基于AVR单片机的超声波电源的研究
本文选题:超声波电源 + 换能器 ; 参考:《武汉理工大学》2012年硕士论文
【摘要】:随着新理论、新器件、新技术的不断出现或成熟,功率超声技术在国民经济各个部门中日益广泛应用。超声波电源为超声波换能器提供电能,超声波换能器将电能转换为动能,完成超声波清洗、防垢除垢等功能。本文主要对高频超声波电源进行了理论分析与设计。 首先对超声波电源基本拓扑结构进行了分析,提出了超声波电源功放电路可以采用的三种方案:半桥功率放大电路、全桥功率放大电路、推挽功率放大电路。通过对比分析了各种方案的优点和缺点,确定了超声波电源功率放大电路的方案。针对超声波电源的具体要求,设计了整流滤波电路,功率放大电路、驱动电路、缓冲电路、功率反馈电路、保护电路。其中,给出了整流滤波电路和功率放大电路的参数计算。 其次对超声波换能器的特性进行了分析,介绍了超声波换能器的串联谐振频率和并联谐振频率。然后对几种常用的匹配网络进行了分析,包括单个电感的匹配、电感-电容匹配、改进的电感-电容匹配,分析了其优点和缺点。 然后由于超声波电源需具有性能高、功率大、成本低的特点,要求能较好适应超声波换能器阻抗变化、频率漂移等所带来的疑难问题。本文介绍了超声波电源几种常见的频率跟踪方案。本文研究的是一种传统的自激式超声波电源,。串联谐振频率在20KHz左右,频率跟踪采用负载分压式反馈系统,在以前手动调节电感的基础上,通过在反馈回路添加通过AVR单片机控制数字电感来跟踪超声波换能器的谐振频率,易操作,能稳定运行。 最后在理论设计的基础上,对超声波电源各个组成电路进行了实际制作,在超声波电源与超声波换能器匹配无误、工作稳定后,对有关电路进行了现场试验验证。实验结果表明,该超声波电源具有一定的使用价值。
[Abstract]:With the development or maturity of new theory , new device and new technology , power ultrasonic technology has been widely used in various departments of national economy . Ultrasonic power supply provides electric energy for ultrasonic transducer , and ultrasonic transducer converts electric energy into kinetic energy to complete ultrasonic cleaning , scale prevention and scale removal . This paper mainly analyzes and designs the high frequency ultrasonic power supply .
Firstly , the basic topological structure of ultrasonic power supply is analyzed , and three schemes such as half - bridge power amplifier , full bridge power amplifier and push - pull power amplifier are put forward .
Secondly , the characteristics of ultrasonic transducer are analyzed , the series resonant frequency and parallel resonance frequency of ultrasonic transducer are introduced . Then several common matching networks are analyzed , including matching of single inductance , inductance - capacitance matching and improved inductance - capacitance matching , and its advantages and disadvantages are analyzed .
Since the ultrasonic power supply has the characteristics of high performance , large power and low cost , it is required to be able to adapt to the difficult problems caused by impedance change and frequency drift of ultrasonic transducer . This paper introduces several common frequency tracking schemes of ultrasonic power supply . The series resonance frequency is about 20KHz , the frequency tracking adopts a load partial pressure feedback system , and the resonant frequency of the ultrasonic transducer is tracked by adding a digital inductance controlled by the AVR singlechip in the feedback loop on the basis of the prior manual adjusting inductance , and the operation is easy and stable operation can be achieved .
At last , on the basis of theory design , the circuit of ultrasonic power supply is actually made . After the ultrasonic power supply and ultrasonic transducer are correct and stable , the relevant circuits have been tested and verified . The experimental results show that the ultrasonic power supply has certain application value .
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB55;TP368.1
【参考文献】
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3 徐春龙;胡卓蕊;田华;;压电超声换能器电端匹配电路研究[J];纺织高校基础科学学报;2007年02期
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6 郭建中,林书玉,郭勇亮;压电换能器电端匹配电路的优化[J];测控技术;2004年08期
7 王应彪;刘传绍;赵波;;功率超声技术的研究现状及其应用进展[J];机械研究与应用;2006年04期
8 彭焕荣;黄永锋;;基于单片机控制的超声换能器频率跟踪[J];中国测试技术;2008年04期
9 鲍善惠,王敏慧;超声波发生器的频率跟踪电路[J];洗净技术;2003年10期
10 鲍善惠,王艳东;超声波清洗机的阻抗匹配电路[J];洗净技术;2004年05期
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2 梁英;一种新型超声波电源的研究设计[D];西北工业大学;2005年
3 余泽洋;超声波金属焊接频率跟踪仿真控制研究[D];广东工业大学;2005年
4 陈振伟;超声波发生器的研究[D];浙江大学;2007年
5 舒,
本文编号:1983140
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