伴随着生物医学电子学的迅速兴起,手术刀已经从单纯的金属刀片发展为融合现代高科技的手术器具:电凝刀、氩气刀、高频电刀、超声手术刀等。 所谓超声手术刀,是指采用超声能对软组织进行止血切开和凝固的一种外科手术装置,用来代替普通的手术刀来切除人体的病变组织或器官,以达到手术治疗的目的。超声手术刀适用于需要控制出血和最小程度热损伤的软组织进行切开的场合,因此被广泛地应用于外科手术。如今,超声外科手术刀及其衍生的手术器具几乎已进入外科手术的各个专科领域,并成为了外科技术进步的标志之一。 但是,现有的超声手持治疗头因其加工中的选材、装配及工艺要求甚高,稍有误差就不能满足其谐振频率的设计要求而报废;已合格的超声手持治疗头在储存和使用过程中因时效老化、磨损等也易造成该超声手持治疗头偏离其谐振频率而失效或缩短使用时间。 为了避免以上的不足,本文设计了一种精确校准超声手术刀谐振频率的电路装置,该电路通过电反馈自动扫频使超声手持治疗刀头总是工作在谐振状态。而且,对于不同频率段的超声手持治疗头,该电路也能自适应匹配使用。 论文共分为六章。其中第一章为绪论;第二章介绍了超声电源总体解决方案;第三章介绍了系统硬件电路设计;第四章介绍了系统的主板系统电路软件设计与开发;第五章是上位机软件设计和数据分析;第六章是总结与展望。 本文主要内容包括: 1.介绍了超声手术刀的研究背景和其相关技术的国内外发展的状况,简要阐明了超声治疗的原理,超声手术刀的组成结构以及工作原理。 2.设计并制作了基于STC单片机为微控制器的系统硬件电路平台。系统利用单片机控制DDS芯片产生可调频率的电压信号。比起一般的可编程计数器或是定时器电路,DDS芯片输出信号的频率切换变化反应快,精度高;系统以刀头电流信号的大小来检测电路是否到达谐振状态,电路结构简单,对超声刀正常工作影响小;系统通过控制数控工作电源调节电路输出级的工作电压,实现在一定范围内的超声刀电功率输出的任意调节。 3.设计了系统硬件电路平台的控制软件以及上位机人机对话软件。电路平台的控制软件包括变步长谐振频率自动搜索、谐振频率跟踪、超声功率调整、数据上传等功能模块。上位机软件为VB交互界面...
上传时间： 2022-05-30
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近年来，随着超声学研究的发展，功率超声技术得到了越来越广泛的应用。超声波清洗技术作为功率超声技术的一个分支，以清洗速度快、效果好、易于实现自动化等优点，为传统工业清洗领域注入了新鲜的血液。作为超声波清洗机的核心组件，超声逆变电源的设计一直是超声波清洗系统设计的关键环节，它性能的好坏很大程度上决定了最终的清洗效果。以往的超声逆变电源的设计通常是基于模拟集成控制芯片的，这种实现方式在频率、功率控制的精度和速度上以及系统的灵活性、稳定性方面存在着一定的局限性，限制了超声逆变电源的发展。数字控制技术的出现，很好地弥补了上述缺陷，因此本课题将数字控制技术引入到超声逆变电源控制电路的设计中是很有意义的。 本文首先对超声逆变电源的基本结构和工作原理做了简单介绍，针对超声逆变电源各部分的结构特点，并结合一些传统设计方案优缺点的分析，确定了二极管不控整流的整流电路设计方案、电压源型串联谐振逆变器的逆变电路实现方案、基于锁相环的频率跟踪实现方案、和基于PWM脉宽调制技术的功率调节实现方案。接着，文章详细介绍了频率自动跟踪和功率控制的具体实现方法，利用数学推理和波形分析的方式阐明了方案的可行性，并通过软件仿真验证了方案的正确性。然后，文章还设计了主电路谐振软开关、人机接口电路、采样电路、IGBT驱动以及过流过温保护电路。方案确定了之后，通过观察自制电路板的实验波形表明新构建的超声逆变电源可以保证系统在复杂工况下处于谐振状态，验证了全数字频率跟踪系统和功率调节系统的可行性和有效性。 本文的重点和创新点在于将超声逆变电源的控制电路通过数字化来实现。本文创新地利用FPGA构建了全数字频率跟踪系统——数字锁相环和全数字功率调节系统——数字PWM调制、数字PID调节，从而取代了传统的模拟锁相环芯片CD4046和模拟PWM控制芯片SG3525，在控制的精确性、快速性和灵活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16单片机实现了人机接口电路、频率采样和电流A/D转换，并通过SPI接口与FPGA进行数据传输，完善了数字控制体系，从而实现了基于FPGA和单片机的全数字控制超声逆变电源系统。
上传时间： 2022-05-30
