超聲波除垢器驅動電源研究.pdf

1、超聲波防垢除垢主要是依賴于空化效應的物理作用而非化學反應，這就使得以純水進行防垢除垢成為了可能，這不僅能有效降低成本，而且在環(huán)保領域也有非常重要的意義。超聲清洗的顯著特征是質量高，速度快，能夠清洗到普通清洗方式所清洗不到的地方，且易于實現自動化。
　　 傳統(tǒng)超聲波電源是自激式，整個電路簡單，但施加在開關管基極的反饋量不穩(wěn)定，即開關頻率變化較大，同時輸出的紋波也較大，本文研究的是他激式超聲波電源，它相比自激式電壓損耗要小，輸出功率

2、較大，易于調節(jié)，抗干擾能力強，輸出波形也要相對好一些。本文設計的超聲波電源具有頻率跟蹤，恒功率控制兩大功能。本文研究內容主要分為以下幾部分:
　　 超聲波電源硬件部分主要分為三塊，一塊是主電路部分，反饋控制回路，以及匹配電路。主電路部分主要通過將220V的市電經過整流濾波電路變成直流，再經過BUCK斬波電路進行調功，通過逆變電路變成交流電輸送到負載，壓電換能器呈容性狀態(tài)，因此在接負載前需添加匹配電路來使整個超聲波電源與負載進行諧

3、振，達到效率最大化。通過閉環(huán)系統(tǒng)來使整個系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)，因此電路中設有反饋控制回路。首先將采樣電流通過信號調理電路進行濾波和真有效值轉換，得到的信號輸入到單片機中進行處理，采用最大電流值法來確定諧振頻率，具體通過掃頻方式來實現。單片機輸出控制信號給信號發(fā)生器使其產生PFM波控制逆變電路的開關管頻率達到變頻效果;通過保持負載電流恒定，來使得輸出功率恒定，單片機輸出控制信號給信號發(fā)生器使其產生PWM來驅動BUCK電路，實現功率的恒定。匹配

4、電路在傳統(tǒng)的串聯電感的情況下進行改進，串聯一個電容來進行高通濾波，這樣得到的波形更加完善。
　　 軟件部分主要采樣信號進行頻率計算，電流讀取，顯示，頻率跟蹤以及功率控制。頻率計算通過計數法來實現，電流讀取是讀取AD637的真有效值信號。顯示部分利用LCD1602進行采樣頻率與采樣電流的顯示。通過比較采樣頻率與諧振頻率，采樣電流與目標電流來輸出控制信號控制主電路。
　　 仿真部分利用Matlab進行硬件電路仿真，通過調節(jié)各