CN104043577B - 一种数字化智能式超声功率源及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化智能式超声功率源及其使用方法，通过微处理器直接产生PWM激励脉冲信号，经后级电路调整用于驱动超声换能器；通过调节电压可调电源，控制超声功率源的输出功率；通过实时监测工频市电的电流和电压可调电源的电压，调整超声功率源的工作状态；通过实时采样阻抗匹配电路的电压和谐振匹配电路的电流，经微处理器分析阻抗特性来动态调整PWM激励脉冲信号的频率，实现一个动态匹配的过程，保证换能器始终工作在谐振点，输出最大的有用功率，本发明超声功率可调，匹配方式简单、精度较高，电路简单，安全可靠，成本低，具有较广的应用前景。

Description

一种数字化智能式超声功率源及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种数字化智能式超声功率源及其使用方法，属于超声功率源技术领域。

背景技术

对于任何一个电子设备系统而言，实现其数字化、智能化是目前追求的一个方向。对于超声功率源来说，实现其数字化、智能化也是必不可少的。数字化在于替代了传统模拟方式产生超声驱动信号，而是通过使用微处理器直接产生超声驱动信号，便于调节超声驱动信号的频率和脉宽；智能化在于优化了传统的超声功率源功能，实现了超声功率源的功率可调、超声驱动时间的设定以及上电自检、动态匹配等功能，而且，具有良好的人机交互效果，且成本低，安全性高，操作简单，适合市场的需求。

我们知道超声空化效应是指超声波作用下的液体分子产生数以万计的空化泡，当声压达到一定值时空化泡破裂而产生冲击波的过程；超声机械效应是指超声波作用下的液体分子纵向压缩和拉升，激烈碰撞产生非常强大的冲击力的过程。研究发现，超声功率源的功率不同超声空化效应和机械效应的效果不同，通过设计该超声功率源能够有效地驱动超声换能器，并根据不同的使用环境，调整超声功率源的功率，实现超声作用的最佳效果。

超声功率源与超声换能器匹配有两个方面：一是阻抗匹配，一般采用变压器实现；二是谐振匹配，一般有L、C电路实现，其中阻抗匹配根据前后阻值计算变压器匝数比进行设计，较为简单，而谐振匹配较为复杂；谐振匹配方法主要包括静态匹配和动态匹配，静态匹配即在超声功率源输出频率与超声换能器静态谐振频率相同的条件下，超声功率源输出阻抗与超声换能器输入阻抗的匹配，它适用于要求超声换能器的工作频率固定的应用场合，但超声换能器在长时间工作后，可能由于负载变化或扰动等原因会引起换能器工作频率偏离固有工作频率，这样导致静态匹配效果不佳；动态匹配一般使用频率自动跟踪技术，实时跟踪系统谐振频率的变化，保证电路匹配，提高系统的效率，克服静态匹配中的不足。动态匹配方法，关键在于超声驱动信号的频率变化，传统的模拟信号产生方式较为复杂，而使用微处理器直接改变超声驱动信号的频率，方便可靠，具有更加的匹配效果。

因此，开发一种数字化智能式超声功率源，是当前超声功率源迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有的超声功率源，超声驱动信号的频率不易调节、超声功率不易调节、无安全的监测电路、动态匹配效果差的问题。本发明的数字化智能式超声功率源及其使用方法，实现了超声功率源的数字化、智能化，具有超声驱动信号频率可调，超声功率可调，系统上电安全监测，动态匹配效果好的功能，电路结构简单，操作简单，成本较低，易于实现，具有较广的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：包括

