[發(fā)明專利]一種超聲波電源及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710980269.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107623452B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳超群;黃正輝;郜廣磊;姜尚文;王威強(qiáng);韓進(jìn)宇;尹緒偉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M7/538;H02M1/14;H01F21/06
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 鄭勤振

1.一種超聲波電源，包括DDS直接數(shù)字頻率合成器，和依次連接的單相全控整流電路模塊、濾波穩(wěn)壓電路模塊、功率轉(zhuǎn)換電路模塊和高頻變壓器，其中所述DDS直接數(shù)字頻率合成器通過驅(qū)動(dòng)電路模塊連接到所述功率轉(zhuǎn)換電路模塊，其特征在于，所述超聲波電源還包括：

電感值可調(diào)的匹配電路模塊，用于將所述高頻變壓器輸出的電壓信號供給換能器，該匹配電路模塊包括線圈，位于線圈內(nèi)的磁棒，和控制所述磁棒在所述線圈內(nèi)長度的控制機(jī)構(gòu)；

電壓控制模塊，用于調(diào)節(jié)單相全控整流電路模塊的輸出電壓；

電流傳感器，用于采集流向換能器負(fù)載電流；以及

控制器模塊，其連接所述電流傳感器、DDS直接數(shù)字頻率合成器和電壓控制模塊；其中，所述控制器模塊根據(jù)所述電流傳感器采集的流向換能器負(fù)載的電流，確定諧振所需要的頻率值，將所述頻率值所對應(yīng)的頻率控制字傳遞給所述DDS直接數(shù)字頻率合成器，并通過控制所述電壓控制模塊使諧振狀態(tài)下的電流大小為恒定值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電源，其特征在于，所述功率轉(zhuǎn)換電路模塊連接保護(hù)電路模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電源，其特征在于，所述控制器模塊連接人機(jī)交互模塊。

4.一種包含權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的超聲波電源的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定電源的工作頻率和功率；

步驟2：改變電感值可調(diào)的匹配電路模塊的電感值，找到流過換能器的最大電流I₁所對應(yīng)的電感值，然后鎖定在這個(gè)電感值工作；

步驟3：工作一段時(shí)間后重新測定流過換能器的電流I₂，并使I₂維持在0.9I₁<I₂<1.1I₁范圍內(nèi)；

步驟4：循環(huán)重復(fù)步驟3的過程。

5.一種包含權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的超聲波電源的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定電源的起始工作頻率和功率；

步驟2：采集流過換能器的電流；

步驟3：將步驟1中限定的起始工作頻率進(jìn)行遞增；

步驟4：找到流過換能器的最大電流I_max1和該最大電流I_max1對應(yīng)的頻率F_max1；

步驟5：改變電感值可調(diào)的匹配電路模塊的電感值，找到流過換能器的最大電流I_max1所對應(yīng)的電感值，然后鎖定在這個(gè)電感值工作；

步驟6：工作一段時(shí)間后重新設(shè)定頻率范圍為(F_max1-a，F(xiàn)_max1+a)，100Hz<a<1000Hz，a為實(shí)數(shù)；

步驟7：然后從最低頻率掃描到最高頻率，找到流過換能器的最大電流I_max2和該最大電流I_max2對應(yīng)的頻率F_max2，將F_max2賦值給F_max1，并使I_max2維持在0.9I_max1<I_max2<1.1I_max1范圍內(nèi)；

步驟8：循環(huán)重復(fù)步驟6、7的過程。