CN112886850B - 一种换能器驱动系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换能器驱动系统用于驱动换能器工作；所述换能器驱动系统包括信号发生模块、隔离放大模块、逆变模块、阻抗匹配模块、电容分压模块、第一电压采样模块、第二电压采样模块及电流采样模块；信号发生模块输出第一脉冲信号经过隔离放大模块及逆变模块得到第二脉冲信号，信号发生模块输出第一控制信号控制阻抗匹配模块对换能器进行阻抗匹配，信号发生模块输出第二控制信号控制电容分压模块，并在第二脉冲信号的驱动下，改变换能器两端的电压大小；根据第一电压采样模块、第二采样模块及电流采样模块的采样信号，最终实现换能器的自动阻抗匹配，进而实现对换能器的全自动驱动。
Description
技术领域
本发明涉及压电换能器驱动控制领域，特别是涉及一种换能器驱动系统及方法。
背景技术
超声波的产生需要换能器进行工作，将电能转换为机械能。超声波换能器需要提供与其制造时标定好的频率的电压才能进行工作，同时换能器在工作过程中，由于各种因素的影响，其阻抗属性产生改变，其谐振频率也会产生漂移。因此换能器的工作需要换能器驱动电源的精密配合，才能进行顺利的工作。
超声换能器由压电陶瓷表面镀金属材料制作而成，其等效电路模型如图1所示，电阻抗一般为复阻抗。而功率源源阻抗和传输线特性阻抗一般为50欧姆，如直接将压电陶瓷超声换能器与传输线相连接，势必在传输线末端产生极强的功率反射，使传输线中形成驻波，严重时还可能损坏功率源。因此，需要采用阻抗匹配网络对压电陶瓷超声换能器和传输线进行阻抗匹配。
图1为压电陶瓷的等效电路，在电源频率为ωs时，压电换能器达到谐振状态，其包含静态电容C0支路的阻抗为:
另一支路的阻抗为：Z2＝R1(2)
总阻抗为:
为了使压电换能器的等效负载为纯电阻性质，减少虚功损耗，需要对电路进行电感匹配，采用串联连接时，依据公式(3)，需要匹配的电感值为：
经过阻抗匹配，电路的总阻抗为：
分析可知，Z＜R1，电路呈纯阻性，同时电阻值降低，达到了最好的工作效果。
现阶段的压电换能器的驱动系统都是首先通过阻抗分析仪分析压电换能器的内部参数，然后人工计算匹配电感，再用特定频率的波形对压电换能器进行驱动，使压电换能器工作在谐振状态。目前还有一些能够进行自动阻抗匹配的驱动方式，如专利公开号为CN110051938A的发明专利，通过继电器或者其它开关器件改变接入驱动电路的匹配电感或电容的值，以达到阻抗匹配的目的，从而使压电换能器更好的达到谐振状态，但对于换能器的谐振频率并未涉及。这些驱动方式的主要缺陷在于限制性太强，一套驱动系统只能用于驱动一个换能器，更换压电换能器后无法实现自动驱动，需要人为的测试压电换能器数据的阻抗数据和计算确定阻抗匹配数值。如专利公开号为CN109067378A的发明专利，通过对换能器两端施加一定频率的激励信号，获取换能器两端的瞬时电压与瞬时电流信息，然后利用遗传-粒子算法对换能器端口的瞬时电压和瞬时电流信息进行拟合，估计换能器阻抗信息，再进行阻抗匹配。该方法较为复杂，对于激励电路与采样电路的要求都比较高，同时计算量大，难以实现自动化。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种换能器驱动系统及方法，实现换能器的全自动驱动。
为达上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种换能器驱动系统与换能器连接；
所述换能器驱动系统包括信号发生模块、隔离放大模块、逆变模块、阻抗匹配模块、电容分压模块、第一电压采样模块、第二电压采样模块及电流采样模块；
所述信号发生模块用于产生第一脉冲信号、第一控制信号及第二控制信号；
所述隔离放大模块分别与所述信号发生模块及所述逆变模块连接，所述隔离放大模块用于隔离所述信号发生模块与所述逆变模块，以及放大所述第一脉冲信号并发送至所述逆变模块；
所述逆变模块分别与所述电容分压模块及所述阻抗匹配模块连接，所述逆变模块在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对直流电压逆变得到第二脉冲信号，并将所述第二脉冲信号分别发送至所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块；所述第二脉冲信号的频率及波形与所述第一脉冲信号的频率及波形一致；
