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超声水处理功率放大技术研究

【摘要】:论文研制了一台用于水处理的驱动超声换能器的功率放大器,实现了对最大幅值1.5V左右频率为18kHz~30kHz正弦波的功率放大,输出电压可调最大幅值为210V,输出最大功率为300W。 论文分析了适合于开关功率放大器的控制方案。文章以单相全桥电路为拓扑主回路,对单极性和双极性正弦脉宽调制(SPWM)波形进行了分析比较,找出了调制深度和载波比与调制极性、谐波成分和基波电压的关系。为了提高等效开关频率,改善输出波形质量,选择单极性调制方式。 论文分析了超声换能器电声频率特性及单级LC滤波器和两级LC滤波器的特点,结合换能器匹配和频率跟踪选择了两级LC滤波器对开关功率放大器输出波形进行滤波。 控制电路要求简单、可靠、容易实现灵活控制。论文选择7MS320F2812这种具有强大的运算能力和丰富内部资源的专用数字电机控制的DSP作为控制核心芯片,通过TMS320F2812内置的12位AD转换器采用规则采样法生成SPWM波形,实现对功率开关管的数字控制。 经过仿真实验和实际装置实验的结果对比,验证了本论文所述方案的正确性和可行性。

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