طراحی، شبیه سازی و ساخت منبع تغذیه آلتراسونیک توان بالا

کاربردهای آلتراسونیک در صنعت و علوم پزشکی روز به روز گسترش می یابد و دستیابی به فناوری روز دنیا در این حیطه امری اجتناب ناپذیر است. در بسیاری از کاربردهای آلتراسونیک، مبدل های پیزوالکتریک نقش اساسی در این زمینه ایفا می کنند. این مبدل ها وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را داشته و ارتعاشات مکانیکی کنترل شده ای را تولید می نمایند. لذا این مبدل ها نیاز به منابع تغذیه تحریک کننده ای دارند تا بتوانند به درستی در فرکانس تشدید خود نوسان نمایند و بیشترین توان الکتریکی را انتقال دهند. همچنین در حین انجام کار با تغییر پارامترهای محیطی، فرکانس کاری مبدل می تواند تغییر نماید که وجود یک سیستم با قابلیت تنظیم خودکار بدون دخالت اپراتور می تواند تأثیر بسزایی در بهبود عملکرد منبع تغذیه داشته باشد. در این پژوهش یک منبع تغذیه آلتراسونیک توان بالا با قابلیت خود تنظیمی طراحی شده است و از جدیدترین روش های متداول استفاده می نماید. این طراحی ابتدا شبیه سازی شده و با توجه به خروجی های مطلوب شبیه سازی، به صورت سخت افزاری پیاده سازی گردیده است. نتایج عملی حاصل از این پژوهش بیانگر صحت عملکرد منبع تغدیه می باشد. در فصل اول این پایان نامه، پس از معرفی اجمالی مبدل های پیزوالکتریک، به کاربردهای آنها اشاره شد. سپس مشکل آنالوگ بودن سیستم های سنتی و عدم خودتنظیمی آنها بیان گردید که هدف این پروژه برطرف نمودن موارد مذکور و بومی سازی آن برای استفاده در صنعت کشور می باشد. در فصل دوم با ذکر تاریخچه ای مختصر از روند پیشرفت سلول های پیزوالکتریک، مروری بر کارهای انجام شده صورت خواهد گرفت. در فصل سوم طراحی مدار شامل واحد تولید سیگنال، تقویت کننده کلاس d و مدلسازی سلول پیزوالکتریک بیان شده اند. سپس این مدل برای شبیه سازی در نرم افزار matlab جهت بررسی رفتار سلول پیزوالکتریک به کار برده شده است. فصل چهارم مراحل پیاده سازی سخت افزاری از معرفی بخش های مختلف و بیان نحوه ارتباط آنها با یکدیگر تا طراحی برد را تشریح می کند. در ادامه این فصل به بررسی نرم افزارهای نوشته شده و تکنیک های برنامه نویسی پرداخته خواهد شد. در فصل پنجم آزمایش ها و نتایج عملی مورد بررسی قرار گرفته اند. در انتهای این فصل جمع بندی، نتیجه گیری و پیشنهادات برای کارهای آتی بیان شده اند.