电磁超声高压脉冲激励电源设计.pdf

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1、Ul0。上卜第8期健衣衩句弑嚣InstrumentTechniqueandSensor电磁超声高压脉冲激励电源设计申晗，耿浩，黄平，宛月(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：为提高电磁超声检测中换能器能量转化效率及缺陷检测灵敏度，研制出一种脉冲和频率可调、高电压、大功率的脉冲激励电源。该设计以SG3525和ARM为核心，采用两次逆变方式，实现升压和负载控制。实验结果表明：该激励电源可以实现250V高压和1000W大功率输出，具有输出稳定、电压可控、频率可调、自我保护等特点，提高了换能器转化效率及缺陷检测灵敏度。关键词：

2、脉冲激励；电磁超声；IGBT；PWM；IR2110；自我保护中图分类号：TM938文献标识码：A文章编号：1002-1841(2016)08—0024-03DesignofElectromagneticUltrasonicHighVoltagePulseExcitationPowerSupplySHENHan，GENGHao，HUANGPing，WANYue(SchoolofInformationScienceandEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)

3、Abstract：Inordertoimprovethetransducerenergyconversioneficiencyandthedefectdetectionsensitivity，avoltagepulseexcitationpowersourcewithpulseandfrequencyadjustableandhighpowerandhighvoltagewasdeveloped．ThedesigntookSG3525andARMasthecore，andadoptedtwoinverterstorealizetheboost

4、andloadcontro1．Thepowersupplycanachievehi．gh250Vand1000Whighpoweroutput，withtheoutputstable，voltagecontrollable，frequencyadjustable，selfprotectionandothercharacteristics，whichimprovetheconversioneficiencyofthetransducerandthesensitivityofthedefectdetection．Keywords：pulseexc

5、itation；electromagneticultrasonic；IGBT；PWM；IR2110；selfprotection0引言灵敏度。电磁超声技术利用电磁耦合方法激励和接收超1脉冲激励源组成声波，具有精度高、无需合剂、非接触、易于激发各种本系统以SG3525和ARM为核心。利用逆变电路超声波形等优点，可应用于高温环境在线检测⋯。但和高频变压器将l2v电压升至250V，且设计了反馈由于不接触的特点．导致电磁超声换能器转化效率较电路进行调压，满足负载变化而电压持续稳定供应的低[2]。同时，对于不同的被测物体，选择合适的参数要求。电磁超声高

6、压脉冲激励电源系统的结构框图激发超声波，使电磁超声换能器转化效率最大化，也如图1所示。是提高检测灵敏度的关键之一。针对电磁超声检测中换能器能量转化效率低及缺前鼍藩制H升压电路卜_整篷薄波H开关IGB电T路陷检测灵敏度不高的问题，国内外已研制出用于激励电磁超声换能器的高频电源。在国外，美国T&C公司研L_1供电电路HH隔船动制出一种激励电源，对阻抗为5OQ的负载最大可实现脉冲功率为2kW的输出_3j。国内对于脉冲激励电源图1电磁超声高压脉冲激励电源系统结构框图的研究起步较晚．高松巍等研制出一种以DDS为核心为满足高频特性，前级采用高频变压器PW

7、M信号的脉冲激励源，可实现峰一峰值为100V的输出[4]。发生电路，驱动高频逆变电路使高频变压器升压，后级为实现对缺陷高电压、高灵敏度的检测．本文基采用单片机高频PWM信号发生电路，控制IGBT开关于SG3525波形变换器及ARMCOTEX—M3为核心，完电路，继而控制负载线圈的高频脉冲激励信号。成两次逆变过程，实现电平升压及交直流电压的变2硬件设计换．产生250V高压和1000W的功率输出．有效提高2．1升压单元了电磁超声检测中换能器能量转化效率及缺陷检测升压电路主要实现DC—AC的转换。利用高频变压器将12V交流信号进行升压。MOSFET

8、开关电路收稿日期：2016—01一l1实现逆变功能，通过开断将l2V直流信号转为l2V第8期申晗等：电磁超声高压脉冲激励电源设计交流信号，送人高频变压器进行升压。其