超声波电源

超声波发生源

超声波电源通常称为超声波发生源，超声波发生器。它的作用是把电能转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围，它的优点是可以不严格要求电路匹配，允许工作频率连续快速变化。从超声业界的情况看，超声波主要分为自激式和它激式电源。

产品介绍

超声波电源的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率就是换能器的频率，一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz；100KHz或以上尚未大量使用。但随着以后精密清洗的不断发展。相信使用面会逐步扩大。

比较完善的超声波电源还应有反馈环节，主要提供二个方面的反馈信号：第一个是提供输出功率信号，我们知道当发生器的供电电源（电压）发生变化时。发生器的输出功率也会发生变化，这时反映在换能器上就是机械振动忽大忽小，导致清洗效果不稳定。因此需要稳定输出功率，通过功率反馈信号相应调整功率放大器，使得功率放大稳定。

第二个是提供频率跟踪信号。当换能器工作在谐振频率点时其效率最高，工作最稳定，而换能器的谐振频率点会由于装配原因和工作老化后改变，当然这种改变的频率只是漂移，变化不是很大，频率跟踪信号可以控制信号发生器，使信号发生器的频率在一定范围内跟踪换能器的谐振频率点。让发生器工作在最佳状态。当然随着现代的电子超声技术，特别是微处理器(uP)及信号处理器(DSP)的发展，发生器的功能越来越强大，但不管如何变化，其核心功能应该是如上所述的内容，只是每部分在实现时超声波技术不同而已.

工作原理

超声波电源又叫超声波发生器，是一种用于产生并向超声换能器提供超声能量的装置。其目的是把我们的市电（220V或380V，50Hz或60Hz）转换成可以与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号。

分类

超声波电源按设计分自激方式电源和他激方式电源。

自激电路没有信号源，是把振荡、功放、输出变压器及换能器集为一体，形成一闭环回路，回路在满足幅度、相位反馈条件，组成一个有功率放大的振荡器。并谐振于换能器的机械共振频率上。一般应用于超声波换能器数量少的小型设备；但是对于超声波换能器数量多的情况下，无法调试达到共振效果。所以工业用超声波洗净设备的超声波电源大都采用他激方式。

他激式电源结构上主要包括两部分，前级是振荡器，后级是放大器。一般通过输出变压器耦合，把超声能量加到换能器上。他激方式的电路由两部分组成，既信号源部分和信号放大部分。

信号源部分采用CPU为核心的信号发生和控制部分，一般都采用12-15V电压驱动，产生方波信号供给信号放大电路；超声波电源的定时控制、调节等外加功能都可以通过控制信号源的信号输出方式完成，采用低电压控制，安全可靠性会肯定高。

信号放大部分是将信号源产生的信号放大后输出给超声波换能器。不同电路的超声波电源，其输出电路、电压的不同是导致传播效率高低的重要原因。输出电压低，发生器消耗电能自然就大，同时振子还容易发热，产生的感应电场强。适当的调整电路，增大输出给超声波换能器的电压可能会取得很好的效果。

此外，如果按末级功放管所采用的器件类型分，又可分四种：电子管式超声波电源；可控硅逆变式超声波电源；晶体管式超声波电源及功率模块超声波电源。电子管式与可控硅逆变式基本已淘汰，当前广泛使用的是晶体管式电源。

在数字化电子设备中,波形产生电路一直是一种很重要的电路。在各种波形中,虽然正弦波不是最常用的波形,但要产生一个精确而且稳定的正弦波,也并不容易。传统的正弦波产生电路一般采用模拟电路来实现,既不精确也不稳定,且体积庞大。随着电路系统的数字化发展,直接将数字频率合成应用。

利用DSP芯片及D/A转换器,采用直接数字频率合成技术,设计实现了一个频率、相位可控的正弦信号发生器。由数字化系统对其频率设定、追踪补偿、幅度设定、放大匹配输出、信号检测分析来控制其输出功率、振幅、能量。而且在超声波电脑控制焊接系统中设有时间、能量、距离尺寸、深度尺寸等多种运用模式来实现不同的焊接需求。该系统具有精度高、显示直观、智能化程度高、控制灵活、性能较好、可靠性和稳定性更好、使用方便和性能价格比高等特点。

传统模拟电路采用它激式或自激式分立元器件组成,经放大匹配输出至换能器，形成一闭环回路。经过简单的时间控制以实现超声波焊接。而无法预设定其频率、幅度、能量控制，只能实现简单的时间焊接，现有些国内厂家使用电脑触摸屏来控制，表面上看提高了设备档次，实际上就算时间再精确也无法满足一些更高要求的产品焊接。

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