Page 206 - 《应用声学》2024年第1期

202 2024 年 1 月

3.3 调试结果 可知，在频率跟踪后换能器的输入电流、电压相位
根据以上硬件设计制作了如图 6 所示的超声 保持一致，表明换能器在谐振频率上工作，且其输出
雾化电源主体样机。超声电源功率为 600 W，初 振幅稳定在一个较大值，证明了频率跟踪的稳定性。
始 PWM 波输出频率为 35.25 kHz，降压稳压模块 图10是超声波雾化的实验测试效果图，从图中
采用 LM2596 芯片和 LM1117 芯片，驱动电路采用 可以看出换能器雾化效果明显，经长时间实验测试
IR2103 作为 MOS 驱动，逆变器开关管选择型号为 换能器的雾化效果依然稳定。
N沟道MOS管IRFP150。将其与图4所示的换能器
进行连接进行实验测试。

图 8 优化 PID 输出波形
Fig. 8 Optimize PID output waveform

1200 ႃԍ
1000 ႃื
图 6 超声电源样机 800
600
Fig. 6 Ultrasonic power supply prototype 400
对图 6 所示样机的逆变输出波形、变压器次级 ႃื/A, ႃԍ/V 200 0
放大波形以及电流电压进行测试，采用标准 PID 的 -200
输出波形如图 7 所示，采用改进 PSO 优化 PID的波 -400
-600
形如图 8 所示。通过对比两种输出波形发现，采用
-800
改进PSO 的波形更接近正弦波，且输出振幅保持在 -1000
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
一个较大的值，能够有效提高系统的工作效率。图8
௑ᫎ t/ 10 -4 s
中的频率更接近换能器的谐振频率，说明改进 PSO
图 9 频率跟踪波形
在频率跟踪方面更具优势。
Fig. 9 Frequency tracking waveform

图 7 标准 PID 输出波形
Fig. 7 Standard PID output waveform
图9 为采用优化算法采样处理后得到的变压器 图 10 超声波雾化效果图
次级支路上换能器两端电压和电流的波形。由图 9 Fig. 10 Ultrasonic atomization effect diagram