CN112751476A - 一种超声波频率跟踪方法 - Google Patents

一种超声波频率跟踪方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112751476A
CN112751476A CN202110073618.0A CN202110073618A CN112751476A CN 112751476 A CN112751476 A CN 112751476A CN 202110073618 A CN202110073618 A CN 202110073618A CN 112751476 A CN112751476 A CN 112751476A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
current
voltage
fuzzy
compensation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110073618.0A
Other languages
English (en)
Inventor
江新红
李仁余
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changjiang Intelligent Technology Guangdong Co ltd
Original Assignee
Changjiang Intelligent Technology Guangdong Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changjiang Intelligent Technology Guangdong Co ltd filed Critical Changjiang Intelligent Technology Guangdong Co ltd
Priority to CN202110073618.0A priority Critical patent/CN112751476A/zh
Publication of CN112751476A publication Critical patent/CN112751476A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

本发明公开一种超声波频率跟踪方法，包括有以下步骤：（1）由电压驱动电路和电流取用电路分别对超声波换能器进行电压和电流的采集取样；（2）采集取样后的电压和电流分别输入至电压滤波电路和电流滤波电路进行滤波处理；（3）滤波后的电压和电流分别输入电压比较器和电流比较器进行比较处理；（4）比较处理后的电压和电流输入至相位检测和电平转换电路进行信号转换处理；通过利用电压比较器和电流比较器分别对滤波后的电压和电流进行比较，比较后再进入转换，并配合模糊控制器控制电压补偿电路和电流补偿电路分别向功率驱动电路进行电压补偿和电流补偿，从而可有效缩短启动时间，工作带宽更宽，并且控制精度也更高，为使用带来便利。

