小功率超聲波線路板隨著超聲波清洗技術(shù)的發(fā)展，超聲波清洗機被越來越廣泛的應(yīng)用到各行各業(yè)，逐步替代了傳統(tǒng)的清洗方式。然而隨著超聲波換能器在溫度、環(huán)境等不定因素的影響下，其硬件材料會發(fā)生磨損、老化等狀態(tài)，隨之影響換能器的額定輸出工作頻率。這一頻率的偏移使得超聲波發(fā)生器的輸出頻率無法與之匹配，會影響換能器的工作效率，導(dǎo)致清洗效果不佳，嚴重時甚至損壞換能器。

小功率超聲波線路板針對這一問題，本文設(shè)計了一種基于ARM7架構(gòu)、輸入頻率給定可調(diào)、輸出頻率自動追蹤的超聲波發(fā)生器。整個系統(tǒng)由上位機給定頻率開始，通過電壓調(diào)節(jié)器將220V50Hz市電經(jīng)過單相不可控整流電路、BUCK斬波電路、MOSFET全橋逆變電路、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為可控的輸出信號送入超聲波換能器。由鎖相環(huán)電路對換能器作用的電壓電流信號進行持續(xù)采集，將結(jié)果反饋給STM32主控芯片。主控芯片采用模糊PI自適應(yīng)控制算法比較反饋結(jié)果與給定值，調(diào)節(jié)輸入信號，經(jīng)驅(qū)動電路轉(zhuǎn)換為觸發(fā)信號后重新作用于單相全橋逆變電路。

小功率超聲波線路板進行了系統(tǒng)電路各功能模塊的調(diào)試，并根據(jù)上述設(shè)計在MATLAB/Simulink平臺上對各部分電路做一仿真，由實驗仿真結(jié)果得出經(jīng)頻率自動追蹤電路作用后，換能器工作電壓電流相位保持基本一致，實現(xiàn)了對輸出頻率的自動控制。

審核編輯：湯梓紅