基于DSP的全桥移相超声波电源研究

基于DSP的超声波电源硬件电路设计

ＴＲＩ、ＴＲ４关断时，形成一个负半周的电压波形，因
此，通过驱动电路的有效控制，实现了从直流到交流
的逆变过程。其中Ｃｓｌ、Ｄ１、Ｒ９和Ｃｓ２、Ｄ２、Ｒ１０为ＩＧＢＴ的缓冲吸收电路；Ｃｓ３和Ｃｓ４为突波吸收电容；ｃｇ为隔直电容。２．２匹配电路设计本文匹配电路是指将超声波发生器输出的电能送到换能器的通道。匹配电路的结构相对简单，却有
动控制理论和电力电子技术的发展，超声波电源正朝
捕捉、中断等内部资源，并辅以外围的电流、电压检
测电路、光耦隔离、继电驱动等电路。ＩＧＢＴ驱动电
着大功率、高频化、低功耗、高功率因数、智能化、复合化的方向发展。
本文提出基于ＤＳＰ的数字化超声波电源，其基
数字化超声波电源由主电路、控制电路、ＩＧＢＴ驱动电路３部分组成。主电路主要包括：输入整流器、软启动电路、滤波器、ＩＧＢＴ逆变器、高频变压器及其匹配电路。控制电路采用ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５作为核心
路采用大功率ＴＸ－ＤＡ９６２Ｄ４驱动板。基于ＤＳＰ的数字化超声波电源框图如图ｌ所示。
图１基于ＤＳＰ的数字化超声波电源框图
２４基金项目：广东省科技计划项目（２０１２Ｂ０９１１００２６２）
电源上电后，输入整流器将５０Ｈｚ单相工频交流

基于DSP的大功率超声电源的研制

基于DSP的大功率超声电源的研制Design of high power ultrasonic power supply based on DSP(江苏科技大学) 赵磊王建华刘建芸Zhao Lei , Wang Jianhua，Liu Jianyun 摘要：介绍了一种基于DSP的大功率超声电源的原理、总体结构和软硬件设计及其特点。

该电源由高频逆变电路和以高性能DSP芯片TMS320F2812为核心的控制系统组成。

高频逆变电路实现了频率和功率均可调的超声频交流电的输出。

控制系统完成了电参数的实时采集，并执行频率自动跟踪和振幅恒定的控制任务。

软件上，分别使用了可变步长策略和PID算法，以满足上述两个闭环控制的需要。

实验表明，该电源能够很好地驱动超声振动负载，并具有频率跟踪范围宽和负载适应能力强的特点。

关键词：超声电源；频率跟踪；恒幅输出；DSP中图分类号：TN409 文献标识码：BABSTRACT：The principles, design method and characteristics of high power ultrasonic power supply based on DSP are presented in the paper. This device consists of inverter major circuit and control system based on TMS320F2812. The main circuit produces power supersonic AC output with adjustable frequency and changeable power. Control system is responsible for the real -time electrical data acquisition，and it also performs the control of frequency auto-tracking and constant output specific power.In software，variable step strategy and PID are applied to meet the need of above two closed-loop controls. Tests show that this power supply can effectively drive ultrasonic load，and it has a wide range of frequency tracking and high load flexibility.Key words：Ultrasonic Power Supply；frequency tracking；constant output specific power；DSP1、引言近些年，随着机械振动、电力电子技术的飞速发展，功率超声的应用愈来愈广泛，对功率超声电源的研制也提出了越来越高的要求。

基于DSP的移相PWM功率控制超声波电源

基于ＤＳＰ的移相ＰＷＭ功率控制超声波电源
李炳毅，丁吉占，王勇
（河南科技大学电子信息工程学院，河南洛阳４７１００３）
摘要：针对传统的超声波电源功率调节存在开关损耗大、输入功率因数低等缺点，采用了一种基于数字信号处
理器（ＤＳＰ）的软开关移相（Ｐｈａｓｅ — Ｓｈｆｉｔｅｄ，ＰＳ）ＰＷＭ的调功控制策略，通过在逆变侧改变同时导通两个脉冲的相位差
ｍａｋｉｎｇｕｓｅｏｆＰｓｐｉｃｅｓｏｆｔｗｒｅａｔｏｓｉｍｕｌａｔｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＰＳＰＷＭｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｕｓｉｎｇｓｏｔｆ
中图分类号：ＴＭ４６４文献标识码：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＰｈａｓｅ－ＳｈｉｆｔｅｄＰＷＭＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌｉｎＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢａｓｅｄｏｎＤＳＰ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅｓｏｍｅｗｅａｋｎｅｓｓｅｓａｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｃｈａｓｌａｒｇｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｌｏｓｓａｎｄｌｏｗｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒ，ｅｔｃ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｄｏｐｔｉｎｇａｓｏｔｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇ

