控制技術在超聲波電源中的應用

超聲波發(fā)生器的種類有很多,主要分為兩類,分別是機械型發(fā)生器和電聲型發(fā)生器。機械型發(fā)生器用機械方法促使物體振動而產(chǎn)生超聲波。電聲型超聲波發(fā)生器是應用的最廣泛的,是利用電磁能量裝換成機械波能量。
隨著電力電子器件的發(fā)展,采用開關型發(fā)生器成為可能。開關型發(fā)生器的原理是通過調(diào)節(jié)開關管的占空比來控制輸出的功率。由于晶體管在截止和飽和導通時的功耗較小,開關型發(fā)生器有功耗低、效率高、體積小、重量輕、可靠性好等特點。
開關型超聲波發(fā)生器的發(fā)展與開關型電源的發(fā)展息息相關,開關型電源與電力電子開關器件的發(fā)展相互聯(lián)系。電力電子器件和控制電路在發(fā)展的同時,相應的控制技術也再不斷更新。從模擬控制電路到數(shù)字控制電腦是一個超越性進步,不僅能夠消除模擬控制電路功率損耗大、通用性差、控制不靈活和溫漂等問題,數(shù)字控制還有許多優(yōu)點,如能夠便于調(diào)整參數(shù),改變程序軟件和控制方案,簡化硬件結構,自動診斷故障和自動保存運行數(shù)據(jù)等。數(shù)字控制一般采用三種方式實現(xiàn)超聲波電源的數(shù)字控制,以下分別為大家介紹。

①采用嵌入式微控制器(Microcontroller Unit)控制
單片機主要用作數(shù)據(jù)采集和運算處理、電壓電流調(diào)節(jié)、PWM信號生成、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和故障自我診斷等,一般作為整個電路的主控芯片運行,完成多種綜合功能。
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②采用數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing)控制
DSP是近年來迅速崛起的新一代可編程處理器。DSP可以完成除功率變換以外的所有功能,如主電路控制、系統(tǒng)實時監(jiān)控及保護、系統(tǒng)通信等。
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③采用FPGA(Field Programmable Gate?Array)控制
FPGA屬于可重構器件,其內(nèi)部邏輯功能可以根據(jù)需要任意設定,具有集成度高、處理速度快、效率高等優(yōu)點。一片F(xiàn)PGA就可以實現(xiàn)非常復雜的邏輯,替換多塊集成電路和分立元件組成的電路。