Description

一种超声波频率跟踪方法
技术领域
本发明涉及超声波控制领域技术，尤其是指一种超声波频率跟踪方法。
背景技术
超声波电源又称为超声波发生器，是所有超声应用领域的能源提供者，超声波换能器由于工作环境(如温度、压力等)影响，其谐振频率会发生漂移，为了使换能器始终处于谐振状态，超声波电源输出电压频率必须始终跟随超声波换能器谐振频率变化。
传统的超声波电源频率跟踪方法有最大电流搜索谐振频率方法、锁相环频率跟踪方法和匹配电感调节方法等。其中，最大电流搜索谐振频率方法是利用超声波换能器在谐振频率状态下阻抗最小、输出电流最大的特点，采集换能器回路最大电流，比较得出电流最大值所对应的频率，即换能器的谐振频率，该方法需要电源对换能器进行扫频，频率跟踪的速度受到扫频周期的制约，启动时间较长。锁相环频率跟踪方法通过采样电源输出电压、电流的相位关系来改变输出电压的交变频率，以达到换能器回路谐振的效果，其跟踪精度比最大电流法要高，能获得较好的谐振效果，但其工作带宽较窄。匹配电感调节法是在电源输出频率不变的情况下，通过调节换能器回路匹配电感的大小来调节电源输出电压、电流的相位差，以达到换能器回路谐振的目的，该方法控制精度较低，很多场合中通过手动控制实现，在精度要求较高的场合并不建议使用，一般作为其它频率跟踪方法的辅助控制。
因此，有必要研究一种方案以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种超声波频率跟踪方法，其能有效解决现有之跟踪方法存在启动时间长、工作带宽窄、精度低的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种超声波频率跟踪方法，包括有以下步骤：
（1）由电压驱动电路和电流取用电路分别对超声波换能器进行电压和电流的采集取样；
（2）采集取样后的电压和电流分别输入至电压滤波电路和电流滤波电路进行滤波处理；
（3）滤波后的电压和电流分别输入电压比较器和电流比较器进行比较处理；
（4）比较处理后的电压和电流输入至相位检测和电平转换电路进行信号转换处理；
（5）转换处理后的电压和电流输入至模糊控制器中，由模糊控制器控制功率驱动电路，同时模糊控制器控制电压补偿电路和电流补偿电路分别向功率驱动电路进行电压补偿和电流补偿。
作为一种优选方案，所述模糊控制器包括有第一乘法器、模糊化电路、模糊控制算法电路、模糊决策电路、第二乘法器和调节电路，该相位检测和电平转换电路输出的信号经第一乘法器进入模糊化电路，模糊化电路对信号进行模糊化处理后，送入模糊控制算法电路，模糊控制算法电路对信号进行模糊控制算法后，信号进入模糊决策电路，模糊决策电路对信号进行模糊决策，并将处理结构经由第二乘法器进入调节电路，调节电路连接功率驱动电路、电压补偿电路和电流补偿电路。
作为一种优选方案，所述电压滤波电路和电流滤波电路均为带通滤波器。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
通过利用电压比较器和电流比较器分别对滤波后的电压和电流进行比较，比较后再进入转换，并配合模糊控制器控制电压补偿电路和电流补偿电路分别向功率驱动电路进行电压补偿和电流补偿，从而可有效缩短启动时间，工作带宽更宽，并且控制精度也更高，为使用带来便利。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的控制电路示意图。
附图标识说明：
10、超声波换能器 11、电压驱动电路
12、电流取用电路 13、电压滤波电路
14、电流滤波电路 15、电压比较器
16、电流比较器 17、相位检测和电平转换电路
20、模糊控制器 31、功率驱动电路
32、电压补偿电路 33、电流补偿电路。
具体实施方式
请参照图1所示，本发明揭示了一种超声波频率跟踪方法，包括有以下步骤：
（1）由电压驱动电路11和电流取用电路12分别对超声波换能器10进行电压和电流的采集取样。
（2）采集取样后的电压和电流分别输入至电压滤波电路13和电流滤波电路14进行滤波处理；所述电压滤波电路13和电流滤波电路14均为带通滤波器。
（3）滤波后的电压和电流分别输入电压比较器15和电流比较器16进行比较处理。
（4）比较处理后的电压和电流输入至相位检测和电平转换电路17进行信号转换处理。
（5）转换处理后的电压和电流输入至模糊控制器20中，由模糊控制器20控制功率驱动电路31，同时模糊控制器20控制电压补偿电路32和电流补偿电路33分别向功率驱动电路31进行电压补偿和电流补偿。具体而言，所述模糊控制器20包括有第一乘法器、模糊化电路、模糊控制算法电路、模糊决策电路、第二乘法器和调节电路，该相位检测和电平转换电路17输出的信号经第一乘法器进入模糊化电路，模糊化电路对信号进行模糊化处理后，送入模糊控制算法电路，模糊控制算法电路对信号进行模糊控制算法后，信号进入模糊决策电路，模糊决策电路对信号进行模糊决策，并将处理结构经由第二乘法器进入调节电路，调节电路连接功率驱动电路31、电压补偿电路32和电流补偿电路33。
本发明的设计重点在于：通过利用电压比较器和电流比较器分别对滤波后的电压和电流进行比较，比较后再进入转换，并配合模糊控制器控制电压补偿电路和电流补偿电路分别向功率驱动电路进行电压补偿和电流补偿，从而可有效缩短启动时间，工作带宽更宽，并且控制精度也更高，为使用带来便利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种超声波频率跟踪方法，其特征在于：包括有以下步骤：
（1）由电压驱动电路和电流取用电路分别对超声波换能器进行电压和电流的采集取样；
（2）采集取样后的电压和电流分别输入至电压滤波电路和电流滤波电路进行滤波处理；
（3）滤波后的电压和电流分别输入电压比较器和电流比较器进行比较处理；
（4）比较处理后的电压和电流输入至相位检测和电平转换电路进行信号转换处理；
（5）转换处理后的电压和电流输入至模糊控制器中，由模糊控制器控制功率驱动电路，同时模糊控制器控制电压补偿电路和电流补偿电路分别向功率驱动电路进行电压补偿和电流补偿。
2.根据权利要求1所述的一种超声波频率跟踪方法，其特征在于：所述模糊控制器包括有第一乘法器、模糊化电路、模糊控制算法电路、模糊决策电路、第二乘法器和调节电路，该相位检测和电平转换电路输出的信号经第一乘法器进入模糊化电路，模糊化电路对信号进行模糊化处理后，送入模糊控制算法电路，模糊控制算法电路对信号进行模糊控制算法后，信号进入模糊决策电路，模糊决策电路对信号进行模糊决策，并将处理结构经由第二乘法器进入调节电路，调节电路连接功率驱动电路、电压补偿电路和电流补偿电路。
3.根据权利要求1所述的一种超声波频率跟踪方法，其特征在于：所述电压滤波电路和电流滤波电路均为带通滤波器。
CN202110073618.0A 2021-01-20 2021-01-20 一种超声波频率跟踪方法 Pending CN112751476A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110073618.0A CN112751476A (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种超声波频率跟踪方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110073618.0A CN112751476A (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种超声波频率跟踪方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112751476A true CN112751476A (zh) 2021-05-04