基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源研究与设计

中南大学
硕士学位论文
基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源研究与设计
姓名:王海波
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:申群太
201105
基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源研究与设计
作者:王海波
学位授予单位:中南大学
1.雷津.高嵬.王林.LEI Jin.GAO Wei.WANG Lin宽幅压条件下改进型Buck变换器的参数优化与实验分析[期刊论文]-电力自动化设备2011,31(7)
2.朱彩凤《全民健身条例》实施推广研究[学位论文]2011
3.李兆斐全桥移相软开关变换器的数字控制技术研究[学位论文]2011
4.黄琼职务侵占罪客观要件之司法认定[学位论文]2011
5.张玉姬《坛经》伦理思想研究[学位论文]2011
6.孙沛琳SOCS3基因甲基化及基因表达与宫颈癌相关性的研究[学位论文]2011
7.欧阳芳丽翻译家辜鸿铭研究[学位论文]2011
8.李靖行进视觉中环境对象位置估计[学位论文]2011
9.曹兴磁性纳米基因载体介导Mcl-l特异性shRNA治疗肝细胞癌的实验研究[学位论文]2011
10.范善颖从功能对等角度看商务翻译[学位论文]2011
本文链接:/Thesis

基于DSP的全桥移相超声波电源研究

南京航空航天大学硕士学位论文基于DSP的全桥移相超声波电源研究姓名：韩猛申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：葛红娟 2011-02
南京航空航天大学硕士学位论文
摘
要
近些年来，超声波清洗技术因其清洗效果好、自动化程度高等优点，受到了越来越广泛的应用。而超声波电源是超声波清洗机的核心部分，其性能的好坏更是直接决定了超声清洗效果的优劣。因此，研究并生产技术水平更高的超声波电源便成为提高超声清洗机清洗效果的关键。由于国内对超声波电源缺乏深入的研究，而国内市场对超声波清洗机的需求却在不断增加，所以对超声波电源进行深层次的研究具有重要的意义。本课题分析了超声波电源负载的阻抗特性，设计了调谐匹配电路来补偿换能器的容抗提高了功率因数，并通过主变压器的设计对负载进行阻抗匹配提高了功率传输效率。本文在研究超声波电源的功率控制中，采用了基于移相 PWM（PS-PWM）策略的功率控制方法，通过对移相角的调节与控制实现了输出功率与给定功率保持一致。超声波电源在工作过程中必须实时跟踪负载谐振频率的变化，并调整开关频率与之保持同步。本文研究了超声波电源频率自动跟踪的几种方法，通过分析比较确定相位法在此系统中为最佳方案，并重新设计了基于相位方案实现频率跟踪的方法，改进了硬件电路和控制程序，实验结果表明频率跟踪效果良好。本课题中的超声波电源基于 DSP 控制，芯片型号是 TMS320LF2407，其强大的功能使得对超声波电源的控制更精确，电源的性能和工作效率更高。
Keywords: ultrasonic power supply, the matching circuits, phase shifting strategy, power control, frequency tracking

基于DSP的移相全桥变换器的研究

摘要：研究了以全桥变换器作为主电路拓扑、Ｔ３０Ｆ４ｘ系列ＤＰ作主控芯片、以ＭＳ２Ｌ２０Ｓ以移相控制方式作为控制方案的移相全桥软开关ＤＤＣ变换器。由ＤＰ发出移相控制信号并经芯片Ｉ１０驱动放大，ｃ— ＳＲ２１在移相驱动信号的控制下可以实现全桥变换器主功率开关的Ｚ。进行了系统软件和硬件的设计。ＶＳ并安装了
ｔｏ．Ｉｄｓｇｅｈｏｔｒｎｈａｄｒｆｔｉｓｓｅ，ａｄｂｉｈｒｔｔｐ．Ｔｈｘｅｉｎａｅｒ１ｔｅｉｎｄｔｅｓｆｗａｅａｄｔｅｈｒｗａｅｏｈｓｙｔｍｎｕｌｔｅｐｏｏｙｅｔｅｅｐｒｍｅｔｌ — ｒｓｉｈｗｈｅｉｎｐｏｏａｓｆａｉｌ．ｕｔｓｏｔｅｄｓｇｒｐｓｌｉｅｓｂｅｓ
ＤＣ —Ｄｃｃｎｅｔｒｗａｔｄｅ．ＴｈＰｓｎｓｏｔｈｈｓｈｆｉｇｃｎｒｌｓｇａｎｈｎｔａｍｐｉｅｙｏｖｒｅｓｓｕｉｄｅＤＳｅｄｕｅｐａｅｓｉｎｏｔｏｉｎｌｄｔｅｈｔａｌｉｄｂｔｔａｆ
文采用了德州仪器公司的ＴＭＳ２Ｌ２０Ａ数３０Ｆ４７
字信号处理器（Ｓ）２作为控制核心芯片，现ＤＰｒ实
了对移相全桥变换器的控制，决了上述的一些解
程度基本没有增加，成它在
ＴＩ司Ｔ３ＯＦ４７ＤＰ设计了２０Ｖ输公ＭＳ２Ｌ２ＯＳ２入、０输出、１０Ｖ开关频率２Ｈｚ５０Ｗ的移相０ｋ，０

