CN113001003A - 一种超声波电源非线性输出功率装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于超声波焊接机技术领域，尤其涉及一种超声波电源非线性输出功率装置，包括：谐振输出回路电压取样电路；等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号与输出电流积分信号生成等效阻抗；调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块；空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号；阻抗匹配电路。通过上述各电路配合使超声波焊接机的超声波电源能快速工作在与输出阻抗相匹配的状态下，非线性输出功率装置的输出功率能快速地达到设定范围，且能稳定输出。

Description

一种超声波电源非线性输出功率装置

技术领域

本发明涉及超声波焊接机技术领域，特别涉及一种超声波电源非线性输出功率装置。

背景技术

超声波焊接技术是一种新型的加工工艺，既不需要添加任何粘接剂、容积或填料，也不需要消耗大量热源，且具有操作简便、焊接速度快、连接强度高、生产效率高等优点，十分适合现代化生产需求。因此，超声波焊接技术得到越来越广泛的关注以及应用。

目前，在超声波焊接机的超声波电源中，都是以设定的固定脉宽驱动，所以在启动超声波后的空载状态下，电源输出功率较大，而这部分功率绝大部分都以热量的形式传递至模具和换能器上，进而导致超声波焊接机的模具和换能器升温过快且温度过高，久而久之，极大地降低模具和换能器的使用寿命，并且换能器温度升高到一定程度后会严重地影响焊接效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波电源非线性输出功率装置，旨在解决现有技术中启动超声波后的空载状态下，电源输出功率大部分以热量的形式传递至模具和换能器上，导致导致超声波焊接机的模具和换能器升温过快且温度过高的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供的一种超声波电源非线性输出功率装置，包括：

谐振输出回路电压取样电路，用于接收输出电压取样信号，并将所述输出电压取样信号进行积分及电压跟随，生成输出电压积分信号；

等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号与输出电流积分信号生成等效阻抗；

调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块，所述频率调制反馈控制模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第一输出信号，所述第一输出信号反馈控制所述输出电压积分信号；所述功率调节模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第二输出信号，且根据所述第二输出信号与第一功率调节信号生成第二功率调节信号；

空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号；

阻抗匹配电路，根据所述第二功率调节信号与所述输出电流积分信号、启动信号的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号，使驱动脉宽控制信号与所述输出电流积分信号形成闭环信号。

优选的，所述谐振输出回路电压取样电路包括第一积分模块与第一隔离模块，所述第一积分模块用于接收所述输出电压取样信号，并将该输出电压取样信号传输至所述第一隔离模块，所述第一隔离模块用于将所述输出电压取样信号生成所述输出电压积分信号，并将该输出电压积分信号传输至所述等效阻抗电路。

优选的，所述等效阻抗电路包括等效阻抗发生模块，所述等效阻抗发生模块用于根据所述输出电压积分信号与所述输出电流积分信号生成等效阻抗。

优选的，所述频率调制反馈控制模块包括运算放大器U27A、电阻R10及电阻R101，所述运算放大器U27A同相输入端通过电阻R101与所述三角波频率信号的端子连接，所述运算放大器U27A反相输入端通过电阻R10与所述等效阻抗电路连接，所述运算放大器U27A输出端与所述第一隔离模块连接。

优选的，所述功率调节模块包括运算放大器U26A、运算放大器UOP14D、二极管D21及电阻R102，所述第一隔离模块与所述二极管D21正极连接，所述二极管D21负极与所述运算放大器U26A同相输入端连接，所述运算放大器U26A反相输入端与所述三角波频率信号的端子连接，所述运算运算放大器UOP14D正相输入端通过电阻R102与所述第一功率调节信号的端子连接，所述运算放大器U26A输出端与所述所述运算运算放大器UOP14D输出端连接，用于根据所述第二输出信号与所述第一功率调节信号生成所述第二功率调节信号。

优选的，所述空载驱动脉宽控制电路包括第一分压模块及第一整流模块，所述第一分压模块用于将基准电压分压，所述第一整流模块用于将分压后的所述基准电压进行整流生成所述驱动脉宽控制信号，并将该驱动脉宽控制信号传输至所述阻抗匹配电路。

优选的，所述阻抗匹配电路包括第二整流模块、第二分压模块及第二积分模块，所述第二整流模块用于对所述启动信号进行整流处理后传输至所述第二积分模块，所述第二分压模块用于对所述输出电流积分信号进行分压处理后传输至所述第二积分模块，所述第二积分模块用于根据所述第二功率调节信号与所述输出电流积分信号、启动信号的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号。

