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文档简介

第第页UC3875在超声电源功率控制系统中的应用利用超声波电源切割复合材料时，为了保证换能器的输出振幅恒定，要求超声波发生器具有功率自调整功能；同时，为了切割不同的纤维材料，还要求振幅具有可调功能；这些都要求超声波发生器带有功率输出掌握系统，在这个系统中，需掌握的参量一般是换能器的电流值，而换能器电流值的恒定，那么要通过掌握换能器两端的电压来实现。本文通过全桥移相的移相角来转变正弦波的幅值，从而转变换能器两端的电压以到达掌握换能器电流的目的。

１输出功率掌握系统

图１所示是一个超声电源功率掌握系统的构造框图。其中的移相脉冲产生电路在用全桥式逆变电路作主回路时，需要产生如图２所示的电压波形来驱动ＩＧＢＴ。为了防止桥臂直通，要求同一桥臂的上下两个开关管〔Ｔ１?Ｔ２和Ｔ３?Ｔ４〕应具有延时互锁导通功能。一般延时互锁导通时间ｔｄ是固定的〔大约一两个微秒〕，同时不同桥臂的上下两个开关管的'导通应具有可以转变的延时〔即移相角〕，此外还要求掌握电路的波形能够满意ｔΦ。移相掌握专用芯片ＵＣ３８７５完全能够完成上述功能。

２功率掌握系统中ＵＣ３８７５的应用

ＵＣ３８７５是美国Ｕｎｉｔｒｏｄｅ公司针对移相掌握〔方案〕推出的专用芯片，其内部构造如图３所示。

２．１工作频率设计

本电源工作频率设计为２０ｋＨｚ±５００Ｈｚ。当ＵＣ３８７５同步端的时钟频率高于其固有频率时，ＵＣ３８７５的工作频率等于外加到同步端的时钟频率；当ＵＣ３８７５同步端的时钟频率低于其固有频率时，ＵＣ３８７５的工作频率是其本身的固有频率。因此，本设计利用这一特点将压控振荡器的输出加到ＵＣ３８７５的同步端１７脚上；为了防止ＵＣ３８７５的工作频率太低而使高频变压器饱和，笔者将ＵＣ３８７５的固有频率设计在１９ｋＨｚ左右。此时取ＣＦ为０．１μＦ?ＲＦ为２．１ｋΩ。图４所示是ＵＣ３８７５在功率掌握系统中的应用电路。

２．２死区时间设置

在死区设置脚与信号地之间并联一个电阻ＲＡＢ和一个电容ＣＡＢ可设置死区时间。其公式如下：

Ｔ＝〔６２．５×１０－１２×Ｒ〕／ＶＤＥＬＡＹ

式中，ＶＤＥＬＡＹ为延迟端电压〔取２．４Ｖ〕，死区时间Ｔ可取２μｓ时，电阻ＲＡＢ为７６．８ｋΩ。

２．３驱动ＥＸＢ８４１的设计

为了能便利掌握输出，在ＵＣ３８７５与驱动电路ＥＸＢ８４１之间可加一级与非门?由于ＥＸＢ８４１的输入一般是１０ｍＡ，因此，与非门的输出力量已足够满意系统要求。当输出掌握为０时?输出被锁死，当输出为１时，输出被翻开。ＥＸＢ８４１的保护信号通常加到ＵＣ３８７５的过流保护端，当ＥＸＢ８４１没有保护输出时，加到ＵＣ３８７５过流保护端的电压为零；当有保护输出时，加到ＵＣ３８７５过流保护端的电压为１５Ｖ，此电压应高出ＵＣ３８７５的２．５Ｖ过流保护电压。

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