所述阻抗匹配模块分别与所述信号发生模块及所述换能器连接，所述阻抗匹配模块在所述第一控制信号的控制下，对所述换能器进行阻抗匹配；
所述电容分压模块分别与所述信号发生模块及所述换能器连接，所述电容分压模块在所述第二控制信号的控制以及所述第二脉冲信号的驱动下，改变所述换能器两端的电压；
所述第一电压采样模块分别与所述电容分压模块及所述信号发生模块连接，所述第一电压采样模块用于采集所述电容分压模块的电压，得到第一电压信号并发送至所述信号发生模块；
所述第二电压采样模块分别与所述换能器及所述信号发生模块连接，所述第二电压采样模块用于采集所述换能器的电压，得到第二电压信号并发送至所述信号发生模块；
所述电流采样模块分别与所述换能器及所述信号发生模块连接，所述电流采样模块用于采集流经所述换能器的电流，得到电流信号并发送至所述信号发生模块；所述信号发生模块还根据所述电流信号，调节所述第一控制信号。
可选地，所述逆变模块包括电源模块及全桥逆变模块；
所述电源模块与所述全桥逆变模块连接，所述电源模块用于为所述全桥逆变模块提供直流电压；
所述全桥逆变模块分别与所述隔离放大模块、所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块连接，所述全桥逆变模块用于在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对所述直流电压逆变得到第二脉冲信号，并将所述第二脉冲信号分别发送至所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块；
所述第二脉冲信号的频率及波形与所述第一脉冲信号的频率及波形一致。
可选地，所述隔离放大模块采用光耦芯片隔离。
可选地，所述阻抗匹配模块由多个电感子模块串联组成；
所述电感子模块由电感与金属-氧化物-半导体MOS管并联组成。
可选地，所述电容分压模块由多个电容子模块串联组成；
所述电容子模块由电容与金属-氧化物-半导体MOS管并联组成。
一种换能器驱动方法包括：
通过第一电压采样模块获取电容分压模块两端的第一电压；
通过第二电压采样模块获取换能器两端的第二电压；
通过所述信号发生模块根据所述第一电压及所述第二电压，得到所述换能器的静态电容值；
通过所述信号发生模块输出脉冲信号，经过隔离放大模块、逆变模块、阻抗匹配模块，对所述换能器进行扫频驱动，使所述换能器工作；
通过电流采样模块获取所述换能器工作时流经所述换能器的电流值，所述信号发生模块根据所述换能器的电流值得到所述换能器的谐振频率；
通过所述信号发生模块根据所述谐振频率及所述静态电容值得出所述换能器的匹配电感值；
通过所述信号发生模块根据所述匹配电感值调节所述阻抗匹配模块，使换能器驱动系统与所述换能器的阻抗匹配；
通过电流采样模块对流经所述换能器的电流进行采样，所述信号发生模块根据采样电流值对所述换能器进行追频驱动，使所述换能器工作在谐振状态。
可选地，所述通过所述信号发生模块根据所述第一电压及所述第二电压，得到所述换能器的静态电容值具体包括：
所述信号发生模块根据公式
得到换能器的静态电容值；
其中，C0表示静态电容值，C2表示电容分压模块的电容值，V0表示第二电压，V2表示第一电压。
可选地，所述通过所述信号发生模块根据所述谐振频率及所述静态电容值得出所述换能器的匹配电感值具体包括：
所述信号发生模块根据公式
得到换能器的匹配电感；
其中，L为匹配电感，C0为静态电容值，R1为换能器的等效电阻，ωx为谐振频率。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明换能器驱动系统通过隔离放大模块隔离信号发生模块及逆变模块，并放大信号发生模块产生的第一脉冲信号；逆变模块在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对直流电压逆变得到第二脉冲信号；阻抗匹配模块在信号发生模块控制下，对换能器进行阻抗匹配；电容分压模块在信号发生模块的第二控制信号的控制以及第二脉冲信号的驱动下，改变换能器两端的电压，以及通过第一电压采样模块采集电容分压模块两端的电压，通过第二电压采样模块采集换能器两端的电压，通过电流采样模块采集流经换能器的电流，实现换能器的自动阻抗匹配，进而实现对换能器的全自动驱动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为换能器的等效电路图；
