基于频率跟踪的超声驱动电源研制

针对压电换能器谐振频率漂移的问题,基于双路电流反馈与二分法扫频研制了一款基于频率跟踪的超声驱动电源。根据压电换能器的电路模型,分析了双路电流有效值及其相位差与超声驱动电源串联谐振频率间的关系;利用双路电流信号进行频率反馈控制,在匹配失调、负载变化的情况下仍可精确跟踪换能器的串联谐振频率;利用微处理器实时控制开关电容滤波器的中心频率,实现恒带宽的跟踪滤波器;利用二分法扫频完成对压电换能器串联谐振频率的快速跟踪,完成了原理样机的研制,并进行了相应实验。实验结果表明,所设计的超声驱动电源适应能力强、频率跟踪精度高、跟踪速度快,可在100 ms内完成频率的跟踪和锁定,频率跟踪精度可达20 Hz。