移相全橋式IGBT超聲波電源的研制

工作時序波形圖如圖3所示。

圖中ugs1、ugs2、ugs3、ugs4和iL分別是S1、S2、S3、S4的控制柵極波形和電感L的電流波形。

LC諧振頻率調(diào)諧在開關工作頻率fs，

fs=（3）

一般略低于超聲波換能器的諧振頻率fc。

從工作時序波形圖可以看出，采用了全橋移相式串聯(lián)諧振電路拓撲結構，四個功率開關管輪流導通和關斷，由于是串聯(lián)諧振電路和有電感L的續(xù)流作用，實現(xiàn)了軟開關，減小了功率開關管的導通和關斷損耗，提高了整機效率。

3電路設計參數(shù)和實驗結果

3.1電路參數(shù)

1）變壓器

磁芯：EE28A；

初級：65匝，多股并繞（10A）；

次級：100匝，多股并繞（10A）。

2）超聲換能器組7個，梅花型并放

諧振頻率：28kHz；

輸出功率：1kW。

3）電感L

磁芯：EE28A；

電感量：350μH。

4）功率開關管1MB60D100，4只。

5）全橋整流管20A/600V。

6）開關工作頻率28kHz，可調(diào)諧。

7）吸收電路截止放電型

R：270Ω/6W；C：47000pF/1000V。

3.2實驗結果

采用圖1所示的拓撲電路和圖3所示的控制波形，調(diào)整電感使調(diào)諧電路工作頻率為26.8kHz（略低于28kHz），實測電路中的電流iL波形如圖3所示，基本上是正弦波，開關管和吸收電路、散熱器均不發(fā)熱。

在電路調(diào)試過程中，如果調(diào)諧不當，則會使控制驅動波形和諧振不同步，電路輸出功率減小，且開關管等發(fā)熱嚴重。

4結語

綜上所述，采用全橋移相式串聯(lián)諧振電路、以IGBT為功率開關器件設計的超聲波電源具有許多優(yōu)點。實踐證明，配合適當型號的清洗槽和清洗液，其清洗效果好、可靠性高。該電源的推廣應用將會在采用超聲波清洗的各行各業(yè)中發(fā)揮更大的作用。 參考文獻