图2为本发明换能器驱动系统的模块图；
图3为本发明换能器驱动系统的实施例的电路连接示意图；
图4为本发明换能器驱动系统的驱动方法的步骤简图。
符号说明：
1—信号发生模块，2—隔离放大模块，3—逆变模块，4—电容分压模块，5—阻抗匹配模块，6—第一电压采样模块，7—第二电压采样模块，8—电流采样模块，9—换能器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明换能器驱动系统驱动换能器工作，通过隔离放大模块对信号发生模块及逆变模块进行隔离，并放大信号发生模块产生的第一脉冲信号；逆变模块在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对直流电压进行逆变得到第二脉冲信号，并发送至阻抗匹配模块和电容分压模块；阻抗匹配模块在信号发生模块的控制下对换能器进行阻抗匹配；电容分压模块在信号发生模块的控制以及所述第二脉冲信号的驱动下改变换能器两端的电压；第一电压采样模块采样电容分压模块两端的电压、第二电压采样模块采样换能器两端的电压，电流采样模块采样流经换能器的电流，以实现换能器的自动阻抗匹配，从而实现对换能器的全自动驱动。
为使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，本发明换能器驱动系统与换能器9连接；所述换能器驱动系统包括信号发生模块1、隔离放大模块2、逆变模块3、阻抗匹配模块5、电容分压模块4、第一电压采样模块6、第二电压采样模块7及电流采样模块8；所述信号发生模块1用于产生第一脉冲信号、第一控制信号及第二控制信号；所述隔离放大模块2分别与所述信号发生模块1及所述逆变模块3连接，所述隔离放大模块2用于隔离所述信号发生模块1与所述逆变模块3，以及放大所述第一脉冲信号并发送至所述逆变模块3。优选地，所述隔离放大模块2采用光耦芯片隔离。
所述逆变模块3分别与所述电容分压模块4及所述阻抗匹配模块5连接，所述逆变模块3在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对直流电压逆变得到第二脉冲信号，并将所述第二脉冲信号分别发送至所述阻抗匹配模块5及所述电容分压模块4；所述第二脉冲信号的频率及波形与所述第一脉冲信号的频率及波形一致。
所述电容分压模块4分别与所述信号发生模块1及所述换能器9连接，所述电容分压模块4在所述第二控制信号的控制以及第二脉冲信号的驱动下，改变所述换能器9两端的电压；具体地，所述电容分压模块4在第二控制信号的控制下，改变了电容分压模块4接入电路的电容值，在第二脉冲信号的驱动下，依据电容分压原理，改变了换能器9与电容分压模块4的电压分布。
所述阻抗匹配模块5分别与所述信号发生模块1及所述换能器9连接，所述阻抗匹配模块5在所述第一控制信号的控制下，对所述换能器9进行阻抗匹配，所述阻抗匹配模块还将第二脉冲信号发送至所述换能器9，使第二脉冲信号驱动所述换能器9工作。
所述第一电压采样模块6分别与所述电容分压模块4及所述信号发生模块1连接，所述第一电压采样模块6用于采集所述电容分压模块4的电压，得到第一电压信号并发送至所述信号发生模块1；所述第二电压采样模块7分别与所述换能器9及所述信号发生模块1连接，所述第二电压采样模块7用于采集所述换能器的电压，得到第二电压信号并发送至所述信号发生模块1；所述电流采样模块8分别与所述换能器9及所述信号发生模块1连接，所述电流采样模块8用于采集流经所述换能器9的电流，得到电流信号并发送至所述信号发生模块1；所述信号发生模块1还根据所述电流信号，调节所述第一控制信号。
