SU1337146A1 - Ультразвуковой генератор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области ультразвуковой техники. Цель изобретени  - повышение надежности и КПД генератора. Устройство содержит источник 1 питани , источник 2 подмагничивани , магнитострик- ционный преобразователь 3, коммутирующие диоды 4 и 5, транзисторы 6 и 7, источники 8 и 9 смещени , компараторы 10 и 11 тока, согласующий трансформатор 12, генератор 13, таймер 14, задатчик 17 мощности, компаратор 18, схемы И 19 и 20 и счетный триггер 21. Введение новых элементов и образование новых св зей между элементами устройства дает возможность изменени  каждой составл ющей тока магнитострикционного преобразовател  3 своим источником и возможность регулировани  выходной мощности в слаботочных цеп х генератора 13, за счет чего повышаетс  его надежность. 2 ил. ае (Л А5

Description

1337

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике и может быть использовано в различных технологических процессах , в которых примен етс  ультразвук , например при размерной обработке.

Цель изобретени  - повьшсение надежности и КПД генератора.

На фиг.1 изображена функциональ- ю на  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его .работы.

Устройство содержит источник 1 питани , последовательно включенные источник 2 подмагничивани  и магнито стрикционньй преобразователь 3, сдвоенный однотактный усилитель мощности , выполненный по схеме моста,, в котором два противоположных плеча .содержат коммутирующие диоды 4 и 5, а два других - ключевые транзисторы 6 и 7, причем одна диагональ моста подключена к источнш ;у 1 пита- НИН, а в другую включены источник 2 подмагничивани  и магнитострикцион- ный преобразователь 3, а также два источника 8 и 9 смещени , два двух- входовых компаратора 10 и 11 тока один из которых имеет инвертирующий выход, согласующий трансформатор 12 и задающий генератор 13, который вьшолнен регулируемым по скважности и содержит автоколебательный таймер 14 с частотозадающей RC-цепью и двум  выходами - непрерьшным 15 и импульсным 16, задатчик 17 мощности , компаратор 18, две схемы И 19 и 20 и счетный триггер 21, причем непрерывный выход таймера 14 соединен с инвертирующим входом компаратора 18, к второму входу которого подключен выход задатчика 17 мощности, выход компаратора 18 соединен с пер- выми входами схем И 19 и 20, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам счетного триггера 21, вход которого соединен с импульсным выходом таймера 14, вьпсоды схем И 19 и 20 соединены с входом согласующего трансформатора 12, вторичные обмотки которого соединены в противофазе с первыми входами соответствующих коммутаторов 1 О и 1 1 то-

ка, к вторым входам которых подключены соответствующие источники 8 и 9 , смещени , а выходы коммутаторов 10 и 11 тока соединены с входами соот

5

о 5 О g 0 5 g

1462

ветствующих ключевьк транзисторов 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии, соответствующем нулевому уровню выходной мощности , на выходе компаратора 18 присутствует нулевой сигнал, обеспечивающий независимо от переключений триггера 21, одинаковые состо ни  схем 19 и 20. На вход трансформато - ра 12 не поступает управл ющих импульсов от источников 8 и 9, транзистор 6 полностью открыт, транзистор 7 полностью заперт. Источник 1 питани  отключен от нагрузки 3, по которой протекает только ток подмаг - ничивани , создаваемый источником 2.

В режиме нормальной работы напр жение на выходе 15 таймера 14 превышает уровень выходного сигнала задатчика 17 мощности. Результат их сравнени  на компараторе 18 представл ет собой пр моугольные импульсы длительностью t. В свою очередь, триггер 21 переключаетс  импульсами , поступающими на его вход с выхода 16 таймера 14. Схемы 19 и 20 на своих выходах формируют результат логического умножени  выходного сигнала компаратора 18 и выходного сигнала триггера 21. На первичной обмотке согласующего трансформатора 12,включенной между выходами схем 19 и 20, формируетс  сигнал управлени  транзисторами 6 и 7 сдвоенного однотактного преобразовател . Полный цикл работы устройства состоит из четырех временнь х интервалов (фиг.2). На интервале t,- t складываетс  описанна  ситуаци . Если перед этим ток преобразовател  достиг наибольщего значени , то он уменьшаетс , стрем сь к значению посто нной составл ющей. На интервале t t первична  обмотка трансформатора 12 находитс  под таким сигналом, который в совокупности с источником 8 смещени  обеспечивает запирание транзистора 6, Поскольку транзистор 7 остаетс  запертым, то к нагрузке 3 прикладываетс  разность ЭДС источников 2 и 1, под действием которой спад тока усиливаетс . На интервале t,,- tj| повтор етс  ситуаци , котора  имела место на интервале t,- t и ток в нагрузке 3 увеличиваетс  под действием источника 2, стрем сь