基于全桥移相控制策略的行波超声电机驱动电源设计

有调节输人电压幅值、节驱动频率及调节２列驻调波的相位差等方式。限于篇幅，在此主要针对应用移相控制来控制输入电压进行研究。
关键词：波超声电机；行移相控制；桥全
中图分类号：Ｍ３６Ｔ５文献标识码：Ａ
摘要：明了行波超声电机的特点及对驱动电说
源的要求，介绍了移相控制芯片ＵＣ８５及移相并３７控制策略的基本原理。通过实验对驱动效果进行了检验，出了移相角与空载转速的关系曲线。得
ＬＩＹｏｕ—ｇａｇＣＨＥＮＺｉｉＨＡＯｉｇＣｕｎ，ａ —ｌ，Ｍｎ，ＨＥＮＷｅ —ｓａＸＩａ，Ｕｕｉｈｎ，ＥＴｏＬＩＪｎ—ｋｏａ
（ｐｒｍｅｔｏｃａｒｎｃｇｎｅｉｇ，ｒｉｎｔｕｅｏｃｎｌｇ，ｒｉ５０１Ｃｈｎ）ＤｅａｔｎｆＭｅｈｔｏｉｓＥｎｉｅｒｎＨａｂｎＩｓｉｔｆＴｅｈｏｏｙＨａｂｎ１００，ｉａｔ
Ｋｅｒｓｔａｅｉｇｕｔａｏｉｔｒｐａｅ— ｙｗｏｄ：ｒｖｌｌｒｓｎｃｍｏｏ；ｈｓｎ
ｓｅｏｎｒｌｆｌｈｉｔｄｃｔｏ；ｕｌ —ｂｒｄｆｉｇｅ
０引言
超声电机是一种利用压电材料的逆压电效声电机驱动电源设计
李有光，陈在礼，郝铭，陈维山，谢涛，刘军考

基于DSP的全桥移相控制感应加热电源研究

基于DSP的全桥移相控制感应加热电源研究0 引言随着感应加热电源对自动化控制程度及可靠性要求的提高，感应加热电源正向智能化与数字化控制的方向发展。

DSP具有高速的数字处理能力及丰富的外设功能，使得一些先进的控制策略能够应用实践，研究基于DSP的数字控制感应加热电源，可使产品具有更加优良的稳定性及控制的实时性，并且具有简单灵活的特点。

本文以TMS320F2812为核心，设计了超音频串联谐振式感应加热电源的数字化控制系统，包括数字锁相环(DPLL)、移相PWM发生与系统闭环控制等。

1 系统结构串联谐振式感应加热电源主电路如图1所示。

采用不控整流加可控逆变电源结构，负载为感应线圈(等效为电感)与补偿电容串联。

逆变部分采用带锁相环的移相PWM控制。

基于TMS320F2812的系统控制框图如图2所示。

其中直流侧电压检测电路和电流检测电路用于系统的闭环控制；输出电流检测电路是获取负载电流频率脉冲信号，用于频率跟踪的同步信号。

2 移相PWM调功原理图1中由VTl和VT2的臂作为基准臂，VT3和VT4的臂作为移相臂，控制脉冲如图3所示。

由图可见，其中VT1和VT2、VT3和VT4控制信号仍然保持互补相位关系，但VT3和VT4控制信号分别滞后VT1和VT2角度β，该角度在0～π范围内连续可调。

改变移相臂的相位角β即可改变输出电压波形，从而改变电压基波有效值，实现桥内调压的目的。

设输入直流电压为Ud，VT4控制信号滞后VT1控制信号β角。

则电路输出功率可用基波有功功率表示：3 基于DSP控制系统的实现1)数字锁相环与移相PWM信号的发生采用TMS320F2812的EV单元，结合数字锁相环基本算式，可有效实现感应加热电源的频率跟踪。

