大功率超声波电源主电路改进

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1、维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.comPipelineTechniqueandEquipmentMar．2o08电压开关(ZVS)。换能器负载通过匹配电感组成Lc串联的电压和电流，然后通过相关电路计算出相位差大小和符号，谐振，谐振频率理想调谐在开关工作频率．但在实际匹配电把它转化为开关管的频率变化量，从而改变输出PWM信号的路中，为了对功放电路有利，一般要稍调感性负载J。周期。2．2主电路工作原理的电路仿真2．3．2功率控制的实现在适当的元器件参数设置下，把次级负载阻抗利用变压器为了使高频逆变电路的输出功率满足换能器所需

2、要的额的阻抗变换性质转化为初级RLC串联电路，用PROTE电路仿定功率，需要采用功率控制电路。因通过换能器的电压和电流真软件得出电路的SchematicNetlist文件和图3与图4的工作是交流电，不易检测，所以采用了检测直流侧电流的方法。即时序波形。采集直流侧的电流信号与给定的电流值进行比较，并对偏差进行PI调节，从而改变软开关控制波形的移相角，进而改变高频逆变电路的输出电压。当移相角增大时输出电压也增大，移相‘厂‘L厂＼

3、～厂一一角减小时输出电压也随之减小，这样高频逆变电路最终会输出_厂‘‘L厂一。_L厂L厂’L．厂。、换能器所求的功率。2．3．3主电路的驱动图3功率管电压

4、波形图采用IR2110芯片驱动模块，它是一种双通道高压、高速电压型功放开关器件的栅极驱动器，具有自举浮动电源，驱动／L

5、L／L／L．／L电路非常简单。IR2110还有比较完善的保护功能(如欠压检测、抗干扰、外部保护闭锁等)，1个IR2110芯片同时驱动LjL_lLLLj单桥臂的上、下2个IGBT，因此，大大减少了驱动电路的体积和-．—一。‘、／、、／‘。‘、．／‘’．成本。一一‘、_／，—＼—／—＼．。、／。^＼．3结束语图4驱动和负载波形图综上所述，设计的新型超声波电源具有以下特点：采用带图3中，in信号是输入的直流电压的值(300V)；netq辅助网络的的ZVS全桥逆变器，

6、实现所有开关管的ZVS；实现是驱动管Q。的电压波形图，Q的与其一样；netq是驱动管Q频率跟踪与功率控制的协调控制策略，跟踪精度高；采用的电压波形图，Q，的与其一样。图4中，V(11)信号是功率管IR2110型集成电路驱动，驱动简单，减小系统的体积，降低了成Q。和Q4栅极驱动信号，V(22)信号是功率Q：和Q。栅极驱动信本。号，驱动信号是1kHz、占空比为7：3、高电平为2．5V、低电平为参考文献：0V的脉冲信号；rl[i]是初级负载的电流波形，可以看出串联[1]王兆安，黄俊．电力电子技术．北京：机械工业出版社，2004．[2]张占松．开关电源的原理与设计．北京：电子工业出版社

7、，1999．谐振逆变电路中负载的电流基本上是正弦波；rl[P]是初级负[3]刘胜利．现代高频开关电源实用技术．北京：电子工业出版社，载的功率波形，其平均功率约为2．7kW．2001．从仿真波形图可以看出，采用了带辅助网络的全桥移相式[4]阮新波，严仰光．脉宽调制DC／DC全桥变换器的软开关技术．北串联谐振电路拓扑结构，4个功率管轮流导通和关断，在输出电京：科学出版社，1999．压基本成矩形波的情况下，电流是正弦信号。由于辅助网络的[5]马瑞卿，刘卫国．自举式IR2110集成驱动电路的特殊应用．电力电子技术，2000(1)：31—33．电流增强和匹配电感的续流，实现了滞后桥臂的零

8、电压开关[6]陶海敏，何湘宁．IR2110在驱动大功率IGBT模块中的应用．电工ZVS，有效减小了功率管的导通和关断损耗，提高了整机效率。技术，2002(9)：44—46．辅助电容和辅助二极管不参与滞后桥臂的开关过程，只是为辅[7]梁英．一种新型超声波电源的研究设计：[学位论文]．西安：西北助电感建立最大电流，使滞后桥臂的开关过程十分简洁，便于工业大学，2005．优化设计参数。作者简介：裴玖玲(1980一)，硕士研究生，主要研究方向为电力电子技2．3主电路的控制策略术。超声波清洗机电源系统采用一种新型的控制策略，即频率下期要目预告跟踪和功率调节相结合的混合调制PWM，从而使发生

9、器在输金属波纹管疲劳寿命的有限元分析出最大功率时可以达到最高效率。此种控制策略主要通过同含球型凹坑缺陷燃气管道弯管极限载荷的研究时控制PWM的周期(即控制开关频率)和PWM控制波形的移输卤管道的研究相角来实现。埋地输油管道在线大修安全开控距离分析2．3．1频率跟踪的实现在役输气管线的完整性评价方法采用锁相法实现频率跟踪。由于换能器两端的电压与流燃气轮机减速箱齿轮失效分析过换能器的电流之间的相位差正负、大小，代表了激励信号的城市给水管网腐蚀机理及防护措施频率与振荡系统固有频率之间的关系，所以可