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低频中小功率超声波电源研究

更新时间：2020-03-13 09:14:29 大小：3M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：超声波电源 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

低频中小功率超声波电源是超声加速经皮给药系统的核心器件，对其工作特性和实现方法进行深入研究，能极大地促进超声经皮给药技术的发展。为提高超声波电源用于经皮给药的有效性和舒适性，研究了超声波电源的输出频率和功率等参数与其噪声特性的关系，结合加速给药的效果和换能器的规格参数，确定了超声波电源的额定输出参数：频率40kHz，功率100W。

本研究主要内容包括：⑴研究了超声波电源的实现方法，构建了由整流滤波电路、高频逆变电路以及反馈电路等组成的主电路，其工作原理是将220V交流市电整流滤波后转变为直流，然后送入高频逆变电路，逆变后产生频率与超声波换能器谐振频率一致的交变电压。交变电压经高频变压器调变至所需的工作电压后，通过匹配网络的调谐、滤波，最后作用于超声波换能器。⑵整流电路采用二极管单相整流桥电路，经计算整流二极管采用 IN4007；滤波电路选用参数为900?F/450V的电解电容；逆变电路采用半桥逆变电路，逆变器件采用场效应晶体管MOSFET，参数选为800V/1A；选用MOC3038型光耦芯片实现控制电路与超声电源主电路的隔离；为匹配功放电路的负载与输出阻抗，高频变压器初次级线圈匝数比选择为0.6，其中，高频变压器原边线圈匝数为21，副边线圈匝数为36，磁芯选用EI40；调谐匹配选用电感串联匹配方式，匹配电感导线选用60股纱包线。⑶基于ATmega64单片机和压控振荡器LTC6906，采用PWM控制技术设计了一种软硬件相结合、输出参数可调的超声波电源。PWM信号生成是通过单片机控制数字电位器AD5231的电阻值，进而设置压控振荡器 LTC6906的输出脉冲，然后将压控振荡器的输出信号作为单片机的时钟信号输入单片机进行占空比调节和分频，输出两路占空比相同、相位相反的PWM控制信号。研究了频率跟踪控制的理论依据，确定通过检测电压和电流间的相位差，调节超声波电源的输出频率，使得超声波换能器工作于谐振状态。电流采样选用 OPCT10AL开合式电流互感器，过零比较器LM393，相位比较器由锁相环74HC4046中相位比较器II来实现。采样电路输出信号与单片机输出的基准电压信号PWM一同送入74HC4046中相位比较器 II，由它输出差值电压信号，差值电压经过低通滤波器滤波后...