基于PWM的高性能大功率超声波电源设计及性能优化

本文主要探讨了基于PWM移相串联谐振式的大功率超声波电源的研制技术。作者针对研发稳定、高性能的智能化超声波电发生器的需求，设计了一种创新的电源系统。系统的核心在于控制超声换能器在并联谐振点工作，通过串联电感实现电端匹配，从而提升电源的效率。使用UC3875作为控制器，能够生成移相控制波形，调节全桥逆变器的导通角，实现对输出功率的精确控制，满足不同应用场景下的功率需求。 UC3875是一种高性能的脉宽调制(PWM)控制器，它能够根据设定的参数灵活调整逆变器的开关频率，进而调整输出电压和功率。这种控制方式的优势在于其灵活性和准确性，能够快速响应负载变化，确保电源的动态响应速度。同时，文章还提到了硬件锁相环电路CD4046的应用，这一组件用于频率跟踪，确保系统能在换能器工作频率发生变化时保持稳定，其跟踪精度达到了85.7%，这对于保持换能器性能的稳定性至关重要。 由于超声波电源在高功率应用中的热效应问题，换能器的性能会随温度变化而变化，因此频率跟踪是电源设计中的关键环节。通过精密的频率跟踪，可以有效补偿这种漂移，确保在整个工作温度范围内保持稳定的性能。 本文的研究成果对于大功率超声波电源的设计具有实际意义，它不仅提高了电源的效率和控制精度，还提升了系统的智能化水平，为超声波技术在工业领域的广泛应用提供了技术支持，特别是在超声清洗、超声焊接、超声雾化等领域有着广泛的应用前景。