超声波电源驱动电路的设计ppt课件.ppt

超声波换能器驱动电路的设计 超声波换能器驱动电路的设计 演讲 xxxxxx 设计 xxxxxx xxxxxx 指导老师 xxxxxx教授 演讲目录 目录 引言 项目工作流程简介 项目创新亮点简介 致谢 EXB841芯片简介 超声波换能器驱动电路的设计 引言 超声波电源通常称为超声波发生源 超声波发生器 它的作用是把电能转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号 它的工作原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号 这个信号可以是正弦信号 也可以是脉冲信号 这个特定频率就是换能器的频率 一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz 25KHz 28KHz 33KHz 40KHz 60KHz 100KHz或以上现在尚未大量使用 超声波电源是逆变电路典型应用 随着新的电力电子器件发展 新的控制理论提出及各行业上的需求 未来的超声波电源发展趋势主要集中在高功率因数 低谐波污染 容量化 通用化 小型化 低成本 集成化 智能化这几个方面 超声波换能器驱动电路的设计 项目流程简介 由单片机产生PWM波 送入到EXB841芯片中 从而使EXB841芯片产生特定频率的脉冲信号 经过驱动电路驱动全桥逆变主电路工作 当全桥逆变主电路上出现过流现象的时候 EXB841芯片通过过流保护电路 识别过流现象是否发生 并将过流信号反馈给单片机和PWM信号封锁电路 从而实现软硬件同时封锁PWM 排除故障后 按复位按钮 取消PWM信号封锁 该电源即可重新工作 单片机 EXB841 PWM 全桥逆变电路 驱动电路 过流保护电路 过流反馈及信号封锁电路 超声波换能器驱动电路的设计 EXB841芯片简介 EXB841芯片包含正常开通过程 正常关断过程和过流保护动作三项功能 当14和15两脚间外加PWM控制信号时候 15和14脚有10mA 25mA 在GE两端产生约15v 18v的IGBT开通电压 当触发控制脉冲电压撤消时 在GE两端产生约 5 1V的IGBT关断电压 过流保护动作过程是根据IGBT的CE极间电压Uce的大小判定是否过流而进行保护的 超声波换能器驱动电路的设计 EXB841芯片简介 Uce由二极管V7检测 当IGBT开通时 若发生负载短路等产生大电流的故障 Uce值大幅上升 使二极管V7截止 EXB841的6脚 悬空 B点和C点电位开始由约8V上升 当上升至13V时 Vs1被击穿 V3导通 C4通过R7和V3放电 E点的电压逐渐下降 V6导通 从而使IGBT的GE间电压Uge下降 实现缓关断 完成EXB841对IGBT的保护 超声波换能器驱动电路的设计 壹 贰 项目创新亮点简介 针对过流现象产生时 设计的软件和硬件电路双重控制PWM信号 针对EXB841芯片内部提供的 5V负偏压不足重新设计的电路 超声波换能器驱动电路的设计 在过流保护时 EXB841对IGBT进行软关断 并在其5脚输出故障指示信号 但不能封锁输入的PWM控制信号 只是将正常的驱动信号变成一系列降幅脉冲实现IGBT的软关断 而不对真正的过流进行保护 本文设计PWM信号封锁电路 从软件和 解释 壹 针对过流产生时 设计的软件和硬件电路双重封锁PWM信号 创新点 3 1 2 超声波换能器驱动电路的设计 硬件电路上双重控制PWM信号 当没有过流发生时 EXB841的5引脚不输出故障信号 此时5引脚输出的是高电平 三极管VA0不导通 此时 与门1引脚为高电平 由单片机产生的PWM使三极管VA1导通 此时 与门2引脚为高电平 与门输出高 解释 壹 针对过流产生时 设计的软件和硬件电路双重封锁PWM信号 创新点 1 2 3 超声波换能器驱动电路的设计 电平 三极管VA2导通 驱动EXB841芯片工作 当出现过流时 5引脚输出故障信号 一路信号输出至触发器S端 此时 S端为高电平 Q端输出高电平 使三极管VA0导通 此时 与门1引脚为低电平 另一路信号 输至单片机 经过单片机 解释 壹 针对过流产生时 设计的软件和硬件电路双重封锁PWM信号 创新点 1 2 3 超声波换能器驱动电路的设计 程序处理 让单片机不在产生PWM 从根本上实现对系统的保护和停机 当排除故障后 5引脚不输出故障信号 按下复位键之后 系统可以重新运行 解释 壹 针对过流产生时 设计的软件和硬件电路双重封锁PWM信号 创新点 1 2 3 超声波换能器驱动电路的设计 EXB841使用单一的20V电源产生 15V和 5V偏压 在高电压大电流条件下 开关管通断会产生干扰 使截止的IGBT误导通 针对负偏压不足的问题 设计了外部负栅压成型电路 用外接8V稳压管VA9代替了EXB841芯片内部的5V稳压管 电源电压升为24V 解释 贰 针对EXB841芯片内部提供的 5V负偏压不足重新设计的电路 创新点 VA9为8V稳压管 超声波换能器驱动电路的设计 致谢 在做这个项目的设计过程中 我们遇到了很多问题和困难 但在xxxxxx教授的指导和电信学院xxxxxx实验