优选地，所述逆变模块3包括电源模块及全桥逆变模块；其中，所述全桥逆变模块为SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制)全桥逆变电路。进一步地，所述电源模块与所述全桥逆变模块连接，所述电源模块用于为所述全桥逆变模块提供直流电压；所述电源模块的原理为市电接调压器后再接整流桥通过电流滤波。所述全桥逆变模块分别与所述隔离放大模块、所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块连接，所述全桥逆变模块用于在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对所述直流电压逆变得到第二脉冲信号，并将第二脉冲信号分别发送至所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块；所述第二脉冲信号的频率及波形与所述第一脉冲信号的频率及波形一致，在本发明具体实施例中，第一脉冲信号有三种情况，第一种情况是在静态电容测量时，所述第一脉冲信号的频率具有一定间隔，比如10kHz，20kHz，30kHz；第二种情况是在扫频阶段，所述第一脉冲信号的频率间隔比较小，从1kHz起间隔为50Hz，不断增加到100kHz或者更高；第三种情况是在找到谐振频率后，所述第一脉冲信号的频率为输出谐振频率附近的频率，依据电路进行改变，进行追频调节。
在本发明实施例中，电容分压模块4由多个电容子模块串联组成，所述电容子模块由电容与金属-氧化物-半导体MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属-氧化物-半导体)管并联组成；并且，在换能器9正常工作时，电容分压模块4中的MOS管全部导通，使电容处于短路状态。阻抗匹配模块5由多个电感子模块串联组成，所述电感子模块由电感与金属-氧化物-半导体MOS管并联组成。
进一步地，所述信号发生模块1为FPGA(FieldProgrammable GateArray，现场可编程逻辑门阵列)芯片，能够提供0-100MHz甚至更高频率的信号，能够满足换能器驱动以及测量换能器的静态电容时，需要的高频激励信号的产生。在本发明具体实施中，所述信号发生模块1的主要功能有：
(1)通过编写的程序自动进行换能器的静态电容C0的测量工作。具体为：输出第一脉冲信号、控制已知电容值对应的MOS管通断的第二控制信号，接收来自第一电压采样电路的第一电压信号及来自第二电压采样电路的第二电压信号，计算换能器的静态电容；通过输出不同频率的第一脉冲信号以及改变接入的电容大小，多次计算换能器的静态电容，并计算出平均值。其中，所述第一脉冲信号的频率具有一定间隔，比如10kHz，20kHz，30kHz。
(2)确定换能器的谐振频率。依据静态电容的值和拟定的谐振频率值计算出匹配电感值，输出第一控制信号控制对应数量的电感对应MOS管的通断，输出第二控制信号控制静态电容对应的MOS管的通断，实现串入通过拟定谐振频率和静态电容值计算出来的电感值，然后输出间隔较小的扫频脉冲信号，从1kHz起间隔为50Hz，不断增加到100kHz或者更高，信号发生模块接收电流采样模块采样的电流信号，找到多次扫频中电流最大时的共同频率即为换能器的谐振频率。
(3)通过静态电容、谐振频率计算出匹配电感值，输出第一控制信号控制MOS管完成对应电感值的电感串入，实现阻抗匹配；此时，所述第一脉冲信号的频率为输出谐振频率附近的频率，依据电路进行改变，进行追频调节。
图3为在本发明换能器驱动系统的实施例的电路连接示意图，在换能器9正常工作时，与电容并联的MOS管全部导通，电容处于短路状态。
如图4所示，本发明换能器驱动方法包括：
步骤100：通过第一电压采样模块获取电容分压模块两端的第一电压；
具体包括：
依据换能器的等效电路图图1，其中一个支路为电容C1、电感L1与电阻R1的串联电路，另一支路为静态电容C0，依据电感的通直流阻交流的性质，在换能器的驱动电路中串联已知电容值的电容C2、C3、C4或者更多不同大小或者数量级的电容，即通过信号发生模块、信号隔离放大模块、逆变模块、电容分压模块、第一电压采样模块及第二电压采样模块与换能器构成完整的电路。信号发生模块输出具有一定间隔的第一脉冲信号，经过隔离放大模块隔离放大后驱动逆变模块逆变得到第二脉冲信号，第二脉冲信号经过电容分压模块驱动换能器，第一电压采样模块获取电容分压模块两端的第一电压。