数字锁相环基本算式如下：式中，T0(n)为同步信号周期，T1(n)为二阶滤波后的结果，T(n)为频率相位修正后的结果。

A为频率修正系数，B为相位修正系数。

基于TMS320F28l2实现数字锁相环(DPLL)的基本原理如图4所示。

基于DSP的移相电源设计

ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｏｆｖｏｌｔａｇｅｉｓｇｏｏｄ，ｔｈｅｐｈａｓｅｃａｎｂｅｐｒｅｃｉｓｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，ＳＯｉｔｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅ —
能精确显示相位，已经不能满足继电保护测试的需
炙－１ＥＭｒＨ蓍蘑Ｈ辜
电Ｈ电卜＿．枷出－
Ａｃ输出
＊ＩＡ
求＿ｌＩ４Ｊ。文中提出一种移相电源，该电源采用电力电子技术实现移相操作，输出大小和相位可调的交流电。本文对其硬件部分和软件部分分别进行设计，最后给出实验结果。
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｐｈａｓｅ — ｓｈｉｆｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｉｓａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｗｉｔｈａｄｊｕｓｔａｂｌｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｐｈａｓｅ．Ｔｈｅｅｘ —
１引言
继电保护是电力系统的守护神，对电力系统的可
路以及以ＤＳＰ为核心的控制电路。电路结构如图１所示，主要包含主电路和控制电路两部分。
靠性、安全性起到至关重要的作用。在继电保护测试中常需要使用不同电压和相位的电源来对继电保护装置进行整定和测试，目前常用移相变压器来实现，但是移相变压器体积笨重、操作繁琐、不方便携带，以及不

基于DSP的超声电源系统的控制电路的设计

基于DSP的超声电源系统的控制电路的设计本文利用高速TMS320LF2407A型控制芯片设计了系统的控制，采纳全桥作为超声振动系统的功率转换主电路，解决因为负载温度变幻等缘由产生谐振频率的漂移，保证系统的高效率。

这里讨论了粗精复合的频率跟踪计划，采纳扫频办法实现频率粗跟踪，采纳硬件锁相环实现精跟踪。

这两种办法的结合既保证在较宽的频率变幻范围内实现频率自动跟踪，又保证跟踪的迅速、精确。

为适应负载变幻的要求，采纳软开关的PS-控制办法，使系统的输出功率延续可调。

1 主电路拓扑分析超声电源的主电路采纳全桥逆变拓扑结构，1所示。

其中：Z1～Z4为功率主开关管;D1～D4为Z1～Z4内部反并联寄生;C1～C4为外接并联或者功率管的寄生电容；T为高频脉冲；L0为串联调谐匹配;PZT为超声换能器。

逆变器部分利用功率管寄生电容和并联电容，以及变压器的漏感实现软开关零移相控制(ZVS-PSP-WM)的方式。

零电压开关是依赖功率开关管反并联二极管的导通实现功率器件零电压开通;通过功率谐振电容的充电过程来实现功率器件的零电压关断。

在一个开关周期内，移相控制有12种开关模块，在分析之前，做出如下假设：(1)电路中全部的开关器件Z1～Z4和与其反并联二极管D1～D4均为抱负开关器件;(2)全部的电感、电容为抱负元件且不考虑线路的杂散电感值;(3)不考虑死区加入对逆变器工作的影响;(4)逆变器的输入电压为恒定电压源。

