Nuus

Jy is hier: Tuis / Nuus / Basiese beginsels van piëso-elektriese keramiek / Toepassing van enkelskyfie-mikrorekenaar in die piëso-elektriese keramiekomskakelaar

Toepassing van enkelskyfie-mikrorekenaar in die piëzo-elektriese keramiekomskakelaar

Kyke: 18 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2018-10-29 Oorsprong: Werf

Doen navraag

Piëso-elektriese keramiek kan elektrostriktiewe effekte produseer onder die werking van afwisselende elektriese veld. Piëso-elektriese keramiek-ultrasoniese transduktors kan vibrasie genereer onder die aksie van afwisselende elektriese veld, en kan sterk ultrasoniese golwe tydens resonansie genereer. Aangesien piëso-elektriese keramiek kapasitiewe toestelle is in die voedingskringe van piëzo-elektriese keramiek-ultrasoniese transduktors, word induktors en piëso-elektriese keramiek dikwels gebruik om 'n LC-resonante stroombaan te vorm. Vir sulke LC resonante voeding stroombane, behoort die resonansie frekwensie aan piëso-elektriese stroombane. Die ekwivalente kapasitansiewaarde van die keramiek, die induktansiewaarde, die versterkingsfaktor van die transistor, die werkspunt van die versterkerkring, die terugvoerkoëffisiënt en die bedryfstemperatuur word bepaal. Aangesien die piëso-elektriese keramiekomskakelaar met 'n nominale resonansiefrekwensie van 28 kHz 'n groot dispersie het, is sy resonansiefrekwensie oor die algemeen in die reeks van 26-32 kHz, en die halfwydte van die formant is gewoonlik minder as 200 Hz. Daarom word die LC-resonante kring gebruik as die piëzo-elektriese keramiese ultrasoniese golf. Daar is die volgende probleme in die piëzo-elektriese transduktorring : Eerstens is die kringaanpassing moeilik.

Dit is nodig om 'n aantal parameters aan te pas om die omskakelaar by die resonansiepunt te laat werk, soos om die werkspunt en die terugvoerkoëffisiënt aan te pas. Tweedens is die komponenteienskappe hoog, soos die transistor. Die vergroting moet gekeur word, en die ooreenstemmende induktansie van waardefout moet nie te groot wees nie; die derde is dat die werking onstabiel is, die verandering van die omgewingstemperatuur sal veroorsaak dat die resonansiefrekwensie van die resonansiepunt afwyk, en die transduserslytasie veroorsaak dat sy massa verander, sodat die resonansiefrekwensie verander;Hierdie probleme lei tot ingewikkelde produksieprosesse van piëzo-elektriese keramiek-ultrasoniese omskakelaars, wat nie lei tot massaproduksie nie. Die gebruik van enkelskyfie-beheertegnologie kan hierdie probleme baie maklik oplos. Die PIC16C712-mikrobeheerder, PWM-tegnologie en frekwensie-omskakelingstegnologie word gebruik om die piëzo-elektriese keramiek-ultrasoniese transducer-voedingkring te ontwerp. Die skema werk goed in werklike produksie.

PIC16C712 is 'n 8-bis hoëprestasie enkelskyfie mikrorekenaar wat deur MICROCHIP maatskappy in die Verenigde State vervaardig word. Dit loop vinnig. Wanneer die ossillasiefrekwensie 20MHz is, is een masjiensiklus 200ns. Daar is vier 8-bis A/D-omsetters op die skyfie, een vang inset/vergelyk uitset/PWM-pulswydte-gemoduleerde uitset (dws CCP-module). wat die voedingskring van die toon piezo keramiek ring ultrasoniese transducer beheer deur die enkel-chip mikrorekenaar. Die CCP-module van die PIC16C712 enkelskyfie-mikrorekenaar is ingestel op die PWM-uitsetmodus. As die ossillasieseinbron van die omskakelaar gaan die uitsetsein deur die TIP122 Darlington-kragbuis. hoë-frekwensie transformator T1 uitset en hoë-frekwensie spanning word gelaai op die piëzo-elektriese keramiek ultrasoniese transducer, sodat die transducer produseer ossillasie, as die uitset frekwensie van die PWM sein is die piëzo-elektriese keramiek ultrasoniese transducer resonansie frekwensie, dan is die primêre stroom van die grootste frekwensie transformator. Die weerstand van die monsterterugvoerweerstand Rf is 0,05 ohm, en die stroom wat deur die primêre van die hoëfrekwensie-transformator T1 vloei, word omgeskakel in 'n spanningsein (die primêre spoel is die bedryfsstroom van die hoëfrekwensie-transformator is 0,5A tot 2,0A, en die differensiële werking word uitgevoer. Die versterker na spanning, 7 en die filter is in die reeks van 0,V versterk. 3.0V.

