由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路，現(xiàn)階段，國內(nèi)工業(yè)運用中的超聲波換能器功率越來越大，要求超聲波電源的輸出功率能滿足換能器功率的需求，與之匹配，且一般情況下超聲波發(fā)生電源的控制電路設(shè)計很復(fù)雜，對單片機程序要求和單片機的自身性能要求比較高。本實用新型包括一個脈沖方波電壓源VPULSE、一個反相器、八個電阻、四個三極管、四個二極管、兩個變壓器、兩個絕緣柵雙極型晶體管、四個電容、一個換能器。本實用新型采用的元器件成熟可靠，成本低廉，來源豐富，具有輸入單路方波信號，控制信號簡單，橋式電流電路穩(wěn)定性好；驅(qū)動變壓器變比大，IGBT額定電流大，可實現(xiàn)大功率超聲波信號輸出。
【專利說明】由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種電路，具體涉及一種由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波電源也稱為超聲波發(fā)生器，它的作用是把電能轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號?，F(xiàn)階段，國內(nèi)工業(yè)運用中的超聲波換能器功率越來越大，要求超聲波電源的輸出功率能滿足換能器功率的需求，與之匹配，且一般情況下超聲波發(fā)生電源的控制電路設(shè)計很復(fù)雜，對單片機程序要求和單片機的自身性能要求比較高。鑒于以上實際問題，本實用新型設(shè)計一種由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路。該電路中CPU芯片輸出簡單的一路方波信號，通過反相器輸出四路驅(qū)動信號驅(qū)動四路三極管組成的全橋電路，通過變壓器驅(qū)動大功率IGBT，從而驅(qū)動換能器工作。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的就是針對國內(nèi)外工業(yè)運用中對超聲波大功率電源的需求以及現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品上的不足，提供一種由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路。
[0004]本實用新型設(shè)計了一種由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路，包括脈沖方波電壓源VPULSE、反相器U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q4、第四三極管Q5、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一變壓器Tl、第二變壓器T2、第一絕緣柵雙極型晶體管Q3、第二絕緣柵雙極型晶體管Q6、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、換能器Y1。所述的反相器Ul的信號為CD4069。
[0005]所述的脈沖方波電壓源VPULSE的一端接地，另一端與反相器Ul的I腳連接，反相器Ul的2腳與反相器Ul的3腳、第一電阻Rl的一端和第五電阻R5的一端連接，反相器Ul的4腳與第二電阻R2的一端、第六電阻R6的一端連接，反相器Ul的7腳接地，反相器Ul的14腳連接VCC 15V電源，第一電阻Rl的另一端與第一三極管Ql的基極連接，第一三極管Ql的發(fā)射極與第一二極管Dl的陰極、第二二極管D2的陰極、VCC 15V電源和第二三極管Q2的發(fā)射極連接，第一三極管Ql的集電極與第一二極管Dl的陽極、第一變壓器Tl原邊的一端、第四三極管Q5的集電極、第三二極管D3的陰極連接，第二二極管D2的陽極與第二三極管Q2的集電極、第一變壓器Tl原邊的另一端、第四二極管D4的陰極、第三三極管Q4的集電極連接，第二三極管Q2的基極與第二電阻R2的另一端連接，第五電阻R5的另一端與第四三極管Q5的基極連接，第四三極管Q5的發(fā)射極與第三二極管D3的陽極、第四二極管D4的陽極、第三三極管Q4的發(fā)射極連接并接地，第三三極管Q4的基極與第六電阻R6的另一端連接，第一變壓器Tl的一個副邊的一端與第四電阻R4的一端連接，第一變壓器Tl的一個副邊的另一端與第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的發(fā)射極、第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的集電極、第一電容Cl的一端、第八電阻R8的一端、第二變壓器T2原邊的一端連接,第四電阻R4的另一端與第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的基極連接，第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的集電極與第三電阻R3的一端連接并接VCC 300V電源，第三電阻R3的另一端與第一電容Cl的另一端連接，第一變壓器Tl的另一個副邊的一端與第七電阻R7的一端連接，第一變壓器Tl的另一個副邊的另一端與第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的發(fā)射極、第四電容C4的一端連接并接地，第七電阻R7的另一端與第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的基極連接，第四電容C4的另一端與第八電阻R8的另一端連接，第二變壓器T2原邊的另一端與第二電容C2的一端、第三電容C3的一端連接，第二電容C2的另一端與VCC 300V電源連接，第三電容C3的另一端接地，第二變壓器T2副邊的一端與換能器Yl的一端連接，第二變壓器T2副邊的另一端與換能器Yl的另一端連接。
[0006]有益效果:本實用新型采用的元器件成熟可靠，成本低廉，來源豐富。本實用新型具有輸入單路方波信號，控制信號簡單，橋式電流電路穩(wěn)定性好。驅(qū)動變壓器變比大，IGBT額定電流大，可實現(xiàn)大功率超聲波信號輸出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0009]如圖1所示，由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路包括脈沖方波電壓源VPULSE、反相器U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q4、第四三極管Q5、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一變壓器Tl、第二變壓器T2、第一絕緣柵雙極型晶體管Q3、第二絕緣柵雙極型晶體管Q6、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、換能器Y1。所述的反相器Ul的信號為⑶4069。
