基于AD9958的双路超声电源设计

介绍一种用于超声悬浮传输的双路信号输出超声电源。电源使用双路输出的直接数字合成芯片作为超声信号的发生器件,该信号经过放大整形后输入半桥功率放大电路,最终输出功率信号来驱动超声换能器。电源可输出频率、幅值、相位独立可调的双路超声功率信号,其中,幅值的调整通过改变半桥电路的供电电压实现,频率和相位的调整通过改变直接数字频率合成芯片的设置参数实现。在半桥功率放大电路中,使用死区时间可设定的专用栅极驱动芯片对上下桥臂的场效应管进行控制,有效地防止上下桥臂直通现象的发生,提高电源的稳定性。     

功率超声换能器夹持电容的在线检测的研究

为了解决大功率超声应用的换能器电端匹配问题,分析了超声波换能器在谐振频率三次谐波下的阻抗特性,给出了超声换能器三次谐波下的阻抗电路模型,并根据阻抗电路模型建立了对超声换能器的夹持电容实现在线检测简单、可靠性高的方法,实验证明该方法有效的,该方法可以在换能器工作 过程中随时检测夹持电容的变化,根据检测结果对匹配电感进行动态调整,实现真正意义上的换能器电端的动态,而大大改善匹配质量,提高系统的工作性能。     

一种新的压电换能器谐振频率的检测和匹配

根据换能器的数学模型并且结合导纳圆相关知识介绍了一种新的换能器谐振频率测量方法.采用这种方法,可以比较精确地测量一个换能器的谐振频率.在此基础上得出了换能器的最佳匹配电路.     

超声清洗设备功率自动监控电路的设计

为使超声清洗设备射频输出功率最大,要求超声换能器始终工作在谐振状态下。采用频率自动跟踪技术,并引入数字锁相环具体实现系统频率自动跟踪。仿真结果表明,所设计的超声清洗电路直流到射频输出功率转换效率较高;超声换能器上的电压、电流信号相位同步,换能器始终工作在谐振状态下。     

有机污水超声聚焦裂解设备中换能器的设计

在一种经济高效地处理高浓度、难降解有机污水“超声聚焦裂解”处理新方法的基础上，重点研究了变幅杆超声聚焦换能器的前、后盖板和聚焦变幅杆的结构设计数学模型，并且设计了适用于变幅杆超声聚焦换能器的控制电路，通过改变电路元件的相关参数，就可对超声频率和声压进行控制，以满足不同污水处理的要求。     

压电陶瓷换能器的研究与应用

超声换能器基于压电材料制作,通过发射一定频率的超声信号,并接收载有介质信息的信号对目标介质进行检测.压电陶瓷的特殊性能决定了超声换能器在检测领域的应用越来越广泛.本文主要进行了压电陶瓷的特性分析及换能器的电路等效设计,分析了换能器的性能参数及在液体浓度检测中的应用.     

一种功率超声换能器驱动电路设计

分析了磁致伸缩换能器的等效电路,计算得到了换能器工作的谐振频率.对换能器工作电压与电流的相位差进行补偿,并给出了相位补偿后的等效电路.以DSP为控制单元,设计了换能器驱动电路,包括电源电路、功率放大电路、辅助电源电路等.功率放大电路的全桥逆变电路采用自动相位控制方式.对电路的工作原理和工作过程进行了分析,对设计的换能器...     

功率超声电源的频率跟踪电路

功率超声技术广泛使用在许多领域。由于其核心器件换能器的谐振频率在长时间工作情况下会漂移,就需要超声电源能够跟踪谐振频率的变化。提出一种基于锁相环的频率跟踪技术,设计了频率跟踪电路,详细说明电路参数的计算,利用仿真验证了设计的可行性,为实现频率跟踪提供了依据。     

输出电压可宽范围调节的开关电源实现策略

为解决微等离子体氧化工艺所用电源的输出电压必须在很宽范围内调节的问题，提出一种利用PWM控制和频率调节相结合的单级式、单控输出电压宽范围调节实现策略，即电源在绝大部分运行时间内以PWM控制方式工作，而在恒频方式难以实现的低压范围则采用PWM控制与频率调节相结合的控制方式．在不增加电路复杂程度的基础上，实现了输出电压在较宽范围内调整(45～700V)，既解决了典型PWM控制方式开关电源输出电压调整范围窄的问题，又减小了开关频率的变化范围、降低了输出电压纹波．实际运行效果证明了这种方法的有效性．     

基于DDS技术的超声电源系统的设计

针对超声电源系统出现的频率跟踪慢、精确度低、振动系统失谐等问题,且为了克服传统PWM专用芯片产生频率漂移大的缺点,采用了直接频率合成技术(DDS)来产生高频信号,实现具有高稳定性、高精度性的大功率超声电源.为提高振动系统的功率因数,对超声换能器进行电感调谐匹配,并根据匹配端采样得到的电压、电流信号,提出了利用锁相控制技术来实现频率自动跟踪的方法.     

