基于DDS技术的智能超声波功率源的研制

电源技术论文基于DDS技术的智能超声波功率源的研制摘要:介绍了一种基于直接数字合成(DirectDigitalSynthesis,DDS)技术的超声波功率源的设计。详细介绍了DDS信号产生电路、单片机控制电路、功率放大电路以及超声波功率源与换能器的匹配设计,并给出了系统软件设计方案。关键词:直接数字合成功率超声功率放大阻抗匹配功率超声设备利用超声波的能量改变材料的某些状态,需要产生相当大或比较大的功率。超声波功率源(或称发生器)向超声换能器提供连续的电能量,其性能特点直接影响着各种功率超声的研究工作。近年来,我国关于功率超声的研究十分热门,尤其是超声化学和超声的生物效应,更是声学研究的热点。上述研究需要超声波具有高分辨率、高稳定性、大功率、频率大范围可调等特点,为此,研制了一种基于DDS技术的超声波功率源,并已将其应用在实际的声学研究中。1系统原理及特点系统原理如图1所示。用单片机AT89C51控制DDS芯片AD9850产生频率为1kHz~1MHz的波形信号;功率放大采用半桥放大方式,其中,功率开关使用MOSFET模块;通过输出变压器和电感组成的匹配网络驱动压电换能器激发超声波。本系统的主要特点有:(1)采用数字DDS技术产生波形信号,分辨率高、稳定性好、频率范围大,系统频率不会随工作时间出现漂移。(2)功率放大器件采用大功率的MOSFET模块,功率可达2000W以上。(3)采用变压器输出,通过串联谐振提高换能器两端电压,提高了电能的利用率。(4)系统通过单片机串行口接收反馈或者其它数据的输入,利用编程实现智能控制。2系统硬件实现2.1DDS原理及电路实现2.1.1008电路工