基于56F803型DSP的大功率超声波电源的设计

图5为主程序框图。在程序中,频率跟踪部分出现相位差时,先给频率赋一个较大步长(m=100)．然后随着相位差的减小．逐渐减小步长．直到相位差为零。

4  实验结果分析

上述超声波电源的主要参数是直流侧电压270 V;开关频率fS=20 kHz;高频变压器匝比K=38：15;谐振电感Lf=3 mH;换能器采用工作频率为20 kHz．内阻为10Ω ,电容为12 000pF,最大输出功率为l 500 W。

图6(a)给出逆变桥输出电压和电流实验波形。

图6(b)是Q1管控制波形和漏一源极间电压实验波形。可见,当控制信号使开关管导通时。其漏极和源极之间的电压已经为零,实现了开关管零电压导通。

图6(c)是换能器二端电压实验波形。换能器处于固有频率谐振状态时为纯阻性负载,所以二端电压为正弦。

5  结束语

采用频率跟踪和功率协调控制的数控式新型超声波电源具有以下特点：

(1)采用带辅助电路、电流增强型的ZVS全桥变换器．实现了所有开关管的ZVS;(2)实现了频率跟踪与功率控制的协调控制策略,跟踪精度可达4Hz．能够满足超声焊接、超声清洗等控制的要求;(3)采用周期分段控制策略实现ZVS的移相控制,使得程序简化;(4)采用IR2110型集成驱动,驱动简单．减小了系统的体积,降低了成本。