优选的，所述第二整流模块包括二极管D17，所述二极管D17正极与所述启动信号的端子连接，所述二极管D17负极与所述第二积分模块连接。

优选的，所述第二分压模块包括电阻R110及电阻R1X1，所述输出电流积分信号的端子与所述电阻R110一端连接，所述电阻R110与电阻R1X1并联，该电阻R110与电阻R1X1连接端与所述第二积分模块连接。

优选的，所述第二积分模块包括运算放大器UOP3A，所述运算放大器UOP3A同相输入端与所述调节电路连接，所述运算放大器UOP3A反相输入端分别与所述第二整流模块、第二分压模块连接，所述运算放大器UOP3A输出端与所述空载驱动脉宽控制电路连接。

本发明实施例提供的成型设备的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本发明公开一种超声波电源非线性输出功率装置，包括：谐振输出回路电压取样电路，用于接收输出电压取样信号，并将所述输出电压取样信号进行积分及电压跟随，生成输出电压积分信号；等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号与输出电流积分信号生成等效阻抗；调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块，所述频率调制反馈控制模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第一输出信号，所述第一输出信号反馈控制所述输出电压积分信号；所述功率调节模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第二输出信号，且根据所述第二输出信号与第一功率调节信号生成第二功率调节信号；空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号；阻抗匹配电路，根据所述第二功率调节信号与所述输出电流积分信号、启动信号的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号，使驱动脉宽控制信号与所述输出电流积分信号形成闭环信号。其中，通过上述电路配合，使超声波焊接机的超声波电源能快速工作在与输出阻抗相匹配的状态下，非线性输出功率装置的输出功率能快速地达到设定范围，且能稳定输出，进而能极大地减少模具与换能器的发热量与温升，增加模具与换能器的使用寿命，进而提升能量利用率。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

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，下面将对实施例或现有技术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是本发明实施例提供的谐振输出回路电压取样电路、等效阻抗电路及调节电路的电路原理图；

图2是本发明实施例提供的空载驱动脉宽控制电路的电路原理图；

图3是本发明实施例提供的阻抗匹配电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的一个实施例中，参见图1～3所示，一种超声波电源非线性输出功率装置，包括：

谐振输出回路电压取样电路，用于接收输出电压取样信号VY，并将所述输出电压取样信号VY进行积分及电压跟随，生成输出电压积分信号VY-1；

等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号VY-1与输出电流积分信号IY生成等效阻抗RY；

调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块，所述频率调制反馈控制模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗RY进行频率调制后生成第一输出信号，所述第一输出信号反馈控制所述输出电压积分信号VY-1；所述功率调节模块，用于根据三角波频率信号DRCT与所述等效阻抗RY进行频率调制后生成第二输出信号，且根据所述第二输出信号与第一功率调节信号POWER-EF生成第二功率调节信号IO-REFA；

空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号VPOWER；

阻抗匹配电路，根据所述第二功率调节信号IO-REFA与所述输出电流积分信号IY、启动信号SONIC6的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号VPOWER，使驱动脉宽控制信号VPOWER与所述输出电流积分信号IY形成闭环信号。

在本实施例中，超声波电源通过采样输出电压和输出电流参数，进而获取等效阻抗RY，根据等效阻抗RY的变化实时调节驱动脉宽，进而实现从轻空载至负载状态的功率爆炸式增大，当超声波电源功率增大至设定范围区间后，稳定非线性功率输出。

此外，启动信号SONIC6为高电平停止、低电平启动；驱动脉宽控制信号VPOWER在0V到一定电压范围内，值越大，脉宽越宽，占空比越大。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述谐振输出回路电压取样电路包括第一积分模块与第一隔离模块，所述第一积分模块用于接收所述输出电压取样信号VY，并将该输出电压取样信号VY传输至所述第一隔离模块，所述第一隔离模块用于将所述输出电压取样信号VY生成所述输出电压积分信号VY-1，并将该输出电压积分信号VY-1传输至所述等效阻抗电路。

在本实施例中，第一积分模块包括电阻R13及电容C61，所述电阻R13一端与所述输出电压取样信号VY的端子连接，电阻R13另一端与第一隔离模块正相输入端连接，电容C61一端连接于电阻R13与第一隔离模块正相输入端之间，电容C61另一端接地。

第一隔离模块为运算放大器UPP14A，其中运算放大器UPP14A为电压跟随器。该运算放大器UPP14A输出端与输出电压积分信号VY-1的端子连接，输出电压取样信号VY依次经过积分以及电压跟随得到输出电压积分信号VY-1。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述等效阻抗电路包括等效阻抗发生模块，所述等效阻抗发生模块用于根据所述输出电压积分信号VY-1与所述输出电流积分信号IY生成等效阻抗RY。

