專利名稱：超聲棒電控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲棒電控系統(tǒng)，特別是涉及一種能提供較大輸出功率的 超聲棒電控系統(tǒng)。背景技術(shù)：
超聲棒主要用于清洗、聲化學(xué)、污水處理、原油處理、中草提取、食品和 生物工程等方面，現(xiàn)有清洗設(shè)備使采用小功率多個(gè)超聲換能器組成，由于超聲 棒的特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用現(xiàn)有技術(shù)超聲清洗設(shè)備控制模式無(wú)法使超聲棒有效 工作。超聲棒的電控制技術(shù)必須釆用頻率跟蹤、功率自動(dòng)補(bǔ)償、掃頻等電控制 技術(shù)綜合運(yùn)用，以使設(shè)備在溫度、負(fù)載等參數(shù)變化時(shí)能正常工作。目前清洗設(shè) 備一般采用跟蹤電壓電流相位的方法進(jìn)行頻率跟蹤，或者單獨(dú)掃頻的方法，但 是頻率跟蹤與掃頻不能同時(shí)使用，采用傳統(tǒng)的超聲清洗設(shè)備控制模式來(lái)控制超 聲棒，超聲棒輸出功率小、效率低、清洗效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種能提供較大輸出功 率的超聲棒電控系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種超聲棒電控系統(tǒng)， 其包括 一高頻逆變器、 一高頻變壓器、至少一超聲換能器，該高頻逆變器、 高頻變壓器及超聲換能器依次連接，該超聲棒電控系統(tǒng)進(jìn)一步包括一微處理器 及一頻率發(fā)生器，該微處理器控制該頻率發(fā)生器產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制該超聲換 能器的工作狀態(tài)。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是:該頻率發(fā)生器產(chǎn)生的是PMW控制信 號(hào)，該P(yáng)MW控制信號(hào)通過(guò)一 PMW驅(qū)動(dòng)器加在該超聲換能器上。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是該超聲換能器的輸出功率通過(guò)調(diào)整 該P(yáng)MW信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是該微處理器通過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào) 節(jié)該頻率發(fā)生器，使得該超聲換能器的輸出電流處于最大值。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是頻率調(diào)節(jié)通過(guò)微處理器產(chǎn)生PWM信 號(hào)，再通過(guò)低通濾波電壓跟隨得到直流電壓信號(hào)，來(lái)控制頻率發(fā)生器，功率調(diào)
節(jié)通過(guò)該拔乏處理器產(chǎn)生PWM信號(hào)，再通過(guò)低通濾波電壓跟隨得到直流電壓信
號(hào)，來(lái)控制頻率發(fā)生器輸出PWM信號(hào)的占空比。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是掃頻信號(hào)通過(guò)該微處理器輸出一個(gè) 低頻脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)分壓，積分電路得到一個(gè)緩慢上升的電壓，加到頻率發(fā)生器。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是該超聲棒電控系統(tǒng)進(jìn)一步包括一可 控硅調(diào)壓裝置，該超聲換能器的輸出功率通過(guò)調(diào)整可控硅調(diào)壓的方式實(shí)現(xiàn)，該 微處理器檢測(cè)電壓過(guò)零信號(hào)，通過(guò)光控可控硅MOC30xx隔離控制雙向可控硅的 觸發(fā)角，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)功率。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是驅(qū)動(dòng)功率管過(guò)溫檢測(cè)保護(hù)是通過(guò)在 功率管上貼上一個(gè)熱敏電阻，微處理器實(shí)時(shí)檢測(cè)功率管的溫度進(jìn)行監(jiān)控，控制 功率管的PWM驅(qū)動(dòng)是通過(guò)一個(gè)高速功率驅(qū)動(dòng)器IC4來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)脈沖變壓器隔 離，功率管可為1 4個(gè)并聯(lián)。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是該超聲棒電控系統(tǒng)進(jìn)一步包括一電 網(wǎng)濾波器、 一整流裝置及一濾波裝置，該電網(wǎng)濾波器、整流裝置及濾波裝置將 電網(wǎng)的電壓信號(hào)整流濾波后加到該高頻逆變器。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是輸出功率、工作頻率、定時(shí)控制等 信息指示，通過(guò)光柱條及數(shù)碼管顯示，也可以通過(guò)液晶顯示。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是該微處理器控制該頻率發(fā)生器產(chǎn) 生PMW控制信號(hào)來(lái)控制該超聲換能器的工作狀態(tài)，該超聲換能器的輸出功率通 過(guò)調(diào)整該P(yáng)MW信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)，該微處理器通過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)該頻 率發(fā)生器，使得該超聲換能器的輸出電流處于最大值，從而實(shí)現(xiàn)該超聲換能器 始終輸出較大的工作功率。