步骤200：通过第二电压采样模块获取换能器两端的第二电压；
步骤300：通过所述信号发生模块根据所述第一电压及所述第二电压，得到所述换能器的静态电容值；
具体包括：
所述信号发生模块根据公式
得到换能器的静态电容值；
其中，C0表示静态电容值，C2表示电容分压模块的电容值，V0表示第二电压，V2表示第一电压。
为了提高得到的静态电容值的精度，可多次改变电容分压模块中的电容以及输出的第一脉冲信号的频率，进行多次计算，取所得的静态电容值的平均值。
步骤400：通过所述信号发生模块输出脉冲信号，经过隔离放大模块、逆变模块、阻抗匹配模块，对所述换能器进行扫频驱动，使所述换能器工作。
具体包括：
信号发生模块根据公式
计算电感L2，其中R1依据经验一般取值为50Ω，其细微的差距通过步骤800进行弥补。由测量得到的静态电容C0的值，假设谐振频率ωs的值分别为20kHz、40kHz、60kHz、80kHz，其中拟定的谐振频率通过设计的兼容范围来取值，通过增大拟定频率和频率间隔，能够实现兆声波发生器的驱动；依据上述四个假设的谐振频率值，通过公式
初步计算匹配的四个电感值，然后分别依次通过FPGA芯片进行的从0-100kHz的扫频驱动，同理更改扫频频率的上限值可以扩大能够自动驱动的换能器的频率范围。
步骤500：通过电流采样模块获取所述换能器工作时流经所述换能器的电流值，所述信号发生模块根据所述换能器的电流值得到所述换能器的谐振频率。
具体包括：
电流采样模块对流经换能器的电流采样，并将采样电流发送至信号发生模块；信号发生模块分别记录在多种扫频中电流出现最大值的频率，由于换能器在谐振状态下为工作的最大功率，所以电流最大时的频率为即为该换能器的谐振频率。
步骤600：通过所述信号发生模块根据所述谐振频率及所述静态电容值得出所述换能器的匹配电感值；
具体包括：
信号发生模块根据公式
得到换能器的匹配电感；
其中，L为匹配电感，C0为静态电容值，R1为换能器的等效电阻，ωs为谐振频率。
步骤700：通过所述信号发生模块根据所述匹配电感值调节所述阻抗匹配模块，使换能器驱动系统与所述换能器的阻抗匹配。
具体包括：
信号发生模块根据计算出的匹配电感值调整输出的控制信号，改变阻抗匹配模块接入电路的电感值，匹配所述换能器的容性，降低无功功率，使换能器工作在谐振状态。
步骤800：通过电流采样模块对流经所述换能器的电流进行采样，所述信号发生模块根据采样电流值对所述换能器进行追频驱动，使所述换能器工作在谐振状态。
具体包括：
信号发生模块、隔离放大模块、逆变模块、阻抗匹配模块以及电流采样模块配合驱动换能器，通过电流采样模块对流经换能器的电流，对换能器进行追频驱动，对驱动频率进行微调，使换能器始终工作在最大电流频率，即在谐振频率附近。所述微调过程具体为信号发生模块输出谐振频率附近的频率的第一脉冲信号，通过检测流经换能器的电流的改变，小幅度的改变驱动信号频率，使电流始终处在最大值，也就是使换能器工作在谐振状态。
本发明用于解决压电换能器的谐振频率自动寻找和阻抗自动匹配工作，从而实现压电换能器的全自动驱动，代替了人工测量换能器内部阻抗和查找谐振频率的过程。
相对于现有技术，本发明还具有以下优点：
(1)能够实现谐振频率在一定范围内的换能器的全自动驱动。
(2)使用FPGA芯片作为信号发生源，具有性能好，工作稳定等优点。
(3)本发明使用较为简单的方法实现了谐振频率在一定范围的换能器的全自动驱动，省去了人工测量阻抗、匹配电感、更改驱动波形等问题难点，具有简单、快捷的优点。同时对配套电路的要求低，适用性强，容易自动化，提高了效率，降低了成本。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种换能器驱动方法，应用于换能器驱动系统，所述换能器驱动系统与换能器连接；
所述换能器驱动系统包括信号发生模块、隔离放大模块、逆变模块、阻抗匹配模块、电容分压模块、第一电压采样模块、第二电压采样模块及电流采样模块；
所述信号发生模块用于产生第一脉冲信号、第一控制信号及第二控制信号；
