基于DSP芯片TMS320LF2407A的超聲電源系統(tǒng)的控制電路

　　選取的超聲換能器型號是DH-6160F-15S-3，其諧振頻率為25 kHz，諧振阻抗為15Ω，靜態(tài)電容為27000 pF，通過計算，其匹配電感為O.75 mH。圖7、圖8分別給出移相角分別為φ=0°，φ=45°時的輸出電壓u和輸出電流i仿真波形。由仿真波形比較分析，當(dāng)移相角φ逐漸增大，其輸出電壓脈寬逐漸減小，電流幅度逐漸減小，可見調(diào)節(jié)φ的大小即可以實(shí)現(xiàn)輸出功率的調(diào)節(jié)。另外，功率管工作在ZVS軟開關(guān)狀態(tài)，降低了開關(guān)損耗和電壓電流應(yīng)力，逆變器始終工作在負(fù)載諧振狀態(tài)，負(fù)載側(cè)的功率因數(shù)高，控制簡單，提高電源的可靠性。根據(jù)前面的設(shè)計，對3 kw/30 kHz的超聲波發(fā)生器進(jìn)行實(shí)驗，下面給出逆變橋的驅(qū)動波形，PS-PWM控制輸出波形，頻率跟蹤實(shí)驗波形。圖9為θ=60°時Z1和Z4的驅(qū)動波形，圖10為θ=60°時輸出電壓和電流波形;圖11為頻率跟蹤后穩(wěn)態(tài)的輸出電壓和電流波形。

　　5 結(jié)語

　　由于傳統(tǒng)開關(guān)管觸發(fā)電路是由硬件實(shí)現(xiàn)脈沖移相控制的，其線路復(fù)雜，元件易老化，輸出波形易發(fā)生不同程度的失真，使觸發(fā)脈沖對稱度受到很大影響。由微處理器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，能在滿足精確性的前提下，實(shí)時、準(zhǔn)確地完成控制任務(wù)，利用軟件實(shí)現(xiàn)移相控制，可以大大改善觸發(fā)脈沖的對稱度，提高信號精度。在此采用DSP來實(shí)現(xiàn)功率的PS-PWM控制，通過改變移相角來實(shí)現(xiàn)較寬范圍內(nèi)的功率調(diào)節(jié)，且功率開關(guān)器件工作在軟開關(guān)狀態(tài)，使得系統(tǒng)效率極大地提高，更具靈活性，運(yùn)行更加可靠。