基于DSP芯片TMS320LF2407A的超聲電源系統(tǒng)的控制電路

　　選取的超聲換能器型號是DH-6160F-15S-3，其諧振頻率為25 kHz，諧振阻抗為15Ω，靜態(tài)電容為27000 pF，通過計算，其匹配電感為O.75 mH。圖7、圖8分別給出移相角分別為φ=0°，φ=45°時的輸出電壓u和輸出電流i仿真波形。由仿真波形比較分析，當移相角φ逐漸增大，其輸出電壓脈寬逐漸減小，電流幅度逐漸減小，可見調節(jié)φ的大小即可以實現(xiàn)輸出功率的調節(jié)。另外，功率管工作在ZVS軟開關狀態(tài)，降低了開關損耗和電壓電流應力，逆變器始終工作在負載諧振狀態(tài)，負載側的功率因數高，控制簡單，提高電源的可靠性。根據前面的設計，對3 kw/30 kHz的超聲波發(fā)生器進行實驗，下面給出逆變橋的驅動波形，PS-PWM控制輸出波形，頻率跟蹤實驗波形。圖9為θ=60°時Z1和Z4的驅動波形，圖10為θ=60°時輸出電壓和電流波形;圖11為頻率跟蹤后穩(wěn)態(tài)的輸出電壓和電流波形。

　　5 結語

　　由于傳統(tǒng)開關管觸發(fā)電路是由硬件實現(xiàn)脈沖移相控制的，其線路復雜，元件易老化，輸出波形易發(fā)生不同程度的失真，使觸發(fā)脈沖對稱度受到很大影響。由微處理器構成的控制系統(tǒng)，能在滿足精確性的前提下，實時、準確地完成控制任務，利用軟件實現(xiàn)移相控制，可以大大改善觸發(fā)脈沖的對稱度，提高信號精度。在此采用DSP來實現(xiàn)功率的PS-PWM控制，通過改變移相角來實現(xiàn)較寬范圍內的功率調節(jié)，且功率開關器件工作在軟開關狀態(tài)，使得系統(tǒng)效率極大地提高，更具靈活性，運行更加可靠。