【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及键合机的超声波焊接，具体为一种恒压恒流切换电路、切换方法及超声波驱动电路。
技术介绍
1、键合机是一种用于半导体芯片制造的设备,其工作原理是将金属线，通常是铝或金，焊接到芯片表面的金属引脚上。这些金属线用于连接芯片上的不同部分,形成电路。
2、压电式超声波换能器是一种利用压电陶瓷，将电能转化为机械能的能量转换器，可将交变电信号转换为一定频率及幅度的机械振动，随后通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到劈刀焊头，焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的结合部，实现超声波焊接。
3、超声波换能器工作时，阻抗会随着温度发生变化；为确保每一个焊点都拥有较好的一致性，主要有恒定电流与恒定电压两种控制方式。
4、以恒定电流为例，输出过程电流保持稳定，包络线平直，每一个焊点均保持同样的输出电流，从而达到较好的一致性，见图1所示。在一些其他场景中，维持稳定的电压，比稳定的电流更有效果，此时需要采用恒定电压控制模式，见图2所示。
5、现有技术通常采用软件来进行调节，通过采集当前电压/电流，与设定值比对后进行调节，这种调节方式存在几种缺陷：
6、1、软件调控存在一定的延时，在焊接负载剧烈变化时，不能及时调节稳定；
7、2、硬件电路只支持恒压或恒流中的一种，在开机自检时，只能使用恒压或恒流中的一种来进行扫频，不能满足多场景下的使用。如负载阻抗很大时，恒压扫频会导致电流很小，严重影响扫频精度；
8、3、无法进行恒流与恒压模式的切换。
9、现有技术
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：解决目前采用软件来进行调节超声波换能器的恒流控制或恒压控制的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种恒压恒流切换电路，包括：模拟开关(310)、交流转直流模块和积分运算电路模块；
4、根据模拟开关(310)的使用产品不同，模拟开关(310)、交流转直流模块和积分运算电路模块连接关系不同，以及交流转直流模块和积分运算电路模块的数量也不同：
5、当模拟开关(310)为模拟单刀双掷开关，且模拟单刀双掷开关位于切换电路末尾时：
6、其中，所述交流转直流模块包括结构相同的第一交流转直流模块(321)和第二交流转直流模块(322)；积分运算电路模块包括结构相同的第一积分运算电路模块(331)和第二积分运算电路模块(332)；
7、超声波换能器输出的电流反馈与第一交流转直流模块(321)、第一积分运算电路模块(331)依次连接，形成恒流支路；
8、超声波换能器输出的电压反馈与第二交流转直流模块(322)、第二积分运算电路模块(332)依次连接，形成恒压支路；
9、所述恒压支路和所述恒流支路的输出与模拟单刀双掷开关连接。
10、在本专利技术的一实施例中，所述交流转直流模块包括运算放大器u11b、电阻r21、r22、r23、r24、r25、r28、二极管d5、d6；
11、电阻r24的一端与运算放大器u11b的反相输入端连接；
12、二极管d5、d6串联后与电阻r22并联，以及二极管d5的阴极与运算放大器u11b的反相输入端连接；
13、电阻r23和r24并联，以及电阻r23和r24并联后的一端与二极管d6的阳极连接，另一端与电阻r21、连接；以及电阻r21与电阻r24的另一端连接；
14、电阻r28一端与运算放大器u11b的同相输入端连接，另一端接地。
15、在本专利技术的一实施例中，所述积分运算电路模块包括运算放大器u6、电阻r17、r18、电容cs9、c15、c14；
16、电阻r17与运算放大器u6的反相输入端连接；
17、电阻r18与运算放大器u6的同相输入端连接；
18、电容cs9的两端分别与运算放大器u6的反相输入端和输出端连接；
19、电容c15的一端与运算放大器u6的同相输入端连接，另一端接地；
20、电容c14的一端与运算放大器u6的正极电源端子连接，另一端接地。
21、在本专利技术的一实施例中，当模拟单刀双掷开关位于切换电路末尾时：
22、模拟单刀双掷开关的a1端口与所述恒流支路的输出端连接；模拟单刀双掷开关的a2端口与所述恒压支路的输出端连接；
23、模拟单刀双掷开关的enb端口与单片机mcu连接；
24、模拟单刀双掷开关的b端口输出选择信号；
25、单片机mcu发出控制信号，选择模拟单刀双掷开关的a1端口或a2端口连通模拟单刀双掷开关的b端口。
26、在本专利技术的一实施例中，当模拟开关(310)为模拟双路单刀双掷开关时：
27、模拟双路单刀双掷开关的输入端分别与超声波换能器输出的电流反馈和电压反馈连接；模拟双路单刀双掷开关的输出端依次与所述交流转直流模块和所述积分运算电路模块连接。
28、在本专利技术的一实施例中，超声波换能器输出的电压反馈的输出端分别于模拟双路单刀双掷开关的no1端口和cn2端口连接；超声波换能器输出的电流反馈输出端分别与模拟双路单刀双掷开关的nc1端口和no2端口连接；以及模拟双路单刀双掷的com2端口与所述交流转直流模块连接；单片机mcu与模拟双路单刀双掷开关的in1端口和in02端口连接；模拟双路单刀双掷开关的com2端口输出选择信号，单片机mcu控制将电压反馈或电流反馈与模拟双路单刀双掷开关的com2端口连通。