所述隔离放大模块分别与所述信号发生模块及所述逆变模块连接，所述隔离放大模块用于隔离所述信号发生模块与所述逆变模块，以及放大所述第一脉冲信号并发送至所述逆变模块；
所述逆变模块分别与所述电容分压模块及所述阻抗匹配模块连接，所述逆变模块在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对直流电压逆变得到第二脉冲信号，并将所述第二脉冲信号分别发送至所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块；所述第二脉冲信号的频率及波形与所述第一脉冲信号的频率及波形一致；
所述阻抗匹配模块分别与所述信号发生模块及所述换能器连接，所述阻抗匹配模块在所述第一控制信号的控制下，对所述换能器进行阻抗匹配；
所述电容分压模块分别与所述信号发生模块及所述换能器连接，所述电容分压模块在所述第二控制信号的控制以及所述第二脉冲信号的驱动下，改变所述换能器两端的电压；
所述第一电压采样模块分别与所述电容分压模块及所述信号发生模块连接，所述第一电压采样模块用于采集所述电容分压模块的电压，得到第一电压信号并发送至所述信号发生模块；
所述第二电压采样模块分别与所述换能器及所述信号发生模块连接，所述第二电压采样模块用于采集所述换能器的电压，得到第二电压信号并发送至所述信号发生模块；
所述电流采样模块分别与所述换能器及所述信号发生模块连接，所述电流采样模块用于采集流经所述换能器的电流，得到电流信号并发送至所述信号发生模块；所述信号发生模块还根据所述电流信号，调节所述第一控制信号，
其特征在于，所述换能器驱动方法包括：
通过第一电压采样模块获取电容分压模块两端的第一电压；
通过第二电压采样模块获取换能器两端的第二电压；
通过信号发生模块根据所述第一电压及所述第二电压，得到所述换能器的静态电容值；
通过所述信号发生模块输出脉冲信号，经过隔离放大模块、逆变模块、阻抗匹配模块，对所述换能器进行扫频驱动，使所述换能器工作；
通过电流采样模块获取所述换能器工作时流经所述换能器的电流值，所述信号发生模块根据所述换能器的电流值得到所述换能器的谐振频率；
通过所述信号发生模块根据所述谐振频率及所述静态电容值得出所述换能器的匹配电感值；
通过所述信号发生模块根据所述匹配电感值调节所述阻抗匹配模块，使换能器驱动系统与所述换能器的阻抗匹配；
通过电流采样模块对流经所述换能器的电流进行采样，所述信号发生模块根据采样电流值对所述换能器进行追频驱动，使所述换能器工作在谐振状态；
所述通过所述信号发生模块根据所述第一电压及所述第二电压，得到所述换能器的静态电容值具体包括：
所述信号发生模块根据公式
得到换能器的静态电容值;
其中，
表示静态电容值，
表示电容分压模块的电容值，
表示第二电压，
表示第一电压；
所述通过所述信号发生模块根据所述谐振频率及所述静态电容值得出所述换能器的匹配电感值具体包括：
所述信号发生模块根据公式
得到换能器的匹配电感；
其中，L为匹配电感，
为静态电容值，
为换能器的等效电阻，
为谐振频率。
2.根据权利要求1所述的换能器驱动方法，其特征在于，所述逆变模块包括电源模块及全桥逆变模块；
所述电源模块与所述全桥逆变模块连接，所述电源模块用于为所述全桥逆变模块提供直流电压；
所述全桥逆变模块分别与所述隔离放大模块、所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块连接，所述全桥逆变模块用于在放大后的第一脉冲信号的驱动下，对所述直流电压逆变得到第二脉冲信号，并将第二脉冲信号分别发送至所述阻抗匹配模块及所述电容分压模块；
所述第二脉冲信号的频率及波形与所述第一脉冲信号的频率及波形一致。
3.根据权利要求1所述的换能器驱动方法，其特征在于，所述隔离放大模块采用光耦芯片隔离。
4.根据权利要求1所述的换能器驱动方法，其特征在于，所述阻抗匹配模块由多个电感子模块串联组成；
所述电感子模块由电感与金属-氧化物-半导体MOS管并联组成。
5.根据权利要求1所述的换能器驱动方法，其特征在于，所述电容分压模块由多个电容子模块串联组成；
所述电容子模块由电容与金属-氧化物-半导体MOS管并联组成。
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