線束焊接機超聲波焊接發(fā)生器驅動電源諧振狀態(tài)的工作效率主要取決于超聲波電源的匹配電路,當匹配電路達到諧振狀態(tài)時,其功率越大,效率越高.為了使匹配電路與超聲波換能器工作時達到最大效率,減少因匹配電路沒達到諧振狀態(tài)所造成的效率降低的現象,該文設計了一款數字化超聲波電源,對諧振狀態(tài)下的超聲波電源進行研究,采用Matlab/SIMULINK進行仿真,設計出相應的電路系統(tǒng),并在自制超聲波電源上進行實驗。

采用直接數字合成頻率技術設計一臺數字化超聲波電源,頻率自動跟蹤系統(tǒng)及功率調節(jié)系統(tǒng)集成在一塊FPGA內,最大程度上簡化電源的電路結構,提高超聲電源的穩(wěn)定性,可靠性. 首先,根據超聲波電源的功能要求對電源作了總體方案的設計.分析了頻率自動跟蹤系統(tǒng),逆變電路及功率控制系統(tǒng)。

確定了適合本超聲波電源的控制器件,逆變器及功率開關器件.最終確定了以FPGA為控制核心的總體方案. 其次,根據總體方案的設計,對超聲波電源的硬件系統(tǒng)進行了設計.包括BUCK斬波電路,逆變電路,反饋電路,驅動保護電路及匹配網絡設計.其中,通過對超聲振子等效模型分析,確定超聲振子的匹配網絡,針對特定振子及功率要求,設計了匹配電感及高頻變壓器.?