移相控制逆变器的4个开关管驱动波形2所示。

逆变器每个桥臂的2个功率管成180°互补导通，2个桥臂的导通角相差1个相位，即移相角。

Z1，Z2为定相臂，Z3，Z4为移相臂。

其中Z1和Z2分离先于Z3第1页共4页。

基于DSP的数字控制移相全桥变换器

作者签名
悫建罕日期：奶年』月形目
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隽瑚
日期：仍年ｊ’月彩日
日期：硐年厂月名日
第一章绪论
第一章绪论
１．１研究数字控制移相全桥ＺＶＳＤＣ／ＤＣ变换器的意义
功率电子学是研究在～定信息控制下，将功率从一种形式高效地转化成另一种形式的科学。它是一门建立在电力学，电子学和控制学基础上的边缘交叉学科，主要包括功率电子器件，功率变换装置和自动控制三大技术。功率变换以器件为核心，应用自动控制理论，微机控制技术实现功率电路中电压，电流，波形，频率，相位的变换。功率电子学技术已经广泛应用于各类产业，为其提供高性能，高效率的电源设备和电
实现移相全桥ＰＷＭＺＶＳＤＣ／ＤＣ变换器数字控制有很多的控制策略，如模糊控制，ＰＩＤ控制，极点配置自适应控制，无差拍控制。这些控制策略各有特点，但对于移相全桥ＰＷＭＺＶＳＤＣ／ＤＣ变换器的控制都不是很好。本文在分析研究了移相全桥ＰＷＭＺＶＳＤＣ／ＤＣ变换器的两种建模方法后，针对准线性模型能很好地描述移相全桥Ｐ胃ＭＺＶＳＤＣ／ＤＣ变换器在大扰动下的工作特性的特点，在这个模型基础上，将预测控制和极点配置自适应控制相结合，提出了带预测技术的极点配置自适应控制算法。仿真结果表明该算法不但具有很好的动态响应，而且可以实现参数的在线调节，从而保证大扰动下的稳定性。

基于DSP 移相调频控制的逆变电源研究

软开关调控。
基于ＤＳＰ移相调频控制的逆变电源研究
２主电路拓扑与控制策略
２．１电源的主电路拓扑变换器采用两级串联的ＡＣ／ＤＣ－ＤＣ／ＡＣ结构，输
Ｐ０＝Ｉ２Ｒ＝
８ !２Ｒ
Ｕｄ２ｃｏｓ（４ !／２）
式中Ｕｄ—— —逆变器输入电压值
（３）
入采用三相ＡＣ／ＤＣ不控整流，输出采用负载串联谐
３ＤＳＰ（ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２）简介［５］
ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２是ＴＩ公司生产的专用于电气控制和传动控制的集成３２位ＤＳＰ芯片，它首次采用片内Ｆｌａｓｈ，采用了多组总线并行机制，具有速度高达１５０ＭＨｚ的指令周期频率，保证了信号处理的实时性；１６路的ＰＷＭ输出通道；它存在两个独立的事件管理模块（ＥＶＡ，ＥＶＢ）来实现各种功能控制，每个事件管理模块拥有两个独立的１６位通用定时器、３个比较单元及３个捕获单元等等。ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２还提供方便的输入输出控制外围接口单元，能够实现与其他设备的通信，进而实现键盘、ＬＣＤ操作等友好的人机界面。
６示出的输出电压和输出电流仿真波形证明，在输
出电压占空比Ｄ＝１００％（满载）和Ｄ＝２５％（轻载）的
负载条件下，输出电流均为标准正弦波，且保持连
续，表明电源具有良好的调功性能，实现了软开关。
图６系统不同负载率下输出电压电流仿真波形
在仿真分析的基础上，设计了一台２５ｋＨｚ／１０ｋＷ感应加热高频逆变电源实验样机，图７示出其输出电压电流在不同负载率条件下的实验波形，表明实
逆变电源，给出了主电路拓扑结构，分析了其控制原理并设计了其控制程序流程图。新颖的ＰＳＦＶ控制能够实现输出
电压９０％的调整率，输出电流波动小于单纯移相调功ＰＷＭ方式，并在轻载时保持连续。功率开关器件零电压零电流

基于DSP的超声波电源硬件电路设计

基于DSP的超声波电源硬件电路设计赫亮;刘晓光;蒋晓明;王攀【期刊名称】《自动化与信息工程》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】针对传统模拟超声波电源存在功率损耗大、通用性差、控制不灵活等问题，提出基于DSP的数字化超声波电源设计，介绍超声波电源硬件电路的总体方案、主电路及控制电路设计。

