[發明專利]一種小功率高頻超聲波電源實現方法

有效

• 申請號: 201210009690.8
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN103207576A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 閆軍旺;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種小功率高頻超聲波電源實現方法，其特征是：該系統采用軟件和硬件相結合的設計方法，超聲波電源的三種工作方式的實現及其對應指示燈的亮滅主要是由軟件編程來完成；通過對單片機進行編程產生三種頻率不同且占空比相同的方波脈沖信號，方波脈沖信號通過橢圓濾波器濾波后變成和方波基波同頻的正弦波信號，再通過對頻率選擇單按建的編程，控制不同頻率的正弦波信號的輸出和對應頻率的匹配電感的切換，同時控制對應的指示燈亮滅，來實現工作頻率的工作狀態的顯示；工作模式主要是通過編程由單片機設計定時器，來控制其I/O端口輸出，通過對模式選擇單按建進行編程來控制輸出I/O端口的高低電平的連續工作時間，同時控制對應指示燈的亮滅，來實現工作模式工作狀態的顯示；功率控制是通過編程使單片機輸出不同占空比的方波信號，通過對功率選擇單按建編程控制輸出方波的占空比實現不同功率輸出，同時控制對應的指示燈的亮滅，實現工作功率工作狀態的顯示；模式輸出控制信號、功率輸出控制信號和供電電源信號通過硬件斬波電路和開關電路形成組合控制信號，模式和功率組合控制信號再和頻率控制形成的正弦波控制信號經過耦合電路、功率推挽放大電路作用于匹配網絡，匹配網絡由換能器將電能轉化為機械能應用于作用對象；

該電源裝置三種工作方式具體實現過程為控制頻率給定的單按鍵按下第一次，頻率一的控制脈沖信號發生，對應該頻率的頻率工作狀態指示燈亮，同時單8通道數字控制模擬開關的一個通道導通，控制對應該頻率的大諧振電感切換入槽；控制頻率給定的單按鍵按下第二次，頻率二的控制脈沖信號發生，對應該頻率的頻率工作狀態指示燈亮同時對應頻率一的工作狀態指示燈滅，單8通道數字控制模擬開關的一個通道導通，控制對應該頻率的中諧振電感切換入槽；控制頻率給定的單按鍵按下第三次，頻率三的控制脈沖信號發生，對應該頻率的頻率工作狀態指示燈亮同時對應頻率二的工作狀態指示燈滅，單8通道數字控制模擬開關的一個通道導通，控制對應該頻率的小諧振電感切換入槽；控制頻率給定的單按鍵再有按下要依次重復按下第一次、第二次和第三次按下時的操作過程；控制模式給定的單按鍵按下第一次，模式一的控制脈沖信號發生，對應該模式的模式工作狀態指示燈亮；控制模式給定的單按鍵按下第二次，模式二的控制脈沖信號發生，對應該模式的模式工作狀態指示燈亮同時模式一的模式工種狀態指示燈滅；控制模式給定的單按鍵按下第三次，模式三的控制脈沖信號發生，對應該模式的模式工作狀態指示燈亮同時模式二的模式工種狀態指示燈滅；控制模式給定的單按鍵再有按下要依次重復按下第一次、第二次和第三次的操作過程；控制功率給定的單按鍵按下第一次，弱功率對應的小占空比的控制脈沖信號發生，對應該功率的功率工作狀態指示燈亮；控制功率給定的單按鍵按下第二次，中功率對應的中占空比的控制脈沖信號發生，對應該功率的功率工作狀態指示燈亮同時小功率的功率工作狀態指示燈滅；控制功率給定的單按鍵按下第三次，強功率對應的大占空比的控制脈沖信號發生，對應該功率的功率工作狀態指示燈亮同時中功率的功率工種狀態指示燈滅；控制功率給定的單按鍵再有按下要依次重復按下第一次、第二次和第三次的操作過程；以上頻率給定、模式給定和功率給定這三種工作方式之間互不干擾，相互獨立進行；

在電源正面操作面板上，左上角是復位開關，在復位開關右側配有復位開關狀態指示燈；左下角是電源開關，在電源開關的右側配有開關狀態指示燈；在開關按鍵的右邊位置配有頻率給定按鍵，在頻率給定按鍵上面配有三種頻率工作狀態指示燈；在頻率給定按鍵的右面配有模式給定按鍵，在模式給定按鍵上面配有三種模式工作狀態指示燈；在模式給定按鍵的右面配有功率給定按鍵，在功率給定按鍵上面配有三種功率工作狀態指示燈；

小功率高頻超聲波電源電路主要由電源開關操作電路、復位電路、晶振電路、按鍵電路、各狀態顯示指示燈電路、橢圓濾波電路、模式和功率斬波開關電路、功率放大電路和匹配網絡電路構成；電源開關電路和復位電路分別通過電源開關按鍵和復位按鍵與單片機相連接；按鍵電路一端與單片機的開關控制引腳相連另一端接地；指示燈電路中發光二級管的陰極分別與單片機對應不同的引腳相連接，陽極通過上拉電阻與電源的正端相連接；橢圓濾波電路的輸入端與單片機對應的頻率脈沖控制信號的輸出端相連，橢圓濾波電路的輸出端經耦合電容與功率放大電路相連；模式、功率斬波開關電路的與門輸入端分別與單片機的模式脈沖控制信號輸出端和功率脈沖控制信號的輸出端相連，模式、功率斬波開關電路輸出端經穩壓濾?波后與功率放大電路相連；功率放大電路中的組合控制信號經匹配網絡中的換能器將電能轉換為機械能作用于應用對象。