基于STM32的超声电源研制.pdf

《电加工与模具)2014年第5期 工艺 ·装备 基于STM32的超声电源研制 李晓东 ，胡红斐 ，唐勇军 ，许 俊 ，莫远东 (1．广东工业大学机电工程学院，广东广州 510006； 2．上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 ，上海 200240) 摘要 ：介绍了一种基于STM32的超声电源，其利用DDS芯片直接合成需要 的PWM驱动波形 ， 死区时间由单稳态触发器来调节，采用最大电流反馈跟踪及锁相跟踪相结合的方式来实现频率跟 踪。通过调节 sTM32输 出PWM信号的占空比，从而控制半桥变换器，使其保持功率恒定。实验表 明．本电源具有跟踪精度高、成本低、工作稳定的特点。 关键词 ：超声电源 ；STM32；DDS；死区控制 中图分类号 ：TG663 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009—279X(2014)05—0050—04 TheStudyontheUltrasonicPowerSupplyBasedonSTM 32 LiXiaodong，HuHongfei，TangYongjun12,XuJun，MoYuandong (1．GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China； 2．ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China) Abstract：AnultrasonicpowerbasedonSTM32andDDShasbeendesigned．ThehighspeedDDS controllergeneratesthePWM signalrequiredtodrivethehalfbridgeinverter，ofwhichthedead—time iscontrolledbyamono-stablemulti-vibrator．Therfequencytracing，oneofthemostimportantfunction ofuhrasonicpowersupply，hasusedthemethodofmaximum currentfeedbackandPLL—method．By adjustingthedutycycleofPWMsignalgeneratedbySTM32，theoutputofthehalf-bridgeinvertercan bestabilizedandadjustedaccordingtotheloadimpedance．Theexperimentresultsshow thatthe ultrasonicpowersupply can providehigh rfequency tracingaccuracy，and performance stability．The totalcostofthewholesystem islow． Keywords：ultrasonicpower；STM32；DDS；dead—timecontrol 超声加工电源的作用是将工频交流 电转换成 器直接发出PWM信号。利用专用的集成芯片来生 超声频 电信号 ，以激励换能器实现 电声转换 ，再 由 成 PWM。使用简单 ．但控制不灵活 ，很难用单片机 变幅杆将振幅放大 ，推动工具头对工件进行加工 。 等微处理器来调节电源参数 ；而利用微处理器来直 随着现代电子技术 的发展 ，目前在超声电源 中广泛 接生成PWM信号．由于受微处理器 自身工作频率 使用单片机、DSP、FPGA等作为控制器，使超声 电源 所 限。频率分辨率不高 ，不能实现高精度的频率跟 朝着数字化、智能化的方 向发展 ”【。当超声振动系统 踪2[1。本文结合 STM32单片机及 DDS芯片研制了一 的谐振频率发生缓慢漂移时，要求电源输出频率 ， 台频率跟踪精度高、工作可靠的