一种可强制振动的超声波电源制造技术

一种可强制振动的超声波电源，包括整流滤波电路、超声脉冲驱动电路、逆变电路、限压电路、阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路由所述LLC变压器和所述匹配电容构成。所述整流滤波电路用于将交流电源输入的交流电整流滤波转换为直流电，用作所述逆变电路的功率直流电源。所述超声脉冲驱动电路用作为所述逆变电路提供超声脉冲驱动信号。所述LLC变压器包括磁芯、初级线包和次级线包，所述初级线包和所述次级线包串联在由所述磁芯构成的闭合磁路上，所述初级线包和所述次级线包相互隔离并保持一定的间隔距离，所述初级线包上绕制有初级绕组，所述次级线包同时绕制有相互隔离的次级绕组和电压反馈绕组。电压反馈绕组。电压反馈绕组。

【技术实现步骤摘要】
一种可强制振动的超声波电源


[0001]本申请涉及超声波应用领域，特别是一种可强制振动的超声波电源。

技术介绍

[0002]超声波电源又称做超声波发生器，作用是把输入的电能转换成超声高频交流电信号，是超声波换能器系统的驱动信号源。
[0003]常规的超声波电源工作时要求必须工作在谐振状态下，输出的高频驱动电信号频率要求必须同其所配套的超声波换能器系统固有频率一致，超声波电源工作时，输出的高频驱动电信号频率一旦偏离超声波换能器系统固有频率，就会导致失谐，失谐会导致超声波电源的输出端出现反激寄生高压，反激寄生高压可能会导致超声波换能器电声部件高压击穿而烧损超声波换能器，还可能会导致超声波电源负载短路而烧损超声波电源，也可能会反串进超声电源内部电路导致超声波电源内部电路元器件高压击穿。
[0004]然而，超声实际应用中，有些工况，超声波电源输出的高频驱动电信号频率不能或着是不需要同其所配套的超声波换能器系统固有频率一致，也就是说有时超声波电源不能或不需要工作在谐振状态下，如超声波除垢系统，超声波换能器所连接除垢对象，结构复杂，拥有很多振动模态，单纯的一个固定频率很难达到整体的除垢效果，这就要求超声波电源工作在变频或扫频模式下，超声波电源工作在变频或扫频模式下，就很难做到输出的高频驱动电信号同超声波换能器系统固有频率一致，超声波电源驱动换能器大部分时间段工作在强制振动状态下，也就是失谐状态下，常规超声波电源如果工作在失谐状态下，很容易损坏，也很容易导致所驱动的超声波换能器损坏。