通过试验验证了所设计的超声波电源频率自动跟踪效果良好。

%The design of digital ultrasonic power based on DSP is proposed for the shortcomings of traditional analog ultrasonic power, such as large power loss, poor versatility and non-flexible control. The hardware design is introduced for the overall program, the main circuit and the control circuit of the digital ultrasonic power. Through the relevant experiment, it is verified that the ultrasonic power designed has good automatic frequency tracking performance.【总页数】4页(P24-27)【作者】赫亮;刘晓光;蒋晓明;王攀【作者单位】广东省自动化研究所广东省现代控制技术重点实验室广东省现代控制与光机电技术公共实验室;广东省自动化研究所广东省现代控制技术重点实验室广东省现代控制与光机电技术公共实验室;广东省自动化研究所广东省现代控制技术重点实验室广东省现代控制与光机电技术公共实验室;广东省自动化研究所广东省现代控制技术重点实验室广东省现代控制与光机电技术公共实验室【正文语种】中文【相关文献】1.基于DSP的移相PWM功率控制超声波电源 [J], 李炳毅;丁喆;王勇2.基于DSP双模控制的超声波电动机电源 [J], 王续宇;庄圣贤3.基于DSP的双频超声波流量计硬件电路设计 [J], 王敏;王经宇4.基于DSP2808的智能化复频超声波电源的研究 [J], 王景健5.基于DSP的移相调功超声波电源的研制 [J], 韩猛;葛红娟;顾朱泉;谢刘宏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于DSP的新型超声波电源的研究的开题报告

基于DSP的新型超声波电源的研究的开题报告题目：基于DSP的新型超声波电源的研究一、研究背景和意义：在现代医疗技术中，超声波技术被广泛应用于医疗检查和治疗中，成为医疗领域中不可缺少的一种技术手段。

超声波设备除了需要高质量的超声传感器和探头外，还需要高品质的超声波电源才能保证超声波信号的稳定和准确。

传统的超声波电源采用模拟控制，输出波形难以控制和调节，且容易受到外界干扰，导致输出效果不稳定。

基于数字信号处理技术的超声波电源可以实现对输出波形的快速控制和调节，能够更好地满足医疗领域的需求，成为超声波电源技术的主流发展方向。

因此，开展基于DSP的新型超声波电源的研究具有重要的现实意义。

二、研究内容和方法：本研究将采用基于数字信号处理的电源控制技术，设计和开发一种新型的超声波电源。

主要研究内容包括：1. 分析现有超声波电源的特点和存在问题，制定研究方案；2. 设计基于DSP的超声波电源控制系统，包括控制器、信号调节模块、功率放大模块等；3. 确定控制算法，实现对输出波形的快速控制和调节；4. 利用MATLAB/Simulink进行模拟仿真，对超声波电源的输出波形效果进行评估；5. 搭建实验平台，进行实际电源输出效果的测试和验证。

三、预期成果和意义：通过本研究，预计可以获得以下成果：1. 设计和开发出一种新型的基于DSP的超声波电源；2. 实现对输出波形的快速控制和调节，提高输出波形的稳定性和准确性；3. 评估超声波电源的输出波形效果，验证电源控制算法的可行性；4. 为超声波电源技术的发展提供一种新的思路和研究方向；本研究将有助于提高超声波电源的性能和稳定性，为超声波技术在医疗领域的应用提供更加优质的技术支持和保障。

基于DSP高频通讯全桥开关电源的研究与设计的开题报告

基于DSP高频通讯全桥开关电源的研究与设计的开题报告一、研究背景及目的随着移动通信、互联网、智能家居等技术的不断发展，人们对高频通讯系统的需求越来越高。

在高频通讯系统中，全桥开关电源作为重要的电源模块，可以提供稳定的高频交流电源，保证高频电路的正常工作。

本文旨在研究基于DSP控制的全桥开关电源，设计可靠稳定、效率高的高频通讯系统的电源模块。

二、研究内容和方法本文主要研究内容包括：1. 全桥开关电源的原理和设计方法；2. DSP控制技术在全桥开关电源中的应用；3. 电路实现方案的设计和验证实验；4. 整个系统的性能测试和评估。

研究方法主要采用理论研究与实验研究相结合的方法。

首先通过文献阅读与分析，深入了解全桥开关电源的原理和设计方法。

接着结合DSP控制技术，确定电路实现方案，并进行仿真验证。

最后进行实验研究，对所设计的电源模块进行性能测试和评估。

三、研究意义和创新性本文研究的基于DSP控制的全桥开关电源，具有以下意义和创新性：1. 提高电源模块的效率和稳定性，保证高频通讯系统的正常工作。

2. 减少传统电源模块的体积和重量，方便携带和使用。

3. 推广DSP控制技术在电源系统中的应用，提高电源系统的智能化。

四、进度安排1. 研究文献，深入理解全桥开关电源的原理与设计方法（1-2周）；2. 结合DSP控制技术，确定电路实现方案，并进行仿真验证（2-4周）；3. 设计原理图和PCB板，并进行电路实现（4-6周）；4. 对设计的电源模块进行性能测试和评估（6-8周）；5. 撰写论文，完成毕业设计（8-10周）。