微处理器，用于直接产生PWM激励脉冲信号和控制超声功率源工作；

电压可调电源，用于给功率放大电路提供工作电压；

过压过流监测电路，用于实时监测工频市电的电流、电压可调电源的电压；

电压电流采样电路，用于实时采样阻抗匹配电路的电压、谐振匹配电路的电流；

控制面板，用于控制超声功率源，实现人机交互；

超声换能器，用于实现电声能量转换；

第一滤波整形电路，用于对过压过流监测电路的监测信号进行滤波整形处理；

第二滤波整形电路，用于对电压电流采样电路的采样信号进行滤波整形处理；

还包括用于对微处理器产生的PWM激励脉冲信号调整，依次串联的隔离缓冲电路、功放驱动电路、功率放大电路、阻抗匹配电路、谐振匹配电路；

所述隔离缓冲电路，用于隔离微处理器与功放驱动电路，提高PWM激励脉冲信号的幅值；

所述功放驱动电路，用于驱动功率放大电路；

所述功率放大电路，用于PWM激励脉冲信号的功率放大；

所述阻抗匹配电路，用于实现功率放大后的PWM激励脉冲信号与超声换能器的阻抗匹配；

所述谐振匹配电路，用于使超声换能器工作在纯电阻状态；

所述微处理器通过电压可调电源与功率放大电路的电源输入端相连接，所述电压可调电源通过过压过流监测电路与第一滤波整形电路相连接，所述第一滤波整形电路与微处理器相连接，所述阻抗匹配电路、谐振匹配电路分别与电压电流采样电路相连接，所述电压电流采样电路通过第二滤波整形电路与微处理器相连接。

前述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述微处理器的型号为MSP430F149，产生占空比可调节的PWM脉冲激励信号的频率为15-30kHz。

前述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述功率放大电路为半桥型D类功率放大电路或者全桥型D类功率放大电路。

前述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述阻抗匹配电路设有阻抗匹配变压器，所述阻抗匹配变压器包括PQ-28型骨架、E-E型铁氧体，并通过高频高温线圈绕制而成，通过调整阻抗匹配变压器的初级与次级匝数比，实现阻抗匹配。

前述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述谐振匹配电路设有谐振匹配电感，所述谐振匹配电感包括PQ-28型骨架、E-E型铁氧体，并通过高频高温线圈绕制而成，通过调整谐振匹配电感的绕制匝数来调整电感值，实现在不同频率下与超声换能器的静态匹配。

前述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述超声换能器为柱状压电陶瓷换能器。

前述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述电压可调电源采用开关电源拓扑结构，通过微处理器实时控制电压可调电源的输出电压。

基于上述的数字化智能式超声功率源的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），检查确定超声换能器的工作频率和额定功率，接通超声功率源的电源，通过控制面板设定超声换能器的工作频率和功率、工频市电的电流、电压可调电源的电压；

步骤（B），过压过流监测电路监测工频市电的电流和电压可调电源的电压，经第一滤波整形电路整形滤波，通过微处理器分析，控制电压可调电源或者功率放大电路的开通时间，实现超声功率源功率的调整，保证超声功率源的安全工作；

步骤（C），电压电流采样电路分别采样所述阻抗匹配电路两端的电压和谐振匹配电路的电流，经第二滤波整形电路整形滤波，通过微处理器分析阻抗变换特性和相位变换特性实现阻抗和谐振的静态匹配，保证超声换能器输出最大的有用功率；

步骤（D），在超声换能器工作稳定后，超声换能器的谐振点会在中心频率处产生偏移，则重复步骤（C）进行动态匹配调节，保证超声换能器工作在谐振点，输出最大的有用功率。

前述的数字化智能式超声功率源的使用方法，其特征在于：步骤（B）实现超声功率源功率的调整的方法为，

（B1），通过微处理器每隔1s开启过压过流监测电路的监测信号输入通道，并与控制面板设定的电压值和电流值进行对比；

（B2）判断电压值和电流值是否在设定的正常工作范围内，若电压值和电流值在设定的正常工作范围内，则保持微处理器输出的PWM激励脉冲信号的频率不变的情况下，一方面调节PWM激励脉冲占空比，改变功率放大电路的开通时间，实现超声功率源输出功率的调整；另一方面，调节电压可调电源的供电电压，实现超声功率源输出功率的调整；若电压值和电流值不在设定的正常工作范围内，则继续判断测出的电压值和电流值偏离正常工作范围的值；

（B3）若偏离正常工作范围的值不超过设定值的10%，则通过微处理器调节电压可调电源的电压，实现超声功率源的正常工作，否则由微处理器控制直接切断电压可调电源和工频市电。

