超声波筛分系统电源的设计

随 着 电子 技术 和计 算机 技术 的迅 猛发 展 ， 功率 超 换为 机械 能 ， 共 振 环 产 生共 振 ， 后 由共 振 环 将 振 使 然 声 技术 的创 新 和开 发 应 用 已在 工业 处 理 的各 个 领域 动均匀 传输 至筛 面 。该 电源的 总体框架 如 图 １ 示 ： 所 得 到了越来 越 广 泛 的应 用 。超 声 波 筛 分 系 统 作 为功 率超 声技术 的一个 重要 应 用 部分 ， 单 、 简 实用 、 靠且 可 可筛 分过滤精 度 高 ， 有效 解 决 因 团聚 、 电、 吸附 能 静 强
态。
Ｓ稿 日期 ：０ ００ ．１ ｔ ２ １ －３１
换 能器 的工 作状 态参数 ， 人单 片 机控 制 系统 。通 过 送 单 片机控 制 系统对反 馈数 据 进行 处 理 和运算 后 ， 分别
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作者简介 ： 李飞亮 （９ ３ ） 男 ， １ ８一 ， 河南内黄人 ， 硕士 ， 主要从事应用 电子技术研究 。
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图 １ 超 声 波 电源 总体 框 架 图
在本 设计 中 ， 用单 片机 控制 系统 对 整 个 系统 进 使
行控 制 ， 片 机 控 制直 接数 字频 率 合 成 模 块 Ａ ９ ３ 单 Ｄ ８３ １ 系统 工 作 原 理 产 生 系统所 需 的频 率 ， 脉宽 调 制 芯 片 Ｓ ３ ２ 用 Ｇ ５ ５对 主 超声 波筛 分主 要 用 到 的是 超 声 波 振 动性 能 。超 逆 变 回路进 行功 率调节 和半 桥驱 动 ， ＭＯ Ｆ Ｔ搭 建 用 ＳＥ 声振 动系统 相 当于 一 个 谐 振元 件 ， 能器 受 迫 振 动 ， 换 了脉 宽调 制 的半桥逆 变器 产 生高 频交 流 信 号 ， 电流 用 只有 当激励 电流 频率 和振 动频 率一 致 时 ， 电声换 能 效 互感 器检 测换 能器 的工作状态 参数 作反馈 信号 。 率才最 高 。在实 际设计 中 ， 于振 动系 统 的温度 及 负 由 当超声 波 电源启动 后 ， 由单 片机 对 频率 发 生 电 先 载变化 会使换 能器 的谐振 频 率 发生 漂移 ， 成 电声转 造 路 中的 Ａ ９ ３ Ｄ ８ ３和脉 宽调 制 控制 电路 中 的 Ｓ ３ ２ Ｇ ５ ５进 换 效率 下降 ， 至 没 有 超 声 波输 出 。因此 ， 甚 超声 波 电 行初始化操作。完成初始化操作以后 ， 频率发生电路 源 应设有 频 率跟 踪 系统 来 检 测 和反 馈 超声 系统 的谐 将 产生一 个 由单 片机控 制 的特定 频 率 的方 波信 号 ， 这 振频 率 ， 超声 波 电源具 备频 率 自动 跟踪 能力 。 使 个信号作为脉宽调制电路 的同步信号。脉宽调制以 超 声波 电源 采 用 交 一直 一交 变 频 技 术 … 。通 过 这一 频率 产生脉 宽调 制信 号 ， 宽 调 制信 号 经过 逆变 脉 超声波 电源 把 市 电转 换 为超 声 波 频段 的超 音 频 交 流 回路 的放 大和逆 变作用 后 ， 产生 一 个大 功 率 的类 似正 电， 然后 驱动超声 波 振动 系统 将此 电能转 换 为 同频率 弦信号 ， 该信 号 经 过 匹 配 电路 的滤 波 ， 变成 一 个 频 率 的声能传 递给外 界 负载做 功 。 较单一 的正 弦信 号 后 送 入换 能器 。用检 测 电路 采 集
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超 声 波 筛 分 系统 电 源 的 设 计
李飞亮， 张松 林 ， 潘传 红
（ 河南机 电高等专科 学校 ， 河南 新乡 ４ ３ ０ ） ５０ ２
摘要： 针对 目前工业 生产 中遇到的 因团聚、 电、 静 强吸附性卡堵 网孔 等筛分难题 ， 立足 干解 决超声波 电源负载 系 统工作 过程 中的频率漂移问题 ， 设计 了一种新型的超声波筛分 系统 电源。在分析系统工作原理的基础上， 对超声 波电源 的总体方案 、 逆变 电路、 驱动 电路、 频率信号产 生电路、 控制 电路 等进行 了详细设计， 实现 了频率、 功率的 自
２ 超声波电源设计方案
超 声波 电源 的 主 要 功 能 是 产 生超 声 波 换 能 器 所 对频 率发 生 电路 和脉 宽调 制 电路 进行 调 整 ， 而实 现 从 需的频 率信号 ， 将其 放 大 到 系统 所 需 要 的 功率 ， 并 然 了频 率 及 功 率 的 自动 调 节 ， 系 统 达 到 最 佳 工 作 状 使 后 通过 电缆将信 号传 人换 能器 ， 能器将 高频 电能转 换
动跟 踪 调 节 。
关 键 词 ： 声 波 筛 分 系 统 ； 率 跟 踪 ； 率 调 节 ； 变 回路 超 频 功 逆 中 图 分 类 号 ：Ｎ ６ Ｔ ８ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８— ０３ ２ １ ３— ０２— ３ １０ ２ ９ （００Ｊ ０ ２ 第 ３ 期 ２１ Ｏ Ｏ年 ０ ５月
河 南 机 电 高等 专 科 学 校 学 报
Ｊｕ ａ ｆ ｅ ａ ｅ ｈ ｎｃ ｌ ｎ ｌ ｔ ｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌ ｎ ｎ Ｍ ｃ ａ ｉ ｄＥ ｅ ｒ ａ Ｅ ｇ ｅｉ ｏｌ ｅ ｎ ｏＨ ａａ ｃｉ ｎ ｎ ｅ
性卡堵 网孔 等筛分难 题 ， 为 当前解 决 网孔 堵 塞 的最 成 有 效方 法 ， 已广 泛应 用 于选 矿 、 冶金 、 药 、 制 化工 、 品 食 等要 求精 细筛 分过滤 的行业 。 该系统 的核 心 部 分 是 超 声 波 电源 。本 文 在 分 析
系统工 作原理 的基 础上 ， 对超声 波 电源进行 了设计 。