PI-DDS频率跟踪技术在超声电源中的应用.pdfVIP

第44卷第 7期 电力 电子技术 V01．44．No．7 2010年 7月 PowerElectronics July2010 PI．DDS频率跟踪技术在超声电源中的应用 屈百达 ，张善理 (江南大学，江苏 无锡 214122) 摘要：针对传统超声电源采用模拟锁相电路进行频率跟踪时，存在锁相范围窄、元器件一致性差、在负载突变时易失 锁等缺点。在此提出了一种将数字Pl控制器和数字频率直接合成 (DDS)技术相结合的复合控制方法，对其设计方 法、工作原理进行了阐述。实验结果表明，该方法可很好地跟踪负载谐振的变化，使开关器件工作在软开关状态，显 著地减小了功率器件的开关损耗 ，提高了电源效率。 关键词：超声电源；数字频率直接合成；频率跟踪 中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1000一lOOX(2010)07—0047—02 DesignofUltrasonicPowerBasedonPI-·DDSFrequency-t·rackingStrategy OuBai．da．ZHANGShan一1i (JiangnanUniversity，Wuxi214122，China) Abstract：Traditionalrfequency—trackingtechniqueofultrasonicpoweroftenadoptsanalogphase-lockedloopcircuit．Butit hassomedefects，suchasthenalTOW locked—inrange，poorconsistencyofcomponentsandthetendencytolosephase— lockedwithasuddenchangeinload．Therefore，thispaperproposesacomposedcontrolstrategywhichcombinesdigitalPI controllerwithdirectdigitalsynthesis(DDS)technique，andtheworkingprincipleanddesignmethodaregiven．Theex— perimentalresultsshow thattheultrasonic powerusingPI-·DDScontrolstrateyg hasgood characteristicsofrfequency-· tracking．Forthisreason，theinverterworksinthesoft-switchingstatus，significantlyreducesswitchinglossesandimproves theefficiencyofthepowersupply． Keywords：uhrasonicpower；directdigitalsynthesis；rfequencytracking 1 引 言 由C，稳压， 滤去高次谐波整流为直流 电。DC／AC 在超声逆变电源的实际应用中，由于换能器发 逆变部分采用 IGBT开关器件构成全桥逆变器。控 热及负载变化等因素的影响．会使换能器的谐振频 制芯片采用高性能单片机ATmega8作为控制 电路 率发生漂移，导致声学系统温度升高，功率开关器件 的核心处理器，采用 PI—DDS复合跟踪策略实现频率 处于硬开关状态 ，逆变器功耗增大并可能烧毁功率 跟踪 ，电压、电流采样信号通过鉴相器获得与其相位 器件Ⅲ．因此对换能器进行频率跟踪是超声波电源的 差呈正比的脉冲信号，经单片机检测宽度后。由软件 一 个关键技