CN204122335U - 用于铝合金焊接残余应力消除的全数字超声发生器 - Google Patents
用于铝合金焊接残余应力消除的全数字超声发生器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉一种用于铝合金焊接残余应力消除的全数字超声发生器，属于超声波发生器。整流滤波器、DC变换器、全桥逆变器、功率放大器、匹配网络顺序电连接，信号驱动电路分别与DC变换器、全桥逆变器、功率放大器电连接，保护电路分别与信号驱动电路、功率放大器、采样电路电连接，功率放大器、匹配网络分别与采样电路连接，单片机分别与信号驱动电路、保护电路、采样电路、功率调节电路、显示器电连接，功率调节电路与信号驱动电路连接。优点是可自动完成频率跟踪功率调节，并可通过人机交互以预设电流值方式完成功率设定，具有完善的保护电路、采样电路，可更好地满足铝合金焊接残余应力消除超声设备需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超声波发生器，特别是一种用于铝合金焊接残余应力消除的数字型超声发生器。
背景技术
超声波具有很高的能量，在超声工业应用中，通过超声发生器、换能器可将电能转换成机械能作用于工件，以进行塑料焊接、金属焊接、清洗、提取等工业应用。在超声的工业应用中，发生器的设计对超声设备至关重要。目前常规的超声发生器设计缺点：
1.电源管理器为属分立组合,调试烦琐。在负载匹配上经常被连线分布电容和电感所形成的尖峰脉冲击穿或烧毁。
2.含有非常高的谐波分量，由于只有输入电流的基波分量才能产生有功功率，因此功率因数很低。
3.通常采用自激振荡电路，即使部分产品采用它激式电路，但频率跟踪、功率调节均为手动方式。在工况下受外界因素影响会造成频率不能及时跟踪以致失谐，功率不能及时调整。并且存在成本高、效率低、故障率高等缺点。
发明内容
本实用新型提供一种用于铝合金焊接残余应力消除的全数字超声发生器，以解决功率因数低、故障率高的问题。
本实用新型采取的技术方案是：整流滤波器、DC变换器、全桥逆变器、功率放大器、匹配网络顺序电连接，信号驱动电路分别与DC变换器、全桥逆变器、功率放大器电连接，保护电路分别与信号驱动电路、功率放大器、采样电路电连接，功率放大器、匹配网络分别与采样电路连接，单片机分别与信号驱动电路、保护电路、采样电路、功率调节电路、显示器电连接，功率调节电路与信号驱动电路连接。
本实用新型的优点是可自动完成频率跟踪功率调节，并可通过人机交互以预设电流值方式完成功率设定，具有完善的保护电路、采样电路，具有良好的稳定性及可控性，具备实时监测、频率跟踪，控制换能器输出振幅恒定的特点，可更好地满足铝合金焊接残余应力消除超声设备需求。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图；
图2是本实用新型的匹配网络的电路原理图。
具体实施方式
整流滤波器1、DC变换器2、全桥逆变器3、功率放大器4、匹配网络5顺序电连接，信号驱动电路6分别与DC变换器2、全桥逆变器3、功率放大器4电连接，保护电路7分别与信号驱动电路6、功率放大器4、采样电路8电连接，功率放大器4、匹配网络5分别与采样电路8连接，单片机10分别与信号驱动电路6、保护电路7、采样电路8、功率调节电路9、显示器11电连接，功率调节电路9与信号驱动电路6连接。
整流滤波电路1、DC变化器2用于将外供220V交流电转换其他模块工作所需的稳定直流电源。全桥逆变器3由四个IGBT模块组成。采用串-并联组合电路作为匹配网络5,用这种匹配形式输出到换能器的波形高次谐波比较少，由于换能器电气特性上有等效的并联电容，此电容在换能器运行过程中会变化，本设计避免了在运行过程电容对换能器匹配影响，经实验测试得到的超声波两端波形趋于正弦波，换能器基本不发热。单片机10采用意法半导体的STM32F103，芯片有16个快速I/O端口；芯片有2个12位的模数转换器，转换速率可以高达达1MHz，具有双采样和保持功能；内部嵌有温度传感器，可测量处理器温度值以便控制；有灵活的7路通用的DMA存储器直接访问功能，可以管理存储器到存储器、设备到存储器和存储器到设备的数据传输。
整体工作流程：电220V交流经整流滤波电路1转换为低压直流电，经DC变换器2转换为其他工作模块所需直流电，经由四个IGBT组成的全桥逆变器3，电流顺次通过两个桥形成交流的两个半波，两个半波合并成为一整个交流波形输出至功率放大器4进行功率放大，功率放大器将输入的直流电压变换成输出频率可调的高频高压至匹配网络5，匹配网络5的作用是降低外界环境对电参数的影响及提高电声转换效率，匹配网络将电能经负载换能器转换为机械能作用于铝合金焊接处理工件；保护电路7对功率放大器4，信号驱动电路6，采样电路进行电路保护，上位机通过单片机对信号驱动电路6、采样电路8对DC变换器2、全桥逆变器3及功率放大器4进行调控以达到功率调节的目的。
Claims (1)
1.一种用于铝合金焊接残余应力消除的全数字超声发生器，其特征在于：整流滤波器、DC变换器、全桥逆变器、功率放大器、匹配网络顺序电连接，信号驱动电路分别与DC变换器、全桥逆变器、功率放大器电连接，保护电路分别与信号驱动电路、功率放大器、采样电路电连接，功率放大器、匹配网络分别与采样电路连接，单片机分别与信号驱动电路、保护电路、采样电路、功率调节电路、显示器电连接，功率调节电路与信号驱动电路连接。
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| CN201420552334.5U CN204122335U (zh) | 2014-09-24 | 2014-09-24 | 用于铝合金焊接残余应力消除的全数字超声发生器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110855175A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-28 | 深圳达远辰光科技有限公司 | 一种用于聚焦超声核酸打断仪的超声波电源 |
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2014
- 2014-09-24 CN CN201420552334.5U patent/CN204122335U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN110855175A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-28 | 深圳达远辰光科技有限公司 | 一种用于聚焦超声核酸打断仪的超声波电源 |
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