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频率自动跟踪超声波电源设计

[导读]针对超声波电源工作时负载状态改变,换能系统产生谐振漂移的问题,提出了一种基于STM32的频率自动跟踪超声波电源的设计。

着压电材料、全控型电子器件与嵌入式芯片的飞速发展,超声波技术正逐渐走进人们的生活。不同功率的超声波电源在清洗、诊断、治疗、遥测、焊接等领域有着广泛的应用。随着超声技术的高精度化与高频化发展,超声波电源的性能在超声波应用中有了越来越严格的要求 。


当系统的环境、温度发生改变时,换能系统固有的谐振频率会发生漂移,导致换能器失谐,这将使得声学系统温度升高,振幅呈指数级下降,换能器的电声转换效率将大大下降。超声波电源的频率跟踪能力决定着换能系统是否能长时间处于谐振状态,因此频率跟踪系统在超声波电源的研究中具有重要的地位。本文采用STM32微控制器结合数字鉴相技术,设计了一款输出功率可调、谐振频率自动跟踪的新型超声波电源。


本文基于STM32主控制器设计了一款频率自动跟踪的超声波电源。电源电路设计采用带辅助网络的全桥逆变结构与改进的T型匹配网络,结合PWM移相调功技术,有效地控制电源输出功率。通过数字鉴相技术结合PI控制算法调节电源输出频率,克服了因负载状态变化导致的谐振频率漂移的问题,实现了频率的自动跟踪。实验结果表明该设计具有输出功率稳定、频率自动跟踪的特点,有着较高的研究与应用价值。



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