用户名: 密码: 验证码:
基于ARM和FPGA超声波压电陶瓷数字变频驱动
详细信息    查看全文 | 推荐本文 |
  • 英文篇名:Digital Frequency Conversion Driven by Ultrasonic Piezoelectric Ceramic Based on ARM and FPGA
  • 作者:李显亮 ; 李明鑫 ; 吴定祥 ; 唐立军
  • 英文作者:Li Xianliang;Li Mingxin;Wu Dingxiang;Tang Lijun;School of Physics and Electronic Sciences,Changsha University of Science&Technology;Changsha Billion set Electrical Technology Co.,Ltd.;Hunan Province Higher Education Key Laboratory of Modeling and Monitoring on the Near-Earth Electromagnetic Environments;
  • 关键词:超声波压电陶瓷 ; 数字式变频 ; IGBT ; 超声波驱动 ; ARM+FPGA
  • 英文关键词:ultrasonic piezoceramic;;digital frequency conversion;;IGBT;;ultrasonic driving;;ARM+FPGA
  • 中文刊名:DPJY
  • 英文刊名:Microcontrollers & Embedded Systems
  • 机构:长沙理工大学物理与电子科学学院;长沙亿旭智能科技有限公司;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室;
  • 出版日期:2018-07-01
  • 出版单位:单片机与嵌入式系统应用
  • 年:2018
  • 期:v.18;No.211
  • 基金:国家科技支撑计划计划课题(项目编号:2014BAH28F04);; 湖南省教育厅科学研究项目(项目编号:15K009,17K004)
  • 语种:中文;
  • 页:DPJY201807021
  • 页数:6
  • CN:07
  • ISSN:11-4530/V
  • 分类号:65-70
摘要
针对传统超声波压电陶瓷驱动电源大多是以模拟电路的方式实现,存在驱动电源的功率与频率调节不方便、只能专机专用等问题,研制出一种基于ARM+FPGA的超声波压电陶瓷数字变频驱动电路,在ARM端完成人机对话、功能设置,FPGA硬件实现输出频率与功率可调的驱动电路。本文设计的方案利用FPGA产生带死区的PWM波,其频率和死区时间独立可调、频段为超声波区域的方波信号;再利用专用的自举驱动芯片,驱动大功率IGBT元件。功率驱动电路采用H桥拓扑结构,通过变压器实现变压与功率输出;然后利用滤波电容滤波,得到超声波压电陶瓷所需要的正弦波驱动电源。
        In view of the traditional ultrasonic piezoelectric ceramic driving power is mostly in the form of an analog circuit implementation.The power and frequency regulation of power supply is not convenient and can only be used for special machine.A digital frequency conversion drive circuit based on ARM+FPGA is developed.On the ARM end,the man-machine dialogue and the function setting are completed.On the FPGA hardwareend,the output frequency and the power adjustable drive circuit are achieved.In the paper,the FPGA is used to generate PWM wave with dead zone.The frequency and dead zone time can be adjusted independently,and the frequency band is the square wave signal of the ultrasonic region.The dedicated bootstrap chips is reused to drive the high power IGBT element.The transformer is used to realize transformer voltage and power output.Then the filter capacitance filter is used.The sine wave drive power supply for ultrasonic piezoelectric ceramics is obtained.
引文
[1]王华云.超声波电机驱动控制系统研究[D].武汉:华中科技大学,2014.
    [2]刘艳红.变频器在压电陶瓷自动分选系统中的应用[J].电气时代,2012(1).
    [3]王勇,崔大付,许立宁,等.压电陶瓷微喷头数字驱动控制电源的设计[J].微纳电子技术,2007(Z1).
    [4]胡博.基于压电陶瓷的纳米驱动与定位控制系统研究[D].镇江:江苏科技大学,2009.
    [5]邹翾.嵌入式压电陶瓷驱动与控制系统研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2006.
    [6]刘华.数字下变频瓷驱动与控制系统研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2006.
    [7]范伟,余晓芬,奚琳.压电陶瓷驱动系统及控制方法研究[J].光学精密工程,2007,15(3):368-371.
    [8]王健博.压电陶瓷驱动技术研究[D].长春:长春理工大学,2010.
    [9]卞萍萍.智能变频电源的PWM整流器研究[D].南京:江苏大学,2009.
    [10]张华.柱体超声波电动机结构及其驱动电路研究[D].南京:东南大学,2006.
    [11]张旭苹.压电陶瓷超声波探头吸收层的研制[J].电子器件,1997,20(1):712-714.
    [12]冯威.大力矩纵扭复合型超声波电机测控系统的研究[D].杭州:浙江大学,2002.
    [13]褚国伟.超声波电机控制系统的研究[D].南京:东南大学,2005.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700