在本实施例中，等效阻抗发生模块为运算放大器UOP14C，其中运算放大器UOP14C同相输入端与输出电压积分信号VY-1的端子连接，运算放大器UOP14C反相输入端与输出电流积分信号IY的端子连接，运算放大器UOP14C输出端与等效阻抗RY的端子连接。其中，输出电流积分信号IY与输出电压积分信号VY-1经过运算放大器UOP14C进行模拟除法运算并生成等效阻抗RY。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述频率调制反馈控制模块包括运算放大器U27A、电阻R10及电阻R101，所述运算放大器U27A同相输入端通过电阻R101与所述三角波频率信号DRCT的端子连接，所述运算放大器U27A反相输入端通过电阻R10与所述等效阻抗电路连接，所述运算放大器U27A输出端与所述第一隔离模块连接。

在本实施例中，运算放大器U27A反相输入端与等效阻抗RY的端子连接，运算放大器U27A同相输入端与三角波频率信号DRCT的端子连接，运算放大器U27A输出端与输出电压积分信号VY-1的端子连接。其中，三角波频率信号DRCT与等效阻抗RY经过运算放大器U27A调制出第一输出信号，该第一输出信号反馈控制输出电压积分信号VY-1，进而形成一个稳定的闭环控制回路。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述功率调节模块包括运算放大器U26A、运算放大器UOP14D、二极管D21及电阻R102，所述第一隔离模块与所述二极管D21正极连接，所述二极管D21负极与所述运算放大器U26A同相输入端连接，所述运算放大器U26A反相输入端与所述三角波频率信号DRCT的端子连接，所述运算运算放大器UOP14D正相输入端通过电阻R102与所述第一功率调节信号POWER-EF的端子连接，所述运算放大器U26A输出端与所述所述运算运算放大器UOP14D输出端连接，用于根据所述第二输出信号与所述第一功率调节信号POWER-EF生成所述第二功率调节信号IO-REFA。

在本实施例中，功率调节模块还包括电阻R103、电阻R112以及电容C57，该电阻R112与电容C57共同组成RC积分电路，且电阻R112第一端连接于运算放大器UOP14D输出端上，电容C57第一端分别连接于运算放大器UOP14D输出端、运算放大器UOP14D反相输入端上，该运算放大器UOP14D为电压跟随器，该运算放大器UOP14D能使电阻R112、电容C57共同组成的RC积分电路顺利地对所述第一功率调节信号POWER-EF进行积分。

此外，电阻R103连接于二极管D21负极与运算放大器U26A同相输入端之间，起到保护作用，防止运算放大器U26A电压过大。

另外，第二输出信号为所述三角波频率信号DRCT与等效阻抗RY频率调制后的输出信号。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述空载驱动脉宽控制电路包括第一分压模块及第一整流模块，所述第一分压模块用于将基准电压分压，所述第一整流模块用于将分压后的所述基准电压进行整流生成所述驱动脉宽控制信号VPOWER，并将该驱动脉宽控制信号VPOWER传输至所述阻抗匹配电路。

在本实施例中，第一分压模块包括电阻R115与电阻R116，其中，基准电压的电压值为5V，电阻R115的第一端与基准电压的端子连接，电阻R115第二端与电阻R116第一端连接，电阻R116第二端接地。

第一整流模块包括二极管D27，二极管D27正极连接于电阻R115第二端与电阻R116第一端之间，二极管D27负极分别与电阻R114第一端、电阻R113第一端连接。电阻R114第二端与驱动脉宽控制信号VPOWER的端子连接，电阻R113第二端接地。其中，电阻R114、电阻R113均为保护电阻。

空载驱动脉宽控制电路的工作原理为：5V基准电压经过电阻R115、电阻R116分压后，然后经过二极管D27整流产生一个电压信号，并将该电压信号输出到驱动脉宽控制信号VPOWER的端子上，进而控制系统在空载状态下的驱动脉宽。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述阻抗匹配电路包括第二整流模块、第二分压模块及第二积分模块，所述第二整流模块用于对所述启动信号SONIC6进行整流处理后传输至所述第二积分模块，所述第二分压模块用于对所述输出电流积分信号IY进行分压处理后传输至所述第二积分模块，所述第二积分模块用于根据所述第二功率调节信号IO-REFA与所述输出电流积分信号IY、启动信号SONIC6的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号VPOWER。

