[發明專利]一種超聲波換能器控制電路、方法及超聲波清洗機

在審

• 申請號: 201911348521.5
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111142434A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 任斌;陳鑫宏;盧耀貴;楊春;譚莉君
• 申請（專利權）人: 深圳市固特超聲技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;B06B1/06;B08B3/12
• 代理公司: 深圳市道勤知酷知識產權代理事務所(普通合伙) 44439
• 代理人: 何兵;饒盛添

1.一種超聲波換能器控制電路，其特征在于，包括：

控制模塊，用于控制匹配輸出模塊輸出的電壓頻率的PWM信號，并調整所述PWM信號，使所述PWM信號以調整后的所述電壓頻率相應的占空比，調整所述匹配輸出模塊輸出的所述電壓頻率；

放大模塊，用于放大所述PWM信號；

驅動模塊，用于根據放大后的所述PWM信號，放大所述匹配輸出模塊的功率；

電源模塊，用于給所述控制模塊、所述放大模塊和所述匹配輸出模塊供電；

穩壓模塊，用于將所述電源模塊提供的電壓轉換成所述控制模塊的工作電壓；

所述匹配輸出模塊，用于給換能器供電；

其中，所述匹配輸出模塊包括一變壓器T1；

所述變壓器T1的初級作為所述匹配輸出模塊的供電輸入端連接所述電源模塊的供電輸出端；

所述電源模塊的一輸出端通過電容C26接地；

所述變壓器T1的次級作為所述匹配輸出模塊的供電輸出端連接所述換能器的供電輸入端。

2.根據權利要求1所述的超聲波換能器控制電路，其特征在于，所述電源模塊包括供電電池和電源適配器；

所述供電電池的正極作為電源模塊的第一供電輸出端連接所述穩壓模塊的供電輸入端、所述放大模塊的供電輸入端以及所述匹配輸出模塊的供電輸入端；

所述供電電池的負極通過電容C5接地；

所述電源適配器作為電源模塊的第二供電輸出端連接所述穩壓模塊的供電輸入端、所述放大模塊的供電輸入端以及所述匹配輸出模塊的供電輸入端，其中，所述電源適配器的供電輸出端通過二極管D3連接所述穩壓模塊的輸入端。

3.根據權利要求1或2所述的超聲波換能器控制電路，其特征在于，所述穩壓模塊包括穩壓管；

穩壓管的接入端作為所述穩壓模塊的輸入端連接所述電源模塊的供電輸出端，同時所述穩壓管的接入端通過電容C7接地；

所述穩壓管的接地端接地；

所述穩壓管的輸出端作為所述穩壓模塊的輸出端通過電感L1連接所述控制模塊的供電輸入端，同時所述穩壓管的輸出端通過電容C1接地；

所述控制模塊包括一單片機；

所述單片機的正電源引腳作為控制模塊的供電輸入端連接所述穩壓模塊的供電輸出端；

所述單片機的接地引腳接地；

所述單片機的第一數據輸入/輸出引腳作為所述控制模塊的信號輸出端連接所述放大模塊的信號輸入端。

4.根據權利要求1所述的超聲波換能器控制電路，其特征在于，所述放大模塊包括三極管Q3和三極管Q5；

所述三極管Q3的基極連接所述三極管Q5的基極，作為所述放大模塊的信號輸入端連接所述控制模塊的信號輸出端；

所述三極管Q5的集電極作為所述放大模塊的供電輸入端連接所述電源模塊的供電輸出端；

所述三極管Q5的發射極連接所述三極管Q5的發射極，作為所述放大模塊的信號輸出端通過電阻R12連接所述驅動模塊的信號輸入端；

所述三極管Q3的集電極接地。

5.根據權利要求1所述的超聲波換能器控制電路，其特征在于，所述驅動模塊包括場效應管Q2；

所述場效應管Q2的柵極作為所述驅動模塊的信號輸入端連接所述放大模塊的信號輸出端；

所述場效應管Q2的源極接地；

所述場效應管Q2的漏極作為所述驅動模塊的輸出端連接所述匹配輸出模塊的輸入端；

同時，所述漏極通過電容C16接地。

6.根據權利要求1至5任意一項所述的超聲波換能器控制電路，其特征在于，所述變壓器T1的初級匝數為10，次級匝數為60。

7.一種超聲波換能器控制方法，其特征在于，包括：

獲取所述換能器的諧振頻率；

以所述諧振頻率為基點，在預設范圍內選取預設數量的頻點；

根據所述頻點，生成所述換能器的工作頻段，并在預設周期內按照所述工作頻段往返切換和輸出所述PWM信號；

根據所述PWM信號，調整所述匹配輸出模塊的所述電壓頻率，使其匹配所述換能器的諧振點。

8.一種超聲波清洗機，其特征在于，包括權利要求1至6任意一項所述的超聲波換能器控制電路。