к значению посто нной составл ющей. На интервале tj схемы И 9 и 20, а также коммутаторы 10 и 11 тока обеспечивают открьгеание транзистора 7. Поскольку транзистор 6 остаетс  открытым, то ЭДС источников 1 и 2 складьшаютс  и обеспечивают увеличение тока в нагрузке 3. Таким образом транзистор 6 вьтолн ет функции нор- мальнозамкнутого ключа, размыкающегос  на врем  t , а транзи стор 7 - нормальноразомкнутого ключа, замыкающегос  на врем  t .

В результате .изменени  каждой сое- ig щий генератор с согласующим транставл ющеи тока магнитострикционного преобразовател  своим источником и регулировани  выходной мощности в слаботочных цеп х задающего генератора повышаетс  надежность предлага мого yq Tpc iCTBa.

Действительно, если интервалыt -t и t

-ty обозначить символом t , а интевалы t, -tj и t, символом t , то среднее напр жение за период колебани приложенное к нагрузке 3:

htQiik:i.).tulUkiikllLLt i.

ср - т

где 1 - ЭДС источника 2;

1, - ЭДС источника 1;

(

+tц) - период колебаний тока преобразовател  3.

Таким образом, посто нна  составл ютс  тока преобразовател  3 определ етс  только, ЭДС источника 2. В свою очередь, отклонение этого тока о т среднего значени  за полупериод колебаний, например, дл  интервала t;- t определ етс  величиной

и - Iita ±lh:ti.LtH.

и, т/2

- 1 -1 , г | J

т.е. переменна  составл юща  тока нагрузки 3 определ етс  только ЭДС источника 1.

Claims (1)

1. Формула изобрети   и  

   Ультразвуковой генератор, содержащий сдвоенный однотактный усилитель мощности, выполненный по схеме моста, в котором два противолежащих плеча содержат ключевые транзисторы, а два других - коммутирующие диоды, причем одна диагональ моста подключена к источнику питани , а в другу- включены последовательно источник подмагничивани  и магнитострикцион- ный преобразователь, а также задаюформатором , вторичные обмотки которого подключены к входным цеп м соответствующих ключевых транзисторов, отличающийс   тем, что.

   с целью повышени  надежности и КПД генератора, в него введены два источника смещени  и два двухвходовых коммутатора тока, один из которых имеет инвертирующий выход, задающий генератор выполнен регулируемым по скважности и содержит два элемента И, счетный триггер, компаратор, задат- чик мощности и автоколебательный таймер , при этом непрерывный выход таймера соединен с инвертирующим входом компаратора, к второму входу которого подключен выход задатчика мощности , выход компаратора соединен с одними входами элементов И, другие входы которых подключены к соответствующим выходам счетного триггера, вход которого соединен с импульсным выходом таймера, выходы элементов И соединены с входом согласующего трансформатора, вторичные обмотки которого соединены в противофазе с первыми входами соответствующих коммутаторов тока, к вторым входам которых подключены соответствующие источ- НИКИ смещени , а выходы коммутаторов тока соединены с входами соответствующих ключевых транзисторов.

   I I

   -- -tifb-ffy

   /4 - 75, 17

   IxT

   74-Гб HI I

   ГЦЮ

   LLL

   ILTi

   21

   I I I 1L.

   IL

   Г8

   14

   f9

   hi

   20

   I I l. ,

   m rn

   /7

   //

   I I I I

   0

   w

   J

   H

   ILTitLn

   t

   i

   /

   UJ

   I I

   ff

   JL

   I I

   f

   f

   Составитель Е.Литвинов Редактор Л.Пчолинска  Техред л.Олийнык Корректор М.Шароши

   Заказ 4075/10 , Тираж 437Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4