前述的数字化智能式超声功率源的使用方法，其特征在于：重复步骤（C）进行动态匹配调节的方法为，

（C1）通过微处理器每隔1s开启电压电流采样电路的采样信号输入通道，快速计算电压和电流的相位差；

（C2）判断相位差是否在设定的正常工作范围内，若相位差在设定的正常工作范围内，则保持微处理器输出PWM激励脉冲信号的的频率不变；若相位差不在设定的正常工作范围内，则继续判断测出的相位差对应的超声换能器的阻抗特性；

（C3）若超声换能器电路呈电容性，则增大微处理器输出PWM激励脉冲信号的频率；若超声换能器电路呈电感性，则减小微处理器输出的PWM激励脉冲信号的频率；

（C4）重复步骤（C3），直到测量的相位差稳定在设定的正常工作范围内，超声换能器工作在谐振点，输出最大的有用功率；

（C5）当超声换能器的谐振点会在中心频率偏移，通过控制面板控制微处理器启动动态快速扫频，微处理器以中心频率100Hz为扫频区间，以0.1s为时间间隔进行扫频，实现超声换能器的动态匹配。

本发明的有益效果是：本发明的数字化智能式超声功率源及其使用方法，通过微处理器直接产生PWM激励脉冲信号，经后级电路调整用于驱动超声换能器；通过调节电压可调电源，控制超声功率源的输出功率；通过实时监测工频市电的电流和电压可调电源的电压，调整超声功率源的工作状态；通过实时采样阻抗匹配电路的电压和谐振匹配电路的电流，经微处理器分析阻抗特性来动态调整PWM激励脉冲信号的频率，实现一个动态匹配的过程，保证换能器始终工作在谐振点，输出最大的有用功率，本发明超声功率可调，匹配方式简单、精度较高，电路简单，安全可靠，实现了超声功率源的数字化、智能化，具有超声驱动信号频率可调，超声功率可调，系统上电安全监测，动态匹配效果好的功能，电路结构简单，操作简单，成本较低，易于实现，具有较广的应用前景。

附图说明

图1是本发明的数字化智能式超声功率源的系统框图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的数字化智能式超声功率源，包括

微处理器，用于直接产生PWM激励脉冲信号和控制超声功率源工作；

电压可调电源，用于给功率放大电路提供工作电压；

过压过流监测电路，用于实时监测工频市电的电流、电压可调电源的电压；

电压电流采样电路，用于实时采样阻抗匹配电路的电压、谐振匹配电路的电流；

控制面板，用于控制超声功率源，实现人机交互；

超声换能器，用于实现电声能量转换；

第一滤波整形电路，用于对过压过流监测电路的监测信号进行滤波整形处理；

第二滤波整形电路，用于对电压电流采样电路的采样信号进行滤波整形处理；

还包括用于对微处理器产生的PWM激励脉冲信号调整，依次串联的隔离缓冲电路、功放驱动电路、功率放大电路、阻抗匹配电路、谐振匹配电路；

所述隔离缓冲电路，用于隔离微处理器与功放驱动电路，提高PWM激励脉冲信号的幅值；

所述功放驱动电路，用于驱动功率放大电路；

所述功率放大电路，用于PWM激励脉冲信号的功率放大；

所述阻抗匹配电路，用于实现功率放大后的PWM激励脉冲信号与超声换能器的阻抗匹配；

所述谐振匹配电路，用于使超声换能器工作在纯电阻状态；

所述微处理器通过电压可调电源与功率放大电路的电源输入端相连接，所述电压可调电源通过过压过流监测电路与第一滤波整形电路相连接，所述第一滤波整形电路与微处理器相连接，所述阻抗匹配电路、谐振匹配电路分别与电压电流采样电路相连接，所述电压电流采样电路通过第二滤波整形电路与微处理器相连接。

所述微处理器的型号为MSP430F149，产生占空比可调节的PWM脉冲激励信号的频率为15-30kHz，MSP430F149芯片，具有精简指令集结构，配合8M的外部时钟，具有高效的处理能力；具有快速PWM信号输出单元，其精度高，频率可调，占空比可调；低功耗，低成本，操作简单；

所述隔离缓冲电路，用于隔离微处理器和功放驱动电路，提高超声驱动信号的幅值，使用5V供电的非门芯片74LS04，具有6个非门结构，采用两个非门串联成一个传输门，接入后级的功放驱动电路；

