CN103151949A

CN103151949A - 一种超声波清洗机电源

Info

Publication number: CN103151949A
Application number: CN2013100875719A
Authority: CN
Inventors: 卢平
Original assignee: WUXI NANFANG ACOUSTICS ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: WUXI NANFANG ACOUSTICS ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明公开了一种超声波清洗机电源，包括高速CPU处理单元，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路、阻抗匹配电路、高频电流电压采样电路、相位检测电路，保护电路，人机交互界面以及PC通讯模块；信号发生电路、高频电流电压采样电路、保护电路、相位检测电路、人机交互界面以及PC通讯模块均与高速CPU处理单元相接，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路以及阻抗匹配电路一次相接，阻抗匹配电路还与高频电流电压采样电路以及相位检测电路相接；保护电路分别与信号发生电路以及信号驱动电路相接。本发明使得换能器工作在最佳频率点，换能器电声转换效率高，且换能器长时间工作不会发热。

Description

一种超声波清洗机电源

技术领域

本发明涉及超声波清洗机，具体的说是超声波清洗机电源。

背景技术

超声波清洗电源按设计分自激方式电源和他激方式电源。

自激电路没有信号源，是把振荡、功放、输出变压器及换能器集为一体，形成一闭环回路，回路在满足幅度、相位反馈条件，组成一个有功率放大的振荡器。并谐振于换能器的机械共振频率上。

他激方式的电路由两部分组成，既信号源部分和信号放大部分。

信号源部分采用CPU为核心的信号发生和控制部分，产生方波信号供给信号放大电路;

信号放大部分是将信号源产生的信号放大后输出给超声波换能器。不同电路的超声波电源，其输出电路、电压的不同是导致传播效率高低的重要原因。

目前市场主流超声波电源，仅对工频电流进行采样，无法对超声输出功率进行准确控制；超声频率采用固定频率输出或者给定一定频率频率带宽扫频工作，此种形式电源频率不会随着换能器参数变化而变化。

主流超声波发生器均无通讯功能，无法作为部件应用于集成系统中。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有频率自适应功能，随着超声波换能器自身谐振频率的变化自动调整频率，保证换能器工作在最佳工作状态的超声波清洗机电源。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种超声波清洗机电源，包括高速CPU处理单元，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路、阻抗匹配电路、高频电流电压采样电路、相位检测电路，保护电路，人机交互界面以及PC通讯模块；信号发生电路、高频电流电压采样电路、保护电路、相位检测电路、人机交互界面以及PC通讯模块均与高速CPU处理单元相接，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路以及阻抗匹配电路一次相接，阻抗匹配电路还与高频电流电压采样电路以及相位检测电路相接；保护电路分别与信号发生电路以及信号驱动电路相接。

还包括功率保护电路，所述功率保护电路分别与高速CPU处理单元以及功率放大电路相接。

还包括换能器，所述换能器与阻抗匹配电路相接。

高速CPU处理单元控制信号发生电路，产生频率信号，频率信号输入到信号驱动电路后输入到功率放大电路中，然后经过阻抗匹配网络中，最终产生高频、高压信号加载在换能器上。另高速电流、电压采样电路和相位检测电路从换能器输入端采样，经过处理后输入到高速CPU处理单元；功率保护电路从功率放大电路末级采样，输入到高速CPU处理单元，通过保护电路控制信号开关以及高压通断。

有益效果：本发明通过对电流、电压进行采样，得到换能器的实际输入功率，且反馈到高速CPU处理单元处理，与预设功率进行比较，调整发生器的输出信号，从而达到恒功率输出的目的，功率稳定度>99%，使得换能器工作在最佳频率点，换能器电声转换效率高，且换能器长时间工作不会发热。

附图说明

图1为本发明结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种超声波清洗机电源，包括高速CPU处理单元，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路、阻抗匹配电路、高频电流电压采样电路、相位检测电路，保护电路，人机交互界面、PC通讯模块、功率保护电路以及换能器；信号发生电路、高频电流电压采样电路、保护电路、相位检测电路、人机交互界面以及PC通讯模块均与高速CPU处理单元相接，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路以及阻抗匹配电路一次相接，阻抗匹配电路还与高频电流电压采样电路以及相位检测电路相接；保护电路分别与信号发生电路以及信号驱动电路相接；功率保护电路分别与高速CPU处理单元以及功率放大电路相接，换能器与阻抗匹配电路相接。

高速CPU处理单元控制信号发生电路，产生频率信号，频率信号输入到信号驱动电路后输入到功率放大电路中，然后经过阻抗匹配网络中，最终产生高频、高压信号加载在换能器上。另高速电流、电压采样电路以及相位检测电路从换能器输入端采样，经过处理后输入到高速CPU处理单元；功率保护电路从功率放大电路末级采样，输入到高速CPU处理单元，通过保护电路控制信号开关以及高压通断。

通过对换能器输入端相位的检测，高速CPU处理单元判断换能器是否工作在谐振频率，并判断是否对频率信号进行修正；

通过对换能器输入端的电流、电压检测；CPU处理单元通过对信号发生电路的控制，来实现换能器恒定功率。

信号发生电路核心为数字频率合成器（AD9832），（AD9832是AD公司生产的直接数字频率合成器，其具有超高速的频率转换时间,极高的频率分辨率和较低的相位噪声,在频率改变与调频时,DDS器件能够保持相位的连续,因此很容易实现频率、相位和幅度调制）,高速CPU处理单元控制DDS产生一个预设的频率信号，经过分频后将其输入到信号驱动电路中。

本发明通过对换能器输入端的电流波形进行采样，自动跟踪超声波换能器谐振频率，并通过对换能器输入端进行高速电流、电压采样，实现恒定功率输出，通过通讯模块，实现上位机（触摸屏或者PC）对参数进行控制和显示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种超声波清洗机电源，其特征在于：包括高速CPU处理单元，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路、阻抗匹配电路、高频电流电压采样电路、相位检测电路，保护电路，人机交互界面以及PC通讯模块；信号发生电路、高频电流电压采样电路、保护电路、相位检测电路、人机交互界面以及PC通讯模块均与高速CPU处理单元相接，信号发生电路，信号驱动电路、功率放大电路以及阻抗匹配电路一次相接，阻抗匹配电路还与高频电流电压采样电路以及相位检测电路相接；保护电路分别与信号发生电路以及信号驱动电路相接。

2.根据权利要求1所述一种超声波清洗机电源，其特征在于：还包括功率保护电路，所述功率保护电路分别与高速CPU处理单元以及功率放大电路相接。

3.根据权利要求1所述一种超声波清洗机电源，其特征在于：还包括换能器，所述换能器与阻抗匹配电路相接。