超声波清洗机功率控制系统中的应用

《超声波清洗机功率控制系统中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据智能仪器仪表UCC3895在超声波清洗机功率控制系统中的应用皮大能1，郑永刚2(1．湖北师范学院控制科学与工程系，湖北黄石435002；2．三信国际电器上海有限公司，上海浦东201209)[摘要]关键词0引言根据超声波发生器的功率控制乐统原理，阐述了移相控制篆略对超声波发生器输出电压波形的影响介绍了移相控制专用芯片UCC3895的电路结构和使用设计方法。秽相控制UCC3895超声波清洗机具有高教低噪，清洗质量好、速度快，并能对零件进行清洗等优点，所以被广泛应用于电子．机械，钟表、光学、医疗、化纤、电镀，磁性等行业，利用超

2、声波清洗材料时，为了保证换能器的输出振幅恒定，要求超声波发生器具有功率自调节功能；同时，为了清洗不同的材料，还要求振幅具有可调功能。这些都要求超声波发生器带有功率输出控制系统，在这个系统中，需控制的参量一般是换能器的电流值，而换能器电流值的恒定，则要通过控制换能器两端的电压来实现。本文通过全桥移相的移相角来改变正弦渡的幅值，从而改变换能器两端的电压以达到控制换能器电流的目的。1输出功率控制系统图1所示是一个超声电源功率控制系统的结构框图。其中的移相脉冲产生电路在用全桥式逆变电路作主回路时(主回路如图2所示)，地0如0“O“田2超

3、声波清洗机功率控制主回路—bf—■oP—4kL：一卜_需要产生如图2所示的电压波形来驱动IGBT。为了防止桥臂直通，要求同一桥臂的上下2个开关管(T1、T2和T3、T4)应具有延时互锁导通功能。—般延时互锁导i自时间“是固定的C哟!～2邺)，同时不『一J桥臂的上下2个开关管的导通应具有可以改变的延时(即移相角)“此外围1超声波清洗机功率控制系统结构围收稿日期：2007—06—01作者简介：虎太能(1966．)，男，顾士，讲师，研究方向为电力电子与电力传动、自动化，嵌八式系统午。74w'#vwchinaet．netl电工技术围3超

4、声波清洗机控制电路输出波形图还要求控制电路的波形能够满足它。移相控制专用芯片UCC3895完全能够完成上述功能。2功率控制系统中UCC3895的应用UCC3895是美国德州仪器公司牛产的移相谐振全桥软开关控制器，针对移相控制方案推出的专用芯片。UCC3895在基本功能上与UC3875系列和UC3879系列控制器完全相同，同时增加了一些新的功能：(1)输出导通延迟时问编程可控；(2)自适应延迟时间设置功能；(3)双向振荡器同步功能；(4)电压模式控制或电流模式控制；(5)软肩动／软关机和控制器片选功能编程可控，单引脚控制；(6)占

5、空比控制范围0—100％；(7)内置7MHz误差放大器；(8)最高工频达到1MHz；(9)工作电流低，500kHz下的工作电流仅为5mA；(10)欠压锁定状态下的电流仅为150¨A。2．1工作频率设计本电源工作频率设计为20kHz--t500Hz。当UCC3895同步端的时钟频率高于其固有频率时，UCC3895的工雪璺一季襄∞誊生善电结一荔里僻一戡一万方数据智能仪器仪表作频率等于外加到同步端的时钟频率；当UCC3895同步端的时钟频率低于其固有频率时，U003895的工作频率是其本身的固有频率。因此，本设计利用这一特点籽压控振荡

6、器的输出加到UCC3895的同步端6脚上；为了防止UCC3895的工作频率太低而使高频变压器饱和，将UCC3895的固有频率设计在20kHz左右。同步振荡器的工作频率由定时电容cT和定时电阻R，决定。振荡周期⋯2删可由式(1)近似得到，此时取C，为O．1“F，风为47kO。图4所示是UCC3895在功率控制系统中的应用电路。‘#至等乒+120ns(1)定时电容的充电电流是一个固定值，其大小由定时电阻RT决定，如下式所示”112删：枷兰婴(2)电流结定移相＆qEXB841之间可加一级与非门，由于EXB841的输入一般是10mA，凶

7、此，与非门的输出能力已足够满足系统要求，当输出控制为0时输出被锁死，当输出为1时，输出被打开。EXB841的保护信号通常加到UCC3895的过流保护端，如图4中D2的刚极，当EXB841投有保护输出时，加到UCC3895过流保护端的电压为零；当有保护输出时，加到UCC3895过流保护端的电压为15V，此电压应高出UCC3895的25V过流保护电压。另外由主电路中的电流互感器TA2和图4中的D1，R3、C3构成过流检测电路，当过流榆测电路产生的电流电压超过UOC3895的25V过流保护电压内部过流保护电路就动作。2．4软启动设置S

8、S／DISB：软启动／禁止端。通过该端可以实现软启动和控制器快速禁止两项独立的功能。当发生以下情况田4ucc3895作为超声最清洗机控制芯片的应用电路2．2延迟时间设置输出端A-D延迟控制信号输入端。延迟时间应在同一挢臂中一只开关管关断之后，另一只开关管开通之前