超声换能器并联谐振频率的复合式跟踪方法研究

为了使超声换能器适应变化比较剧烈的负载,本文通过分析超声换能器在并联谐振频率附近工作时的频率特性和实际需求特点,利用变压器初级匹配方法得到了更好的频率特性,并对比了换能器空载和带负荷情况下的阻抗特性曲线,提出了复合式自动频率跟踪方法,空载时找到超声换能器最小电流的对应的频率点,加载过程中利用比例积分微分算法实现频率的快速跟踪。并对超声换能器在不同负载时的功率输出进行了实验,结果表明,复合式频率跟踪方法可以稳定地跟踪到超声换能器的并联谐振频率,能实现超声换能器的功率自调节,对提高换能器的工作效率和负荷适应能力具有实际的指导意义和应用价值。

复合式频率跟踪控制电路的设计

针对加热电源中传统模拟频率跟踪控制电路频率跟踪范围小、锁相时间长,而数字频率跟踪控制电路硬件成本高、程序复杂不易实现等问题,提出了一种由S3F9454单片机、CD4046和SG3525组成的数字模拟复合频率跟踪控制电路.仿真及实验结果表明,当电路中电流频率达到30 k Hz以上时,通过软件的快速排序算法,将单片机从SG3525采集到的电流、电压频率的反馈差值实现快速排序,高效实现频率跟踪.运用复合式频率跟踪控制方法能够实现对频率快速准确的跟踪,频率跟踪范围广,对不同负载适应能力强.