输出电流积分信号IY与启动信号SONIC6的结合信号与第二功率调节信号IO-REFA经过第二积分模块进行模拟除法运算产生的第三输出信号控制驱动脉宽控制信号VPOWER的端子，进而使驱动脉宽控制信号VPOWER的端子与输出电流积分信号IY的端子形成一组闭环信号，让系统能时刻工作在与输出阻抗相匹配的状态下。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述第二整流模块包括二极管D17，所述二极管D17正极与所述启动信号SONIC6的端子连接，所述二极管D17负极与所述第二积分模块连接。

第二整流模块还包括电阻R90与电容C69，其中电阻R90第一端与启动信号SONIC6的端子连接，电阻R90第二端与二极管D17正极连接，电阻R90第二端与电容C69第一端连接，电容C69第二端接地，电阻R90、电容C69共同形成一个RC积分电路，对启动信号SONIC6进行波形转换，然后再经过二极管D17整流。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述第二分压模块包括电阻R110及电阻R1X1，所述输出电流积分信号IY的端子与所述电阻R110一端连接，所述电阻R110与电阻R1X1并联，该电阻R110与电阻R1X1连接端与所述第二积分模块连接。

其中启动信号SONIC6的端子与输出电流积分信号IY的端子并联结合，并使启动信号SONIC6与输出电流积分信号IY的结合信号传输至运算放大器UOP3A反相输入端中。

在本发明的另一个实施例中，参见图1～3所示，所述第二积分模块包括运算放大器UOP3A，所述运算放大器UOP3A同相输入端与所述调节电路连接，所述运算放大器UOP3A反相输入端分别与所述第二整流模块、第二分压模块连接，所述运算放大器UOP3A输出端与所述空载驱动脉宽控制电路连接。

其中，运算放大器UOP3A输出端连接有二极管D26，用于对第三输出信号进行整流，进而控制驱动脉宽控制信号VPOWER。

超声波焊接机系统中非线性输出功率装置的工作原理为：

当超声波焊接机在待机状态时，此时超声波还未启动，没有功率输出。此时，第一功率调节信号POWER-EF设定电压范围为0-5V，启动信号SONIC6由系统电路确定为高电平(约为5V)，第二功率调节信号IO-REFA的值＜启动信号SONIC6的值，故运算放大器UOP3A输出值接近为0，且由于二极管D26整流，所以运算放大器UOP3A输出对驱动脉宽控制信号VPOWER无效，此时，驱动脉宽控制信号VPOWER的端子由空载驱动脉宽控制电路产生的电压信号确定。

当超声波焊接机启动且处于空载状态下，此时超声波焊接机的模具阻抗很小，品质因素Q值低，输出电压取样信号VY值较小，等效阻抗RY值较小，所以运算放大器U26A输出占空比很小，第二功率调节信号IO-REFA值很小，运算放大器UOP3A输出值较小，所以驱动脉宽控制信号VPOWER由空载驱动脉宽控制电路所控制，而在空载状态下的驱动脉宽控制信号VPOWER被设定在一个相对较小的合适区间中，因此系统此时工作在一个低功耗状态下。

当超声波焊接机处于负载状态下，此时超声波焊接机的模具阻抗急剧增大，品质因素Q值也随之增大，输出电压取样信号VY值也增大，等效阻抗RY值较大，所以运算放大器U26A输出占空比很大，且第二功率调节信号IO-REFA值≈第一功率调节信号POWER-EF值(基本达到设置最大值)，运算放大器UOP3A输出值急剧增大，驱动脉宽控制信号VPOWER值急剧增大，驱动脉宽相应增宽，即占空比急剧增大，此时，超声波电源输出功率急剧增大，输出电压取样信号IY增大，负载功率输出表现出近似指数级的增长。

当超声波电源输出功率急剧增大，输出电压取样信号IY持续增大时，运算放大器UOP3A输出值开始减小，驱动脉宽占空比减小；当超声波电源输出功率减小，输出电压取样信号IY开始减小，运算放大器UOP3A输出值开始增大，进而形成一个闭环控制，直至超声波电源输出功率达到设定范围，稳定输出。