五、预期成果1. 设计一种基于DSP控制的全桥开关电源；2. 确定电路实现方案，进行仿真验证和实验验证；3. 实现高效、稳定的电源模块，保证高频通讯系统的正常工作；4. 撰写论文，完成毕业设计，并能够进行实际应用。

基于DSP的移相全桥倍流整流电路的研究

2005-10-22
2005-10-22
基于DSP的移相全桥倍流整流电路的研究
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全波整流的另一优点所在。图9给出了满载时的输出电压的交流分量。可以从中计算得出其峰峰值为0.66V。
五、结论：
（1）倍流整流方式克服了全波整流所带来的占空比丢失、滞后管ZVS困难以及二极管反向恢复带来的电压尖峰问题。（2）使用DSP56F8323实现系统的全数字化控制。该DSP有足够的资源应用于电力电子的控制当中。
2005-10-22
基于DSP的移相全桥倍流整流电路的研究
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三、数字化控制方式系统结构如图3所示：
图 3 系统结构
DSP采样输出电压和电感电流，采用电压电流双闭环，以实现稳压并且提高系统的性能。本系统中采用Motorola 最新推出的DSP—DSP56F8323。此DSP高达60MHZ的频率，使其能满足系统对于实时性的要求。证了较高的精度。PWM模块可以输出6路PWM波，非常适用于电机控制。由于PI调节器算法简单、可靠性高，一直被广泛应用于工业控制，所以本文也采用数字PI调节，将电压环的输出作为同时，为防止可能出现的积分饱和的情况，在算法中加入了抗饱和环节。具体算法如下：
（1）各开关管为理想开关管；（2）输出滤波电感Lf1=Lf2；（3）输出电容Coss1=Coss2=Clead、Coss3=Coss4=Clag；（4）电容Cb上的电压Vcb<<V0；模态分析：(各模态波形如图2各图所示) （1）t0~t1 t1之前，Q1、Q4开通，副边整流二极管D1截止、D2导通。Lf1上电流由于承受正压而上升，Lf2的电流由于承受副的输小。Q1在t1时刻关断，原边电流给Coss1充电、Coss2放电。此阶段，有： iLf1=I1(t0)+(nVi-V0)/Lf1 iLf2=I2(t0)－V0/Lf2 ip=iLf1/n n为变压器副原边匝比。（2）t1~t2 t1时刻，Q1关断，Coss1的存在使得Q1为零电压关断。此时，副边电流就是Lf1中的电流。Lf1中的储存的能量折射回漏感中的能量给Coss1充电、Coss2放电。由于Lf1比较大、储存在其中的能量比较大，所以，有足够的能量给Coss1、Cos 期间，可认为原边电流保持不变。这样，Coss1、Coss2上的电压分别为： Vc1=Ip(t1)(t-t1)/2Clead Vc2=Vi-Ip(t1)(t-t1)/2Clead 在t2时刻，Coss2的电压下降到0，Q3的反并二极管导通，此时，Q3可实现零电压开通。此模态到此结束。这段时间为 (t1) (3)t2~t3 这个模态中，iLf2的电流变向（此对实现滞后管的零电压开通有意义），那么D2中的电流将降到0，自然关断。D1中中的电流之和。iLf2的电流变向，将被反射回原边，进入下一个模态。 (4)t3~t4 中，Q2的反并二极管和Q4导通，Cb上的电压由于电流始终对其充电而持续上升。副边中，D2关断，D1导通流过全部负 f2都承受负的输出电压，其上电流线形减小。此模态方程仍为： iLf1=I1(t2)-V0*(t-t2)/Lf1 iLf2=I2(t2)-V0*(t-t2)/Lf1 所不同的是，iLf2的电流是反向的，折射回原边有：ip(t)=-iLf2/n。此模态中，iLf2反向增加，原边电流又开始增 (5)t4~t5 t4时刻，关断Q4,漏感能量和Lf2的能量给Coss3放电、Coss4充电。由于Coss4的存在，Q4是零电压关断。Cb上电压因续充电而继续上升。Lf1上的电流通过D1续流，变压器副边电流即是iLf2上的电流。假设此模态中，ip近似不变，则Coss 压分别为： Vcoss3=Vi-Ip(t4)*(t-t4)/2Clag Vcoss4=Ip(t4)*(t-t4)/2Clag 在t5时刻，Coss3上的电压下降到0，模态结束。此模态持续时间为：2Vi*Clag/Ip(t4) (6)t5~t6 Coss3电压降到0后，Q3的反并二极管自然导通。此时，Q2、Q3的反并二极管都导通，变压器的原边承受反向输入电压电压，Lf1的电压为负的输出电压。iLf1电流减小、iLf2电流增大（从负的最大值开始回升），原边电流减小。直到t6时小到 0，此模态结束。 (7)t6~t7 t6时刻原边电流减小到0，Q2、Q3同时导通，原边电流流经Q2、Q3、Cb、变压器。这段时间里，电源给负载提供能量