技术实现思路

[0005]本技术目的在于提供一种可强振动的超声波电源。
[0006]本技术的实施例可以通过以下技术方案实现：一种可强制振动的超声波电源，包括整流滤波电路、超声脉冲驱动电路、逆变电路、限压电路、阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路由所述LLC变压器和所述匹配电容构成。
[0007]所述整流滤波电路用于将交流电源输入的交流电整流滤波转换为直流电，用作所述逆变电路的功率直流电源。
[0008]所述超声脉冲驱动电路用作为所述逆变电路提供超声脉冲驱动信号。
[0009]所述LLC变压器包括磁芯、初级线包和次级线包，所述初级线包和所述次级线包串联在由所述磁芯构成的闭合磁路上，所述初级线包和所述次级线包相互隔离并保持一定的间隔距离，所述初级线包上绕制有初级绕组，所述次级线包同时绕制有相互隔离的次级绕组和电压反馈绕组。
[0010]优选的，所述阻抗匹配电路将所述逆变电路转换的高频交流电经阻抗变换后隔离输出至所述超声波换能器，为所述超声波换能器提供所需要的超声电信号。
[0011]优选的，所述逆变电路在所述超声脉冲驱动电路提供的超声脉冲驱动信号驱动
下，将所述整流滤波电路提供的功率直流电源转变为高频交流电。
[0012]优选的，所述限压电路由反馈电路和整流电路构成，所述阻抗匹配电路输出端产生的反激寄生高压电通过反馈电路传导至整流电路，又经整流电路整流后反馈到所述逆变电路的功率直流电源上，所述限压电路将所述阻抗匹配电路输出至所述超声波换能器的超声电信号的电压限制在一个安全的范围内。
[0013]优选的，所述逆变电路转换的高频交流电接在所述LLC变压器的所述初级绕组上，所述次级绕组一端连接所述超声波换能器的正极，另一端经所述匹配电容连接在所述超声波换能器的负极并同时同地线相连，所述LLC变压器的漏感Le配合所述匹配电容和所述超声波换能器的静态电容构成LC串联谐振回路。
[0014]优选的，所述电压反馈绕组用作所述限压电路的反馈电路，所述电压反馈绕组感应所述次级绕组的反激寄生高压，并通过所述整流电路转换为脉冲直流电，所述脉冲直流电同功率直流电源相连，一旦所述脉冲直流电的电压高于功率直流电源电压，所述脉冲直流电将被所述功率直流电源所吸收，从而达到限压的目的。
[0015]优选的，所述LLC变压器的所述初级线包和所述次级线包相互隔离并保持一定的间隔距离，通过调整所述初级线包和所述次级线包之间的间隔距离可以调整所述LLC变压器的所述漏感Le大小，所述漏感Le配合所述匹配电容同超声波换能器静态电容构成LC串联谐振回路，使得超声波源输出回路接近纯阻性。
[0016]优选的，所述整流电路是一种半桥整流电路，由第一二极管、第二二极管和第二电容、第三电容构成，所述第一二极管的负极连接功率直流电源的正极V+，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极并同时与所述LLC变压器的所述电压反馈绕组一端相连，所述第二二极管的正极连接功率直流电源的负极V
‑
，所述第二电容、所述第三电容一端相连并同时与所述LLC变压器的所述电压反馈绕组另一端相连，所述第二电容、所述第三电容另一端分别同功率直流电源的正极V+和负极V
‑
相连。
[0017]优选的，所述整流电路是一种全桥整流电路，由所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管、所述第四二极管构成，所述第一二极管、所述第三二极管的负极连接功率直流电源的正极V+，所述第二二极管、所述第四二极管的正极连接功率直流电源的负极V
‑
，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极并同时与所述LLC变压器的所述电压反馈绕组一端相连，所述第二二极管的正极连接所述第四二极管的负极并同时与所述LLC变压器的所述电压反馈绕组另一端相连。
[0018]优选的，所述超声波换能器是一种压电超声波换能器。
[0019]本技术实施例提供的一种可强振动的超声波电源至少具有以下有益效果：
[0020]本技术的超声波电源设有限压电路，限压电路可以限制超声波电源因失谐导致的输出端的反激寄生高压，把输出至超声波换能器的超声电信号的电压限制在一个安全的范围内，从而可以保证超声波换能器7和超声波电源的工作安全。
[0021]本技术的超声波电源可以提供强制振动，可以在变频、扫频等各种形式的失谐状态下安全工作，可以广泛应用于超声波除垢、超声波振动加工、超声波振动去应力等需要复杂频率组合强制振动的工况。
[0022]本技术的超声波电源采用LLC变压器作为超声波输出核心部件，LLC变压器兼有阻抗变换、阻抗匹配、隔离输出和反激寄生高压反馈多种功能，使得整个超声波电源输出
回路变的简单、稳定、可靠，适合广泛推广。
附图说明
[0023]图1是本技术一种可以强制振动的超声波电源一种可强制振动的超声波电源工作原理方框图；
[0024]图2是本技术一种可以强制振动的超声波电源一种可强制振动的超声波电源阻抗匹配电路5的原理图；
[0025]图3是本技术一种可以强制振动的超声波电源一种可强制振动的超声波电源LLC变压器6的结构图；
[0026]图4是本技术一种可强制振动的超声波电源实施实例1的电路的原理图
[0027]图5是本技术一种可强制振动的超声波电源实施实例2的电路的原理图
[0028]图中标号
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可强制振动的超声波电源，其特征在于：包括整流滤波电路、超声脉冲驱动电路、逆变电路、限压电路、阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路由LLC变压器和匹配电容构成，所述整流滤波电路用于将交流电源输入的交流电整流滤波转换为直流电，用作所述逆变电路的功率直流电源；所述超声脉冲驱动电路用作为所述逆变电路提供超声脉冲驱动信号；所述LLC变压器包括磁芯、初级线包和次级线包，所述初级线包和所述次级线包串联在由所述磁芯构成的闭合磁路上，所述初级线包和所述次级线包相互隔离并保持一定的间隔距离，所述初级线包上绕制有初级绕组，所述次级线包同时绕制有相互隔离的次级绕组和电压反馈绕组。2.根据权利要求1所述的一种可强制振动的超声波电源，其特征在于：所述阻抗匹配电路将所述逆变电路转换的高频交流电经阻抗变换后隔离输出至超声波换能器，为超声波换能器提供所需要的超声电信号。3.根据权利要求1所述的一种可强制振动的超声波电源，其特征在于：所述逆变电路在所述超声脉冲驱动电路提供的超声脉冲驱动信号驱动下，将所述整流滤波电路提供的功率直流电源转变为高频交流电。4.根据权利要求1所述的一种可强制振动的超声波电源，其特征在于：所述限压电路由反馈电路和整流电路构成，所述阻抗匹配电路输出端产生的反激寄生高压电通过反馈电路传导至整流电路，又经整流电路整流后反馈到所述逆变电路的功率直流电源上，所述限压电路将所述阻抗匹配电路输出至超声波换能器的超声电信号的电压限制在一个安全的范围内。5.根据权利要求2所述的一种可强制振动的超声波电源，其特征在于：所述逆变电路转换的高频交流电接在所述LLC变压器的所述初级绕组上，所述次级绕组一端连接超声波换能器的正极，另一端经所述匹配电容连接在超声波换能器的负极并同时同地线相连，所述LLC变压器的漏感Le配合所述匹配电容和超声波换能器的静态电容构成LC串联谐振回路。6.根据权利要求4所述的一种可强制振动的超声波电源，其特征在于：所述电压反馈绕组用作所述限压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥国，
申请(专利权)人：威海国升超声技术有限公司，
类型：新型
国别省市：