圖1是本發(fā)明的超聲棒電控系統(tǒng)的系統(tǒng)電路原理框圖。
圖2是本發(fā)明的超聲棒電控系統(tǒng)的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的超聲棒電控系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明。
請(qǐng)一并參閱圖1和圖2,該超聲棒電控系統(tǒng)1包括一電網(wǎng)濾波器11、 一可 控硅調(diào)壓裝置(未標(biāo)示)、 一整流裝置12、 一濾波裝置13、 一高頻逆變器14、 一 高頻變壓器l5、至少一超聲換能器16、 一微處理器20、 一頻率功率調(diào)節(jié)掃頻電i洛23 、 一頻率發(fā)生器21 、 一電流4全測(cè)裝置17及一 PMW驅(qū)動(dòng)器22。該電網(wǎng)濾 波器ll、整流裝置12、濾波裝置13、高頻逆變器14、高頻變壓器15及超聲換 能器16依次連接。該微處理器20產(chǎn)生控制信號(hào)并通過(guò)該頻率功率調(diào)節(jié)掃頻電 路23、頻率發(fā)生器21及該P(yáng)MW驅(qū)動(dòng)器22來(lái)控制該超聲換能器16的工作狀態(tài)。 該超聲棒電控系統(tǒng)1進(jìn)一步包括一溫度檢測(cè)裝置及一按鍵顯示裝置，該溫度檢 測(cè)裝置與該高頻逆變器14及微處理器20相連，該按鍵顯示裝置與該微處理器 20。
來(lái)自電網(wǎng)的220V的電壓經(jīng)該電網(wǎng)濾波器11、整流裝置12、濾波裝置13的濾 波、全橋整流、濾波后得到300V左右的直流電壓，該直流電壓加到半橋式的高 頻逆變器14上，功率開(kāi)關(guān)管在一對(duì)互差180度的方波脈沖觸發(fā)下輪流導(dǎo)通和截止, 將直流電壓變換成交變的高頻方波電壓，經(jīng)該高頻變壓器15變換后輸出加到該 超聲換能器16與匹配電感諧振電路上，根據(jù)該超聲換能器16的諧振頻率和阻抗， 選擇匹配電感的大小。
該微處理器20控制頻率發(fā)生器21產(chǎn)生一個(gè)與根據(jù)超聲換能器的諧振頻率 一致的PWM信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)來(lái)控制功率開(kāi)關(guān)管，該P(yáng)MW驅(qū)動(dòng)器22將該P(yáng)WM 信號(hào)通過(guò)該高頻逆變器14及高頻變壓器15加到該超聲換能器16上，達(dá)到驅(qū)動(dòng) 控制該超聲換能器16。
該微處理器20同時(shí)以一定的頻率輸出掃頻信號(hào)，加到頻率發(fā)生器21上， 使頻率發(fā)生器21產(chǎn)生掃頻信號(hào)。微處理器20同時(shí)通過(guò)對(duì)輸出電流信號(hào)進(jìn)行檢 測(cè)、根據(jù)電流檢測(cè)裝置17的電流信號(hào)來(lái)微調(diào)頻率發(fā)生器21的頻率，使輸出電 流總是處于最大值，也就是超聲波換能器16總是處于諧振狀態(tài)。超聲波輸出功 率的調(diào)整通過(guò)改變PWM信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)按鍵可以設(shè)置輸出功率的大 小，定時(shí)關(guān)機(jī)時(shí)間設(shè)置，振蕩基準(zhǔn)頻率設(shè)置,，功率通過(guò)光柱條直觀顯示，頻率、 定時(shí)時(shí)間通過(guò)數(shù)碼管來(lái)顯示。
頻率調(diào)節(jié)通過(guò)微處理器產(chǎn)生PWM信號(hào)，再通過(guò)低通濾波電壓跟隨得到直流 電壓信號(hào)，來(lái)控制頻率發(fā)生器21。
功率調(diào)節(jié)通過(guò)該微處理器20產(chǎn)生PWM信號(hào)，再通過(guò)低通濾波電壓跟隨得到 直流電壓信號(hào)，來(lái)控制頻率發(fā)生器21輸出PWM信號(hào)的占空比。
掃頻信號(hào)通過(guò)該微處理器20輸出一個(gè)低頻脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)分壓，積分電路 得到一個(gè)緩慢上升的電壓，加到頻率發(fā)生器21。
電流檢測(cè)信號(hào)是通過(guò)電流互感器檢測(cè)的電流通過(guò)電流電壓轉(zhuǎn)換，再通過(guò)該
微處理器20采樣得到。
該微處理器控制該頻率發(fā)生器產(chǎn)生PMW控制信號(hào)來(lái)控制該超聲換能器的工 作狀態(tài)，該超聲換能器的輸出功率通過(guò)調(diào)整該P(yáng)MW信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)，該微 處理器通過(guò)電流;險(xiǎn)測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)該頻率發(fā)生器，使得該超聲換能器的輸出電流 處于最大值，從而實(shí)現(xiàn)該超聲換能器始終輸出較大的工作功率。
該超聲換能器輸出功率調(diào)節(jié)也可以通過(guò)可控硅調(diào)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，可控硅調(diào)壓原 理為微處理器檢測(cè)電壓過(guò)零信號(hào)，通過(guò)光控可控硅MOC30xx隔離控制雙向可控 硅的觸發(fā)角，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)功率。
該超聲棒電控系統(tǒng)1的輸出功率、工作頻率、定時(shí)控制等信息指示，通過(guò) 光柱條及數(shù)碼管顯示，此部分也可以通過(guò)液晶顯示替代。