所述功放驱动电路，用使用集成芯片IR2110，用于大功率MOSFET和IGBT专用栅极驱动集成电路，该芯片体积小，集成度高，响应快，偏值电压高，驱动能力强，内设欠压封锁，而且其成本低，易于调试，并设有外部保护封锁端口，尤其是上管驱动采用外部自举电容上电，使得驱动电源路数目较其他IC驱动大大减小，该芯片能够将一路功率放大电路变成两路同频反相的信号，使半桥型D类功率放大电路的上、下功率开关管交替导通工作；

所述功率放大电路为半桥型D类功率放大电路或者全桥型D类功率放大电路，本发明选用半桥型D类功率放大电路，由若干电阻电容组成的RC缓冲电路和由IRFP460功率开关管组成的桥臂构成；

所述阻抗匹配电路设有阻抗匹配变压器，阻抗匹配变压器包括PQ-28型骨架、E-E型铁氧体，并通过高频高温线圈绕制而成，通过调整阻抗匹配变压器的初级与次级匝数比，实现阻抗匹配；

所述谐振匹配电路设有谐振匹配电感，所述谐振匹配电感包括PQ-28型骨架、E-E型铁氧体，并通过高频高温线圈绕制而成，通过调整谐振匹配电感的绕制匝数来调整电感值，实现在不同频率下与超声换能器的静态匹配。

所述超声换能器为柱状压电陶瓷换能器，可以使传播到水中的超声波有较好的声场分布情况，顺利实现超声空化效应与超声机械效应的效果；

所述电压可调电源采用开关电源拓扑结构，通过微处理器实时控制电压可调电源的输出电压；

所述电压电流采样电路，用于采集阻抗匹配电路的实时工作电压和谐振匹配电路实时工作电流，电压电流采样电路包括电压采样电路和电流采样电路，其中电压采样电路是通过阻抗匹配变压器次级拉出四个抽头，两个抽头用于连接谐振电路和超声换能器，通过采集另外两个抽头的电压，根据匝数比即可得知超声换能器的工作电压；电流采样电路是与包括调谐匹配电路在内的超声换能器串联一个固定阻值的高精度功率电阻，其阻值较小（其分压作用可以忽略不计），由此功率电阻的两端电压与固定阻值的比值就是超声换能器的工作电流；

所述第一或者第二滤波整形电路，用于去除采样信号或监测信号中的毛刺，并对采样信号进行波形变换，包括滤波单元和波形变换单元，波形变换单元将采样信号或监测信号转化成单稳态电平信号；

所述电压电流监测电路，用于监测工频市电的电流和电压可调电源的电压，包括电压监测单元和电流监测单元，电流监测采用电流互感器监测；

基于上述的数字化智能式超声功率源的使用方法，包括以下步骤，

步骤（A），检查确定超声换能器的工作频率和额定功率，接通超声功率源的电源，通过控制面板设定超声换能器的工作频率和功率、工频市电的电流、电压可调电源的电压；

步骤（B），过压过流监测电路监测工频市电的电流和电压可调电源的电压，经第一滤波整形电路整形滤波，通过微处理器分析，控制电压可调电源或者功率放大电路的开通时间，实现超声功率源功率的调整，保证超声功率源的安全工作，这里实现超声功率源功率的调整的方法为，

（B1），通过微处理器每隔1s开启过压过流监测电路的监测信号输入通道，并与控制面板设定的电压值和电流值进行对比；

（B2）判断电压值和电流值是否在设定的正常工作范围内，若电压值和电流值在设定的正常工作范围内，则保持微处理器输出的PWM激励脉冲信号的频率不变的情况下，一方面调节PWM激励脉冲占空比，改变功率放大电路的开通时间，实现超声功率源输出功率的调整；另一方面，调节电压可调电源的供电电压，实现超声功率源输出功率的调整；若电压值和电流值不在设定的正常工作范围内，则继续判断测出的电压值和电流值偏离正常工作范围的值；

（B3）若偏离正常工作范围的值不超过设定值的10%，则通过微处理器调节电压可调电源的电压，实现超声功率源的正常工作，否则由微处理器控制直接切断电压可调电源和工频市电；

