【精品设计】超声波用开关电源的设计

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编号:20171122144724688    类型:共享资源    大小:672.67KB    格式:RAR    上传时间:2017-11-22
  
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精品 设计 超声波 开关电源
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1 引言1

2 设计方案2

2.1 方案对比选择2

2.2 控制方式的选择3

3 系统结构框图4

4 DSP外围器件的设计5

4.1 整流滤波电路5

4.2主控制电路6

4.2.1 56F803型DSP6

4.2.2 高频逆变单元7

4.2.3 IGBT驱动模块9

4.3频率跟踪控制单元10

4.4 模拟键控制模块11

4.5 保护电路11

4.6 显示电路12

4.7 PWM产生单元13

5 软件设计与分析14

5.1 主程序流程图14

5.2 模拟控制键子程序15

5.3 A/D转换子程序16

6 结束语17

谢辞18

参考文献19

附图 整体电路图20







1 引言

随着科学的发展和技术的进步.超声波在超声焊接、超声清洗、干燥、雾化、导航、测距、育种等领域的应用日趋广泛。现在的大功率超声波电源大都采用频率跟踪控制或功率控制。这种单一控制方法不仅会降低超声波电源效率,而且会影响输出精度和强度。如何使超声波电源根据实际负载实时,动态调节输出谐振频率和功率,从而保证超声波加工等操作的要求具有重要的理论研究和实际应用价值。

  超声波在工业清洗中的应用是本文设计的重要背景。超声波清洗属物理清洗,把清洗液放入槽内,在槽内作用超声波。由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波,在传播过程中,介质的压力作交替变化。在负压区域,液体中产生撕裂的力,并形成真空的气泡。当声压达到一定值时,气泡迅速增长,在正压区域气泡由于受到压力挤破灭、闭合。此时,液体间相互碰撞产生强大的冲击波。虽然位移、速度都非常小,但加速度却非常大,局部压力可达几千个大气压,这就是所谓的空化效应。

  众所周知,要取得不同大小的颗粒,是把破碎料放在球磨机内研磨后,经过不同规格筛子层层筛分而得的。筛子长时间使用后,筛孔会被堵塞(如金刚石筛),用其它方法刷洗会破坏筛子,且效果不理想,经过众多厂家的试验后,用超声波清洗,不仅不损坏筛子,而且筛子上面的堵塞颗粒完全被回收。

  超声波清洗在各行各业都可用到,以上仅是具有代表性的行业应用,还有许多新的行业和领域都可以使用超声波清洗,期待着广大使用单位和生产厂家共同开发探索。

目前,世界上许多国家在研究超声波电源上主要是解决功率问题和功耗的问题,而我的论文主要是研究自动跟踪、自动调整的问题。在控制器的选择上,有多种多样,从以前的模拟控制方式到模拟数字一体化的方式,可以说各有各的优势,各有各的缺点。随着科技的不断进步,人们开始了在DSP上的研究,利用DSP作为控制器来控制PWM的脉冲宽度以达到控制频率和功率的目的。利用DSP的控制器有很多优点,一方面减少了元件的使用量且减少了故障的出现率;另外保护功能的实现主要在程序,为产品的后期开发提供了方便。

因此,本文主要研究的是基于56F803型DSP的频率跟踪与功率调节相结合的周期分段移相控制的设计过程。在本论文中详细介绍了56F803型DSP的结构以及高频逆变模块和滞环采样电路的应用;另外,本论文中对电路的一些保护功能如限流保护、过压压保护、短路保护都是通过DSP编写程序实现的,这样使电路简单,成本较低并且效果优秀。除此之外,还设计了系统的软件流程,包括主程序流程设计和PWM产生子程序流程设计。

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