超聲波電源驅(qū)動電路的設(shè)計ppt課件.ppt

超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,演講：xxxxxx,設(shè)計：xxxxxx、xxxxxx,指導(dǎo)老師：xxxxxx教授,1,演講目錄,目錄,引言,項目工作流程簡介,項目創(chuàng)新亮點簡介,致謝,EXB841芯片簡介,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,2,引言,超聲波電源通常稱為超聲波發(fā)生源，超聲波發(fā)生器。它的作用是把電能轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號。它的工作原理是首先由信號發(fā)生器來產(chǎn)生一個特定頻率的信號，這個信號可以是正弦信號，也可以是脈沖信號，這個特定頻率就是換能器的頻率，一般應(yīng)用在超聲波設(shè)備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz；100KHz或以上現(xiàn)在尚未大量使用。超聲波電源是逆變電路典型應(yīng)用，隨著新的電力電子器件發(fā)展、新的控制理論提出及各行業(yè)上的需求，未來的超聲波電源發(fā)展趨勢主要集中在高功率因數(shù)、低諧波污染、容量化、通用化、小型化、低成本、集成化、智能化這幾個方面。,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,3,項目流程簡介,由單片機產(chǎn)生PWM波，送入到EXB841芯片中，從而使EXB841芯片產(chǎn)生特定頻率的脈沖信號，經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動全橋逆變主電路工作。當(dāng)全橋逆變主電路上出現(xiàn)過流現(xiàn)象的時候，EXB841芯片通過過流保護電路，識別過流現(xiàn)象是否發(fā)生，并將過流信號反饋給單片機和PWM信號封鎖電路，從而實現(xiàn)軟硬件同時封鎖PWM，排除故障后，按復(fù)位按鈕，取消PWM信號封鎖，該電源即可重新工作。,單片機,EXB841,PWM,全橋逆變電路,驅(qū)動電路,過流保護電路,過流反饋及信號封鎖電路,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,4,EXB841芯片簡介,EXB841芯片包含正常開通過程、正常關(guān)斷過程和過流保護動作三項功能.當(dāng)14和15兩腳間外加PWM控制信號時候，15和14腳有10mA25mA，在GE兩端產(chǎn)生約15v18v的IGBT開通電壓；當(dāng)觸發(fā)控制脈沖電壓撤消時，在GE兩端產(chǎn)生約-5.1V的IGBT關(guān)斷電壓.過流保護動作過程是根據(jù)IGBT的CE極間電壓Uce的大小判定是否過流而進行保護的，,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,5,EXB841芯片簡介,Uce由二極管V7檢測.當(dāng)IGBT開通時，若發(fā)生負(fù)載短路等產(chǎn)生大電流的故障，Uce值大幅上升，使二極管V7截止，EXB841的6腳“懸空”，B點和C點電位開始由約8V上升，當(dāng)上升至13V時，Vs1被擊穿，V3導(dǎo)通，C4通過R7和V3放電，E點的電壓逐漸下降，V6導(dǎo)通，從而使IGBT的GE間電壓Uge下降，實現(xiàn)緩關(guān)斷，完成EXB841對IGBT的保護.,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,6,壹,貳,項目創(chuàng)新亮點簡介,針對過流現(xiàn)象產(chǎn)生時，設(shè)計的軟件和硬件電路雙重控制PWM信號。,針對EXB841芯片內(nèi)部提供的-5V負(fù)偏壓不足重新設(shè)計的電路。,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,7,在過流保護時，EXB841對IGBT進行軟關(guān)斷，并在其5腳輸出故障指示信號，但不能封鎖輸入的PWM控制信號。只是將正常的驅(qū)動信號變成一系列降幅脈沖實現(xiàn)IGBT的軟關(guān)斷，而不對真正的過流進行保護。本文設(shè)計PWM信號封鎖電路，從軟件和,解釋：,壹,針對過流產(chǎn)生時，設(shè)計的軟件和硬件電路雙重封鎖PWM信號。,創(chuàng)新點：,3,1,2,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,8,硬件電路上雙重控制PWM信號。當(dāng)沒有過流發(fā)生時，EXB841的5引腳不輸出故障信號，此時5引腳輸出的是高電平，三極管VA0不導(dǎo)通，此時，與門1引腳為高電平，由單片機產(chǎn)生的PWM使三極管VA1導(dǎo)通，此時，與門2引腳為高電平，與門輸出高,解釋：,壹,針對過流產(chǎn)生時，設(shè)計的軟件和硬件電路雙重封鎖PWM信號。,創(chuàng)新點：,1,2,3,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,9,電平，三極管VA2導(dǎo)通，驅(qū)動EXB841芯片工作，當(dāng)出現(xiàn)過流時，5引腳輸出故障信號，一路信號輸出至觸發(fā)器S端，此時，S端為高電平，Q端輸出高電平，使三極管VA0導(dǎo)通，此時，與門1引腳為低電平；另一路信號，輸至單片機，經(jīng)過單片機,解釋：,壹,針對過流產(chǎn)生時，設(shè)計的軟件和硬件電路雙重封鎖PWM信號。,創(chuàng)新點：,1,2,3,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,10,程序處理，讓單片機不在產(chǎn)生PWM，從根本上實現(xiàn)對系統(tǒng)的保護和停機。當(dāng)排除故障后，5引腳不輸出故障信號，按下復(fù)位鍵之后，系統(tǒng)可以重新運行。,解釋：,壹,針對過流產(chǎn)生時，設(shè)計的軟件和硬件電路雙重封鎖PWM信號。,創(chuàng)新點：,1,2,3,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,11,EXB841使用單一的20V電源產(chǎn)生+15V和-5V偏壓。在高電壓大電流條件下，開關(guān)管通斷會產(chǎn)生干擾，使截止的IGBT誤導(dǎo)通，針對負(fù)偏壓不足的問題，設(shè)計了外部負(fù)柵壓成型電路，用外接8V穩(wěn)壓管VA9代替了EXB841芯片內(nèi)部的5V穩(wěn)壓管。電源電壓升為24V。,解釋：,貳,針對EXB841芯片內(nèi)部提供的-5V負(fù)偏壓不足重新設(shè)計的電路。,創(chuàng)新點：,VA9為8V穩(wěn)壓管,超聲波換能器驅(qū)動電路的設(shè)計,12,致謝,在做這個項目的設(shè)計過程中，我們遇到了很多問題和