專利名稱：一種超聲波清洗機電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波清洗機，具體的說是超聲波清洗機電源。
背景技術(shù)：
超聲波清洗電源按設(shè)計分自激方式電源和他激方式電源。自激電路沒有信號源，是把振蕩、功放、輸出變壓器及換能器集為一體，形成一閉環(huán)回路，回路在滿足幅度、相位反饋條件，組成一個有功率放大的振蕩器。并諧振于換能器的機械共振頻率上。他激方式的電路由兩部分組成，既信號源部分和信號放大部分。信號源部分采用CPU為核心的信號發(fā)生和控制部分，產(chǎn)生方波信號供給信號放大電路；信號放大部分是將信號源產(chǎn)生的信號放大后輸出給超聲波換能器。不同電路的超聲波電源，其輸出電路、電壓的不同是導(dǎo)致傳播效率高低的重要原因。目前市場主流超聲波電源，僅對工頻電流進行采樣，無法對超聲輸出功率進行準(zhǔn)確控制；超聲頻率采用固定頻率輸出或者給定一定頻率頻率帶寬掃頻工作，此種形式電源頻率不會隨著換能器參數(shù)變化而變化。主流超聲波發(fā)生器均無通訊功能，無法作為部件應(yīng)用于集成系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種具有頻率自適應(yīng)功能，隨著超聲波換能器自身諧振頻率的變化自動調(diào)整頻率，保證換能器工作在最佳工作狀態(tài)的超聲波清洗機電源。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種超聲波清洗機電源，包括高速CPU處理單元，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路、阻抗匹配電路、高頻電流電壓采樣電路、相位檢測電路，保護電路，人機交互界面以及PC通訊模塊；信號發(fā)生電路、高頻電流電壓采樣電路、保護電路、相位檢測電路、人機交互界面以及PC通訊模塊均與高速CPU處理單元相接，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路以及阻抗匹配電路一次相接，阻抗匹配電路還與高頻電流電壓采樣電路以及相位檢測電路相接；保護電路分別與信號發(fā)生電路以及信號驅(qū)動電路相接。還包括功率保護電路，所述功率保護電路分別與高速CPU處理單元以及功率放大電路相接。還包括換能器，所述換能器與阻抗匹配電路相接。高速CPU處理單元控制信號發(fā)生電路，產(chǎn)生頻率信號，頻率信號輸入到信號驅(qū)動電路后輸入到功率放大電路中，然后經(jīng)過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)中，最終產(chǎn)生高頻、高壓信號加載在換能器上。另高速電流、電壓采樣電路和相位檢測電路從換能器輸入端采樣，經(jīng)過處理后輸入到高速CPU處理單元；功率保護電路從功率放大電路末級采樣，輸入到高速CPU處理單元，通過保護電路控制信號開關(guān)以及高壓通斷。有益效果:本發(fā)明通過對電流、電壓進行采樣，得到換能器的實際輸入功率，且反饋到高速CPU處理單元處理，與預(yù)設(shè)功率進行比較，調(diào)整發(fā)生器的輸出信號，從而達到恒功率輸出的目的，功率穩(wěn)定度>99%，使得換能器工作在最佳頻率點，換能器電聲轉(zhuǎn)換效率高，且換能器長時間工作不會發(fā)熱。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。如圖1所示，一種超聲波清洗機電源，包括高速CPU處理單元，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路、阻抗匹配電路、高頻電流電壓采樣電路、相位檢測電路，保護電路，人機交互界面、PC通訊模塊、功率保護電路以及換能器；信號發(fā)生電路、高頻電流電壓采樣電路、保護電路、相位檢測電路、人機交互界面以及PC通訊模塊均與高速CPU處理單元相接，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路以及阻抗匹配電路一次相接，阻抗匹配電路還與高頻電流電壓采樣電路以及相位檢測電路相接；保護電路分別與信號發(fā)生電路以及信號驅(qū)動電路相接；功率保護電路分別與高速CPU處理單元以及功率放大電路相接，換能器與阻抗匹配電路相接。高速CPU處理單元控制信號發(fā)生電路，產(chǎn)生頻率信號，頻率信號輸入到信號驅(qū)動電路后輸入到功率放大電路中，然后經(jīng)過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)中，最終產(chǎn)生高頻、高壓信號加載在換能器上。另高速電流、電壓采樣電路以及相位檢測電路從換能器輸入端采樣，經(jīng)過處理后輸入到高速CPU處理單元；功率保護電路從功率放大電路末級采樣，輸入到高速CPU處理單元，通過保護電路控制信號開關(guān)以及高壓通斷。通過對換能器輸入端相位的檢測，高速CPU處理單元判斷換能器是否工作在諧振頻率，并判斷是否對頻率信號進行修正；通過對換能器輸入端的電流、電壓檢測；CPU處理單元通過對信號發(fā)生電路的控制，來實現(xiàn)換能器恒定功率。信號發(fā)生電路核心為數(shù)字頻率合成器(AD9832)，(AD9832是AD公司生產(chǎn)的直接數(shù)字頻率合成器，其具有超高速的頻率轉(zhuǎn)換時間，極高的頻率分辨率和較低的相位噪聲，在頻率改變與調(diào)頻時，DDS器件能夠保持相位的連續(xù)，因此很容易實現(xiàn)頻率、相位和幅度調(diào)制)，高速CPU處理單元控制DDS產(chǎn)生一個預(yù)設(shè)的頻率信號，經(jīng)過分頻后將其輸入到信號驅(qū)動電路中。本發(fā)明通過對換能器輸入端的電流波形進行采樣，自動跟蹤超聲波換能器諧振頻率,并通過對換能器輸入端進行高速電流、電壓采樣,實現(xiàn)恒定功率輸出，通過通訊模塊,實現(xiàn)上位機(觸摸屏或者PC)對參數(shù)進行控制和顯示。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種超聲波清洗機電源，其特征在于:包括高速CPU處理單元，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路、阻抗匹配電路、高頻電流電壓采樣電路、相位檢測電路，保護電路，人機交互界面以及PC通訊模塊；信號發(fā)生電路、高頻電流電壓采樣電路、保護電路、相位檢測電路、人機交互界面以及PC通訊模塊均與高速CPU處理單元相接，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路以及阻抗匹配電路一次相接，阻抗匹配電路還與高頻電流電壓采樣電路以及相位檢測電路相接；保護電路分別與信號發(fā)生電路以及信號驅(qū)動電路相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超聲波清洗機電源，其特征在于:還包括功率保護電路，所述功率保護電路分別與高速CPU處理單元以及功率放大電路相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超聲波清洗機電源，其特征在于:還包括換能器，所述換能器與阻抗匹配電路相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲波清洗機電源，包括高速CPU處理單元，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路、阻抗匹配電路、高頻電流電壓采樣電路、相位檢測電路，保護電路，人機交互界面以及PC通訊模塊；信號發(fā)生電路、高頻電流電壓采樣電路、保護電路、相位檢測電路、人機交互界面以及PC通訊模塊均與高速CPU處理單元相接，信號發(fā)生電路，信號驅(qū)動電路、功率放大電路以及阻抗匹配電路一次相接，阻抗匹配電路還與高頻電流電壓采樣電路以及相位檢測電路相接；保護電路分別與信號發(fā)生電路以及信號驅(qū)動電路相接。本發(fā)明使得換能器工作在最佳頻率點，換能器電聲轉(zhuǎn)換效率高，且換能器長時間工作不會發(fā)熱。
文檔編號H02M9/00GK103151949SQ20131008757
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者盧平 申請人:無錫南方聲學(xué)工程有限公司