超声焊接电源系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种超声波焊接电源系统。具体说是应用于超声波焊接、超声波清洗、超声波加工等功率超声应用领域。包括交流整流滤波、功率逆变、高频变压器及匹配电路、微处理器、频率跟踪电路、压控振荡电路、液晶显示。微处理器输出超声频率信号，加到分频器分频后输出到功率驱动电路，输出电流、电压信号通过乘法器送到微处理器。电流信号通过有效值检测电路加到压控振荡器，压控振荡器连接到微处理器。电压、电流和温度信号连接到微处理器。本实用新型专利技术专利采用微处理器直接输出移相控制信号驱动逆变器工作，采用周期内电流有效值偏差方式进行的频率跟踪方式，从而达到控制超声换能器始终在谐振状态下稳定可靠的工作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超声波焊接电源系统，具体说是用于超声波清洗、超声波塑料焊接、超声波金属焊接、超声加工等超声的应用领域。
技术介绍
现有超声波焊接电源、超声波清洗电源频率发生主要采用外部压控振荡器产生频率信号送到功率驱动，功率调整采用间隙工作、可控硅调压、改变PWM占空比等方式；脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。频率跟踪一般采用电压电流相位跟踪、或者最大功率跟踪或者最大电流方式跟踪。单纯采用模拟振荡器输出频率信号存在信号处理困难，如对PWM信号的占空比改变等需要外加复杂电路来实现；功率调整采用可控硅调压，容易引起电网谐波干扰；占空比调功当输出功率较小时难以实现功率精确控制。现有采用电压电流相位跟踪的频率跟踪模式，对电压电流信号畸变的情况下，不能正确的实现频率跟踪。
技术实现思路
为了解决现有技术中问题，本技术提供了一种新型的超声焊接电源系统。超声频率信号由微处理器直接输出，功率调节通过微处理器移相实现，频率跟踪采用一个周期内电流有效值偏差来控制振荡器实现。本技术提供了一种超声焊接电源系统，包括一高频逆变电路、一高频变压器、 至少一超声换能器、一微处理器、一压控振荡器、及一自动频率跟踪电路，所述高频逆变电路、高频变压器及超声换能器依次连接，由微处理器产生频率信号来控制超声换能器的工作，功率调节通过微处理器移相实现，频率跟踪采用一个周期内电流有效值偏差来控制压控振荡器实现。作为本技术的进一步改进，所述微处理器包括8位、16位、32位单片机或者 ARM (Advanced RISC Machines)嵌入式控制器。作为本技术的进一步改进，所述超声焊接电源系统进一步包括一电网滤波器、一整流装置及一滤波装置，所述电网滤波器、整流装置及滤波装置将电网的电压信号整流滤波后加到功率逆变器。作为本技术的进一步改进，所述微处理器输出两路移相的PWM信号，该信号通过分频电路加到PWM驱动器，推动高频逆变器工作，从而控制超声换能器的工作。脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。作为本技术的进一步改进，该超声换能器输出功率通过调整两路PWM信号的相位差来实现。作为本技术的进一步改进，所述PWM驱动器是一个脉冲变压器。作为本技术的进一步改进，所述自动频率跟踪电路具体如下，采集输出电流信号，通过带通滤波，计算电压一个周期内电流有效值的偏差，控制压控振荡器。作为本技术的进一步改进，所述高频逆变电路是一个IGBT模块或MOSFET 组成的桥式驱动电路。IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管。MOSFET 金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor).作为本技术的进一步改进，其温度保护是微处理器通过检测IGBT模块温度或者MOSFET功率管的温度来实现的；其过流保护是通过微处理器检测电流互感器的电流来实现的。作为本技术的进一步改进，还包括与微处理器连接的超声焊头气动控制装置，由微处理器控制启动时焊头下降，焊接完毕上升。作为本技术的进一步改进，包括显示焊接过程参数和输入焊接参数的显示屏，所述显示屏为图像液晶显示屏或者彩色触摸显示屏，所述显示屏与微处理器连接。作为本技术的进一步改进，还包括与微处理器连接的按键，所述按键为键盘或者旋转编码器或者触摸屏。作为本技术的进一步改进，输出功率的检测是通过计算输出电压与电流的乘积，由微处理器读取。本技术的有益效果是超声频率直接由微处理器输出，避免了现有由外部压控振荡器直接输出而产生频率漂移的现象，同时移相和功率调节直接由微处理器内部完成，不必另外在加移相电路，简化了电路的结构。采用移相方式进行功率调节具有功率控制精确，电路工作可靠等优点。采用周期内电流有效值偏差方式进行的频率跟踪方式，可以避免电流电压相位差频率跟踪方式下的电流畸变引起的无法跟踪缺陷。采用液晶屏来显示输入设置参数，输出过程参数，非常直观。有微处理器检测电压、电流、功率及温度，实现电路可靠与故障保护。系统由微处理器直接控制气动压力系统，简化了电路，节约了成本。附图说明图1是本技术超声焊接电源系统的系统电路原理框图。具体实施方式以下结合附图说明及具体实施方式对本技术进一步说明。 如图1所示，一种超声焊接电源系统，包括电网电源整流滤波电路、高频逆变电路、高频变压器、微处理控制器器、压控振荡器、自动频率跟踪电路，由微处理器产生频率信号来控制超声换能器的工作。由微处理器输出两路移相的PWM信号、该信号通过分频加到 PWM驱动器，推动高频逆变器工作，从而控制换能器的工作；该超声换能器输出功率通过调整两路PWM信号的相位差来实现；所述的驱动器是一个脉冲变压器。频率的调整是通过微处理器来实现的。自动频率跟踪电路的特点如下，采集输出电流信号，通过带通滤波，通过计算电压一个周期内电流有效值的偏差，从而控制压控振荡器来实现的。所述的微处理器包括各种8位、16位、32位单片机或者ARM嵌入式控制器。输出功率的检测是通过计算输出电压与电流的乘积，有微处理器读取的。高频逆变器是一个IGBT模块或MOSFET组成的桥式驱动电路；超声焊接电源系统的温度保护是微处理器通过检测IGBT模块温度或者MOSFET功率管的温度来实现的；其过流保护是通过微处理器检测电流互感器的电流来实现的。超声焊头气动控制由微处理器控制启动时焊头下降，焊接完毕上升。所述超声焊接电源系统的显示特征在于由图像液晶或者彩色触摸屏来显示焊接过程参数和输入焊接参数。所述超声焊接电源系统的输入特征在于由键盘输入或者旋转编码器输入或者触摸屏输入。以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。权利要求1.一种超声焊接电源系统，其特征在于包括一高频逆变电路、一高频变压器、至少一超声换能器、一微处理器、一压控振荡器、及一自动频率跟踪电路，所述高频逆变电路、高频变压器及超声换能器依次连接，由微处理器产生频率信号来控制超声换能器的工作，功率调节通过微处理器移相实现，频率跟踪采用一个周期内电流有效值偏差来控制压控振荡器实现。2.根据权利要求1所述的超声焊接电源系统，其特征在于所述微处理器包括8位、16 位、32位单片机或者ARM嵌入式控制器。3.根据权利要求1所述的超声焊接电源系统，其特征在于所述超声焊接电源系统进一步包括一电网滤波器、一整流装置及一滤波装置，所述电网滤波器、整流装置及滤波装置将电网的电压信号整流滤波后加到功率逆变器。4.根据权利要求1所述的超声焊接电源系统，其特征在于所述微处理器输出两路移相的PWM信号，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李正中，周光平，梁召峰，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：