Proyek saya perlu menggerakkan transduser piezoelektrik ultrasonik daya menengah dari generator sapuan gelombang sinus ( / gigi gergaji ) yang menyapu +/- 2% dari frekuensi resonansi transduser.
Pertanyaannya: Apa pilihan paling sederhana saya untuk menggerakkan transduser ini dari sinyal berbentuk DDS, dengan distorsi yang cukup rendah (5-10%)?
- Gunakan IC power amplifier dari rel tegangan tinggi, dengan banyak pendingin panas, untuk secara langsung menggerakkan transduser
- Gunakan IC power amplifier, lalu (?) Tahap amplifikasi transistor saat ini, lalu transformator step-up yang sesuai (perlu bantuan mengidentifikasi) untuk menggerakkan transduser
- Gunakan semacam (perlu bantuan mengidentifikasi) IC penguat daya tinggi kelas D yang tidak akan membutuhkan banyak heat sink ( Edit: Bukan solusi, lihat Catatan 7 ).
- Beberapa opsi lain sepenuhnya
- Sunting: Dari saran di bawah ini, Identifikasi modul amplifier OEM yang sesuai dengan parameter dan batasannya.
UPDATE: [15-Oct-2012] Opsi 5 di atas tampaknya jawaban terbaik, jika satu atau dua modul OEM yang sesuai dapat ditunjukkan - Tidak ada yang ditemukan dalam penelitian saya sejauh ini. Karenanya meninggalkan pertanyaan terbuka.
Generasi gelombang sapuan melalui IC DDS, AD9850, Lembar Data di sini: AD9850 CMOS 125 MHz Complete DDS Synthesizer
Salah satu transduser yang tersedia untuk saya: 5938D-25LBPZT-4 ( Ultrasonic Langevin Transducers )
- Frekuensi resonansi: 25 KHz
- Impedansi resonan: 10-20 Ohm
- Kapasitansi: 5400 pf +/- 10%
- Daya input: 60W
- Datasheet: Saya harap saya bisa menemukannya!
Transduser akan mengubah kasus ke kasus, dari 20KHz ke 135KHz, masing-masing dalam kisaran 50-250 watt, mirip dalam desain dengan yang di atas.
Desain driver yang saya lihat untuk transduser ini biasanya menggunakan switching yaitu gelombang persegi untuk menggerakkannya, digerakkan MOSFET, dengan Vpp 100v dalam beberapa kasus! ( Apakah perangkat ini bahkan membutuhkan tegangan semacam itu? Edit: Jelas sekali)
Beberapa driver menggunakan filter yang disetel untuk membentuk gelombang ke sinus atau perkiraannya.
Sayangnya, ini tidak berfungsi untuk keperluan saya - Proyek ini adalah perangkat tunggal yang pertama-tama akan mendeteksi frekuensi resonansi transduser yang terpasang pada rentang penuh 20-135KHz, kemudian menyapu setiap frekuensi resonansi dengan gelombang sinus pertama, ( Edit: Menghapus persyaratan ini sebagai tidak layak: maka sinyal gigi gergaji, ) pada output daya yang ditentukan, biasanya sekitar setengah daya pengenal transduser.
Jadi yang saya cari adalah kearifan komunitas ini dalam menyarankan pendekatan ramah-prototipe yang cocok untuk mendapatkan bentuk gelombang DDS ke transduser. Terima kasih semua!
Menambahkan beberapa catatan berdasarkan komentar dan tanggapan yang diterima:
- Akurasi bentuk gelombang tidak super-kritis, distorsi 5% sangat dapat diterima. Masalah termal dan pemborosan daya melalui disipasi pada tahap amplifier adalah masalah yang lebih besar. Biaya adalah masalah utama, setidaknya sampai melewati tahap prototipe.
- Telah disarankan bahwa modul amplifier OEM prebuilt yang sesuai dengan persyaratan mungkin merupakan taruhan terbaik saya. Meskipun itu menarik, saya masih berharap untuk alternatif di samping, dan pemeriksaan, opsi yang saya usulkan dalam pertanyaan saya, karenanya belum menandai jawaban yang diterima.
- Belum ditemukan modul OEM online yang mencakup rentang frekuensi 20KHz hingga 135KHz, bahkan untuk output 50 watt. Yang disarankan dalam respons dirancang untuk 3.5KHz, dan frekuensi switching-nya adalah 100KHz. ( Menjatuhkan persyaratan ini: Juga, bukankah saya memerlukan bandwidth jauh lebih tinggi dari itu, untuk menangani gelombang gigi gergaji dengan akurasi sepintas? Saya mungkin harus melewati persyaratan gigi gergaji, dan membatasi pertanyaan saya menjadi gelombang sinus, jika gigi gergaji atau lainnya pengiriman gelombang sewenang-wenang dipandang oleh responden sebagai tidak terjangkau dengan biaya yang wajar. )
- Pendekatan baru yang disarankan adalah Kelas B dengan umpan balik. Peringatan yang disebutkan adalah disipasi tinggi pada tahap amplifier ini. Jadi dua tambahan untuk pertanyaan saya:
- Apakah ada IC amplifier Kelas B monolitik yang mungkin mencakup rentang frekuensi yang diinginkan (20KHz hingga 135KHz, menyerah pada gelombang gigi gergaji) dan kebutuhan daya (maks 50 watt)?
- Berapa kisaran pembuangan panas yang diharapkan pada tahap kelas B seperti itu, sebagai persentase dari pengiriman daya yang diharapkan ke transduser?
- Baru Tentang Kelas D amplifier, monolitik atau OEM: Mereka perlu menggunakan frekuensi switching dari urutan 800KHz atau lebih tinggi, untuk mendukung gelombang sinus 100-135KHz dengan THD yang wajar. Untuk persyaratan distorsi 5%, frekuensi switching harus lebih tinggi. Frekuensi switching yang tinggi seperti amplifier daya D sepertinya tidak ada.