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基于PWM技术的大功率超声波电源系统的研究
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摘要:针对新型稀土功能材料作大功率超声波换能器件需要性能优良的配套超声波电源,介绍了一种应用单片机产生SPWM信号、由IPM智能功率模块组成的大功率超声波电源系统的构成、工作原理和软件设计思想。 中^国^电^子^网 w^w^w.d^i^a^n^z^i.c^n

关键词:超声波换能器 SPWM 大功率超声波电源 IPM智能模块

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随着计算机软硬件技术、必威体育娱乐app下载技术及信号处理技术的飞速发展,超声波在成像无损检测、测距、超声清洗 、焊接应力释放、无损探伤、医疗等领域获得了非常广泛的应用[3~4]。近年来,由于新型稀土功能材料的开发与研制成功,使制造大功率超声波换能器成为可能。因此,与超声波换能器配套的性能优良的大功率超声波电源的研制,则显得非常重要。本文基于PWM技术,应用单片机组成智能控制系统,对高性能、大功率超声波电源的控告技术进行了研究。 中_国_电_子_网 www.d i a n z i.cn

1 系统的硬件电路构成

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本系统采用Intel90C196MC单片机作为控制核心,它是一种专门为控制逆变器设计的单片机。其输出信号将控制逆变器。智能功率模块作逆变器,单片机内部有一个称为WG的PWM驱动信号发生器,占用CPU时间非常短,可由P6口直接输出4路SPWM信号用于IPM的驱动。系统包含交-直-交主电路、基极驱动电路、单片机控制系统、SPWM信号形成电路、电压显示、电流显示以保护等主要环节。系统硬件电路构成如图1所示。 中*国*电*子*网 www#dianzi#cn

1.1 交-直-交主电路 中,国电,子网 www@dian zi@cn

主电路整流器由市电220V直接供电,采用单相半控桥式整流模块,以实现大功率超声波电源的电压调节。逆变器则使用三菱公司专门设计的PM59RSA120功率模块,其内部的四只IGBT可用作四个逆变桥臂。IPM内部集成有各路IGBT的驱动电路及过压、过流、过温等异常情况检测电路。当检测信号之一不正常时,其F0输出端变为低电平,送至80C196MC的EXTINT端,发出相应故障信号[2]。 中^国^电^子^网 w^w^w.d^i^a^n^z^i.c^n

1.2 单片机控制系统 中^国^电^子^网 w^w^w.d^i^a^n^z^i.c^n

本系统由Intel80C196MC、EPROM2764构成最小微机系统,完全超声波频率给定、载频频率设定,模拟输出单极性正弦波恒幅脉宽调制信号SPWM,可实现电压、频率、电流显示以及过压、过流、过温保护控制。 中%国%电%子%网 www%dian'zi%cn
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