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2超声波电源系统的组成1 d$ a- L% U6 e- ]# O
% X6 P- O. I' I' i# p& T. G& P8 } 超声波电源系统主要由220V电源、整流滤波、高频逆变单元、匹配网络、检测电路、PWM产生电路和驱动电路组成。: a4 o6 t Z) @" R+ ~/ d
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220V单相交流电经过二极管不可控整流电路得到直流电压，然后经过由MOSFET组成的高频逆变电路得到满足换能器要求的高频电压。为减少高频工作条件下MOSFET的开关损耗，高频逆变电路采用带辅助网络的全桥结构。此电路结构解决了传统零电压开关(ZVS)PWM电路变压器漏感小且滞后桥臂难于实现ZVS的问题。同时，根据电流增强原理，此电路结构可在任意负载和输入电压范围内实现零电压开关，大大减少了占空比丢失。超声波电源与换能器匹配的好坏将决定整个电路的控制效果。因此，应该对匹配网络每个参量(高频变压器匝比K，输出匹配电感Lf)进行严格的计算。匹配主要指为使发生器输出额定电功率，进行阻抗变换匹配。以及为使发生器输出最高效率进行调谐匹配。9 w# ~5 @% B, ~- E) X! W9 [7 m
0 F, s1 k) D' q) p0 c 采用56F803型DSP作为控制电路的核心处理器．它内置2KBSRAM，31．5KBFLASH，同时，其40MHz的CPU时钟频率比其他单片机具有更强的处理能力。6路PWM信号可以实现高频逆变电路开关管MOSFET的移相控制。12位A／D转换器采集可以实现电压和电流采样并满足采样数据精度的要求。利用56F803型DSP中定时器的捕获功能可以精确计算相位差大小，实现系统的频率跟踪控制。串行外设接口SPI与MCl4489配合使用可以实现对5位半数码管的控制．从而实现系统频率和功率的显示。另外，56F803还支持C语言与汇编语言混合编程的SDK软件开发包．可以实现在线调试。4 h8 ~8 c; C' }/ C# s) c
: b& C4 Y$ v. g. _5 e 驱动电路采用IR21lO型驱动模块．它具有集成度高，响应速度快(tar/taff=120ns／94ns），偏值电压高(<600V),驱动能力强，成本低和易于调试等优点。IR2110是基于自举驱动原理的功率MOSFET驱动电路．驱动信号延时为纳秒级，开关频率可以从数十赫兹到数百千赫兹。同时,IR2110还具有比较完善的保护功能(如欠压检测、抗干扰、外部保护闭锁等)。一个IR2110可以同时驱动单桥臂的上下二个MOSFET,因此,使用少量分立元件和一路控制电源就可以实现一个桥臂MOSFET的驱动控制，这样大大减小了驱动电路的体积和成本。 |
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发表于 2016-5-17 08:28:44