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人的耳朵能感受到的振荡频率在20-20000Hz范围的声波，超过人耳能感受到的声波频率以上的声波叫超声波。超声波有许多应用，有超声波清洗、超声波钻孔、超声波振动等。超声波振动是近几十年兴起的新事物，随着人们对超声波研究的不断深入，应用也日益广泛。 功率超声技术凭其独特的优点在国民经济各部门日益广泛应用。目前超声设备由采用大功率电子管或高频可控硅发展到全控型电子器件。随着新理论、新技术、新器件的不断出现和成熟，超声技术必将充分发挥其优势，在各领域产生更大作用。本文涉及的功率超声系统主要由高频超声波电源和压电振子两部分组成。高频超声波电源为压电振子提供电能，压电振子将电能转为动能。 超声波发生器的种类很多，大致可分为两种类型，机械型和电声型。机械型超声波发生器直接用机械方法使物体振动而产生超声波。常见的机械型超声波都是流体动力式的，即利用每秒几万次的频率断续从喷口喷出，撞击放在喷口前的空腔或簧片，引起共振在媒质中产生超声波。电声型超声波发生器是应用的最广泛的。它是利用电磁能量转换成机械波能量。 本设计采用频率自动跟踪的方式来使超声波换能器处于谐振，满足超声波电源与超声波换能器工作在最佳状态，使得整机达到最佳工作效率。功率检测电路调节脉冲电压的脉宽来改变超声波发生器的输出功率，以实现功率恒定。压控振荡器选用货源充足、价格低廉的TL494，可满足本设计要求。D类功率放大器就是开关功率放大器，选用高耐压的VMOS管，组成半桥电路，VMOS管的驱动采用变压器隔离倒相。由于超声波换能器的特性，超声波清洗机中的匹配电路包含两个：一个是功率匹配，一个是调谐匹配。前者是为了使超声波电源的输出内阻与负载阻抗相一致，采用变压器匹配方法。后者是使换能器呈现纯阻性，采用串联电感的方法。 本文对系统的总体设计方案、硬件和软件设计、单元电路及主要单元电路实验进行了详细地介绍。文章最后应用PSPICE软件对整个系统进行了仿真分析，对理论设计进行修正。结果表明系统设计可行，性能指标基本可以满足设计要求。
上传时间： 2022-06-01
上传用户：得之我幸78
ADS1256 是TI（Texas I nstruments ）公司推出的一款低噪声高分辨率的24 位Si gma - Delta（"- #）模数转换器（ADC）。"- #ADC 与传统的逐次逼近型和积分型ADC 相比有转换误差小而价格低廉的优点，但由于受带宽和有效采样率的限制，"- #ADC 不适用于高频数据采集的场合。该款ADS1256 可适合于采集最高频率只有几千赫兹的模拟数据的系统中，数据输出速率最高可为30K 采样点／秒（SPS），有完善的自校正和系统校正系统， SPI 串行数据传输接口。本文结合笔者自己的应用经验，对该ADC 的基本原理以及应用做简要介绍。ADs1256 的总体电气特性下面介绍在使用ADs1256 的过程中要注意的一些电气方面的具体参数：模拟电源（AVDD ）输入范围+ 4 . 75V !+ 5 .25V，使用的典型值为+ 5 .00V；数字电源（DVDD ）输入范围+ 1 . 8V !+ 3 .6V，使用的典型值+ 3 .3V；参考电压值（VREF= VREFP- VREFN）的范围+ 0 .5V!+ 2 .6V，使用的典型值为+ 2 .5V；耗散功率最大为57mW；每个模拟输入端（AI N0 !7 和AI NC M）相对于模拟地（AGND）的绝对电压值范围在输入缓冲器（BUFFER）关闭的时候为AGND-0 .1 !AVDD+ 0 . 1 ，在输入缓冲器打开的时候为AGND !AVDD-2 .0 ；满刻度差分模拟输入电压值（VI N = AI NP -AI NN）为+ ／-（2VREF／PGA）；数字输入逻辑高电平范围0 .8DVDD!5 .25V（除D0 !D3 的输入点平不可超过DVDD 外），逻辑低点平范围DGND!0 .2DVDD；数字输出逻辑高电平下限为0 .8DVDD，逻辑低电平上限为0 .2DVDD，输出电流典型值为5mA；主时钟频率由外部晶体振荡器提供给XTAL1和XTAL2 时，要求范围为2 M!10 MHz ，仅由CLKI N 输入提供时，范围为0 .1 M!10 MHz 。
上传时间： 2022-06-10