驅(qū)動(dòng)功率管過(guò)溫檢測(cè)保護(hù)是在功率管上貼上一個(gè)熱敏電阻，微處理器實(shí)時(shí) 檢測(cè)功率管的溫度進(jìn)行監(jiān)控。
控制功率管的PWM驅(qū)動(dòng)是通過(guò)一個(gè)高速功率驅(qū)動(dòng)器IC4來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)脈沖 變壓器隔離，功率管可為1 4個(gè)并聯(lián)。
權(quán)利要求
1.一種超聲棒電控系統(tǒng)，其包括一高頻逆變器、一高頻變壓器、至少一超聲換能器，該高頻逆變器、高頻變壓器及超聲換能器依次連接，其特征在于該超聲棒電控系統(tǒng)進(jìn)一步包括一微處理器及一頻率發(fā)生器，該微處理器控制該頻率發(fā)生器產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制該超聲換能器的工作狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于該頻率發(fā)生器產(chǎn) 生的是PMW控制信號(hào)，該P(yáng)MW控制信號(hào)通過(guò)一 PMW驅(qū)動(dòng)器加在該超聲換能 器上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于該超聲換能器的 輸出功率通過(guò)調(diào)整該P(yáng)MW信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于該微處理器通過(guò) 電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)該頻率發(fā)生器，使得該超聲換能器的輸出電流處于最大值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于頻率調(diào)節(jié)通過(guò)微 處理器產(chǎn)生PWM信號(hào)，再通過(guò)低通濾波電壓跟隨得到直流電壓信號(hào)，來(lái)控制頻 率發(fā)生器，功率調(diào)節(jié)通過(guò)該微處理器產(chǎn)生PWM信號(hào)，再通過(guò)低通濾波電壓跟隨 得到直流電壓信號(hào)，來(lái)控制頻率發(fā)生器輸出PWM信號(hào)的占空比。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于掃頻信號(hào)通過(guò)該 微處理器輸出一個(gè)低頻脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)分壓，積分電路得到一個(gè)緩慢上升的電 壓，加到頻率發(fā)生器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于該超聲棒電控系 統(tǒng)進(jìn)一步包括一可控硅調(diào)壓裝置，該超聲換能器的輸出功率通過(guò)調(diào)整可控硅調(diào) 壓的方式實(shí)現(xiàn)，該微處理器檢測(cè)電壓過(guò)零信號(hào)，通過(guò)光控可控硅MOC30xx隔離 控制雙向可控硅的觸發(fā)角，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)功率c
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于驅(qū)動(dòng)功率管過(guò)溫 檢測(cè)保護(hù)是通過(guò)在功率管上貼上一個(gè)熱敏電阻，微處理器實(shí)時(shí)檢測(cè)功率管的溫 度進(jìn)行監(jiān)控，控制功率管的PWM驅(qū)動(dòng)是通過(guò)一個(gè)高速功率驅(qū)動(dòng)器IC4來(lái)實(shí)現(xiàn)， 通過(guò)脈沖變壓器隔離，功率管可為1~4個(gè)并聯(lián)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于該超聲棒電控系 統(tǒng)進(jìn)一步包括一電網(wǎng)濾波器、 一整流裝置及一濾波裝置，該電網(wǎng)濾波器、整流 裝置及濾波裝置將電網(wǎng)的電壓信號(hào)整流濾波后加到該高頻逆變器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲棒電控系統(tǒng)，其特征在于輸出功率、工 作頻率、定時(shí)控制等信息指示，通過(guò)光柱條及數(shù)碼管顯示，也可以通過(guò)液晶顯 示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲棒電控系統(tǒng)，其包括一高頻逆變器、一高頻變壓器、至少一超聲換能器，該高頻逆變器、高頻變壓器及超聲換能器依次連接，該超聲棒電控系統(tǒng)進(jìn)一步包括一微處理器及一頻率發(fā)生器，該微處理器控制該頻率發(fā)生器產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制該超聲換能器的工作狀態(tài)。該微處理器控制該頻率發(fā)生器產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制該超聲換能器的工作狀態(tài)，該超聲換能器的輸出功率通過(guò)調(diào)整該P(yáng)MW信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)，該微處理器通過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)該頻率發(fā)生器，使得該超聲換能器的輸出電流處于最大值，從而實(shí)現(xiàn)該超聲換能器始終輸出較大的工作功率。
文檔編號(hào)H02M5/00GK101170281SQ20061006335
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者周光平, 張亦慧, 張勝宇, 李正中, 梁召峰 申請(qǐng)人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院