基于56F803型DSP的大功率超声波电源的研究

基于56F803型DSP的大功率超声波电源的研究随着科学的进展和技术的长进．超声波在超声焊接、超声清洗、干燥、雾化、导航、测距、育种等领域的应用日趋广泛。

现在的大功率超声波电源大都采纳频率跟踪控制或功率控制。

这种单一控制办法不仅会降低超声波电源效率，而且会影响输出精度和强度。

如何使超声波电源按照实际负载实时，动态调整输出谐振频率和功率，从而保证超声波加工等操作的要求具有重要的理论讨论和实际应用价值。

2 超声波电源系统的组成超声波电源系统主要由220V电源、整流滤波、高频逆变单元、匹配网络、检测、产生电路和驱动电路组成，1所示。

220V单相沟通电经过不行控整流电路得到直流，然后经过由组成的高频逆变电路得到满足换能器要求的高频电压。

为削减高频工作条件下MOSFET的开关损耗，高频逆变电路采纳带辅助网络的全桥结构，2所示。

此电路结构解决了传统零电压开关(ZVS)PWM电路漏感小且滞后桥臂难于实现ZVS的问题。

同时，按照增加原理，此电路结构可在随意负载和输入电压范围内实现零电压开关，大大削减了占空比走失。

超声波电源与换能器匹配的好坏将打算囫囵电路的控制效果。

因此，应当对匹配网络每个参量(高频变压器匝比K，输出匹配Lf)举行严格的计算。

匹配主要指为使发生器输出额定电功率，举行阻抗变换匹配。

以及为使发生器输出最高效率举行调谐匹配。

采纳56F803型作为控制电路的核心处理器．它内置2 KB SRAM，31．5 KB FLASH，同时，其40 MHz的CPU时钟频率比其他具有更强的处理能力。

6路PWM信号可以实现高频逆变电路开关管MOSFET的移相控制。

12位A／D转换器采集可以实现电压和电流采样并满足采样数据精度的要求。

利用56F803型DSP中定时器的捕捉功能可以精确计算相位差大小，实现系统的频率跟踪控制。

串行外设接口SPI与MCl4489协作第1页共3页。

基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源研究与设计的开题报告

基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源研究与设计的开题报告1. 研究背景随着电力负荷的增加，电力系统的稳定性和可靠性成为一个重要的问题。

在电力系统中，功率因数是一个非常重要的参数，它反映了负载对系统的影响。

低功率因数会导致电网电压下降，影响电力系统的稳定性和可靠性。

因此，提高电力系统的功率因数是当前的一个重要研究方向。

为了解决这一问题，需要使用一种高效的电源，并且具有较高的功率因数。

全桥电路是一种非常常见的电源电路，它具有高效率和高功率因数的优点。

然而，传统的全桥电路存在着开关频繁、损耗大等缺点。

目前，基于数字信号处理器（DSP）的软开关全桥电路成为了研究热点。

它可以通过调整开关时序，实现开关器件的零电压开关和零电流开关，从而减小开关损耗，提高功率因数。

2. 研究目的本研究旨在研究基于DSP的高功率因数移相全桥软开关数字电源的技术原理、系统设计和实现方法，进一步提高电力系统的稳定性和可靠性。

3. 研究内容和方法3.1 研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1）DSP在全桥电路中的应用原理研究：分析DSP在全桥电路中的应用原理，包括DSP的选择、开发环境的构建等。

2）全桥电路的电路设计：通过软件仿真和硬件实现，在全桥电路的电路设计中，结合DSP，实现全桥电路的软开关。

3）全桥电路的系统设计：设计全桥电路的控制电路和保护电路，保证系统的稳定性和安全性。

4）实验验证：对设计的系统进行实验验证，测试系统的性能参数，包括效率、功率因数等。

3.2 研究方法本研究采用如下的研究方法：1）理论分析：通过文献调研和相关理论分析，确定系统的整体框架和实现方案。

2）仿真验证：使用MATLAB/Simulink等软件进行系统的仿真验证，确定系统各个模块的设计参数和性能指标。

3）硬件实现：在仿真验证的基础上，进行系统的硬件实现。

选用STM32F407ZGT6作为DSP芯片，并使用Altium Designer软件设计电路原理图、PCB布局。