第42卷第5期Vol.42,No.52023年9月JournalofAppliedAcousticsSeptember,2023⋄研究报告⋄步进追频及恒振幅控制的超声电源设计苏含玉安纯尧刘建停李喜峰†(上海大学上海200040)摘要：针对超声金属焊接过程中出现的负载变化导致谐振频率漂移和焊接振幅失恒问题，设计了一种基于步进追频及恒振幅控制的超声电源。在负载变化对谐振频率影响的研究基础上，根据可编程逻辑阵列-直接数字式频率合成器步进追频原理设计了负载变化追频逻辑；结合全桥逆变电路的移相控制方式，研究了不同占空比下的最大输入电流与最大焊接振幅的关系，提出了基于输入电流反馈下的步进移相恒振幅控制方案。实验结果表明，负载变化追频逻辑实现了谐振频率快速变化下的动态实时追踪，解决了因频率失谐导致的焊接振幅非线性下降问题。同时，在加入了振幅闭环控制后，实现了焊接振幅相对极差稳定在10%以内。关键词：步进追频；恒振幅控制；超声电源中图法分类号:TN86文献标识码:A文章编号:1000-310X(2023)05-0917-06DOI:10.11684/j.issn.1000-310X.2023.05.003UltrasonicpowersupplydesignbasedonFPGA-DDSsteppingfrequencytrackingtechnologySUHanyuANChunyaoLIUJiantingLIXifeng(ShanghaiUniversity,Shanghai200040,China)Abstract:Aimingattheproblemsofresonancefrequencydriftandweldamplitudelosscausedbyloadchangesinultrasonicmetalwelding,anultrasonicpowersupplybasedonstepchasingandconstantamplitudecontrolisdesigned.Basedonthestudyoftheeffectofloadchangeonresonantfrequency,theloadchangetrackinglogicisdesignedaccordingtotheprincipleoffieldprogrammablegatearraystepchasing,andtherelationshipbetweenthemaximuminputcurrentandthemaximumweldamplitudeunderdifferentdutycyclesisstudied,andthestep-shiftphaseconstantamplitudecontrolschemebasedoninputcurrentfeedbackisproposed.Itsolvedtheproblemofnonlineardecreaseinweldamplitudeduetofrequencydetuning.Atthesametime,afteraddingtheamplitudeclosed-loopcontrol,therelativeamplitudeoftheweldingamplitudeisstabilizedwithin10%.Keywords:Stepchasingfrequency;Constantamplitudecontrol;Ultrasonicpowersupply2022-05-10收稿;2022-05-30定稿作者简介:苏含玉(1995–),女,江苏连云港人,硕士研究生,研究方向:超声焊接电源。†通信作者E-mail:lixifeng@shu.edu.cn9182023年9月0引言超声金属...
