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)跟蹤，輸出電壓電流實(shí)現(xiàn)同相位