29、在本专利技术的一实施例中，当模拟单刀双掷开关位于切换断路的首端时：
30、所述交流转直流模块包括结构相同的第三交流转直流模块(323)和第四交流转直流模块(324)；
31、超声波换能器输出的电流反馈与第三交流转直流模块(323)连接后与模拟单刀双掷开关的输入端连接；
32、超声波换能器输出的电压反馈与第四交流转直流模块(324)连接后与模拟单刀双掷开关的输入端连接；
33、模拟单刀双掷开关的输出端与积分运算电路模块连接。
34、模拟单刀双掷开关的a1端口与超声波换能器输出的电流反馈连接；模拟单刀双掷开关的a2端口与超声波换能器输出的电压反馈连接；单片机mcu与模拟单刀双掷开关的enb端口连接；模拟单刀双掷开关的b端口输出选择信号；单片机mcu发出控制信号，选择模拟单刀双掷开关的a1端口或a2端口连通模拟单刀双掷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种恒压恒流切换电路，其特征在于，包括：模拟开关(310)、交流转直流模块和积分运算电路模块；
2.根据权利要求1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，所述交流转直流模块包括运算放大器U11B、电阻R21、R22、R23、R24、R25、R28、二极管D5、D6；
3.根据权利要求1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，所述积分运算电路模块包括运算放大器U6、电阻R17、R18、电容CS9、C15、C14；
4.根据权利1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，当模拟单刀双掷开关位于切换电路末尾时：
5.根据权利1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，当模拟开关(310)为模拟双路单刀双掷开关时：
6.根据权利5所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，超声波换能器输出的电压反馈的输出端分别于模拟双路单刀双掷开关的NO1端口和CN2端口连接；超声波换能器输出的电流反馈输出端分别与模拟双路单刀双掷开关的NC1端口和NO2端口连接；以及模拟双路单刀双掷的COM2端口与所述交流转直流模块连接；单片机MCU与模拟双路单刀双掷开关的IN1端口
7.根据权利1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，当模拟单刀双掷开关位于切换断路的首端时：
8.根据权利7所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，模拟单刀双掷开关的A1端口与超声波换能器输出的电流反馈连接；模拟单刀双掷开关的A2端口与超声波换能器输出的电压反馈连接；单片机MCU与模拟单刀双掷开关的ENB端口连接；模拟单刀双掷开关的B端口输出选择信号；单片机MCU发出控制信号，选择模拟单刀双掷开关的A1端口或A2端口连通模拟单刀双掷开关的B端口。
9.一种根据权利要求1-8任一所述恒压恒流切换电路的切换方法，其特征在于，包括：模拟开关(310)切换超声波换能器输出的电压反馈、电流反馈；交流转直流模块将超声波换能器输出的电压反馈或电流反馈转换为直流信号后传递给积分运算电路模块。
10.一种超声波驱动电路，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的恒压恒流切换电路。
...【技术特征摘要】
1.一种恒压恒流切换电路，其特征在于，包括：模拟开关(310)、交流转直流模块和积分运算电路模块；
2.根据权利要求1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，所述交流转直流模块包括运算放大器u11b、电阻r21、r22、r23、r24、r25、r28、二极管d5、d6；
3.根据权利要求1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，所述积分运算电路模块包括运算放大器u6、电阻r17、r18、电容cs9、c15、c14；
4.根据权利1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，当模拟单刀双掷开关位于切换电路末尾时：
5.根据权利1所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，当模拟开关(310)为模拟双路单刀双掷开关时：
6.根据权利5所述的恒压恒流切换电路，其特征在于，超声波换能器输出的电压反馈的输出端分别于模拟双路单刀双掷开关的no1端口和cn2端口连接；超声波换能器输出的电流反馈输出端分别与模拟双路单刀双掷开关的nc1端口和no2端口连接；以及模拟双路单刀双掷的com2端口与所述交流转直流模块连接；单片机mcu与模拟双路单刀双掷...
【专利技术属性】
技术研发人员：高捷，吴玉笛，赵涛，郝文博，
申请(专利权)人：安徽汉先智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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