[發(fā)明專利]一種自動(dòng)追頻超聲波焊接電源裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811249959.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109483038B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市恒生超聲波設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/10
• 分類號(hào): B23K20/10;H02M1/44;H02M5/40
• 代理公司: 深圳市徽正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44405
• 代理人: 李想

本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)追頻超聲波焊接電源裝置及其控制方法，包括輸入模塊、全橋DC?AC模塊、匹配模塊、調(diào)節(jié)模塊和頻率控制追蹤模塊；輸入模塊將交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓，全橋DC?AC模塊將直流電壓轉(zhuǎn)換為雙向方波電壓信號(hào)，匹配模塊將雙向方波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為正弦波電壓信號(hào)的超聲波驅(qū)動(dòng)換能器組件工作，調(diào)節(jié)模塊控制全橋DC?AC模塊的占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出的功率；頻率控制追蹤模塊對(duì)正弦波電壓信號(hào)的電流相位整形，對(duì)電壓相位整形并計(jì)算若干個(gè)時(shí)序點(diǎn)的相位，根據(jù)電流相位與若干個(gè)時(shí)序點(diǎn)的相位的超前或滯后狀態(tài)、輸出對(duì)應(yīng)的調(diào)整信號(hào)控制調(diào)節(jié)模塊改變開(kāi)關(guān)頻率，以調(diào)節(jié)輸出頻率并進(jìn)行頻率自動(dòng)追蹤；從而提高了頻率追蹤的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種自動(dòng)追頻超聲波焊接電源裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的自動(dòng)追頻超聲波焊接機(jī)電源中，常見(jiàn)的頻率追蹤方法包括：

一、自激式，代表電路為臺(tái)灣線路；其利用換能器兩端電壓選頻移相自激驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管；具有頻率追蹤速度快，追蹤范圍寬，線路簡(jiǎn)單，成本較低，負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是，在負(fù)載變化較快或開(kāi)關(guān)機(jī)瞬時(shí)狀態(tài)下，電路中上下正負(fù)半橋臂易出現(xiàn)開(kāi)通時(shí)間不一致的情況，導(dǎo)致變壓器/電感飽和而燒掉開(kāi)關(guān)管。并且臺(tái)灣線路的反饋電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)致調(diào)試比較困難且調(diào)試完成后易偏移。另外，頻率追蹤精度不高，換能器電聲轉(zhuǎn)換效率低，易損壞換能器和模具。同時(shí)，啟動(dòng)瞬時(shí)電壓非常大，易損壞換能器和發(fā)生器。

二、電壓比較式，代表電路為美國(guó)線路；其通過(guò)對(duì)比電壓正負(fù)相位下的負(fù)載電流大小來(lái)對(duì)壓控振蕩器產(chǎn)生作用，以達(dá)到頻率追蹤的目的；具有頻率追蹤速度中等，追蹤范圍最寬，穩(wěn)定性高，負(fù)載適應(yīng)性中等優(yōu)點(diǎn)。但是，電路中的電壓比較有延時(shí)效應(yīng)，導(dǎo)致追蹤精率不高；并且，換能器兩端電壓較高，易損壞換能器及模具。同時(shí)，啟動(dòng)瞬時(shí)電壓高易損壞換能器及負(fù)載。

三、相位比較式，代表電路為瑞士線路；其通過(guò)對(duì)比換能器電壓與電流相位，用鎖相環(huán)分出相位差并控制壓控振蕩器以達(dá)到追蹤目的；具有頻率追蹤速度中等，穩(wěn)定性高，頻率追蹤精度最高，換能器電聲轉(zhuǎn)換效率高，有輸出電壓箍位電路，對(duì)負(fù)載保護(hù)好等優(yōu)點(diǎn)。但是，電路中的鎖相環(huán)在輸入相位相差90度時(shí)，無(wú)法判定前后時(shí)序，致使壓控振蕩器出現(xiàn)異常，以致于失鎖嚴(yán)重。為解決該問(wèn)題，瑞士線路電箱對(duì)換能器要求嚴(yán)格，且對(duì)匹配電容要求非常高；同時(shí)頻率追蹤范圍窄。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)追頻超聲波焊接電源裝置及其控制方法，旨在解決現(xiàn)有自動(dòng)追頻超聲波焊接機(jī)電源的頻率追蹤精度不高的問(wèn)題。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

一種自動(dòng)追頻超聲波焊接電源裝置，連接換能器組件，其包括輸入模塊、全橋DC-AC模塊、匹配模塊、調(diào)節(jié)模塊和頻率控制追蹤模塊；

所述輸入模塊將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓，全橋DC-AC模塊將直流電壓轉(zhuǎn)換為雙向方波電壓信號(hào)，匹配模塊將雙向方波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為正弦波電壓信號(hào)的超聲波來(lái)驅(qū)動(dòng)換能器組件工作，調(diào)節(jié)模塊控制全橋DC-AC模塊的占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出的功率；頻率控制追蹤模塊對(duì)正弦波電壓信號(hào)的電流相位整形，對(duì)電壓相位整形并計(jì)算若干個(gè)時(shí)序點(diǎn)的相位，根據(jù)電流相位與若干個(gè)時(shí)序點(diǎn)的相位的超前或滯后狀態(tài)、輸出對(duì)應(yīng)的調(diào)整信號(hào)來(lái)控制調(diào)節(jié)模塊改變?nèi)珮駾C-AC模塊的開(kāi)關(guān)頻率，以調(diào)節(jié)輸出頻率并進(jìn)行頻率自動(dòng)追蹤。

所述的自動(dòng)追頻超聲波焊接電源裝置中，所述輸入模塊包括供電電源端、EMI電路和整流濾波電路；

所述供電電源端外接電源，用于輸入交流電；

所述EMI電路對(duì)所述交流電進(jìn)行去噪；

所述整流濾波電路將去噪后的交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓并濾波后輸出給全橋DC-AC模塊。