Hierdie sein word as die terugvoersein VR gebruik en word ingevoer deur die RA2-pen van die PIC16C712 (hierdie pen is die analoog AN2-invoer). Dit vorm 'n noulusbeheerstelsel. Wanneer die CCP-module van die PIC16C712 in PWM-modus werk, het die PIC16C712 vier spesiale funksieregisters TMR2, PR2, CCPR1L en CCP1CON om die periode en pulswydte van die PWM-uitsetpuls te beheer. Die tydperk van die PWM-uitsetpulssein word bepaal deur die volgende formule:PWM-seinperiode = [(PR2) + 1] × 4 × TOSC × (TMR2 voorafverdeelde frekwensie). Onder hulle, 4×TOSC=200ns, kan TMR2 voorafverdeelde frekwensie op 1:1 gestel word. Deur die waarde van PR2-register te verander, kan die ossillasieperiode van PWM-uitsetsein verander word, en die seinfrekwensie sal ook verander. Piëzo-elektriese keramiek-ultrasoniese transducer met nominale resonansiefrekwensie van 28KHz, as gevolg van die diskreetheid van komponente, word sy resonansiefrekwensie in die reeks van 232KHz versprei. Ten einde die frekwensie van die PWM sein in staat te stel om die resonante frekwensie van die te sluit piezo keramiek materiaal , kan die volgende gebruik word. 'n Metode van frekwensie-sweep om die resonansfrekwensiepunt te bepaal.

Stel die CCP-module van die PIC16C712-mikrobeheerder in op pulsbreedtemodulasie-uitsetmodus (PWM). Die diensverhouding van die PWM-uitsetsein is op 1:1 gestel. Wanneer die waarde van die PR2-register van BFH na 9BH verlaag word, is die frekwensie van die PWM-uitsetsein van 26 .04KHz tot 32.05KHz, die ooreenstemming tussen die waarde van PR2-register en die uitsetseinfrekwensie. Wanneer die stelsel begin, voer die stelsel PWM sein uit, die beginfrekwensie van bedrading piëzokeramiese transducer is 26.04KHz, en die waarde van PR2 word elke 8mS verander na die boonste limiet. Die frekwensie is 32.05KHz, en die hoëfrekwensie-transformator is primêre stroomsein VR wat ooreenstem met elke frekwensie PWM-sein word A/D omgeskakel, en die omgeskakelde waarde word in die ooreenstemmende interne stooreenheid gestoor. Nadat alle frekwensiepunte geskandeer is, vind die getoonde interne geheue-eenheid die PWM-seinfrekwensie wat ooreenstem met die maksimum primêre stroom van die hoëfrekwensie-transformator, wat die resonante frekwensie van die piëzo-elektriese keramiek ultrasoniese transducer is, en stoor die resonante frekwensie wat ooreenstem met die waarde van PR2. Hierdie waarde beheer die frekwensie van die PWM-sein en sluit dit. Die uitsetkrag van die omskakelaar (die ossillasie-intensiteit) kan verander word deur die pulswydte van die PWM-uitsetsein te verander. Die polswydte van die PWM sein word bepaal deur die volgende formule: PWM sein bandwydte = (DC1) × TOSC × (TMR2 voorafverdeelde frekwensie).TOSC=50ns, die waarde van DC1 is saamgestel uit PIC16C712 interne registers CCPR1L en CCP1CON<5:4>. Die maksimum resolusie van PWM-uitsetseinpulswydte kan 10 bisse bereik. Deur die waarde van DC1 te verander, verander die pulswydte van die PWM-uitset om die uitsetkrag van die transducer aan te pas.