移相全桥式igbt超声波电源的研制

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1、移相全桥式IGBT超声波电源的研制

2、第1图1超声波清洗机电源主电路500)this.style.ouseg(this)">图2等效电路拓扑1引言随着科学技术的发展和社会的进步，超声波清洗机在很多领域中得到了广泛的应用，尤其是在军事装备和各种电子、机械、光学等零部件的加工和处理过程中。但以前的超声波清洗机大多存在噪声大、效率低等缺点。为此，采用全桥移相式串联谐振电路拓扑，以IGBT为功率开关器件，研制成功某型便携式超声波清洗机。它具有热耗小，转换效率高，噪音低，清洗效果好等特点。2超声波清洗机电源主电路和工作原理2.1主电路拓扑超声波清洗机电源主电路采用全桥移相式串联谐振电路拓

3、扑，以IGBT为功率开关器件，如图1所示。其等效电路拓扑如图2所示。图2中R0和C并联电路是将负载超声波换能器组的阻抗归算到变压器初级的等效阻抗。等效关系式如式（1）及式（2）所示：R0=n2RL（1）C=CL/n2（2）式中：RL——超声波换能器组等效电阻；CL——超声波换能器组等效电容；n——输出变压器初次级匝比。()500)this.style.ouseg(this)">图3主电路控制时序波形图移相全桥式IGBT超声波电源的研制2.2工作原理工作时序波形图如图3所示。图中ugs1、ugs2、ugs3、ugs4和iL分别是S1、S2、S3、S4的控制栅极波形和电感L的电流

4、波形。LC谐振频率调谐在开关工作频率fs，fs=（3）一般略低于超声波换能器的谐振频率fc。从工作时序波形图可以看出，采用了全桥移相式串联谐振电路拓扑结构，四个功率开关管轮流导通和关断，由于是串联谐振电路和有电感L的续流作用，实现了软开关，减小了功率开关管的导通和关断损耗，提高了整机效率。3电路设计参数和实验结果3.1电路参数1）变压器磁芯：EE28A；初级：65匝，多股并绕（10A）；次级：100匝，多股并绕（10A）。2）超声换能器组7个，梅花型并放谐振频率：28kHz；输出功率：1kB60D100，4只。5）全桥整流管20A/600V。6）开关工作频率28kHz，可调

5、谐。7）吸收电路截止放电型R：270Ω/6].北京：电子工业出版社，1999.简介张国安（1968－），男，硕士，讲师。长期从事电路与开关电源的教学和电力电子技术产品的研制开发工作，已发表论文10余篇。李桂祥（1968－），男，硕士，讲师。从事测试、诊断的教学与自动测试设备的研制开发工作。已荣获军队科技进步奖多项。