[0010]所述的脈沖方波電壓源VPULSE的一端接地，另一端與反相器Ul的I腳連接，反相器Ul的2腳與反相器Ul的3腳、第一電阻Rl的一端和第五電阻R5的一端連接，反相器Ul的4腳與第二電阻R2的一端、第六電阻R6的一端連接，反相器Ul的7腳接地，反相器Ul的14腳連接VCC 15V電源，第一電阻Rl的另一端與第一三極管Ql的基極連接，第一三極管Ql的發(fā)射極與第一二極管Dl的陰極、第二二極管D2的陰極、VCC 15V電源和第二三極管Q2的發(fā)射極連接，第一三極管Ql的集電極與第一二極管Dl的陽極、第一變壓器Tl原邊的一端、第四三極管Q5的集電極、第三二極管D3的陰極連接，第二二極管D2的陽極與第二三極管Q2的集電極、第一變壓器Tl原邊的另一端、第四二極管D4的陰極、第三三極管Q4的集電極連接，第二三極管Q2的基極與第二電阻R2的另一端連接，第五電阻R5的另一端與第四三極管Q5的基極連接，第四三極管Q5的發(fā)射極與第三二極管D3的陽極、第四二極管D4的陽極、第三三極管Q4的發(fā)射極連接并接地，第三三極管Q4的基極與第六電阻R6的另一端連接，第一變壓器Tl的一個副邊的一端與第四電阻R4的一端連接，第一變壓器Tl的一個副邊的另一端與第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的發(fā)射極、第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的集電極、第一電容Cl的一端、第八電阻R8的一端、第二變壓器T2原邊的一端連接,第四電阻R4的另一端與第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的基極連接，第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的集電極與第三電阻R3的一端連接并接VCC 300V電源，第三電阻R3的另一端與第一電容Cl的另一端連接，第一變壓器Tl的另一個副邊的一端與第七電阻R7的一端連接，第一變壓器Tl的另一個副邊的另一端與第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的發(fā)射極、第四電容C4的一端連接并接地，第七電阻R7的另一端與第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的基極連接，第四電容C4的另一端與第八電阻R8的另一端連接，第二變壓器T2原邊的另一端與第二電容C2的一端、第三電容C3的一端連接，第二電容C2的另一端與VCC 300V電源連接，第三電容C3的另一端接地，第二變壓器T2副邊的一端與換能器Yl的一端連接，第二變壓器T2副邊的另一端與換能器Yl的另一端連接。
[0011]本實用新型中，VPULSE輸出方波，其頻率為換能器的固有諧振頻率。⑶4069為反相器Ul,輸入一路方波,輸出相位差180°的兩對驅(qū)動信號。第一三極管Ql,第四三極管Q5共同組成橋式電流電路，第一變壓器Tl為驅(qū)動變壓器，用來給絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)提供驅(qū)動信號。第一絕緣柵雙極型晶體管Q3、第二絕緣柵雙極型晶體管Q6，電容C2、C3及變壓器T2等組成換能器驅(qū)動電路，輸出大功率可控信號，驅(qū)動超聲波換能器Yl工作。
【權(quán)利要求】
1.由一路方波驅(qū)動大功率超聲波換能器的電路，包括脈沖方波電壓源VPULSE、反相器U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q4、第四三極管Q5、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一變壓器Tl、第二變壓器T2、第一絕緣柵雙極型晶體管Q3、第二絕緣柵雙極型晶體管Q6、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、換能器Yl ;所述的反相器Ul的型號為CD4069; 其特征在于:所述的脈沖方波電壓源VPULSE的一端接地，另一端與反相器Ul的I腳連接，反相器Ul的2腳與反相器Ul的3腳、第一電阻Rl的一端和第五電阻R5的一端連接，反相器Ul的4腳與第二電阻R2的一端、第六電阻R6的一端連接，反相器Ul的7腳接地，反相器Ul的14腳連接VCC 15V電源，第一電阻Rl的另一端與第一三極管Ql的基極連接，第一三極管Ql的發(fā)射極與第一二極管Dl的陰極、第二二極管D2的陰極、VCC 15V電源和第二三極管Q2的發(fā)射極連接，第一三極管Ql的集電極與第一二極管Dl的陽極、第一變壓器Tl原邊的一端、第四三極管Q5的集電極、第三二極管D3的陰極連接，第二二極管D2的陽極與第二三極管Q2的集電極、第一變壓器Tl原邊的另一端、第四二極管D4的陰極、第三三極管Q4的集電極連接，第二三極管Q2的基極與第二電阻R2的另一端連接，第五電阻R5的另一端與第四三極管Q5的基極連接，第四三極管Q5的發(fā)射極與第三二極管D3的陽極、第四二極管D4的陽極、第三三極管Q4的發(fā)射極連接并接地，第三三極管Q4的基極與第六電阻R6的另一端連接，第一變壓器Tl的一個副邊的一端與第四電阻R4的一端連接，第一變壓器Tl的一個副邊的另一端與第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的發(fā)射極、第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的集電極、第一電容Cl的一端、第八電阻R8的一端、第二變壓器T2原邊的一端連接，第四電阻R4的另一端與第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的基極連接，第一絕緣柵雙極型晶體管Q3的集電極與第三電阻R3的一端連接并接VCC 300V電源，第三電阻R3的另一端與第一電容Cl的另一端連接，第一變壓器Tl的另一個副邊的一端與第七電阻R7的一端連接，第一變壓器Tl的另一個副邊的另一端與第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的發(fā)射極、第四電容C4的一端連接并接地，第七電阻R7的另一端與第二絕緣柵雙極型晶體管Q6的基極連接，第四電容C4的另一端與第八電阻R8的另一端連接，第二變壓器T2原邊的另一端與第二電容C2的一端、第三電容C3的一端連接，第二電容C2的另一端與VCC 300V電源連接，第三電容C3的另一端接地，第二變壓器T2副邊的一端與換能器Yl的一端連接，第二變壓器T2副邊的另一端與換能器Yl的另一端連接。
【文檔編號】B06B1/02GK203408865SQ201320373000
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】趙曉東, 李雙雙, 孔亞廣 申請人:杭州電子科技大學(xué)