低頻率超聲波線路板PCB電路的設計是對應超聲應用中的關鍵技術，其阻抗匹配問題一直是研究的重點。其負載換能器隨著環境溫度以及元件老化等原因，諧振頻率發生漂移，致使輸出能量下降甚至停振，在應用中受到限制。本文在超聲波電源研究基礎上，結合數字控制技術，以頻率跟蹤和直流調功方式為出發點，設計了一款數字化的超聲波電源。

低頻率超聲波線路板PCB電路包括：在整流側采用單相PWM整流器，實現功率因數校正及升壓，代替了傳統單相不控整流；在直流側采用交錯并聯Buck電路進行功率調節,并實現并聯均流；在逆變側采用移相的控制策略，通過對移相角的調節與控制，實現將功率最大化地傳遞給換能器；在頻率跟蹤上介紹了傳統頻率跟蹤的控制方法，采用一種最佳工作點識別和變步長頻率跟蹤法，解決了傳統頻率跟蹤存在偏差大，過渡時間較長的問題；在阻抗匹配網絡上分析了靜態和動態匹配網絡的特點，采用靜態網絡的串聯匹配方式。

低頻率超聲波線路板PCB電路以TI公司的DSP芯片TMS320F28335為核心控制芯片，研制了一臺3kW的超聲波電源樣機，并通過仿真和實驗驗證。實驗結果證明，設計的超聲波電源能夠輸出功率可調，基于自動識別的變步長頻率跟蹤法，可以識別換能器的諧振頻率，具有輸出動態響應良好，過渡時間短的特點。

低頻率超聲波線路板PCB電路

審核編輯 黃宇