步骤（C），电压电流采样电路分别采样所述阻抗匹配电路两端的电压和谐振匹配电路的电流，经第二滤波整形电路整形滤波，通过微处理器分析阻抗变换特性和相位变换特性实现阻抗和谐振的静态匹配，保证超声换能器输出最大的有用功率；

步骤（D），在超声换能器工作稳定后，超声换能器的谐振点会在中心频率处产生偏移，则重复步骤（C）进行动态匹配调节，保证超声换能器工作在谐振点，输出最大的有用功率，重复步骤（C）进行动态匹配调节的方法为，

（C1）通过微处理器每隔1s开启电压电流采样电路的采样信号输入通道，快速计算电压和电流的相位差；

（C2）判断相位差是否在设定的正常工作范围内，若相位差在设定的正常工作范围（设置在-5°-+5°之间）内，则保持微处理器输出PWM激励脉冲信号的的频率不变；若相位差不在设定的正常工作范围内，则继续判断测出的相位差对应的超声换能器的阻抗特性；

（C3）若超声换能器电路呈电容性，则增大微处理器输出PWM激励脉冲信号的频率；若超声换能器电路呈电感性，则减小微处理器输出的PWM激励脉冲信号的频率；

（C4）重复步骤（C3），直到测量的相位差稳定在设定的正常工作范围内，超声换能器工作在谐振点，输出最大的有用功率；

（C5）当超声换能器的谐振点会在中心频率偏移，通过控制面板控制微处理器启动动态快速扫频，微处理器以中心频率100Hz为扫频区间，以0.1s为时间间隔进行扫频，实现超声换能器的动态匹配。

综上所述，本发明的数字化智能式超声功率源及其使用方法，通过微处理器直接产生PWM激励脉冲信号，经后级电路调整用于驱动超声换能器；通过调节电压可调电源，控制超声功率源的输出功率；通过实时监测工频市电的电流和电压可调电源的电压，调整超声功率源的工作状态；通过实时采样阻抗匹配电路的电压和谐振匹配电路的电流，经微处理器分析阻抗特性来动态调整PWM激励脉冲信号的频率，实现一个动态匹配的过程，保证换能器始终工作在谐振点，输出最大的有用功率，本发明超声功率可调，匹配方式简单、精度较高，电路简单，安全可靠，实现了超声功率源的数字化、智能化，具有超声驱动信号频率可调，超声功率可调，系统上电安全监测，动态匹配效果好的功能，电路结构简单，操作简单，成本较低，易于实现，具有较广的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：包括

微处理器，用于直接产生PWM激励脉冲信号和控制超声功率源工作；

电压可调电源，用于给功率放大电路提供工作电压；

过压过流监测电路，用于实时监测工频市电的电流、电压可调电源的电压；

电压电流采样电路，用于实时采样阻抗匹配电路的电压、谐振匹配电路的电流；

控制面板，用于控制超声功率源，实现人机交互；

超声换能器，用于实现电声能量转换；

第一滤波整形电路，用于对过压过流监测电路的监测信号进行滤波整形处理；

第二滤波整形电路，用于对电压电流采样电路的采样信号进行滤波整形处理；

还包括用于对微处理器产生的PWM激励脉冲信号调整，依次串联的隔离缓冲电路、功放驱动电路、功率放大电路、阻抗匹配电路、谐振匹配电路；

所述隔离缓冲电路，用于隔离微处理器与功放驱动电路，提高PWM激励脉冲信号的幅值；

所述功放驱动电路，用于驱动功率放大电路；

所述功率放大电路，用于PWM激励脉冲信号的功率放大；

所述阻抗匹配电路，用于实现功率放大后的PWM激励脉冲信号与超声换能器的阻抗匹配；

所述谐振匹配电路，用于使超声换能器工作在纯电阻状态；

所述微处理器通过电压可调电源与功率放大电路的电源输入端相连接，所述电压可调电源通过过压过流监测电路与第一滤波整形电路相连接，所述第一滤波整形电路与微处理器相连接，所述阻抗匹配电路、谐振匹配电路分别与电压电流采样电路相连接，所述电压电流采样电路通过第二滤波整形电路与微处理器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述微处理器的型号为MSP430F149，产生占空比可调节的PWM脉冲激励信号的频率为15-30kHz。

