基于单片机的移相PWM功率控制超声波电源的研究

基于电火花超声复合加工制备金属微纳空心球的功能需求，需要在制备过程中要求超声波电源的功率、频率可调且稳定。本文设计了相应电路，主要使用STM32产生的PWM信号输出高低位电平，采用半桥驱动器IR2110驱动全桥工作，采用PID控制算法，通过调节移相角实现对输出功率的闭环控制，实现功率的稳定输出。通过实验进行验证。实验采用的换能器的固有频率为20 kHz，额定功率1 800 W。实验测量换能器的电压约1 000 V，电源的工作频率达到19.77 kHz，功率约1 750 W，Simulink仿真测得交流电压为1 000 V左右，电流约3.5 A，频率为20 kHz。仿真和实验结果都表明，设计的超声波电源能够实现功率和频率可调的功能。