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超声波换能器由于负载的变化以及外界环境的变化等因素，导致超声波电源的输出频率与谐振频率不匹配，从而使清洗效果不佳。超声波电源是超声清洗机的核心部分，为实现其高效稳定的工作，需要对其工作频率进行自动跟踪控制。为此，本文设计了基于单片机PIC16F886为控制核心的超声波电源，其额定输出功率为600W，工作频率为20kHz，并实现了对频率的实时跟踪控制。主要研究内容如下： 首先，根据超声波电源的性能指标要求，设计了超声波电源主电路系统，主电路系统由整流滤波电路、逆变电路、匹配电路等单元组成，逆变电路采用全桥逆变拓扑结构，文中对主电路系统进行了详细分析与设计，并采用Multisim仿真软件对主电路系统各个部分进行仿真。 其次，设计了超声波电源频率跟踪的控制方案，该控制方案采用锁相环频率跟踪的控制思路并结合PID控制方法。为此设计了相应的控制软件，采用C语言编写主程序、A/D转换程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866单片机芯片为控制核心，设计了超声波电源控制系统，主要包括采样电路、驱动电路、单片机外围电路等，分析了其工作原理。并采用Proteus软件对控制系统进行仿真。仿真结果表明，所设计的超声波电源控制系统能实现频率自动跟踪，与超声波换能器相匹配，工作在谐振状态，达到了设计要求。
上传时间： 2022-06-11
上传用户：jason_vip1
IP6816：集成 Qi 无线充接收功能的 TWS 耳机充电仓管理 SoCIP6816 是一款集成Qi 无线充接收、5V 升压转 换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理 SoC，为无线充TWS 蓝牙耳机充电仓提供完 整的电源解决方案。IP6816 的高集成度与丰富功能，使其在应用时 仅需极少的外围器件，并有效减小整体方案的尺寸，降低BOM 成本。 IP6816 内置一个5V 输出、同步整流的升压DC-DC，功率管内置，提供最大300mA 输出电流， 升压效率高至93%。DC-DC 转换器开关频率在 1.5MHz，可以支持低成本电感和电容。IP6816 的线性充电提供最大 500mA 充电电流， 可灵活配置最大充电电流。内置 IC 温度和输入电压 智能调节充电电流功能。IP6816 可实现TWS 对耳独立入仓检测，检测到 耳机入仓后自动进入耳机充电模式，耳机充满后自 动进入休眠状态，静态电流最低可降至30uA。可灵 活定制耳机充满判饱电流，充满电流检测精度高达 1mA。IP6816 内置 MCU，可灵活定制4/3/2/1 颗 LED 电量显示。内置 10bit ADC，可准确计算电池电量。IP6816 采用QFN16 封装。 特性同步开关放电 充电 电量显示 低功耗 BOM 极简 深度定制 可灵活定制高性价比方案封装 QFN16（4*4*0.75）2 应用TWS 蓝牙耳机充电仓 锂电池便携设备
标签： 蓝牙耳机充电盒
上传时间： 2022-06-15
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TPS61088 具有 10A 开关的 13.2V 输出，同步升压转换器PS61088 是一款高功率密度的全集成升压转换器，配有一个 11mΩ 功率开关和一个 13mΩ 整流器开关，可为便携式系统提供高效的小尺寸解决方案。TPS61088 具有 2.7V 至 12V 的宽输入电压范围，可支持 用于 单节或双节锂电池。该器件具备 10A 开关电流能力，并且能够提供高达 12.6V 的输出电压。TPS61088 采用自适应恒定关断时间峰值电流控制拓扑结构来调节输出电压。在中等到重负载条件下，TPS61088 工作在 PWM 模式。在轻负载条件下，该器件可通过 MODE 引脚选择下列两种工作模式之一。一种是可提高效率的 PFM 模式；另一种是可避免因开关频率较低而引发应用问题的强制 PWM 模式。可通过外部电阻在 200kHz 至 2.2MHz 范围内调节 PWM 模式下的开关频率。TPS61088 还实现了可编程的软启动功能和可调节的开关峰值电流限制功能。此外，该器件还提供有 13.2V 输出过压保护、逐周期过流保护和热关断保护。TPS61088 采用 20 引脚 4.50mm × 3.50mm VQFN 封装。
上传时间： 2022-06-15
