在塑料件的超声焊接过程中,换能器发热将导致谐振频率发生漂移,使得系统工作在非谐振的状态下,造成驱动电源损耗增加且输出功率不稳定,严重劣化塑料焊接的质量。因此,研究开发能够进行频率快速跟踪以及输出功率连续可调的超声波焊接驱动电源具有重要的实际应用价值。论文围绕传统超声波塑料焊接驱动电源存在输出功率不稳定以及频率跟踪响应慢、负载突变易失锁等问题展开研究,并设计了2kW超声波塑料焊接用驱动电源。首先,在对超声波塑料焊接驱动电源需求分析的基础之上,进行了主电路拓扑结构分析。结合设计需求,采用全桥不控整流电路,并设计了以IGBT为开关管的全桥逆变电路。针对传统的匹配电路存在滤波、谐振匹配等方面的问题,设计了LCL型匹配电路,具有滤波、变阻性好等优点。其次,对驱动电源控制电路的总体结构进行了设计,控制系统以DSP为主控制芯片,同时设计了电压电流采样电路、信号调理电路、相位检测电路、真有效值转换电路、驱动电路等。之后,基于积分分离PI控制结合数字频率合成技术DDS进行了频率自动跟踪控制设计,解决了传统超声波驱动电源存在频率跟踪响应慢、易失锁现象,并且频率分辨率可达到1Hz。针对输出功率调节问题,采用移相控制方式,结合软开关技术减小开关损耗,通过获取实时功率与给定相比较得到误差信号,经由PI控制器输出移相角信号,并由UC3879移相控制IC发出开关管驱动信号,从而实现输出功率0kW~2kW连续可调和稳定。最后,利用MATLAB/Simulink对驱动电源的设计方案进行仿真分析,仿真验证了频率自动跟踪的快速性准确性,以及对输出功率的连续可调;搭建了超声波驱动电源的焊接实验平台,对设计的超声波驱动电源进行焊接测试分析,实验结果验证了设计的驱动电源能够实现频率迅速跟踪和输出功率连续可调。