[实用新型]一种超声波清洗机电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种它激式闭环控制超声波清洗机电路。 

背景技术

超声波清洗技术是指由压电陶瓷所设计成的超声波换能器将超声波发生器电路产生的具有一定频率(＞20KHz)和振幅的电信号转换成机械振动，并将该机械振动传输到清洗溶液中，在清洗溶液中产生空化作用，利用空化作用产生的能量将被清洗工件上的污物剥离从而达到清洗作用。 

现有的超声波发生器电路通常分为两种模式。一种是自激式振荡电路，其特点是电路简单，但振荡频率及输出功率随负载变化较大且无法控制，清洗效果不稳定。另外一种是它激式电路。它激式电路又分为开环和闭环两种。开环模式的特点是电路简单成本低，但由于其频率固定，功率随负载变化大，且容易在清洗槽中产生驻波，清洗效果比较差，对清洗槽腐蚀较大。闭环模式的特点是具有功率和频率反馈，采用PWM和锁相环电路，使得功率稳定，频率随负载变化而改变，加上扫频等控制电路可以在一定程度上改善清洗效果。但是电路相对复杂，体积较大，成本较高。 

所以现有技术的缺点是：一开环模式功率不稳定，清洗效果差，对清洗槽腐蚀较大。二闭环模式电路复杂，体积较大，成本高，而且采用PWM模式导致了输出振幅不稳定。 

因此，需要采用简单电路使超声波清洗机输出功率保持稳定，输出振幅保持稳定，提高了清洗效果，延长清洗槽的寿命，而且使得发生器体积减小，成本降低。 

发明内容

本实用新型的目的是针对闭环式超声波清洗机电路的电路复杂、体积较大、 成本高、输出振幅不稳定等缺点，采用简单的电流反馈闭环回路，使超声波清洗机输出功率和输出振幅保持稳定，提高了清洗效果，延长清洗槽的寿命，并使得发生器体积减小，成本降低。 

依照本实用新型的一个方面，提供了一种超声波清洗机电路，包括交流输入电路、电源滤波器、整流滤波电路、逆变电路、振荡电路，交流输入电路的输出依次经过电源滤波器、整流滤波电路，变成直流信号，该直流信号输入逆变电路，同时振荡电路的输出经过驱动电路，也输入逆变电路，逆变电路输出超声频率的功率信号，该功率信号经输出匹配网络，加在换能器阵列两端，逆变电路另一输出端与振荡电路另一输入端间连接有电流反馈闭环回路。 

在本实用新型的超声波清洗机电路中，所述电流反馈闭环回路可以包括电流检测电路、过流保护电路、电流比较电路、频率调节电路，逆变电路输出信号输入电流检测电路，电流检测电路输出的电流信号一路传输至过流保护电路，如果电流超出限定值，过电流保护电路发出一个信号输入振荡电路，从而停止振荡电路功率输出，电流检测电路输出的另一路电流信号输入电流比较电路，比较的结果传输至频率调节电路，频率调节电路的输出传输至振荡电路，实现振荡频率微调，调节范围是±2KHz。 

在本实用新型的超声波清洗机电路中，所述逆变电路可以是采用推挽电路。 

在本实用新型的超声波清洗机电路中，所述振荡电路中心频率可以为40KHz。 

在本实用新型的超声波清洗机电路中，所述电流检测电路可以采用电阻式电流检测电路。 

在本实用新型的超声波清洗机电路中，所述电流比较电路可以采用比例积分电路。 

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种超声波清洗机电路，包括主电路和振荡控制电路两部分。主电路由交流输入电路100、电源滤波电路200、整流滤波电路300、逆变电路400(如图4所示)和输出匹配电路500(如图5所示)等组成。振荡控制电路由振荡电路600(如图2所示)、电流检测电路10A(如图9所示)、电流比较电路10B(如图6所示)、过流保护电路20、频率调 节电路30(如图7所示)、驱动电路40(如图3所示)、过温保护电路50(如图8所示)、功率控制电路60、脱气电路70、扫频80和超声开关电路90等组成。图1为本实用新型提供的一种超声波清洗机电路原理框图。 

本实用新型提供的一种超声波清洗机电路的工作原理是：工频交流电101和102传输到滤波电路200，滤波后再经201和202传输到整流滤波电路300，其输出的直流信号再由301和302传输至逆变电路400，从而生成了超声频率的功率信号，该功率信号通过401和402被加在经匹配的换能器阵列两端，使得换能器产生超声频率的振动，并在清洗溶液中产生空化作用，从而实现清洗的目的。 

电源滤波器200和整流滤波电路300采用通常的设计方法，逆变电路400可以采用全桥或推挽电路，本实用新型采用包括IGBT和带中心抽头的推挽变压器的推挽电路(如图4所示)，以降低成本。