本发明公开一种超声波电源非线性输出功率装置，包括：谐振输出回路电压取样电路，用于接收输出电压取样信号，并将所述输出电压取样信号进行积分及电压跟随，生成输出电压积分信号VY-1；等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号VY-1与输出电流积分信号IY生成等效阻抗；调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块，所述频率调制反馈控制模块，用于根据三角波频率信号DRCT与所述等效阻抗进行频率调制后生成第一输出信号，所述第一输出信号反馈控制所述输出电压积分信号VY-1；所述功率调节模块，用于根据三角波频率信号DRCT与所述等效阻抗进行频率调制后生成第二输出信号，且根据所述第二输出信号与第一功率调节信号生成第二功率调节信号；空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号；阻抗匹配电路，根据所述第二功率调节信号与所述输出电流积分信号IY、启动信号的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号，使驱动脉宽控制信号与所述输出电流积分信号形成闭环信号。其中，通过上述电路配合，使超声波焊接机的超声波电源能快速工作在与输出阻抗相匹配的状态下，非线性输出功率装置的输出功率能快速地达到设定范围，且能稳定输出，进而能极大地减少模具与换能器的发热量与温升，增加模具与换能器的使用寿命，进而提升能量利用率

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，包括：

谐振输出回路电压取样电路，用于接收输出电压取样信号，并将所述输出电压取样信号进行积分及电压跟随，生成输出电压积分信号；

等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号与输出电流积分信号生成等效阻抗；

调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块，所述频率调制反馈控制模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第一输出信号，所述第一输出信号反馈控制所述输出电压积分信号；所述功率调节模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第二输出信号，且根据所述第二输出信号与第一功率调节信号生成第二功率调节信号；

空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号；

阻抗匹配电路，根据所述第二功率调节信号与所述输出电流积分信号、启动信号的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号，使驱动脉宽控制信号与所述输出电流积分信号形成闭环信号。

2.根据权利要求1所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述谐振输出回路电压取样电路包括第一积分模块与第一隔离模块，所述第一积分模块用于接收所述输出电压取样信号，并将该输出电压取样信号传输至所述第一隔离模块，所述第一隔离模块用于将所述输出电压取样信号生成所述输出电压积分信号，并将该输出电压积分信号传输至所述等效阻抗电路。

3.根据权利要求1所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述等效阻抗电路包括等效阻抗发生模块，所述等效阻抗发生模块用于根据所述输出电压积分信号与所述输出电流积分信号生成等效阻抗。

4.根据权利要求2所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述频率调制反馈控制模块包括运算放大器U27A、电阻R10及电阻R101，所述运算放大器U27A同相输入端通过电阻R101与所述三角波频率信号的端子连接，所述运算放大器U27A反相输入端通过电阻R10与所述等效阻抗电路连接，所述运算放大器U27A输出端与所述第一隔离模块连接。

5.根据权利要求4所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述功率调节模块包括运算放大器U26A、运算放大器UOP14D、二极管D21及电阻R102，所述第一隔离模块与所述二极管D21正极连接，所述二极管D21负极与所述运算放大器U26A同相输入端连接，所述运算放大器U26A反相输入端与所述三角波频率信号的端子连接，所述运算运算放大器UOP14D正相输入端通过电阻R102与所述第一功率调节信号的端子连接，所述运算放大器U26A输出端与所述所述运算运算放大器UOP14D输出端连接，用于根据所述第二输出信号与所述第一功率调节信号生成所述第二功率调节信号。

6.根据权利要求1所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述空载驱动脉宽控制电路包括第一分压模块及第一整流模块，所述第一分压模块用于将基准电压分压，所述第一整流模块用于将分压后的所述基准电压进行整流生成所述驱动脉宽控制信号，并将该驱动脉宽控制信号传输至所述阻抗匹配电路。

7.根据权利要求1所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括第二整流模块、第二分压模块及第二积分模块，所述第二整流模块用于对所述启动信号进行整流处理后传输至所述第二积分模块，所述第二分压模块用于对所述输出电流积分信号进行分压处理后传输至所述第二积分模块，所述第二积分模块用于根据所述第二功率调节信号与所述输出电流积分信号、启动信号的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号。

8.根据权利要求7所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述第二整流模块包括二极管D17，所述二极管D17正极与所述启动信号的端子连接，所述二极管D17负极与所述第二积分模块连接。

9.根据权利要求7所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述第二分压模块包括电阻R110及电阻R1X1，所述输出电流积分信号的端子与所述电阻R110一端连接，所述电阻R110与电阻R1X1并联，该电阻R110与电阻R1X1连接端与所述第二积分模块连接。

10.根据权利要求7所述一种超声波电源非线性输出功率装置，其特征在于，所述第二积分模块包括运算放大器UOP3A，所述运算放大器UOP3A同相输入端与所述调节电路连接，所述运算放大器UOP3A反相输入端分别与所述第二整流模块、第二分压模块连接，所述运算放大器UOP3A输出端与所述空载驱动脉宽控制电路连接。

Images