[发明专利]便携式高压多脉冲超声波发射装置

权利要求书

1.一种便携式高压多脉冲超声波发射装置，包括高压升压电路(1)、脉冲激励电路(2)、单片机电路(3)和超声换能器(4)，其特征在于：单片机电路(3)连接高压升压电路(1)，控制高压升压电路(1)的输出电压，高压升压电路(1)的输出电压再反馈给单片机电路(3)实现输出电压的闭环控制；单片机电路(3)与脉冲激励电路(2)连接，控制脉冲激励电路(2)产生高压脉冲；高压升压电路(1)连接脉冲激励电路(2)，为脉冲激励电路(2)提供高压电源；脉冲激励电路(2)与超声换能器(4)连接，激励超声换能器(4)产生超声波。

2.根据权利要求1所述的便携式高压多脉冲超声波发射装置，其特征在于：单片机电路包括单片机STM32F103C8T6，以及典型复位电路、典型晶振电路和典型JTAG仿真接口电路；单片机STM32F103C8T6的PA1端口输出PWM信号到高压升压电路(1)的PWM-IN端口，PWM信号的产生由单片机STM32F103C8T6采用TIMER2定时器的PWM功能实现，单片机的PA0端口作为单片机电路的FEEDBACK端口用来接收高压升压电路(1)的反馈电压；单片机的PA2和PA3端口用于向脉冲激励电路(2)发送脉冲控制信号。

3.根据权利要求1所述的便携式高压多脉冲超声波发射装置，其特征在于：高压升压电路(1)由MOS管、高频变压器、储能电容、DCR尖峰吸收电路、低通滤波电路和电压反馈电路组成；单片机PA1口连接MOS管的G极，控制MOS管的导通与截止，MOS管S极接地；高频变压器初级绕组连接在MOS管D极和电源之间，DCR尖峰吸收电路并接在高频变压器初级绕组两端用于吸收MOS管关断瞬间初级绕组产生的高压尖脉冲，高频变压器的次级绕组一端接地，一端通过二极管连接储能电容，当MOS管导通时，电源向变压器初级绕组充入能量，当MOS管截止时，高频变压器次级绕组通过二极管向储能电容放电实现升压；储能电容通过并接低通滤波电路滤波后输出稳定的高压直流信号；电压反馈电路并接在储能电容两端，输出反馈电压到单片机的PA0口；电压反馈电路由分压电阻和电容组成，电容与电阻并联后一端接地，另一端串联电阻，然后并联在储能电容两端。

4.根据权利要求3所述的便携式高压多脉冲超声波发射装置，其特征在于：所述的低通滤波电路由一个π型低通滤波电路并联一个一阶阻容低通滤波电路构成，所述的π型低通滤波电路由两个电容和一个电阻构成。

5.根据权利要求1所述的便携式高压多脉冲超声波发射装置，其特征在于：脉冲激励电路(2)由MOS管驱动电路、延时电路、推挽电路和隔离电路组成；MOS管驱动电路是由MOS管驱动芯片IR2110及其外围器件构成的典型悬浮自举升压电路组成，MOS管驱动芯片的输入端HIN和LIN分别连接单片机的PA3口和PA2口，MOS管驱动芯片的高端输出端(HO)通过延时电路连接推挽电路的高端MOS管的G极，控制高端MOS管的导通与截止，低端输出端(LO)通过延时电路连接推挽电路的低端MOS管的G极，控制低端MOS管的导通与截止，推挽电路中高端MOS管的漏极经限流电阻与高压升压电路的输出端相连；推挽电路的输出通过隔离电路连接超声换能器(4)，推挽电路输出高频高压方波脉冲信号，激励超声换能器(4)产生超声波。

6.根据权利要求5所述的便携式高压多脉冲超声波发射装置，其特征在于：所述的延时电路由电阻和二极管并联组成，二极管正极接MOS管的G极。

7.根据权利要求5所述的便携式高压多脉冲超声波发射装置，其特征在于：所述的推挽电路由高端MOS管和低端MOS管连接组成，高端MOS管的源极和低端MOS管的漏极相连，低端MOS管的源极接地。

8.根据权利要求5所述的便携式高压多脉冲超声波发射装置，其特征在于：所述的隔离电路由电阻、电容和二极管组成，两个二极管极性相反并联后一端通过电容与推挽电路的输出相连，另一端经电阻接地。