基于HPWM技术的大功率正弦超声波逆变电源设计

基于HPWM技术的大功率正弦超声波逆变电源设计
引言
 大功率超声波装置除用于工业清洗外，还在医疗、军事、石油换能器技术，以及海洋探测与开发、减噪防振系统、智能机器人、波动采油等高技术领域有着广泛的应用前景[1]。

超声波装置由超声波逆变电源和换能器组成。

近年来，由于新型稀土功能材料的开发和研制成功，使制造大功率超声波换能器成为可能，但与之配套的高频正弦逆变电源产品尚为少见。

目前，市场上的大功率正弦逆变电源均为采用IGBT制成的中低频产品[2]，而高频逆变电源大多数是方波电源或占空比可调的脉冲逆变电源。

因此，高频大功率正弦逆变电源已成为超声波应用的瓶颈，使得对该电源的研制已成为急待解决的问题。

这里，应用混合脉宽调制(Hybrid Pulse Width Modulation，HPWM)控制技术，采用MOSFET并联运行方式，应用单片机组成智能控制系统，对高性能、大功率正弦超声波逆变电源的研制进行了研究。

 系统构成
 用于高性能、大功率正弦超声波的逆变电源，其频率为25kHz，功率为
4.5kW。

电压要求在0～200V之间可调，频率要求在10～25kHz之间可调。

 1、方案的设计
 图1示出该逆变电源的系统硬件构成框图[3]。

它由AC/DC和DC/AC两大部分组成。

包含有交-直-交主电路、驱动电路、单片机控制系统、低通滤波器、显示及保护等主要环节。

 主电路由220V市电直接供电。

单相交流电压经晶闸管恒流恒压控制模块
将交流转换为直流，为逆变器提供恒定的直流电压。