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PCF8591 8位A/D和D/A转换1、特性：单电源供电。工作电压： 2.5 V ~ 6V。待机电流低。I2C 总线串行输入/输出。通过3 个硬件地址引脚编址。采样速率取决于I2C 总线速度。4个模拟输入可编程为单端或差分输入。自动增量通道选择。模拟电压范围： VSS~VDD。片上跟踪与保持电路。8 位逐次逼近式A/D 转换。带一个模拟输出的乘法DAC。2、应用：闭环控制系统。用于远程数据采集的低功耗转换器。电池供电设备。在汽车、音响和TV 应用方面的模拟数据采集。3、概述：PCF8591 是单片、单电源低功耗8 位CMOS 数据采集器件， 具有4 个模拟输入、一个输出和一个串行I2C 总线接口。3 个地址引脚A0、A1 和A2 用于编程硬件地址，允许将最多8 个器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。器件的地址、控制和数据通过两线双向I2C 总线传输。器件功能包括多路复用模拟输入、片上跟踪和保持功能、8 位模数转换和8 位数模拟转换。最大转换速率取决于I2C 总线的最高速率。I2C 总线系统中的每一片PCF8591 通过发送有效地址到该器件来激活。该地址包括固定部分和可编程部分。可编程部分必须根据地址引脚A0、A1 和A2 来设置。在I2C 总线协议中地址必须是起始条件后作为第一个字节发送。地址字节的最后一位是用于设置以后数据传输方向的读/写位。（见图4、16、17）
上传时间： 2022-06-17
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1.1 什么是整流电路整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成，20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的结构可分为桥式电路和零式电路：按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路1.2整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命：1957年美国通用公司研制了第一个品闸管，标志着电力电子技术的诞生：70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段：80年代后期，以绝缘极双极型品体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。另外，采用全控型器件的电路的主要控制方式为PWM脉宽调制式，后来，又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），随着全控型电力电子器件的发展，电力电电路的工作频率也不断提高。同时。电力电子器件的开关损耗也随之增大，为了减小开关损耗，软开关技术便应运而生，零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）把电力电子技术和整流电路的发展推向了新的高潮。
标签： 整流电路
上传时间： 2022-06-18
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在电力系统中，发电机输出的功率有两种，一种是有功功率，另外一种是无功功率。有功功率是保持电设备正常运行的功率，无功功率反映了无源网络中电源与电容和电感之间的能量转换，虽未被网络消耗，但反映了网络内部与外部交换能量能力的大小。大多数电力电子装置的功率因数很低，它们所消耗的无功功率在电力系统所输送的电量中占有很大的比例。无功功率增加会导致电流的增大，设备及线路的损耗增加，导致大量有功电能损耗。同时使功因数偏低、系统电压下降。无功功率如果不能就地补偿，用户负荷所需要的无功功率全靠发、院电设备长距离提供，就会使配电、输电和发电设施不能充分发挥作用，降低发、输电的能力，使电网的供电质量恶化，严重时可能会使系统电压崩溃，造成大面积停电事故所以当无功电源容量不足时，会使电气设备的容量得不到充分利用，降低馈电线路的输电能力，增大线损，使系统电压难以保证，电网向用户输送功率的能力也受到影响。随着电网容量的不断增加，对电网无功功率的要求也与日俱增，因此解决好配电电网的无功补偿问题，对电网的安全和节能降耗有着重要的现实意义。\/供电系统常山于感性负截过重，造成感性无功过大，电能质量下，，功率因数过低。为提高电能质量和功率因数，维护电力系统安全、稳定地运行，常需在低压侧装设无功补偿装置。电力设备的无功补偿装置可以分为两部分，即硬件部分和软件部分，而软件部分的设备有一项重要的内容即人机界面的交互部分，如果能有一个更为人性化的人机界面，势必会使无功补偿装置操作更为简单方便。
上传时间： 2022-06-18
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