3.根据权利要求1所述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述功率放大电路为半桥型D类功率放大电路或者全桥型D类功率放大电路。

4.根据权利要求1所述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述阻抗匹配电路设有阻抗匹配变压器，所述阻抗匹配变压器包括PQ-28型骨架、E-E型铁氧体，并通过高频高温线圈绕制而成，通过调整阻抗匹配变压器的初级与次级匝数比，实现阻抗匹配。

5.根据权利要求1所述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述谐振匹配电路设有谐振匹配电感，所述谐振匹配电感包括PQ-28型骨架、E-E型铁氧体，并通过高频高温线圈绕制而成，通过调整谐振匹配电感的绕制匝数来调整电感值，实现在不同频率下与超声换能器的静态匹配。

6.根据权利要求1所述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述超声换能器为柱状压电陶瓷换能器。

7.根据权利要求1所述的一种数字化智能式超声功率源，其特征在于：所述电压可调电源采用开关电源拓扑结构，通过微处理器实时控制电压可调电源的输出电压。

8.基于权利要求1所述的数字化智能式超声功率源的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），检查确定超声换能器的工作频率和额定功率，接通超声功率源的电源，通过控制面板设定超声换能器的工作频率和功率、工频市电的电流、电压可调电源的电压；

步骤（B），过压过流监测电路监测工频市电的电流和电压可调电源的电压，经第一滤波整形电路整形滤波，通过微处理器分析，控制电压可调电源或者功率放大电路的开通时间，实现超声功率源功率的调整，保证超声功率源的安全工作；

步骤（C），电压电流采样电路分别采样所述阻抗匹配电路两端的电压和谐振匹配电路的电流，经第二滤波整形电路整形滤波，通过微处理器分析阻抗变换特性和相位变换特性实现阻抗和谐振的静态匹配，保证超声换能器输出最大的有用功率；

步骤（D），在超声换能器工作稳定后，超声换能器的谐振点会在中心频率处产生偏移，则重复步骤（C）进行动态匹配调节，保证超声换能器工作在谐振点，输出最大的有用功率。

9.根据权利要求8所述的数字化智能式超声功率源的使用方法，其特征在于：步骤（B）实现超声功率源功率的调整的方法为，

（B1），通过微处理器每隔1s开启过压过流监测电路的监测信号输入通道，并与控制面板设定的电压值和电流值进行对比；

（B2）判断电压值和电流值是否在设定的正常工作范围内，若电压值和电流值在设定的正常工作范围内，则保持微处理器输出的PWM激励脉冲信号的频率不变的情况下，一方面调节PWM激励脉冲占空比，改变功率放大电路的开通时间，实现超声功率源输出功率的调整；另一方面，调节电压可调电源的供电电压，实现超声功率源输出功率的调整；若电压值和电流值不在设定的正常工作范围内，则继续判断测出的电压值和电流值偏离正常工作范围的值；

（B3）若偏离正常工作范围的值不超过设定值的10%，则通过微处理器调节电压可调电源的电压，实现超声功率源的正常工作，否则由微处理器控制直接切断电压可调电源和工频市电。

10.根据权利要求8所述的数字化智能式超声功率源的使用方法，其特征在于：重复步骤（C）进行动态匹配调节的方法为，

（C1）通过微处理器每隔1s开启电压电流采样电路的采样信号输入通道，快速计算电压和电流的相位差；

（C2）判断相位差是否在设定的正常工作范围内，若相位差在设定的正常工作范围内，则保持微处理器输出PWM激励脉冲信号的的频率不变；若相位差不在设定的正常工作范围内，则继续判断测出的相位差对应的超声换能器的阻抗特性；

（C3）若超声换能器电路呈电容性，则增大微处理器输出PWM激励脉冲信号的频率；若超声换能器电路呈电感性，则减小微处理器输出的PWM激励脉冲信号的频率；

（C4）重复步骤（C3），直到测量的相位差稳定在设定的正常工作范围内，超声换能器工作在谐振点，输出最大的有用功率；

（C5）当超声换能器的谐振点会在中心频率偏移，通过控制面板控制微处理器启动动态快速扫频，微处理器以中心频率100Hz为扫频区间，以0.1s为时间间隔进行扫频，实现超声换能器的动态匹配。