超声波电源是用于驱动超声换能器产生超声波的电源装置。近年来,随着超声波的应用领域越来越广泛,对电源装置的功能以及性能也提出了一些新的需求。本文旨在针对超声波电源新型功能需求,设计并实现一款能够应用在不同工作环境下的双路超声波电源,主要工作如下。首先,以控制二维超声振动轨迹为出发点,分析了换能器的驱动原理、换能器输出振动模型、振幅调节方式、二维超声相位控制等问题。同时为保证二维超声中两换能器工作状态一致,设计了二维同步跟频方法。其次,分别对电源的整流滤波电路、逆变电路、驱动电路、换能器匹配电路以及主控电路、采样反馈电路等电路进行了详细设计,给出了模块电路原理图,完成电路中主要芯片与器件的选型,并进行焊接调试。之后进行电源中FPGA控制器的功能开发。包括对全桥逆变驱动波形发生器模块,数字鉴相器模块,数据采样模块,通讯模块等数字电路进行设计与仿真。设计过程不仅考虑了功能的实现,同时也考虑了电路时序的优化设计,保证FPGA内部电路运行时的稳定性。通过内部逻辑资源搭建了NIOS软核,从而采用软件编程的方式实现了一些复杂的控制逻辑。针对对电源工作性能起决定性作用的振幅调节稳定性问题,设计了用于快速恒定换能器电流的PID算法,通过simulink仿真进行参数整定,使其适用于本系统。最后通过搭建测试环境对电源进行整体测试,验证电源功能的设计实现情况。本文将FPGA控制器的并行性优势充分应用到了双路超声电源的驱动控制中,解决了二维超声中频率同步调节与工作状态一致性的问题,使产品拥有良好的性能表现,对于多路超声电源的推广应用具有重要意义。