數(shù)字超聲波發(fā)生器原理 廣州超聲波發(fā)生器廠家 超聲波驅(qū)動電源

摘 要： 介紹了一種基于CPLD芯片的數(shù)字PWM超聲波清洗電源的設計，其中包括數(shù)字PWM信號產(chǎn)生電路、單片機控制電路、功率放大電路、保護電路以及超聲波電源與換能器的匹配和頻率跟蹤設計，并給出了系統(tǒng)軟件設計流程。

    關鍵詞： 超聲清洗 PWM信號  功率放大  匹配設計  頻率跟蹤

    超聲清洗技術在各種化學、物理以及機械的清洗中是理想的一種手段，其核心是超聲波電源。目前它激式超聲波電源大多數(shù)采用專用集成控制芯片如 SG3525、TL494產(chǎn)生PWM脈沖信號，經(jīng)功率放大、阻抗和調(diào)諧匹配后，推動換能器將電信號轉(zhuǎn)換為機械振動，產(chǎn)生超聲波。這類電源的主要問題是頻率 隨器件工作溫度而偏移、動態(tài)響應慢、參數(shù)調(diào)整復雜且不夠準、實時跟蹤換能器諧振頻率困難，使得換能器難以工作在理想諧振狀態(tài)，從而影響了清洗效果及穩(wěn)定 性。因此，研制性能穩(wěn)定、控制調(diào)整簡便且成本低的數(shù)字化超聲波電源尤為關鍵[1]。本文介紹數(shù)字PWM芯片的設計原理以及以該類芯片為核心的新型它激式超聲波清洗電源的控制電路、功率驅(qū)動電路和頻率跟蹤電路的設計。

1 數(shù)字化超聲波電源設計原理

    數(shù)字超聲波電源結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。單片機AT89C2051控制數(shù)字PWM發(fā)生器，產(chǎn)生頻率為10kHz～1MHz、死區(qū)大小可調(diào)、波形互補的兩路脈 沖信號；功率電路采用半橋放大方式，通過DC/AC變換電路產(chǎn)生的高壓信號經(jīng)輸出變壓器隔離后去激勵由諧振電感和超聲換能器構(gòu)成的串（或并）聯(lián)諧振回路, 使其諧振,將電能轉(zhuǎn)換為機械能，產(chǎn)生超聲波，實現(xiàn)超聲清洗的目的。