UC3875在超聲電源功率控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：移相;控制;UC3875
利用超聲波電源切割復(fù)合材料時,為了保證換能器的輸出振幅恒定,要求超聲波發(fā)生器具有功率自調(diào)節(jié)功能;同時,為了切割不同的纖維材料,還要求振幅具有可調(diào)功能;這些都要求超聲波發(fā)生器帶有功率輸出控制系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中,需控制的參量一般是換能器的電流值,而換能器電流值的恒定,則要通過控制換能器兩端的電壓來實(shí)現(xiàn)。本文通過全橋移相的移相角來改變正弦波的幅值,從而改變換能器兩端的電壓以達(dá)到控制換能器電流的目的。
１ 輸出功率控制系統(tǒng)
圖１所示是一個超聲電源功率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。其中的移相脈沖產(chǎn)生電路在用全橋式逆變電路作主回路時,需要產(chǎn)生如圖２所示的電壓波形來驅(qū)動ＩＧＢＴ。為了防止橋臂直通,要求同一橋臂的上下兩個開關(guān)管（Ｔ１Ｔ２和Ｔ３Ｔ４）應(yīng)具有延時互鎖導(dǎo)通功能。一般延時互鎖導(dǎo)通時間ｔｄ是固定的（大約一兩個微秒）,同時不同橋臂的上下兩個開關(guān)管的導(dǎo)通應(yīng)具有可以改變的延時（即移相角）,此外還要求控制電路的波形能夠滿足ｔΦ。移相控制專用芯片ＵＣ３８７５完全能夠完成上述功能。
２ 功率控制系統(tǒng)中ＵＣ３８７５的應(yīng)用
ＵＣ３８７５是美國Ｕｎｉｔｒｏｄｅ公司針對移相控制方案推出的專用芯片,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖３所示。
２．１ 工作頻率設(shè)計(jì)
本電源工作頻率設(shè)計(jì)為２０ｋＨｚ±５００Ｈｚ。當(dāng)ＵＣ３８７５同步端的時鐘頻率高于其固有頻率時,ＵＣ３８７５的工作頻率等于外加到同步端的時鐘頻率;當(dāng)ＵＣ３８７５同步端的時鐘頻率低于其固有頻率時,ＵＣ３８７５的工作頻率是其本身的固有頻率。因此,本設(shè)計(jì)利用這一特點(diǎn)將壓控振蕩器的輸出加到ＵＣ３８７５的同步端１７腳上;為了防止ＵＣ３８７５的工作頻率太低而使高頻變壓器飽和,筆者將ＵＣ３８７５的固有頻率設(shè)計(jì)在１９ｋＨｚ左右。此時�。茫茷椋埃宝蹋脾煟遥茷椋玻保毽浮D４所示是ＵＣ３８７５在功率控制系統(tǒng)中的應(yīng)用電路。
２．２ 死區(qū)時間設(shè)置
在死區(qū)設(shè)置腳與信號地之間并聯(lián)一個電阻ＲＡＢ和一個電容ＣＡＢ可設(shè)置死區(qū)時間。其公式如下：
Ｔ＝（６２．５×１０－１２×Ｒ）／ＶＤＥＬＡＹ
式中,ＶＤＥＬＡＹ為延遲端電壓（�。玻矗郑�,死區(qū)時間Ｔ可取２μｓ時,電阻ＲＡＢ為７６．８ｋΩ。
２．３ 驅(qū)動ＥＸＢ８４１的設(shè)計(jì)
