[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

技術領域

本發明涉及一種用于產生小功率高頻超聲波的電源裝置及其實現方法。?

背景技術

現有的超聲波生物處理方式為：通過超聲波電源設備產生連續的某一大功率和頻率的超聲波，然后以該功率和該頻率的超聲波作用于處理對象，然而，這種固定位置的處理方式不能滿足隨機移動、機動處理和小功率高頻率等特定實驗應用的要求；另一方面是現有的超聲波設備比較笨重，使用不靈活，功耗高，為實驗帶來諸多不便。鑒于此，為解決這些矛盾有必要研發一種新的高效的小功率高頻超聲波電源裝置，能同時控制作用時間、功率和頻率，以提高生產過程中的經濟效益。該系統采用5V直流電源供電，能夠減少傳統超聲波電源在整流電路中的能量損耗和逆變電路的開關損耗，適應當今社會節能環保高效的需求；同時該系統能夠提供多種不同組合的超聲波控制信號輸出，為系統提供了多種工作方式，能夠減少實驗中儀器使用的數量并且降低了投資成本；本系統具有較小的體積，應用更靈活，主要應用于科研院所，實驗臺等對應用對象環境要求比較高的場所，將具有較高的科研與實用價值。?

發明內容

為彌補現有超聲波電源設備在實際專業領域應用中的不足，本發明提供了一種小功率高頻超聲波電源裝置及其實現方法。該裝置通過軟硬件結合的實驗方式，硬件部分主要由電源操作面板、超聲波電源電路、超聲振子及其匹配電感構成。操作面板結構配有電源開關按鍵及其指示燈、復位按鍵及其指示燈、頻率選擇按鍵及其指示燈、模式選擇按鍵及其指示燈和功率選擇按鍵及其指示燈；電源電路主要由電源開關電路、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、功率放大電路及匹配網絡電路構成。該裝置的頻率發生模塊、模式設定模塊、功率選擇模塊、匹配電感切換控制模塊和指示燈的控制模塊均是由軟件編程實現。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

裝置由電源操作面板、超聲波電源電路、超聲振子及其匹配電感構成。根據應用對象的實際需求，該裝置的工作頻率、工作模式和工作功率能夠組合成不同的工作狀態對作用對象進行處理。?

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通過軟件編程來完成。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其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。?