超聲波頻率控制線路板是功率超聲技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，由于其清洗效果好、無污染、成本低等優(yōu)點(diǎn)，正逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的清洗方式，廣泛地應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)生活中。超聲波發(fā)生器是超聲波清洗機(jī)的核心部分，其輸出信號的頻率和功率是超聲波清洗技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)。

超聲波換能器在惡劣的工作環(huán)境下會發(fā)生老化、產(chǎn)生機(jī)械損耗，導(dǎo)致其固有的諧振頻率發(fā)生漂移，若超聲波頻率控制線路板輸出信號頻率與換能器諧振頻率不匹配，則會使換能器工作效率降低，影響超聲波清洗機(jī)的安全運(yùn)行。

超聲波頻率控制線路板為解決換能器諧振頻率漂移問題，在對換能器相關(guān)特性分析后，本文研制了一種基于STM32單片機(jī)、輸出功率可調(diào)、換能器諧振頻率自動跟蹤的超聲波發(fā)生器。該超聲波發(fā)生器主功率電路由整流濾波電路、逆變電路和高頻變壓器三部分組成，采用移相PWM控制技術(shù)調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器的輸出功率。控制系統(tǒng)電路以STM32F407ZGT6為處理芯片，采用數(shù)字鎖相技術(shù)實(shí)現(xiàn)換能器諧振頻率的跟蹤，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的相位差信息采集電路和信號驅(qū)動電路。在軟件方面，利用Keil編譯器設(shè)計(jì)了超聲波發(fā)生器控制系統(tǒng)程序。在控制算法方面，采用模糊PI控制，并對模糊控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后，本文對各電路模塊進(jìn)行測試，并在MATLAB/Simulink上搭建超聲波發(fā)生器仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果證明，所設(shè)計(jì)的超聲波發(fā)生器可以較好地實(shí)現(xiàn)對換能器諧振頻率的跟蹤。

28khz-40khz超聲波頻率控制線路板

審核編輯 黃宇