宽带D类超声功率放大器的设计与实现

为了解决大阵列相控的功率、效率及散热问题,促进相控声场的非接触物体操控及其在医学超声中的实际应用,设计了一种PWM型D类超声宽带功率放大器. 对阻性和抗性负载的输出波形开展谐波失真、负载电压和输出功率的测量结果表明:该电路可对20～400 kHz的中低频超声输入信号进行功率放大,其最大输出功率可达46 W,效率超过78%. 该电路具有输出内阻小、阻抗匹配简单、相位保持度高、功率损耗低和发热小的优点,可为超声技术在生物医学中的应用提供电路基础,实现大规模相控阵列的精确驱动,具有良好的推广价值.     

用SG3525作调制器的D类音频功放

介绍采用一块专用的脉宽调制芯片,用一种新的方法对音频信号进行处理,并配以合适的功率输出、解调电路,减小失真、提高带宽,使其成为一个性价比较高的功率放大器。     

电磁超声相控阵大功率高频激励源设计开发

为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频"浮栅"驱动问题.研究了DE类功率放大器开关管和放大电路的工作特性,并基于Pspice软件建立了DE类功率放大器仿真模型,实现了对放大电路元件参数的优化和性能指标的验证.实验结果表明:设计开发的激励源能够实现1 ns延时精度的脉冲序列,当工作频率为1.1 MHz以及工作电压为300 V时,电磁超声阵元输出的交变电流峰峰值为20 A,输出功率为1.5 kW,从而满足电磁超声相控阵检测技术的要求.     

永磁偏置磁悬浮轴承功率放大器的设计与实现

针对永磁悬浮偏置混合式磁悬浮轴承所采用的功率放大器需要其输出电流能双向流动的问题,提出了一种功率放大器电路结构,其主电路仍采用普通桥式电路,但其控制信号是通过控制器输出的PWM信号和换向信号经逻辑变换而来的,从而可大大节省控制器资源,降低设备成本,且性能稳定,适用于混合磁悬浮轴承,同时还具有较好的通用性.     

电磁超声用大功率高频激励源研制

为了提高电磁超声换能器的换能效率,采用大功率高频激励源是一种有效的解决方法.针对提出的一种DE类射频功率变换器技术,建立了DE类射频功率放大器拓扑结构及其电路参数的设计方法.通过对DE类功率放大器电路仿真分析,利用TMS320F2812型数字信号处理器( digital-signal-processing,DSP)作为主控芯片,结合外围温度传感器、电流传感器、电压传感器实现了大功率高频激励源的驱动控制.通过选取UCC27531作为金属氧化物半导体盗效应管( metal-oxide-semicondutor-field-effect-transistor,MOSFET)驱动芯片,并以IRFP460作为开关器件构建变换器主电路,实现了功率MOSFET的高速驱动.实验结果表明：基于DE类谐振变换器设计的激励源,工作状态稳定,性能指标达到最大输出功率1.1 kW、负载电压峰峰值约270 V、负载电流峰峰值约26 A、最高输出频率1 MHz,能够满足电磁超声换能器的工作要求.     

基于MSP430-G2553单片机的直流电子负载设计

直流电子负载系统是基于MSP430-G2553单片机的直流电子负载．主要由核心控制电路（单片机）、功率控制电路、电压采样电路、电流采样电路、集成运放电路、LCD显示电路、报警电路和过压保护电路等组成．通过键盘电路输入设置电流值,单片机输出PWM信号,经内部D／A转换电路,把数字信号转换成模拟信号,以及集成运放后控制功率控制器件的导通,从而改变外接被测电源设备流过电流的大小．具有实时显示电压和电流、过压保护等功能．     

电磁管道抗垢装置的功放及回馈电路关键技术

分析比较了超声波防垢、机械去垢、管道化学酸洗、管道高压水射流清洗和电磁防垢的方法和效果。利用电磁防垢的防垢、除垢、杀菌和灭藻的功能原理,研制了嵌入式音频电磁共振管道抗垢装置。音频功率放大器件是装置的关键部分,既保证了足够的功率输出,又具有短路保护和过热保护作用。电路设计上,根据推动负载线圈功率信号的特点,将常规的线性功率放大电路改进成比较开关电路,有效降低了功放芯片的自身损耗。装置还通过线性光耦回馈负载线圈上的信号,进行峰值检测,经过微处理器运算后输出最佳频率,优化了管道抗垢去垢功效。     

S波段宽带微波固态功率放大器的设计

微波功率放大器是发射机的重要组件,它的设计成了微波发射系统的关键.文中使用ADS仿真软件对一款功率放大器进行电路设计和仿真,根据晶体管的小信号S参数和I-V曲线,对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化设计,使其性能达到设计要求.在2～2.5GHz的频段内,对输入功率为0dBm射频信号,使用功放模块可以输出40dBm的射频信号,带内波动≤±1.5dB.     

0.18 μm CMOS高效高增益功率放大器设计

在自偏置A类共源共栅射频功率放大电路拓扑基础上,基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了两级自偏置A类射频功率放大器电路.该射频功率放大器电路采用两级共源共栅结构,在共栅MOS管上采用自偏置.采用Cadence公司的SpectreRF工具对电路进行仿真与优化.设计与优化结果表明,在2.4GHz频率下,输出功率为20.3dBm,功率附加效率为49％,功率增益达到32dB.