40KHZ 低频率超声波线路板PCB电路

低频率超声波线路板PCB电路的设计是对应超声应用中的关键技术，其阻抗匹配问题一直是研究的重点。其负载换能器随着环境温度以及元件老化等原因，谐振频率发生漂移，致使输出能量下降甚至停振，在应用中受到限制。本文在超声波电源研究基础上，结合数字控制技术，以频率跟踪和直流调功方式为出发点，设计了一款数字化的超声波电源。

低频率超声波线路板PCB电路包括：在整流侧采用单相PWM整流器，实现功率因数校正及升压，代替了传统单相不控整流；在直流侧采用交错并联Buck电路进行功率调节,并实现并联均流；在逆变侧采用移相的控制策略，通过对移相角的调节与控制，实现将功率最大化地传递给换能器；在频率跟踪上介绍了传统频率跟踪的控制方法，采用一种最佳工作点识别和变步长频率跟踪法，解决了传统频率跟踪存在偏差大，过渡时间较长的问题；在阻抗匹配网络上分析了静态和动态匹配网络的特点，采用静态网络的串联匹配方式。  

低频率超声波线路板PCB电路以TI公司的DSP芯片TMS320F28335为核心控制芯片，研制了一台3kW的超声波电源样机，并通过仿真和实验验证。实验结果证明，设计的超声波电源能够输出功率可调，基于自动识别的变步长频率跟踪法，可以识别换能器的谐振频率，具有输出动态响应良好，过渡时间短的特点。

低频率超声波线路板PCB电路

审核编辑 黄宇