基于FPGA的雙超聲壓縮系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源研制.pdf

1、纖維素燃料被認(rèn)為是最具潛力的化石能源代替性燃料之一，由纖維素生物質(zhì)制造而成。針對(duì)傳統(tǒng)的纖維素生物質(zhì)壓縮方法存在致密性差、裝備體積大、出糖率低以及在運(yùn)輸過程中容易松散等問題，課題組提出了雙超聲同步壓縮生物質(zhì)的新工藝方法，然而一臺(tái)電源驅(qū)動(dòng)雙超聲振子是一個(gè)全新課題，本文對(duì)雙超聲驅(qū)動(dòng)電源、雙超聲振子并聯(lián)特性以及超聲壓縮工藝等進(jìn)行了系統(tǒng)研究:
　　首先，根據(jù)雙超聲壓縮原理和超聲波驅(qū)動(dòng)電源的功能要求，設(shè)計(jì)了以FPGA為控制器的雙超聲壓縮驅(qū)動(dòng)電

2、源的總體方案，該超聲電源方案具有成本低、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)而完成了可調(diào)直流電源、高頻逆變電路、采樣電路、過流過溫保護(hù)等硬件電路的搭建。
　　其次，綜合電流最大值法和相位差法，設(shè)計(jì)基于FPGA的頻率自動(dòng)跟蹤，其頻率跟蹤精度可達(dá)2Hz，并且完成了過流保護(hù)模塊、功率調(diào)節(jié)模塊等FPGA硬核設(shè)計(jì)。人機(jī)交互系統(tǒng)采用智能觸摸屏，運(yùn)用NiosⅡ軟件和QuartusⅡ?qū)PGA核心板進(jìn)行二次開發(fā)，建立自定制的SOPC片上系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)FPG

3、A與觸摸屏的串口通信，控制驅(qū)動(dòng)電源的開斷、功率的輸出、初始頻率的設(shè)置以及當(dāng)前電流和頻率的實(shí)時(shí)顯示。
　　再次，運(yùn)用saber軟件對(duì)壓電換能器在諧振頻率附近等效電路的特性進(jìn)行了仿真分析，得到了串并聯(lián)諧振頻率在空載和加載工況下，匹配電感值對(duì)壓電換能器輸出電流與高頻變壓器次級(jí)電壓的相位差的影響規(guī)律，壓電換能器在空載工況下，其工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)的性能較好;而在加載工況下，其工作于并聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)的性能較好。
　　最后，運(yùn)用Matla