磁致伸縮超聲換能器驅(qū)動電源的研究.pdf

1、　　超聲技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活中，對超聲換能器的需求越來越大。目前常用的超聲換能器有兩種類型，一種是壓電陶瓷材料制作的壓電超聲換能器，另外一種是磁致伸縮材料制作的磁致伸縮換能器。后者具有結(jié)構(gòu)緊湊、輸出功率大、能量密度高等特點，在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和軍事防御等行業(yè)和領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。因此研制高性能的稀土超磁致伸縮超聲換能器十分必要，而為換能器提供能量的驅(qū)動電源設(shè)計生產(chǎn)的相對滯后是阻礙超磁致伸縮超聲換能器發(fā)展的主要原因。

2、因此，研制新型的高質(zhì)量的超聲磁致伸縮換能器驅(qū)動電源，可以有效提高磁致伸縮超聲換能器的性能，對生產(chǎn)生活具有重要的意義。
　　本文設(shè)計了一種基于DSP控制的具有自動頻率跟蹤功能的磁致伸縮超聲電源。首先對磁致伸縮超聲換能器的結(jié)構(gòu)進行了分析，得出了其等效電路，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計一種諧振匹配電路，實現(xiàn)了磁致伸縮換能器負載的良好匹配?；诶碚摲治龊头抡娣治龅慕Y(jié)果，設(shè)計出了驅(qū)動電源的主電路和基于 TI 公司DSP芯片 TMS320F2812控制

3、電路，電源的逆變部分采用全橋移相控制策略實現(xiàn)高頻條件下的零電壓軟開關(guān)技術(shù)，控制電路具有頻率跟蹤功能，利用電氣仿真軟件 SABER 建立了采樣鑒相仿真模型，得出了仿真結(jié)果。本文給出了系統(tǒng)硬件電路的拓撲結(jié)構(gòu)和參數(shù)，系統(tǒng)介紹了控制系統(tǒng)的控制流程，編寫出了包括主程序和終端服務(wù)子程序在內(nèi)的控制程序。最后本文進行了實驗驗證，給出了磁致伸縮超聲波電源系統(tǒng)的相關(guān)實驗波形和數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果證明本文設(shè)計的電源有良好的輸出特性，在一定范圍的負載下較好地實現(xiàn)了頻