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頻率自動跟蹤超聲波電源設計

[導讀]針對超聲波電源工作時負載狀態改變,換能系統產生諧振漂移的問題,提出了一種基于STM32的頻率自動跟蹤超聲波電源的設計。

著壓電材料、全控型電子器件與嵌入式芯片的飛速發展,超聲波技術正逐漸走進人們的生活。不同功率的超聲波電源在清洗、診斷、治療、遙測、焊接等領域有著廣泛的應用。隨著超聲技術的高精度化與高頻化發展,超聲波電源的性能在超聲波應用中有了越來越嚴格的要求 。


當系統的環境、溫度發生改變時,換能系統固有的諧振頻率會發生漂移,導致換能器失諧,這將使得聲學系統溫度升高,振幅呈指數級下降,換能器的電聲轉換效率將大大下降。超聲波電源的頻率跟蹤能力決定著換能系統是否能長時間處于諧振狀態,因此頻率跟蹤系統在超聲波電源的研究中具有重要的地位。本文采用STM32微控制器結合數字鑒相技術,設計了一款輸出功率可調、諧振頻率自動跟蹤的新型超聲波電源。


本文基于STM32主控制器設計了一款頻率自動跟蹤的超聲波電源。電源電路設計采用帶輔助網絡的全橋逆變結構與改進的T型匹配網絡,結合PWM移相調功技術,有效地控制電源輸出功率。通過數字鑒相技術結合PI控制算法調節電源輸出頻率,克服了因負載狀態變化導致的諧振頻率漂移的問題,實現了頻率的自動跟蹤。實驗結果表明該設計具有輸出功率穩定、頻率自動跟蹤的特點,有著較高的研究與應用價值。



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