Family

ID=75652622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110073618.0A Pending CN112751476A (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种超声波频率跟踪方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112751476A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114264367A (zh) * 2021-12-24 2022-04-01 纵目科技（上海）股份有限公司 用于确定超声波传感器的谐振频率的方法和装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201304720Y (zh) * 2008-12-05 2009-09-09 东莞市长江超声波机有限公司 一种超声波塑料焊接机中频率跟踪电路结构
CN103580028A (zh) * 2013-11-13 2014-02-12 丽水职业技术学院 一种基于物联网技术的动态电压恢复系统
CN110149056A (zh) * 2019-05-27 2019-08-20 西安石油大学 基于模糊pi控制技术的超声波电源输出信号频率跟踪系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201304720Y (zh) * 2008-12-05 2009-09-09 东莞市长江超声波机有限公司 一种超声波塑料焊接机中频率跟踪电路结构
CN103580028A (zh) * 2013-11-13 2014-02-12 丽水职业技术学院 一种基于物联网技术的动态电压恢复系统
CN110149056A (zh) * 2019-05-27 2019-08-20 西安石油大学 基于模糊pi控制技术的超声波电源输出信号频率跟踪系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114264367A (zh) * 2021-12-24 2022-04-01 纵目科技（上海）股份有限公司 用于确定超声波传感器的谐振频率的方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103567134B (zh) 超声电源的匹配装置及其匹配方法
CN110702971B (zh) 自动跟踪换能器串联谐振频率的超声驱动电源
WO2020220558A1 (zh) 实现llc谐振变换器多步调频的数字控制方法
CN111817711B (zh) 一种超声波加工系统的频率跟踪方法
CN113014088B (zh) 一种宽负载范围的全固态射频电源
CN112075973A (zh) 一种超声骨刀动态阻抗反馈方法
CN203352842U (zh) 带有频率跟踪电路的感应加热设备
CN112751476A (zh) 一种超声波频率跟踪方法
CN108832838B (zh) 基于arm和乘法器的恒功率驱动电源及驱动方法
CN112731829A (zh) 一种医用超声波电源的动态匹配网络及其匹配方法
CN111751774A (zh) 一种基于惠斯登桥的微弱信号抗干扰检测的处理方法及装置
CN112865341A (zh) Lc串联拓扑无线充电系统的异物检测方法
CN111308232B (zh) 用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取系统及方法
CN112713822B (zh) 一种高频调制电机位置检测装置
CN116593938B (zh) 一种全桥llc谐振变换器开关管开路故障检测方法与电路
CN111375538B (zh) 频率控制电路及超声波换能器系统
CN116526698A (zh) 高压铁塔监测设备无线供能系统的自主调谐稳频系统及方法
CN109883537A (zh) 基于直流电流确定谐振频率的超声换能器及其方法
CN113484609B (zh) 一种基于lcl滤波器阻尼的电网阻抗检测方法
CN212367135U (zh) 一种llc谐振变换器控制电路及直流充电模块
CN112886850B (zh) 一种换能器驱动系统及方法
CN214427525U (zh) 一种采用静电激励的q值测试系统
CN113934137A (zh) 一种超声波电源谐振频率跟踪方法及系统
CN221227537U (zh) 一种解决穿戴式设备磁谐通信失谐问题的装置
CN113134155A (zh) 透皮弥散术皮肤治疗仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210504

RJ01 Rejection of invention patent application after publication